水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。在能源利用方面，水电相对于火电具有灵活性强，污染小，可再生等优势，水利工程的兴建在能源战略方面有很大的需求。
摘 要：主要对水利工程环境的影响分析和控制措施进行研究。针对水利水电工程特点，对水利工程对环境各方面影响进行客观的分析，并提出改善性建议和治理措施。结合沙畈水库水利工程实例，进行具体的环境影响分析和数据对比，并针对存在问题提出合理的改进建议和控制措施。
关键词：水利政工期刊投稿,水利工程,环境影响分析,控制措施
一、水利工程环境概述
1.水利水电工程特点
水利工程的修建对国民经济和附近地区自然条件的影响大。大水库是一座人工湖，水库蓄水后，一面可以调节当地的气候条件，美化周围环境，另一方面，由于库区周围地下水位升高，对矿井、房屋、耕地有不利影响，同时淹没一部分土地和村庄。水库一旦失事，其危害极大。
水的作用使水工建筑物多样化，建筑物的工作条件也复杂化。水利工程需要修建挡水坝、堤、溢洪道、水闸、取水口、进水口、引水管、渠道、渡漕、筏道、鱼道等多种不同类型的水工建筑物，以实现其目标。水工建筑物由于上下游水位差，水坝受水平推力，还受坝基和坝体内的浮托力和渗透压力;由于水库水面宽阔，产生波浪，波浪对坝产生波浪力;泄流时高速水流对坝体及下游都有冲刷作用;遇地震时，库水产生地震动水压力。多种作用力的存在使建筑物工作运行受较多制约和影响。
水利工程施工条件复杂。要求在整个施工期间，在保证建筑物安全施工条件下让河水改道。(1)施工过程受地形、地质、水文、气象等自然条件的影响很大。施工导流、围堰填筑和基坑排水是施工进度的控制因素。(2)水利水电工程多处于交通不便的偏远山谷地区，远离后方基地，建筑材料的采购运输，成本费用高。(3)水利水电工程施工的工程量大，技术工种多，施工强度高，环境干扰严重，需要反复比较论证优选，才能保证施工质量。(4)施工过程中，石方爆破开挖、隧洞开挖、进水口、调压井、斜洞、缆车、塔吊及水上水下和高空作业等，施工安全工作十分复杂。
2.水利工程环境影响研究的必要性
近几年由于我国经济水平的迅速提高，水利工程凭借其防洪、发电、供水、灌溉等效益和清洁、可再生等优势，在工程建设中的地位日益凸显，投入也在不断增大。但水利工程具有的施工复杂、建筑物多样、工程浩大、移民工作复杂难度大等特点，其建设项目往往会对自然环境、人文环境有一定的影响。在环境影响方面，水利水电工程影响地域范围广阔，影响人口众多，对当地社会、生态环境影响巨大。目前，整个社会对环境问题越来越重视，对环境质量要求越来越高，环境问题已成为水利水电工程建设中的制约性因素。
水利工程会对环境产生很大影响，有些影响还具有长期性和不可逆性。因此，我们要努力寻求减轻其不良影响的措施，改善和保护生态环境，深入研究水利工程环境影响，运用科学有效的方法，通过生态环境保护促进水利建设的健康发展，这样，既充分利用了自然资源，也兼顾了环境的不被破坏，社会、经济、生态效益可以取得共赢。可见，加强水利工程对环境影响的研究有其重要性和必要性。
3.研究课题的提出
水利工程在为人类社会发展带来福祉的同时，也对生态系统产生各种影响，有的甚至是持续而深远的影响。为解决施工中的环境问题，工程建设必须服从生态经济区域的整体规划，并从系统思想出发，积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿，维护水域生态系统的功能。水利工程的环境影响已成为我国环境科学研究的重要领域，这也是水利工作者在从事水利事业的同时要考虑的问题。分析水利工程对环境的影响，目的是正确认识和处理水利工程的各种生态影响，以实现水利工程与环境的协调发展，促进社会可持续发展。
二、水利工程环境影响
1.水质影响
天然河流水质通常酸碱度适中，溶解氧丰富。对河流开发后，对水质将产生多方面的影响。
水库内大体积水体流速慢，滞留时间长。一方面，有利于悬浮物的沉降，可使水体的浊度、色度降低;库内流速慢，藻类活动频繁，呼吸作用产生的CO2与水中钙、镁离子结合并沉淀下来，降低了水体硬度。另一方面，库内水流流速变小，降低了水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力，因此复氧能力减弱，使得水库水体自净能力比河流弱;库内水流流速小，透明度增大，利于藻类光合作用，坝前储存数月甚至几年的水，因藻类大量生长而导致富营养化;被淹没的植被和腐烂的有机物会大量消耗水中的氧气，并释放沼气和大量二氧化碳，同样导致温室效应。
水库建成后，尤其是大型水库水温随水深的变化而发生改变，表层与底层水温相差较大。水库内温度一旦出现分层，库水形成一种密度屏蔽，使底层冷水层变成厌氧微生物层。库内不溶解的固体物质沉降在库底并产生富集现象。库底浮游生物较少，缺乏氧气。
水库周围污染源进入水库，经水库作用，使水质变化更为显著和激烈。水利水电工程建设的施工有很强的时间性，一般选择在枯水期，施工高峰期员工可达数千人，施工人员相对集中，这样施工人员产生的生活垃圾和生活污水若进入水环境，水体COD，BOD5，SS等污染物含量增加，对水质产生不良影响。水库建成后，因水流变缓，水体扩散稀释自净能力降低，水体中污染物浓度增加，入库支流河道污染加重。
2.气候影响
修建水电工程对局气候产生影响己经被客观事实证明。国外研究较早，前苏联在伏尔加河修建的雷宾斯克水库、哥尔柯夫斯克水库做了气候考察和研究，美国、瑞士也对湖泊如密执安湖、莱曼湖进行了大量的研究，说明水库蓄水对周围局地气候有影响，使气温、降水、湿度、风等气象要素发生改变。我国对新安江水库、狮子滩水库、三门峡水库气候效应做了观测和研究，也取得了较多的成果，同样说明水库蓄水对周围小气候的影响是明显的。
水库对气候影响的主要原因是由于形成了一个广阔的水域，蒸发量大，太阳辐射得到调节，使库区及临近区的温度和温度场要素发生改变，从而引起区域小气候状况发生变化。
研究结果表明，其影响范围和程度与水库的规模及水库所处的地理环境有关。水库水体的影响，可使周围陆地性气候得以改善：无霜期延长、温差缩小、降低了最高气温、增加了湿度。有关研究表明，水面上空空气的透明度比成片的房屋群高8%～10%;水面上空紫外线辐射比陆地高30%;水库或水域上的气温在炎热季要降低4～5℃;相对湿度提高10%～15%。近年来国内学者做了大量的观测分析工作，认为水库建成后，在夏季库面和库区周围附近的降水量减少，但距库岸一定距离的地区降水量增加;在水库上风区水边区域降水效应小，对水库腹地和下风地区的降水效应大。
总之，建库后，库区及周围的局地小气候在一定程度上会发生变化。冬季温度升高，夏季温度降低，使年际、月际和日际温差缩小，湿度增加，库周区域的大气变得更加湿润，大气稳定度趋向中性，相当于使强稳定和强不稳定的大气情况出现机会减小。以沙畈为例，事实证明，修建水库产生的“大水体效应”改变了库区的小气候条件。经多年现场观测记载，1月份库区平均气温明显高于非库区，水库平均气温影响的范围达离水面2km，而7月份正好相反，库区平均气温低于非库区，巨大的水体对库区及库区周围气温有冬暖夏凉和增大日夜温差的调节作用，有利于林木及农作物生长和越冬。同时，由于水库形成后，水面蒸发和沾地层湍流输送作用，使库区及库区周围的水汽增加，从而使绝对湿度增大，雾日增多，常出现雾漫东江、云飞雾渡天气。从影响的范围和程度来看，7月份大于1月份，离岸越近，影响越大，且峡谷库段较湖泊库段影响大。
3.降雨量影响
降雨量有所增加，这是由于修建水库形成了大面积蓄水，在阳光辐射下，蒸发量增加引起的。降雨地区分布发生改变，水库低温效应的影响可使降雨分布发生改变，一般库区蒸发量加大，空气变得湿润。一般来说，地势高的迎风面降雨增加，而背风面降雨则减少。降雨时间的分布发生改变，对于南方大型水库，夏季水面温度低于气温，气层稳定，大气对流减弱，降雨量减少;但冬季水面较暖，大气对流作用增强，降雨量增加。
4.对移民的影响
沙畈水库将淹没陆地面积260m2，移民总人数2 000人。移民政策的调整表现为：①农村移民迁到库区以外的经济发达、交通发达地区，现今搬迁移民生活大幅提高。②有一大批移民办起工矿企业很有发展前景。
5.河道的冲刷
河道水流中挟带的泥沙在库内沉积后，下泄清水的冲刷能力加大，将河床刷深，河水位下降，岸边地下水位也相应降低;同时，还可能引起主河槽的游动，或冲刷下游桥基和护岸工程。为此，在多泥沙河流上修建水库，需研究下游河床的演变趋势，并提出适当的处理措施。
三、水利工程环境影响控制措施
(一)防洪工程规划
工程经济效益和环境效益方面应加强，权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系，即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估，改变现行的单一经济技术评估指标体系，以往的治河工程着眼于河流本身，往往忽略了河流湖与岸上生态系统的有机联系，忽视了河流周围的生物群落的存在，也常常忽视了整治后原有生物群落的恢复。因此，在进行防洪工程的规划时，应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中。建议按照“河流生态廊道”的范围进行统一规划、设计和建设。在平时的设计当中除说明需进行常规的水文，地质的测量勘察外，还要补充加强相关范围的生态系统调查的要求，重点是生物群落(动物、植物)的历史与现状调查，对特定的生物群落与水体的相互依存的关系有明确的认识。
(二)工程管理及施工后期的任务
特别要对施工阶段破坏的植被景观及时恢复，制订工区的全面绿化规划，以保护已经形成的生态平衡。在工区范围内的生物圈内，研究生物资源的利用、保护和生产的合理方式，控制规划人群自身的发展，保持生物种群的恰当比例。为降低施工作业对生态系统的冲击，保障生态建设效果的实现，并延长生态工程的寿命，宜强调加强前期的养护和后期的管理，包括维护、监测和评估，并积累数据和经验。
(三)综合性措施
1.在保护和改善生态环境方面
研究设计过鱼的建筑物等设施，研究设计用于人工孵育场和人工产卵场的建筑物，研究设计为改善水生物生境的眷水或排水工程，研究设计入海河口排沙防淤工程，施，研究设计改善坝下低温的建筑物，提高水温的工程措施。在防治水污染方面，通过修建闸坝等工程，合理调节水量，增加环境用水，保证环境要求的水位和流量，提高河流自净能力，建设氧化塘处理工程系统，土地处理工程系统，设计调节水库、污水库、截流工程、增设曝气设备，开挖引水冲污水道等工程等，增加水体稀释自净能力的工程技术措施，如污水深水排放工程，修建多功能的水量调节工程，增加枯水流量，保持环境要求的水位和流量等，研究设计水体增氧的建筑物。
2.在改善景观方面
应用水利美学原理设计形式优美的与景观相协调的水工建筑物。
3.研究设计水利工程，防治疾病发生和流行以及防治病虫害
由于现在社会上对于环境问题越来越重视，认识水平越来越高，通过专门的学科门类来研究水利工程的环境问题及其改善措施，将会使我们的环境保护工作更丰富、更全面、更深入。
随着环境保护意识的增强，人们已经充分认识到保护环境和维持生态平衡对人类生存与可持续发展的极端重要性。当前，水利水电工程师们亟须进一步树立和提高生态与环境保护的意识，充分认识水利水电工程对环境与生态可能产生的重大而潜在的影响，在流域的开发，水利水电工程的规划、设计、施工、调度及水库运行中，均应充分考虑生态与环境的要求，通过专门的学科门类来研究水利水电工程的环境问题及其改善措施，将会使我们的环境保护工作更丰富、更全面、更深入。使工程在造福人类的同时，对生态环境的不利影响降至最小。
四、水利工程环境影响与控制案例
(一)沙畈水库具体内容
沙畈水利枢纽主要承担金华市白沙溪的防洪任务及金华城市供水、灌溉、发电任务。水库正常蓄水位270.06m，相应库容0.7696亿m3，设计洪水位272.97m，校核洪水位273.44m，水库总库容0.8555亿m3。汛期限制水位272.06m，防洪库容0.1342亿m3。工程建成后，利用水库调蓄洪水，削减洪峰，可使下游沿岸的三个乡镇基本免遭50年一遇洪水灾害;
沙畈水利枢纽电站装机容量为10000KW，二级电站装机容量为10000KW，共20000 KW，多年平均发电量4200KWH，主要承担电网调峰，对缓解电网峰谷矛盾具有很大作用。
沙畈水利枢纽水库蓄水后形成3900的广阔水面，改变了当地局部小气候，库区气温、湿度略有增加，雾日减少，区域降水量不变，有利于农作物生长。库区鱼类饵料生物富集，保护水质起一定作用。
(二)水利工程环境影响
1.水库移民
沙畈水利枢纽水库淹没涉及一个乡、5个村、全库区淹没耕地2160亩，搬迁安置人口2000人。
2.对气候的影响
水库蓄水后将形成与以前不同的局部小气候，区域降水量变化不大，略有调整，影响距离18.5km;库区气温、湿度略有增加，雾日增加，霜日减少，但有利于农作物生长。
3.对水体水质的影响
库区现状经济比较落后，工矿企业极少，更无大型工矿企业，居住人口极少，河段水体为轻度污染，主要污染物为悬浮物。水库蓄水后，到2013年水体水质为2级水源，水库水质为贫营养型。但库区居民居住、卫生条件较差。
4.工程施工会造成水土流失
在工程建设过程中，由于开挖、爆破等，扰动和破坏了原地貌，一定程度上加剧了建设区水土流失，在施工期间可能造成水土流失量为125万t。
5.施工区的污染影响
施工区污染主要有水污染、大气污染、噪声污染、固体废弃物等。
6.断流对下游生态与环境的影响
因电站蓄水后下游13公里河道断流，对下游生态与环境造成一定影响。为了下游生产生活用水利用装机500KW小电站发电供水。
五、结论与展望
生态与环境是当前全社会十分关注的问题。关注生态，是经济社会高度发展后人们思想认识的升华所产生的必然结果。作为水利水电工作者，我们的一项重要任务就是保护生态，促进人与自然和谐相处。对社会各界关于大型水利水电工程建设的不同看法，我们应持欢迎态度。但同时，对偏激的、全盘否定大坝的错误观点也决不能苟同。发展是第一位的，在发展中应牢记新的可持续发展的理念，以科学的发展观来统领新时期水利水电事业，实现可持续发展。
水利建设不可避免地在一定程度上改变了自然面貌和生态环境，使已经形成的平衡状态受到干扰破坏。水利工程师的职责是研究由平衡状态到不平衡状态再到平衡状态的发展规律。只要遵循“因势利导，因地制宜”的原则，合理规划，周全设计，精心施工，加强科学管理，大多负面影响都可以得到缓解。
水利工程带来的环境问题千变万化，只要没达到极度恶化的程度，就总能找到解决的办法。水利工程能否带来环境效益，能否把对环境的负面影响降低到最低限度是衡量水利工程建设成败的重要标志之一。因此，我们必须充分发展和应用现代科学技术，深入研究自然与生态的平衡机制，研究人类改变自然时对生态的近期和长远的影响。
为了建立生态环境友好的大型水电工程建设体系，需要重点进行以下工作。
(1)对能源的开发，不可仅仅盯着眼前的、局部的经济利益，而应该着眼长远，对整个生态系统负责。应按照“大水利”思路制定总体规划，彻底改变“技术经济最优”的工程目标。工程项目的选择、建设和运营都要真正体现生态效益、经济效益、社会效益的统筹兼顾。(2)完善有关法律，在不宜进行水电项目建设的自然保护区、风景名胜区、地质公园、森林公园、世界遗产区、生态功能区以及其他需要进行保护的区域内，划定保护河段和保护流域区，禁止进行水电工程建设和其他大型工程建设。应真正把加强地区的生态建设与环境保护作为根本点和切入点，对严重破坏和影响生态环境、国家自然保护区、国家风景名胜区和世界遗产的水电建设项目，应该重新进行评估和审查。(3)因地制宜，确定适当的开发目标。过去的水力资源规划，按照流域梯级开发模式，往往追求100%的开发率。由于移民和耕地的补偿费用会越来越高，因此考虑社会稳定和保护耕地资源，在规划时应因地制宜、选择适当的开发目标，对于移民和淹没耕地少、生态环境问题少的河流，可以100%地开发;对于移民和淹没耕地多、生态环境问题大的河流，可以放弃部分河段的开发。参照多数发达国家的情况，水电资源平均开发率为70%～80%是可行的。(4)研究和完善移民政策，使移民能长期共享水电开发的效益。我国水库移民经历了安置型和开发型两个阶段，国家还出台了库区后期扶持政策。为了解决好移民能走上可持续发展的道路，有专家建议研究“投资型”移民政策。其主要思路是将淹没的土地、房屋及其他有价设施进行评估，加上对生态环境的补偿作为股份，参与水电开发建设，使移民和开发方形成利益共同体，使移民能长期共享水电开发的效益。建设期安置移民的费用通过预支若干年应得的收益来解决。移民区地方政府和移民代表作为股东参与工程建设的决策管理。这一建议值得研究探索。
总之，兴修水利工程本身就是对其进行良性改造，使之朝着有利于人类的健康方向发展，但是兴修大型水利工程，势必要打破原有的生态平衡，关键是我们在工程的施工过程中，怎样尽最大努力去减小人类对环境的不良影响。生态化建设走入水利工程当中来，无疑是将水利工程简单的“防洪减灾”的功能拓展至既防洪又与环境和生态建设规划在一起，这是现在水利工程的一个新特点。随着社会的迅速发展，水利工程和城市规划在一起，这也是现在水利工程的一个新特点。随着城市规模迅速扩大，工矿企业的逐年增加，水利工程的生态化建设，对保护人民的生命和财产安全、减少洪涝灾害以及为经济发展起到重要的作用，以致于更好地发挥工程的社会效益和环境效益，能够更好地造福于人民。
参考文献：
[1]杨琏，章慧倩.昆明市中小型水利工程环境影响特征及其对策[J].环境科学导刊，2001(21)：19-22.
[2]李友辉，董增川，陈敏建.基于能值分析的水利工程环境影响经济评价[J].水利水电技术，2008(3)：17-20.
[3]薛达元，包浩生，李文华.长白山自然保护区生物多样性非使用价值评估[J].中国环境科学，2000，20(2)：141-145.
[4]欧阳志云，王效科，苗鸿.中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究[J].生态学报，1999，19(5)：607-613.
[5]王菊.水利工程生态环境影响价值分析.吉林大学博士学位论文，2002：2-25.
[6]厉以宁等著.环境经济学，北京：中国计划出版社，1995：280-286.
