第七节 河流工程规划与生态环境
“谋求人与自然的和谐发展”已经成为当前和未来社会发展的主题。在此背景之下，做好生态环境的保护工作变得越来越重要。河流工程的实施对环境有着一定程度的影响，同时，生态环境的保护也相应地制约工程规划。
一、水资源开发利用与生态环境
人类对水资源开采和破坏程度不断增强，水文循环受到严重的扰动，水资源自然循环的途径和通量发生改变，其可再生能力也有不同程度的改变，出现一系列诸如水资源短缺、河道断流、地下水位下降、水质污染等水资源、水环境的问题。
在我国，河流上游大量建蓄水工程，层层拦截利用地表水，致使河流下游及平原地区地表径流减少，河长缩短，尾闾湖泊水面萎缩甚至消失，三江平原、辽河三角洲、黄河三角洲等均出现不同程度的退化。三江平原湿地面积减少70%～90%，景观多样性与物种多样性严重减少。辽河三角洲的区域农业开发和石油开发已使自然湿地面积减少约15%；黄河三角洲湿地面积减少近64%，导致湿地生产力不断下降，湿地鸟类多样性迅速减少。我国北方地区特别是西北干旱地区普遍出现了河流断流、大面积河床荒芜、沙化，很多河流已经成为季节性河流，部分河道常年处于干涸状态，破坏了水生生物繁衍的环境，干涸的沙质河床又成为危害四周风沙的来沙场所。如黄河下游及河口段在20世纪90年代严重断流，黑河下游持续断流，海河、辽河干流断流频次增多，大量污染物的排入和森林及河岸植被带的乱砍滥伐，严重影响了河流的水质状况，其结构受到极大破坏，诸多服务功能也因人类活动的干扰而逐渐丧失。
1999年11月29日，联合国环境计划署组织“面向21世纪的世纪水资源委员会”对流域面积最大的25条世界大河进行调查，结果表明：世界的大江大河水质欠佳，水量日益减少，而污染程度则日渐加重。其中，中国的黄河，苏联的锡尔河、阿姆河，美国的科罗拉多河，印度的恒河和墨西哥的莱尔马河等6条河被评为最不卫生的河流。我国七大江河水系的741个监测断面中：30%为Ⅳ类、Ⅴ类水，40.9%为劣Ⅴ类水，全国近一半城镇农村（3.6亿人）饮用水源地水质不符合标准。2006年3月22日，即世界水日，联合国《水资源发展报告》披露：地球上的河流、湖泊以及人类赖以生存的各种淡水资源状况正以惊人的速度恶化，全球500条主要河流中至少有一半严重枯竭或被污染。世界第一大河，有埃及“生命之河”称谓的尼罗河以及印度文明的发祥之地印度河到达入海口时的水量大大减少。美国加利福尼亚州北部的科罗拉多河则难以到达入海口，约旦河和美国与墨西哥的界河-格兰德河，则因为干涸造成河流长度大大缩减。
因此，生态、环境的保护是国家可持续发展的根本性问题。维护生态系统的良性循环必须重视水资源的合理开发与保护，充分考虑生态环境用水和水资源的持续利用。因为水并不是只限于水圈本身，而同时存在岩石圈、大气圈及生物本身的组成部分，在自然生态系统中起着无可替代的、重要的决定作用。要使生态环境向良性循环方向发展，必须首先满足生态系统所必需的水量要求。
例如：黄河治理开发与保护的长远目标是维持黄河健康生命，谋求黄河长治久安，支撑流域及相关地区经济社会可待续发展。经过长期坚持不懈的努力，黄土高原适宜治理的水土流失区基本得到治理，生态环境良性发展；有效控制洪水泥沙，使下游河道不显著淤积抬高，保障防洪防凌安全；节水型社会建设大见成效，形成资源节约型和环境友好型社会，实现南水北调西线等工程同黄河流域调水，有效缓解水资源供需矛盾；地表水水质和水生态恢复良好状态，保证饮水安全和生态安全。近期（2020年）基本建成水资源和水生态保护体系。饮用水水源地水质全面达标，黄河干流等重要功能区水质达到或优于Ⅲ类，重要支流水质达到或优于Ⅳ类，其他水功能区水质有所好转，省界及水源地等重点水功能区得到有效监管；地下水超采基本遏制，各功能区地下水水质基本达到目标要求；干流重要控制断面生态环境水量基本保证，河源、河口等重点保护区域生态适度修复，流域水生态系统恶化趋势基本遏制。远期（2030年）实现流域水功能区全部达到水质目标要求，建立完善的水功能区监管体系。地下水开发区全部达到功能区保护目标。黄河重要水生态保护目标的生态环境用水基本保证，水生态环境得到改善。
二、河流工程规划与生态环境
（一）河流工程对生态环境的影响
河流工程对经济与社会发展的巨大作用毋庸置疑，但是也必须看到河流工程对河流生态系统造成了不同程度的干扰。河流工程对于河流生态系统的胁迫主要表现在两方面：
（1）自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形态直线化，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；包括河道横断面几何规则化，即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；还包括河床和边坡材料的硬质化，即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。
（2）自然河流的非连续化。筑坝使顺水流方向的河流非连续化，流动的河流生态系统变成了相对静止的人工湖，流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变化。库区内原来的森林、草地或农田统统淹没水底。陆生动物被迫迁徙。水库形成后也改变了原来河流营养盐输移转化的规律。由于水库截留河流的营养物质，气温较高时，促使藻类在水体表层大量繁殖，产生水华现象。藻类蔓延降低水体的透光率，影响了水生植物的光合作用，使其生长受限甚至萎缩，而死亡的藻类沉入水底，在那里腐烂的同时还消耗氧气。溶解氧含量低的水体会使水生生物“窒息而死”。由于水库的水深高于河流，在深水处阳光微弱，光合作用也弱，导致水库的生态系统比河流的生物生产量低，相对要脆弱，自我恢复能力弱。河流泥沙在水库淤积，而坝下清水下泄又加剧了对河道的冲蚀，这些变化都大幅度改变了生境。由于靠水库进行人工径流调节，改变了自然河流年内丰枯的水文周期规律，即改变了原来随水文周期变化形成脉冲式河流走廊生态系统的基本状况，而且也改变了下游通江湖泊的吞吐规律，影响了湖泊湿地生态等。众所周知，不设鱼道的大坝对于洄游鱼类是致命的屏障。另一类非连续化是由于河流两岸建设的防洪堤造成的侧向水流的非连续性。堤防阻止了水流的横向扩展。堤防把干流与滩地和洪泛区隔离，使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质，被限制在堤防以内的河道内，植被面积明显减少。鱼类无法进入滩地产卵和觅食，也失去了避难所。鱼类、无脊椎动物等会减少，导致滩区和洪泛区的生态功能退化。
概括地讲，被改造过的河流生态系统是由三个子系统组成，即由动物、植物和微生物组成的生命系统，这是生态系统的主体。广义的水文系统，包括地表和地下水体、土地、气候系统等。再有就是工程设施系统，这是人类改造河流的结果。后面两个子系统组成生境，是生命支持系统。由于河流工程系统改变了河流形态，水库调度运行又改变了原有的水文规律，造成河流生态系统的生境变化，其结果可能造成河流生态系统生物群落多样性的下降，使生态系统退化。
对于河流工程对河流生态系统的胁迫，应该采取正视而不是回避的态度。传统意义上的河流工程学作为一门重要的工程学科，以建设水工建筑物为手段，目的是改造和控制河流，以满足人们防洪和水资源利用等多种需求。现代科学发展使我们认识到，传统意义上的河流工程学在力图满足人的需求时，却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求。
而河流生态系统的功能退化，也会给人们的长远利益带来损害。未来的河流工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，强调河流工程在满足人类社会需求的同时，应兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
（二）生态环境保护制约河流工程规划
在当今社会，越来越重视人与自然和谐相处，因而当进行河流工程规划时应做到工程与环境和谐统一。
河流工程除了在满足社会经济和利益需求的同时，还应实现工程周围水域和生态环境健康长久发展。传统意义上的河流工程虽然在一定程度上满足了人类的某些需求，但也对当地的气候、水域以及生态环境造成一些负面影响，不仅影响了当地经济发展和生产生活，也对人类的长远利益带来损害。生态环境保护对河流工程规划的要求越来越多，规划应更加细致周密，否则，有关工程的立项、批准和开工则会大大延滞，如龙盘（虎跳峡）水电站、鄱阳湖水利枢纽工程等。因此，现代河流工程应从长远出发，从生态环境的全局着手，通过科学规划和指导、河流综合管理以及生态环境保护等有机地结合在一起，在实现水资源开发利用的基础上，满足社会经济和利益需求的同时，做好生态环境的保护工作。