［摘要］ 水利水电工程对于生态系统胁迫的主要原因，是由于水利水电工程在不同程度上改变了生境多样化，从而导致生物群落多样性的下降，并对水生生物造成一定影响。因此应通过生态设计、生态环境建设、生态监控、生态保护来实现生态修复、生态安全与生态灾难的防治。最终实现我国由工程水利到生态水利的变革，达到人与自然的和谐共处。

［关键词］ 河流 生态修复 水利水电工程

1 水利水电工程对河流生态系统的影响

1.1 河流形态的均一化和不连续化改变了生态环境多样性

所谓河流形态的均一化主要是指自然河流的渠道化或人工河网化。具体表现为［1，2］：①平面布置上，河流形态直线化。即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流或人工河网。采用这种规划设计方法的理由是：直线型的渠道工程量小，同时节省耕地，减少移民搬迁。②渠道横断面几何规则化。把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。规则的渠道断面输水能力强，也可减少占地。设计时易于计算，建设时易于施工。③河床材料的硬质化。渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。防洪工程的河流堤防和边坡护岸的迎水面也采用这些硬质材料。原因是渠道工程中可减少渠水的渗漏，以利节水。光滑的渠坡减少表面糙率，提高输水效率。在岸坡防护方面，采用硬质材料的原因是其抗冲、抗侵蚀性及耐久性好。④河流的裁弯取直工程。

河流形态的不连续化是指在河流筑坝形成水库，造成水流的不连续性。有的河流进行梯级开发，更形成多座水库串连的格局。水库淹没原有的河流两岸的植被，又将搬迁的城镇及废弃的农田沉入库底，未清除的垃圾、工业废料及农药残留统统进入水库。更重要的是，水体在水库中形成相对静水，其流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变化。水库的生态系统比河流生态系统相对要脆弱。

1.2 河流形态多样性降低对生物群落多样性的影响

河流的渠道化和裁弯取直工程彻底改变了河流蜿蜒型的基本形态，急流、缓流、弯道及浅滩相间的格局消失，而横断面上的几何规则化，也改变了深潭、浅滩交错的形势，生态环境的异质性降低，水域生态系统的结构与功能随之发生变化，特别是生物群落多样性将随之降低，可能引起淡水生态系统退化。具体表现为河滨植被、河流植物的面积减少，微生态环境的生物多样性降低，鱼类的产卵条件发生变化，鸟类、两栖动物和昆虫的栖息地改变或避难所消失，这造成物种的数量减少和某些物种的消亡。河床材料的硬质化，切断或减少了地表水与地下水的有机联系通道，本来在沙土、砾石或粘土中辛勤工作的数目巨大的微生物再也找不到生存环境，水生植物和湿生植物无法生长，使得植食两栖动物、鸟类及昆虫失去生存条件。本来复杂的食物链（网）在某些关键种和重要环节上断裂，这对于生物群落多样性的影响将不是局部的，而是全局性的［2，3］。如上所述，河流生态系统的重要特点是系统的整体性，即生态系统的各要素不能被分割而孤立存在。水是河流生态系统的重要要素，是河流生态系统的动脉。当人们开发和利用水资源时，如果硬要把水与生物群落分割开来，放到一个直线线路、规则断面并由人工材料建设的人工河道中，很显然，这种新的河流生态系统将不再具备原来河流生态系统的整体功能和特点。

自然河流的非连续化，造成的影响是将动水生态环境改变成了静水生态环境，二者分别对应着动水生物群落和静水生物群落。由于水库水深远大于河流水深，太阳光辐射作用随水深加大而减弱，在深水条件下，光合作用较为微弱，所以水库生态环境的生态系统生产力较低，物质循环和能量流动都不如河流生态系统那样通畅。水库的淡水生态系统是一个相对封闭的系统，与河流生态系统相比较为脆弱，表现为抗逆性较弱，自我恢复能力也弱。水库形成以后，原来河流上中下游蜿蜒曲折的形态在库区消失了，主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生态环境代之以较为单一的水库生态环境，生物群落多样性在不同程度上受到影响。另外，筑坝以后给洄游鱼类造成了不可逾越的障碍。如果没有建设适合鱼类习性的过鱼设施，将对某些洄游鱼类造成致命的打击。

1.3 下泄流量的减少对水生生物的影响

下泄水量的减少，将导致下游河道水面宽度缩窄，水位下降，河道中流量减少，水生生物栖息环境随之显著改变，从而导致该河段内水生生物栖息环境明显缩小。浮游生物、底栖生物、水生植物的种群结构及生物量都会发生改变，种群缩小、生物生产力降低，由于栖息环境恶化，鱼类区系组成、种群结构等皆有可能受到影响。

此外，发电低温尾水排入坝址下游河段后，将改变原河流的水温条件，这将对鱼类的繁殖产生影响，对鱼类的繁殖影响表现为造成一些鱼类的繁殖时间延后。

2 河流生态修复的研究

20世纪70年代以来，一些发达国家的科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，提出了如何进行补偿的问题，在此基础上产生了河流生态修复的理论与工程实践。我国的河流生态修复正处于起步阶段，在理论和实践方面也进行了有益的探索。按照生态水利工程学理论，河流生态修复的任务，一是水文条件的改善，二是河流地貌学特征的改善［4-6］。其目的是改善河流生态系统的结构与功能，标志是生物群落多样性的提高。一些地区结合河流整治和城市水利工程建设，即与防洪、排水、疏浚、供水、城市景观、水文化、人文历史等工程相结合，开展了河流生态修复示范工程建设。这类工程既具备特定的水利功能，可以满足经济社会发展的需求，同时也兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求，以实现水利功能与生态系统功能的统一［4-6］。

国外修复受损河岸生态系统的研究发展很快。20世纪60年代后期，德国及瑞士认识到传统的水利设计及管理思想是导致河流自然生态系统受损的根本原因，开始进行如何把生态学原理应用于土木工程，修复受损河岸生态系统的实验研究；日本也很早就开始学习欧洲的河道治理经验，并在理论、施工及高新技术的各个领域丰富发展了“多自然型河道生态修复技术”，由此诞生了生态学与土木工程学有机融合的“应用生态工学”及其理论。近年来，我国水利学者也深刻认识到现行水利工程的设计和施工对生态环境的影响，开始探索修复受损河