论文摘要：随着现代工程技术水平的不断提高，人类对河流进行了大规模的开发利用，兴建了一大批水库和跨流域调水工程。这些水利工程，特别是大坝一方面给社会带来了巨大的经济效益和社会利益，另一方面也不同程度地破坏了人类赖以生存的自然资源和生态环境。因此，如何趋利避害，充分发挥水库的效益，减免对环境的负面影响，是应认真考虑的问题。

本文针对水利工程建设中由于兴建大坝产生的泥沙与生态环境问题，分析探讨应对的工程措施。

论文关键词：大坝 泥沙淤积 生态环境 工程措施

1.引言

“大坝与生态”是人与自然和谐相处中的一个重要课题。从普遍意义上讲，修建大坝可能带来的生态问题主要有移民、对泥沙和河道的影响、对大气的影响、水体变化带来的影响、对鱼类和生物物种的影响、对文物和景观的影响、地质灾害、溃坝等八个方面[1]。

对泥沙和河道的影响，这是目前讨论大坝与生态问题的文章中很少提及的。事实上，泥沙对于河势、河床、河口和整个河道的影响，从生态角度讲，是修建大坝产生的最根本的影响。在河流上建坝，阻断了天然河道，导致河道的流态发生变化，进而引发整条河流上下游和河口的水文特征发生改变，这才是建坝带来的最大生态问题，也是最令人担忧的问题。

2.泥沙淤积分析

当河道上修建了雍水建筑物之后，诸如大坝。随着库区水位的抬高，水流的过水断面增大，水力坡度变缓，纵向流速和紊动流速都大大地减小。原河道水流特性的这种改变，降低了水流的挟沙能力，也改变了原河道的泥沙运动条件，导致了部分悬移质和推移质泥沙逐渐沉淀，造成水库淤积。

水库淤积问题在多沙河流（例如黄河、永定河），水土流失严重地区（嘉陵江流域）和推移质输沙量较高的河流（如岷江）显得较为突出。黄河干流大型水库的淤积量多占水库总库容的50%以上。

水库淤积一方面降低了水库利用效果，同时，大量泥沙沿途淤积河床，影响行洪，通航，威胁着两岸人民的生产生活安全。由于生态环境遭到严重破坏，水土流失加剧，导致以洪水泥沙灾害为主的自然灾害频繁发生，且范围广，破坏力强。与此同时，另一方由于减轻了下游河道的淤积。也产生了近些年来较为关注的环境问题，比如：对下游鱼类和生物物种的影响及土壤盐碱化的问题。

最常见的水库泥沙淤积问题是河流输移含量高的悬浮泥沙或挟带的粗沙，细沙，淤泥和粘土沉积于大坝所形成的水库内，根据流域类型，面积和平均降雨量等特征，河流输移的泥沙含量变化范围可从百万分之几百到百万分之几千，河流输移的泥沙80%—90%比细沙还细，因此，这些泥沙经长距离的输移进入水库，并以颗粒沉降速率逐渐沉积下来，水库泥沙主要来自这部分粗沙沉积于库尾，形成三角洲，随着水挟带的泥沙沿河床推移，逐渐向水库中进一步推移。

坡岸不稳定且河床坡度比较陡的河流中，泥沙主要由大块石和很细的颗粒组成。通常，在这样的地区，陡的河床坡度加上气旋影响所产生的暴雨，会导致河水中的泥沙和碎石急剧增加，有时会导致河岸漫溢。泥石流或类似溃坝的情况。泥沙的主要来源是流域内的地面土壤侵蚀，某些情况下还会造成河岸严重坍塌。

另外，世界上许多地方，人类的活动导致森林大量砍伐，植被遭破坏，使侵蚀和输沙率急增，水库中的沉积泥沙也会显著增加。

3.泥沙淤积对环境的影响

3.1自然灾害频繁

自上世纪50年代起，中国在黄河干流修建了13个水坝工程，其中包括泥沙界著名的1960年建成的三门峡水库与2001年竣工的小浪底水库。在长江干流上，三峡工程正在建设，2003年已开始蓄水，2009年将全部建成。这些工程具有重大效益，也给长江，黄河的自然形态带来深刻变化。

以丹江口水库为例说明水库建设带来的泥沙淤积，并由此带来的自然灾害问题[2]。据测算，1960——1994年，丹江口水库泥沙淤积量达14137亿m3,占水库总库容的7%,而且有逐年增加之势。汉江流域年均输沙量5130万t,丹江流域年均输沙量415万t,丹江口水库每年将面临554万t的泥沙淤积。根据资料，19世纪以来，该区水涝灾害平均5年发生1次，新中国建立后平均2年1次，近10年几乎1年1次。90年代末与80年代中后期比，灾害影响范围由5121万hm2扩大到162133万hm2,扩大了31倍。灾害破坏力强，如2002年6月9日，宁陕，佛坪，镇安等地普降特大暴雨，形成洪水灾害，泥石俱下，摧毁路桥，造成数月交通瘫痪，损失严重。

3.2土地盐碱化问题

水库在修建中通过筑堤建库、疏通河道等措施，虽然保护农田免受淹没冲刷等灾害，通过拦截天然径流、调节地表径流等措施补充了土壤的水分，改善了土壤的养分和内热状况。

但是水利工程对土壤环境的影响有利有弊，它也将使下游平原的淤泥肥源减少，上壤肥力下降。同时输水渠道两岸由于渗漏使地下水抬高，造成大面积土壤的久生盐碱化和沼泽化。

以三门峡水库为例说明水库建设带来的泥沙淤积，并由此产生的土壤盐碱化的问题[3]。

水库于1960年蓄水，一年半后，15亿t泥沙全部淤在潼关——三门峡河段，潼关河床抬高4.5m淤积带延伸到上游的渭河口，形成拦门沙，两岸地下水位也随之抬高，从而造成两岸农田次生盐碱化。

三门峡工程失败的直接结果，是对黄河河流生态环境、特别是中下游流域生态环境的严重破坏：黄河三门峡至潼关的淤积泥沙至今没有解决；关中平原50多万亩农田的盐碱化；水库淹没了大量的农田；水库毁掉了文化发祥地的珍贵文化古迹；黄河航运的中断。

3.3对鱼类的影响

水利工程建设改变了库区和下游泥沙的输移和沉积模式，大量的泥沙被拦截在坝内水库中，引起下游泥沙输送量的下降，并改变泥沙的粒级组成。输水、输沙条件的变化也导致其携带的营养物人海量的变化，影响鱼类种群的数量，导致渔业产量下降。修筑堤坝后产卵场的泥沙沉积，对底层产卵鱼类而言，如鲑鱼，需要持续渗出含氧水的干净砂砾。但是修筑堤坝后降低河流流速，无论是在蓄水部分或是坝下，都会增加砂砾沉积的危险。这样减小泥沙的自然冲刷及降低水的渗透率这些因素，一起会限制产卵的成功。另外在修筑堤坝后切断了回游性鱼类的回游通道：水库深孔下泄的水温较低，影响回游鱼类的生长和繁殖：下泄清水，影响了下游鱼类的饵料；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。

比如，在黄河干流上已建和在建的大型水库有10多座，按照水库调节流量的原则，这些水库应保证洪水期洪峰得到消减不产生洪水灾害，枯水期流量增大而维持正常水面和水深。但事实是，上游大坝的拦蓄及黄河的梯级开发，再加上流域降雨量减少，黄河近年来断流频繁，严重破坏了下游地区流域的生态环境条件。例如，由于黄河径流量不断减少，营养物质输人水平下降，河口水域饵料生物量降低，造成1960年后渔业资源严重减产。

此外长江虽然源远流长，水量丰沛，但在上游梯级水利工程建设、通江湖泊围垦、淤积、江湖阻隔等多重因素的作用下，长江实际可供流淌的地方比自然状态大大减少，按中水位计算中下游的洪泛平原就丧失了8