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[摘 要]平原河流梯级开发在满足社会需求的同时，还对区域生态环境具有一定的作用。针对河流水电开发对生态环境的影响，从河川流量、泥沙输移、水环境以及水生物等几个方面影响，本论文提出平原河流梯级建设的生态影响的重要意义。
[关键词]平原河流 生态 问题研究
中图分类号：D296.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0308-01
平原河流梯级开发在满足社会需求，推动经济发展的同时，对区域生态及环境系统也具有一定的影响，因而加强梯级开发与环境间的相互作用研究，明确其机理和过程，对于实现水系开发与环境保护相协调，确保可持续发展具有重要意义。
一、平原河流梯级开发与水资源利用
河流梯级开发，可以调节水资源的时空分布，有利于其利用效益的提高。杨大庆等[1]在对西伯利亚Yenisei河径流特征的研究中发现，由于4座大坝的调节， Angara峡谷夏季高峰流量减少15%～30%，寒冷季节枯水流量增加5%～30%； Yenisei河上游的两座大型水库的运行使其夏季径流减少10%～50%，冬季流量增加45%～85%。Ye等[2]在Lena河、赵业安等[3]在黄河流域的研究中也得出了相似的结论。
但河流梯级开发需要有计划、有步骤地进行才能达到提高水资源利用效益的目的。当前的河流梯级开发中，由于部分河流（或流域）没有制订资源开发中长期规划，缺少统一管理，致使在短期利益和局部利益驱动下，河流梯级开发呈现无序状态。如在岷江上游长约340km的干流上，竟有10多级水电站建成或在建，且分属于不同的业主（如华能集团、岷江水电、四川电力等）。投资主体多元化，在一定程度上有助于缓解国家建设资金的紧张，但由于利益主体不同，相互之间缺乏有效的协调合作机制；而河流水系的时空连续性，以及区域水资源的有限性，要求不同业主之间紧密协作，才能发挥梯级工程的最大效益，因此，在枯水季节来水的调度协调及汛期的风险分担问题上可能会出现一定的利益冲突，无法实现梯级开发的实时统一管理和调度，从而也不利于河流梯级开发的效益最大化。
二、平原河流梯级开发与泥沙输移
流域梯级开发，一般工程浩大。大量人力物力的投入，对区域造成剧烈扰动，影响物质和能量的再分配过程。从生态学角度讲，泥沙对于河势、河床、河口和整个河道的影响，是修建大坝产生的最根本的影响，也是最令人担忧的问题。庞增铨等认为河流梯级开发，致使河流渠道化，从根本上改变了河流的水动力条件，流量减少，流速减缓，泥沙沉积增加。Williams等认为大坝的存在改变了其下游的径流模式，增加坝下河床细粒度物质的侵蚀程度，但对洪峰的影响减小。Williams通过对美国Nebraska州North Platte河河道的量化研究，认为水文情势改变对河道产生的修正作用是造成河道萎缩的主要原因。而Kondolf等认为大坝的存在，打断了河流泥沙传输的连续性，使得过库水流处于泥沙不饱和状态，加剧对下游河道的侵蚀，并认为Stony Creek河河道形状由麻花型演变为现在的单线型主要是由于Black Butte大坝导致“饿水“（Hungery Water）冲刷的缘故。赵业安等通过对黄河上游大型工程对下游冲积河流影响的研究认为：上游水库调节径流拦截泥沙，对水库下游河道具有巨大的扰动作用，主要表现在水库拦沙期造成清水冲刷；水库滞洪排沙运行期造成下游河道淤积增加。而窦贻俭等在曹娥江干、支流上游的研究表明，水利工程使流域年径流量较原来天然状态下略有减少，年内径流趋向均化，泥沙呈减少趋势。
除了河流泥沙沉积外，河流梯级开发还通过开山取土、弃渣堆放、及水库淹没等对库区生态环境施加影响，但针对这些因素可能产生的结果，一般只是在项目规划过程中进行一些相关工作，对于工程建设过程中及竣工后由于种种原因所造成的水土流失等危害的研究较少，且缺少量化数据、指标的支持；而水利工程施工对区域水土流失可能产生的影响，目前还鲜见报道，因而需要加强相关研究，以便明确水利工程施工对区域水土流失的贡献率。
三、平原河流梯级开发与环境污染
1.河流梯级开发与水质污染
我国目前各大河流水体污染严重， TP、TN浓度普遍较高，部分水体中的营养盐浓度已经达到了湖库发生富营养化的水平，而河流梯级开发，改变河流流态，降低水体流速，为富营养化的形成提供了有利条件。另外河流梯级开发的经济磁场效应，可能会带动区域工矿业及城镇化的发展，进而提升工农业及生活用水排放量，加大入库污染物流量，加速水体富营养化状态的形成，如猫跳河梯级水库及乌江渡水库。
2.河流梯级开发与水环境容量
库区水环境容量的变化 在一定程度上，水环境容量的大小可以通过水质状况得以体现。河流梯级开发，使库区河道水流流态及其介质条件发生了变化。水流流态的变化，如流速减缓，流量降低，导致水流中携带的固相颗粒物下沉，而水介质条件的改变，使某些溶解态物质也会从水体中析出下沉，从而使入库量不断增加，出库量不断减少。农田土壤具较高的N、P、K等离子含量，水库蓄水后，这些粒子从淹没区的农田土壤中析出将增加库水污染物的浓度，导致水质及水环境背景值变化，对区域水环境容量造成一定的冲击。此外，水环境地球化学场和动力场的变化，会降低水体对某些污染物的降解自净能力，加上流域梯级开发带动的产业发展导致污染负荷增加，水体污染物滞留面比例可能累积增加，从而降低水环境容量。
四、平原河流梯级开发与生物
1.对水生动物的影响
水生动物，特别是鱼类，对水温、水流、水深及营养物质等都有一定的要求，如果这些生态环境条件发生改变，水生生物资源，尤其是鱼类资源将会受到一定影响。
2.对水生植物的影响
水库蓄水对水生植物的影响主要是对浮游植物和高等水生植物的影响。水库在蓄水初期，对浮游植物区系组成、生物量、初级生产力等都产生影响，并常因藻类的大量繁殖而加速富营养化过程。对高等水生植物，主要是通过淹没，间接改变了水域的形态特性、土壤、水的营养性能、水位状况和原始种源，从而影响了高等水生植物的生存和生长。另外，建库后水文、水温、水质和底质的变化对底栖生物的组成及生物量也产生巨大影响，据1990、1994年对东江水库库中、库尾及坝下共10个检测断面的分析结果，由于水体环境的变化，建库后库区水生微生物分离出异养菌种类较建库前增加了将近1倍，数量上增加了3～4倍，而藻类较建库前增加了44属。而陈国阶等认为三峡工程淹没对植物的影响主要是原产地的影响，对物种消亡的影响不存在，但工程移民对植被造成巨大的承受压力，对物种的影响也将增大。
总之，河流梯级开发，对系统进行了物质和能量的输入及重新分配，打破了系统的平衡。对于这种人为干扰所造成的生态及环境变化，有人持否定态度，有人持肯定态度，观点不一。笔者认为，自然界是不断变化的，所谓的平衡和稳定只是一种相对状态，并且平衡的、稳定的状态并不一定是系统的最佳状态，如干旱区荒漠化环境，虽然是一种平衡稳定状态，但其环境恶劣，生态环境脆弱；而原始林中林窗的出现，反而会更有利于森林植被的更新演替。张福锁等发现，适度胁迫反而更有利于烤烟、小麦等农作物的茁壮成长，提高产量。因而不破不立，外来扰动对流域生态系统及生态环境所造成的胁迫，并不一定会使系统发生逆行演替，甚至崩溃，反而有可能调整系统的生境条件，有利于生态系统的进一步演替。当然，干扰必须适度。
参考文献
[1] 王西琴，刘昌明，杨志峰1生态及环境需水量研究进展与前瞻[J]1水科学进展，2012，13（4）：507-5141
[2] 窦贻俭，杨 戊1曹娥江流域水利工程对生态环境影响的研究[J]1水科学进展，2009，7（3）：260-2671
[关键词]平原河流 生态 问题研究
中图分类号：D296.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0308-01
平原河流梯级开发在满足社会需求，推动经济发展的同时，对区域生态及环境系统也具有一定的影响，因而加强梯级开发与环境间的相互作用研究，明确其机理和过程，对于实现水系开发与环境保护相协调，确保可持续发展具有重要意义。
一、平原河流梯级开发与水资源利用
河流梯级开发，可以调节水资源的时空分布，有利于其利用效益的提高。杨大庆等[1]在对西伯利亚Yenisei河径流特征的研究中发现，由于4座大坝的调节， Angara峡谷夏季高峰流量减少15%～30%，寒冷季节枯水流量增加5%～30%； Yenisei河上游的两座大型水库的运行使其夏季径流减少10%～50%，冬季流量增加45%～85%。Ye等[2]在Lena河、赵业安等[3]在黄河流域的研究中也得出了相似的结论。
但河流梯级开发需要有计划、有步骤地进行才能达到提高水资源利用效益的目的。当前的河流梯级开发中，由于部分河流（或流域）没有制订资源开发中长期规划，缺少统一管理，致使在短期利益和局部利益驱动下，河流梯级开发呈现无序状态。如在岷江上游长约340km的干流上，竟有10多级水电站建成或在建，且分属于不同的业主（如华能集团、岷江水电、四川电力等）。投资主体多元化，在一定程度上有助于缓解国家建设资金的紧张，但由于利益主体不同，相互之间缺乏有效的协调合作机制；而河流水系的时空连续性，以及区域水资源的有限性，要求不同业主之间紧密协作，才能发挥梯级工程的最大效益，因此，在枯水季节来水的调度协调及汛期的风险分担问题上可能会出现一定的利益冲突，无法实现梯级开发的实时统一管理和调度，从而也不利于河流梯级开发的效益最大化。
二、平原河流梯级开发与泥沙输移
流域梯级开发，一般工程浩大。大量人力物力的投入，对区域造成剧烈扰动，影响物质和能量的再分配过程。从生态学角度讲，泥沙对于河势、河床、河口和整个河道的影响，是修建大坝产生的最根本的影响，也是最令人担忧的问题。庞增铨等认为河流梯级开发，致使河流渠道化，从根本上改变了河流的水动力条件，流量减少，流速减缓，泥沙沉积增加。Williams等认为大坝的存在改变了其下游的径流模式，增加坝下河床细粒度物质的侵蚀程度，但对洪峰的影响减小。Williams通过对美国Nebraska州North Platte河河道的量化研究，认为水文情势改变对河道产生的修正作用是造成河道萎缩的主要原因。而Kondolf等认为大坝的存在，打断了河流泥沙传输的连续性，使得过库水流处于泥沙不饱和状态，加剧对下游河道的侵蚀，并认为Stony Creek河河道形状由麻花型演变为现在的单线型主要是由于Black Butte大坝导致“饿水“（Hungery Water）冲刷的缘故。赵业安等通过对黄河上游大型工程对下游冲积河流影响的研究认为：上游水库调节径流拦截泥沙，对水库下游河道具有巨大的扰动作用，主要表现在水库拦沙期造成清水冲刷；水库滞洪排沙运行期造成下游河道淤积增加。而窦贻俭等在曹娥江干、支流上游的研究表明，水利工程使流域年径流量较原来天然状态下略有减少，年内径流趋向均化，泥沙呈减少趋势。
除了河流泥沙沉积外，河流梯级开发还通过开山取土、弃渣堆放、及水库淹没等对库区生态环境施加影响，但针对这些因素可能产生的结果，一般只是在项目规划过程中进行一些相关工作，对于工程建设过程中及竣工后由于种种原因所造成的水土流失等危害的研究较少，且缺少量化数据、指标的支持；而水利工程施工对区域水土流失可能产生的影响，目前还鲜见报道，因而需要加强相关研究，以便明确水利工程施工对区域水土流失的贡献率。
三、平原河流梯级开发与环境污染
1.河流梯级开发与水质污染
我国目前各大河流水体污染严重， TP、TN浓度普遍较高，部分水体中的营养盐浓度已经达到了湖库发生富营养化的水平，而河流梯级开发，改变河流流态，降低水体流速，为富营养化的形成提供了有利条件。另外河流梯级开发的经济磁场效应，可能会带动区域工矿业及城镇化的发展，进而提升工农业及生活用水排放量，加大入库污染物流量，加速水体富营养化状态的形成，如猫跳河梯级水库及乌江渡水库。
2.河流梯级开发与水环境容量
库区水环境容量的变化 在一定程度上，水环境容量的大小可以通过水质状况得以体现。河流梯级开发，使库区河道水流流态及其介质条件发生了变化。水流流态的变化，如流速减缓，流量降低，导致水流中携带的固相颗粒物下沉，而水介质条件的改变，使某些溶解态物质也会从水体中析出下沉，从而使入库量不断增加，出库量不断减少。农田土壤具较高的N、P、K等离子含量，水库蓄水后，这些粒子从淹没区的农田土壤中析出将增加库水污染物的浓度，导致水质及水环境背景值变化，对区域水环境容量造成一定的冲击。此外，水环境地球化学场和动力场的变化，会降低水体对某些污染物的降解自净能力，加上流域梯级开发带动的产业发展导致污染负荷增加，水体污染物滞留面比例可能累积增加，从而降低水环境容量。
四、平原河流梯级开发与生物
1.对水生动物的影响
水生动物，特别是鱼类，对水温、水流、水深及营养物质等都有一定的要求，如果这些生态环境条件发生改变，水生生物资源，尤其是鱼类资源将会受到一定影响。
2.对水生植物的影响
水库蓄水对水生植物的影响主要是对浮游植物和高等水生植物的影响。水库在蓄水初期，对浮游植物区系组成、生物量、初级生产力等都产生影响，并常因藻类的大量繁殖而加速富营养化过程。对高等水生植物，主要是通过淹没，间接改变了水域的形态特性、土壤、水的营养性能、水位状况和原始种源，从而影响了高等水生植物的生存和生长。另外，建库后水文、水温、水质和底质的变化对底栖生物的组成及生物量也产生巨大影响，据1990、1994年对东江水库库中、库尾及坝下共10个检测断面的分析结果，由于水体环境的变化，建库后库区水生微生物分离出异养菌种类较建库前增加了将近1倍，数量上增加了3～4倍，而藻类较建库前增加了44属。而陈国阶等认为三峡工程淹没对植物的影响主要是原产地的影响，对物种消亡的影响不存在，但工程移民对植被造成巨大的承受压力，对物种的影响也将增大。
总之，河流梯级开发，对系统进行了物质和能量的输入及重新分配，打破了系统的平衡。对于这种人为干扰所造成的生态及环境变化，有人持否定态度，有人持肯定态度，观点不一。笔者认为，自然界是不断变化的，所谓的平衡和稳定只是一种相对状态，并且平衡的、稳定的状态并不一定是系统的最佳状态，如干旱区荒漠化环境，虽然是一种平衡稳定状态，但其环境恶劣，生态环境脆弱；而原始林中林窗的出现，反而会更有利于森林植被的更新演替。张福锁等发现，适度胁迫反而更有利于烤烟、小麦等农作物的茁壮成长，提高产量。因而不破不立，外来扰动对流域生态系统及生态环境所造成的胁迫，并不一定会使系统发生逆行演替，甚至崩溃，反而有可能调整系统的生境条件，有利于生态系统的进一步演替。当然，干扰必须适度。
参考文献
[1] 王西琴，刘昌明，杨志峰1生态及环境需水量研究进展与前瞻[J]1水科学进展，2012，13（4）：507-5141
[2] 窦贻俭，杨 戊1曹娥江流域水利工程对生态环境影响的研究[J]1水科学进展，2009，7（3）：260-2671