工程建設的環(huán)境影響淺析

摘 要:在土木工程發(fā)展日益增速的今天，工程建設與環(huán)保越來越受到重視。本文以水電工程開發(fā)為例，通過分析水電開發(fā)工程行為，將水電工程的環(huán)境影響分為短期和長期影響并進行了敘述。

關鍵詞:土木工程水電環(huán)境影響

中圖分類號:TV31文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0144-02

1 引言

所謂土木工程，是建造各類工程設施的科學技術的統(tǒng)稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養(yǎng)維修等技術活動;也指工程建設的對象，即建造在地上或地下、陸上或水中，直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務的工程。它關系到人類生產(chǎn)生活的方方面面，與人類文明發(fā)展密不可分。

自生存方式由采集漁獵轉變?yōu)檗r(nóng)耕畜牧以后，人類文明進入了高速發(fā)展的階段，現(xiàn)在人類已經(jīng)成為地球上所有生命中最杰出的一種[1]。伴隨著文明發(fā)展進程的加速，人類改造生存環(huán)境的速度也相應提升，房屋、道路、橋梁、運河、堤壩、電站、各類工廠以及農(nóng)牧場等密切關系到人類賴以生存和繁衍的各種工程設施正在以極高的速度改變或替代自然環(huán)境。新形勢對于土木工程的發(fā)展也提出了新的要求——環(huán)境友好。

今年1月29日，《中共中央國務院關于加快水利改革發(fā)展的決定》正式公布。這是新世紀以來的第8個中央一號文件，也是新中國成立62年來中共中央首次系統(tǒng)部署水利改革發(fā)展全面工作的決定[2]。在可預見的未來，水利水電設施將會得到空前的發(fā)展，此時對于工程建設環(huán)境影響的關注也顯得尤為重要。

2 水電建設工程行為

2.1 施工準備

施工準備階段主要收集編制工程可行性研究報告所需的基礎信息，其中最重要的是進行水電工程所在區(qū)域的工程地質勘探，確定水電開發(fā)規(guī)模并為下一步確定水電工程廠房、壩址、引水路線、施工進出場道路、取土采石場、臨時堆場以及棄渣場的總體布局提供依據(jù)。

2.2 基礎施工

(1)道路施工。

水電開發(fā)工程所在地一般距城鎮(zhèn)較遠，所需的人力和物力資源流動一般需要拓寬甚至新修公路以滿足工程建設的需要。

(2)采石取土。

水電工程建設項目都需要大量的土石方，少則數(shù)萬方多則上百萬方。若工程建設區(qū)域土壤和石料材質復合工程建設需要，本著節(jié)約的原則從經(jīng)濟角度考慮，則會從工程建設區(qū)域選取合適的采石場及取土場所，采挖工程建設所需的材料。

2.3 主體施工

(1)水壩建設。

所有的水電工程均需建設一定高度的水壩，依據(jù)工程涉及河流的水文特性，對河流進行導流、截流，而后修筑大壩。一般情況下，導流方式分三個階段:初期導流采用枯水期斷流、土石圍堰擋水，導流隧洞泄流;中期導流采用大壩壩體擋水，導流隧洞泄流;后期導流采用大壩壩體擋水，溢洪道泄流。

(2)引水設施。

山區(qū)水電由于地形以及河流水量等方面的限制，多數(shù)只能進行引水式開發(fā)，一般采用管道引水，部分工程采用明渠引水，部分采用管道引水的電站需要開掘引水隧洞以穿過山體。

(3)管理設施。

水電工程建設需要修建廠房以安放、管理水電發(fā)電機組，并為電站管理人員修建值班室，較大型的水電站除廠房外需要單獨修建管理人員生活區(qū)，配備生活所需的基本構筑物。

3 水電建設環(huán)境影響

3.1 短期影響

(1)水環(huán)境。

水電建設對于水環(huán)境的短期影響主要存在于施工建設期，直接產(chǎn)生的污水主要包括:①施工人員生活產(chǎn)生的生活污水，主要使地表水環(huán)境質量的化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮和懸浮物這幾項水質指標惡化;②施工機械以及車輛的沖洗水，主要影響懸浮物和石油類兩項水質指標;③砂石料沖洗水、混凝土攪拌廢水以及基坑廢水等，主要影響pH值、懸浮物等水質指標。

對水環(huán)境的間接影響主要為:①河水沖刷導流洞及土石圍堰攜帶部分泥沙;②堆場及棄渣場設置不合理或未按要求進行攔、擋及壓實作業(yè)，而導致土石、廢棄建材進入水體、③工程施工時形成裸地，遇降雨天氣大量地表土壤被剝離隨雨水進入地表水體等。這三類雖然為間接影響，但其對懸浮物這項指標的影響巨大，而且有可能產(chǎn)生河道阻塞的后果，亦不容忽視。

倘若不進行預防，水電工程建設將會直接或間接使地表水體水質大幅下降。

(2)大氣環(huán)境。

工程建設所產(chǎn)生的廢氣主要包括:①施工機械所產(chǎn)生的尾氣主要影響大氣環(huán)境質量的一氧化碳、氮氧化物和非甲烷總烴這三項指標;②場地施工揚塵、運輸揚塵以及建材堆場揚塵主要影響空氣中顆粒物濃度。若不注意控制，則會造成區(qū)域大氣環(huán)境質量下降，進而影響到其他環(huán)境因子。

(3)聲環(huán)境。

工程建設噪聲主要有:①以點狀持續(xù)影響環(huán)境的機械噪聲(打樁機、空氣壓縮機、混凝土攪拌機、風鉆等);②以點狀瞬間影響環(huán)境的噪聲(采石以及隧洞挖掘、壩基施工時開山爆破噪聲);③以線狀影響環(huán)境的機械噪聲(載重汽車)。

(4)生態(tài)環(huán)境。

工程建設的短期生態(tài)影響主要包括:采石取土以及隧洞挖掘時臨時堆場以及工程會破壞地表植被造成植被自然生產(chǎn)力降低;來自施工機械的尾氣、噪聲、爆破噪聲、施工場地及道路揚塵使陸生脊椎動物向工程擾動區(qū)域外遷移;施工期廢水進入水體導致水質下降，影響到水生生物的生境;這些影響的綜合效應會造成區(qū)域生境退化，生態(tài)系統(tǒng)內部結構發(fā)生一定的改變甚至向低級別生態(tài)系統(tǒng)逆向演替。

3.2 長期影響

隨著工程建設結束，施工人員與機械撤離，施工廢水、廢氣、噪聲、臨時占地等負面影響也隨之消失。水庫蓄水，電站投入運行，水電站本身將不會產(chǎn)生大量廢水、廢氣以及廢渣，長期影響主要源于工程建設改變了河流的天然形態(tài)，主要對水環(huán)境造成影響。

河流生態(tài)系統(tǒng)是一種開放的、流動的生態(tài)系統(tǒng)，河流具有連續(xù)性，其連續(xù)性不僅僅指一條河流在水文學意義上的連續(xù)，同時也指對于整個生態(tài)系統(tǒng)至關重要的物質循環(huán)與能量流動的連續(xù)性。水壩的建設引起了順水流方向河流的非連續(xù)化，造成河流水質與水文情勢的改變。

(1)電站下泄水:泥沙在庫區(qū)沉積，下泄水的含沙量大大降低，使水壩下游河道發(fā)生改變。在20世紀80年代的研究中，Williams等學者就發(fā)現(xiàn)大壩會改變下游的河流徑流模式，增加壩下河床細粒度物質的侵蝕程度，并通過對美國Nebraska州North Platte 河河道的量化研究，認為水文情勢改變對河道產(chǎn)生的修正作用是造成河道萎縮的主要原因[3]。

(2)庫區(qū)富營養(yǎng)化:營養(yǎng)物質被水壩截留，庫區(qū)氮、磷的含量上升，而水流速度緩慢，在適宜的溫度及光照條件下易誘發(fā)水體富營養(yǎng)化。

(3)水庫淹沒:水庫蓄水后，庫區(qū)水位抬升，不僅會直接破壞淹沒區(qū)植被，而且還會淹沒部分物種生存和繁殖的特殊生境，如淺灘、巖洞和河岸帶。

(4)大壩阻隔《中國瀕危動物紅皮書·魚類》(1998)中共列出92種魚，“致危因素及現(xiàn)狀”中明確提到大壩阻隔的有14種，占15.2%。對長江、海河等流域的研究也表明，大壩阻隔了魚類繁殖、索餌和越冬洄游，使洄游性魚類數(shù)量大量減少，有的幾近絕跡;同時使天然魚類小型化，種群結構低齡化，種群種類單一化。

(5)壩下游減脫水:山區(qū)小水電多為引水式開發(fā)，會在壩址與電站廠房之間的河段出現(xiàn)減水河段，河道水量的多少直接影響著河岸帶的生態(tài)，而且在對應不同保護目標的情況下，河道水體本身的生態(tài)系統(tǒng)將對應不同的河道流量.筑壩蓄水后，改變了河流的消長規(guī)律，嚴重的甚至會出現(xiàn)脫水的情況原河岸帶生態(tài)系統(tǒng)及其功能遭到破壞[4]。這一河段水生生境退化甚至消失，對于該段水生生物是致命的打擊。

(6)梯級開發(fā):為了最大限度利用水能資源，對于山區(qū)河流常常采用梯級開發(fā)的方式，河流梯級開發(fā)需要有計劃、有步驟地進行才能提高水資源的利用的效益，減少對于生物多樣性的影響。當前的河流梯級開發(fā)中，由于部分河流(或流域)沒有制訂資源開發(fā)中長期規(guī)劃，缺少統(tǒng)一管理，致使在短期利益和局部利益驅動下，河流梯級開發(fā)呈現(xiàn)無序狀態(tài)，對下游生態(tài)造成嚴重影響，導致減脫水河段擴展至全流域，上游水庫富營養(yǎng)化演變?yōu)槿饔螂娬舅畮焖w富營養(yǎng)化，梯級水壩對于魚類多次阻隔，陸生生境亦被切割得支離破碎，給區(qū)域生物多樣性帶來巨大的災難。

(7)工程布局:水電工程對于環(huán)境的影響多為線狀，進出道路、廠房以及水壩雖然占地面積少，但其分布面廣，其形成的阻隔效應以及生物生境的破碎化不容忽視[5]。

4 結語

第二類為。在水電開發(fā)工程施工建設階段的環(huán)境影響具有暫時性的特點，短時間內大量人力物力注入施工建設區(qū)域，沖擊力強，但隨工程結束而結束，如噪聲、廢氣等;建成運行時的環(huán)境影響，其影響具有長期性、潛伏性的特點，施工會將改變部分天然環(huán)境徹底轉化為人工構筑物，水電工程還會形成或大或小的水庫改變區(qū)域地形地貌以及水資源的空間布局，所形成的影響是長期的，如大壩阻隔;還有部分影響要數(shù)十年才會顯現(xiàn)出來，如生境的破碎化以及退化。而要完全避免各種影響是不現(xiàn)實的，更切實的方法是詳盡地了解工程開發(fā)所帶來的環(huán)境問題，從工程建設的設計階段起便考慮如何有針對性地減輕甚至是消除部分不利影響，以在建設的同時最大限度地保護環(huán)境。

參考文獻

[1]陳志強.生態(tài)環(huán)境史研究與人類文明的再認識[J].南開學報(哲學社會科學版)，2008(5):57-60.

[2]http://www.mwr.gov.cn/slzx/slyw/201101/t20110129_254162.html.

[3]麻澤龍，程根偉.河流梯級開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的研究進展[J].水科學進展， 2006，17(5):748-753.

[4]劉蘭芬.河流水電開發(fā)的環(huán)境效益及主要環(huán)境問題研究[J].水利學報，2002， (8):121-128.

[5]陳慶偉，劉蘭芬，劉昌明.筑壩對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響及水庫生態(tài)調度研究[J].北京師范大學學報(自然科學版)，2007， 43(5):578-579.