航道整治工程生態環境論文

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一、長江航道整治工程對生態環境影響分析

1.筑壩工程。筑壩是按調整水流分布，改善航行條件的需求，將石料拋筑在具有土工布護底的局部河床上的工程措施。各壩體上下游河段水文情勢將發生變化，將局部改變水的流向，使局部流場發生變化。丁壩、潛壩和梳齒壩體上、下游可能形成一些回水區或緩流區，并抬升部分河段水位，增加水深。河床地形發生變化，建壩后局部河岸被壩體占用，岸邊的水生植被被損毀，對部分產卵魚類不利。丁壩、潛壩等會造成一些原有的產卵場的功能發生變化或喪失；丁壩壩體上游靠岸側水流減緩，若漂流性魚卵漂浮至此容易下沉，從而影響魚類的孵化。

2.守護工程。護岸是保護河岸，防止波浪、水流侵蝕的工程。主要作用是控制河勢，不使河床邊界發生任意變化，保持河勢穩定在滿意的狀態；抑制崩岸，防止水流淘刷和波浪沖勢河岸；防止主流頂沖河岸，尤其洪水主流頂沖的險工地段，需要修建護岸工程，有效保護堤防安全。護底是護岸的基礎部分，是從坡腳向外直至深槽的防護體，遏制河底的過度沖刷。護岸、護坡、邊灘和低灘守護主要改變原有岸坡結構，整治使得自然復雜的河流形態和流場朝單一化方向發展，其守護行為一般不會對河道水文情勢造成大的改變。施工會改變產卵基質等棲息生境；邊灘的硬化對水生維管束植物產生影響，使其生物量減少，間接影響喜好在此產沉性卵或粘性卵魚類的繁殖發育，導致區域魚類資源量的下降；破壞底棲動物的主要生存場，底棲動物種類、數量下降，致使魚類減少。拋石、沉排等工序會改變局部地形，增加河床糙度，改變河床底質結構。

3.疏浚吹填工程。疏浚后河段水深增加，流速減緩，流量增大；施工使懸浮物濃度升高，影響浮游生物；疏浚處原有的底棲生物被損毀；對工程區域魚類有驚擾。

4.航道爆破工程。爆破工程主要導致河道部分地形發生變化，原有的急流環境變為緩流。施工中局部懸浮物濃度升高，影響浮游生物；工程炸除礁石使底棲生物被損毀，附近一定區域的底棲生物被掩埋；施工前如未采取驅魚措施，將炸死或炸傷過往魚類。

二、需重點研究的方向

1.長江江豚保護研究方向。長江江豚：種名，屬于哺乳綱、鯨目、鼠海豚科中江豚屬中的窄脊江豚的一個亞種。長江江豚是江豚生活在淡水中的唯一亞種，2013年7月被IUCN的受脅物種紅皮書列為極危物種。長江江豚僅分布于長江中下游干流及洞庭湖和鄱陽湖，目前主要分布在宜昌至上海段，其中宜昌至鄂州段江豚的密度最低。江豚為近岸型豚類，分布密度隨水深的增加而遞減。長江江豚遷移范圍較小，在彎曲河道的邊灘緩水區、分汊河道的干支流交匯水域的分離區和滯留區，以及心灘的分流區之間往返遷移。長江江豚一般在春季繁殖，分娩持續時間較長，4～5月份為產仔盛期。江豚喜單獨活動，有時也結成2～3只的小群，主要以青鱗魚、梭魚、銀魚等魚類和蝦、烏賊等為食。①長江江豚保護策略研究。對長江江豚的歷史及現狀進行資料查找和實地考察，得出長江江豚的種群分布情況、生長狀況及數量的系統資料及變化趨勢；研究三峽大壩蓄水對長江江豚棲息地及索餌場造成的影響；從人類活動和自然變遷的層面初步分析江豚資源減少的影響因素。基于長江江豚現狀調研、社會經濟影響和技術方法，分析棲息地保護、異地遷建保護、人工繁殖三大保護措施的利弊。提出包括水利調度、加強行政管理、維護生態系統等在內的江豚總體保護策略及近期保護側重方向，根據不同地區的生態環境、社會經濟特點，分江段制定近期及遠期江豚保護方案。②航道整治工程對江豚的生態補償方案研究。采用資料查找的方法調查歷史上人類活動較少時江豚的數量及活動水域，將個體江豚所需的活動水域作為江豚的原始生態足跡值，再參考人類生態足跡的計算方法，根據現有的江豚生活需求推算出所需的生態足跡值，并對原始值進行修正，得出合理的生態足跡值，再計算生態赤字或生態盈余值，得出目前長江適應江豚的生存空間。采用直接市場法、替代市場法和假想市場法等核算出江豚保護所需總費用；確定人類活動（工程建設、沿江排污、經濟行為等）對江豚影響所占的權重，依據模糊數學統計法、建立模型法、實地考察法等方法定量分析航道整治工程對江豚生態足跡的影響，最終確定航道整治工程所需承擔的保護費用。③航道整治工程對江豚累積影響研究。分別對航道整治工程對江豚覓食場所和遷移路徑的累積影響進行研究。采用情景分析法，考慮生物資源自我修復，通過資料和實地考察研究航道整治工程對底棲動物等生物資源量的影響。分析長江江豚的食物鏈，確定航道整治工程對江豚的累積影響。綜合考慮江豚被餓死的可能性和危險捕食給江豚帶來的擦傷、撞擊、螺旋槳誤傷等傷亡，確定航道整治工程對江豚覓食場所的累積影響。調查已建筑壩工程對江豚遷移路徑的影響，結合江豚遷移路徑要求的流速、水深等水文條件和航道整治工程的建設情況，通過環境數學模型法確定航道整治工程對江豚遷移路徑的累積影響，得出遷移路徑被壓縮的空間值。④適宜江豚生存的生態江段選取研究。根據江豚生存適宜的底質、邊灘、流速、水溫、泥沙等水文條件，對各江段水文情勢等進行調研，采用數學模型法初步確定若干現狀條件下的適宜江豚生存的生態保護江段。由于時間推移，河流環境發生變化，根據現有的河流水文資料，運用環境數學模型法，模擬河流水文水動力變化趨勢，分析生物資源變化情況，結合江豚適宜的生存條件，重新確立若干未來條件下適宜江豚生存條件的生態保護江段。綜合考慮江豚保護、航道整治工程建設、經濟技術、社會影響等方面，采用實地考察和對比分析等方法，優化選取適宜江豚生存條件的最優生態保護江段。

2“.四大家魚”保護研究方向。“四大家魚”指的是青魚、草魚、鰱魚、鳙魚四類魚，是我國主要的淡水養殖和捕撈對象，在淡水漁業中占有很大的比重。長江是我國四大家魚的主要天然原產地，是寶貴的天然物種種質資源庫。“四大家魚”屬典型的產漂流性卵魚類，繁殖季節在每年4月下旬至7月上中旬，此時江水的平均溫度為18～27℃，產卵盛期水溫為21～24℃。一般認定，“四大家魚”產卵期的適宜流速最小為30cm/s，最大為60cm/s。研究發現“四大家魚”的產卵環境多為河床地形、水流流態較為復雜，動能梯度和弗勞德數較小、流速梯度和能量損失較大的河段。①“四大家魚”保護策略及生態補償研究。A：“四大家魚”保護策略研究，采用資料收集、實地考察等方法，調查目前四大家魚“三場一通道”的分布情況及三峽工程蓄水對“四大家魚”產卵場分布區域的影響；初步分析人類活動中（工程建設、水體污染、非法捕撈等）對“四大家魚”種群變化的影響因素。“四大家魚”的保護主要分為對“三場一通道”的生態保護和人工增殖放流。基于“四大家魚”影響因素的初步研究，通過對生態環境、社會影響及經濟技術的綜合分析，針對種質資源保護區及一般江段提出系統保護方案。同時，對現有人工增殖放流站進行考察，研究存在問題并提出解決措施。B：“四大家魚”生態補償方案研究，采用直接市場法、替代市場法、假想市場法等對“四大家魚”生態補償費用進行核算；通過人類活動對“四大家魚”主要影響因素的定性分析，依據模糊數學統計法、建立模型法、實地考察法等定量研究出航道整治工程在人類活動中對“四大家魚”影響所占的權重；最終確定航道整治工程所需承擔的保護費用。②航道整治工程對“四大家魚”的累積影響研究，分別對航道整治工程對江豚覓食場所和遷移路徑的累積影響進行研究。由于“四大家魚”主要以底棲生物和浮游生物為食，采用情景分析法，在考慮生物資源自我修復的情況下，通過資料查找和實地考察研究守護工程、疏浚吹填工程、航道爆破工程等對底棲動物和浮游動物等生物資源量的影響，確定航道整治工程對“四大家魚”索餌場的累積影響。通過資料查找和實地考察對三峽大壩蓄水后“四大家魚”產卵場分布情況進行調研，分析已建的嘉魚至燕子窩段航道整治工程、羅湖州水道整治工程等對“四大家魚”產卵場的影響。根據“四大家魚”產卵場所需水文環境（底質、流量、水溫、泥沙等）及相關整治工程的建設情況，采用環境數學模型法確定航道整治工程對“四大家魚”產卵場的累積影響，分析航道整治工程建設的閾值。

3.中華鱘保護研究方向。白鱀豚屬哺乳綱、鯨目、白鰭豚，國家Ⅰ級保護動物，是世界上現存的4種淡水豚數量最少的物種。歷史上從宜昌到長江入海口曾經廣泛分布。受人類活動的影響，其種群數量和分布區域逐漸縮小。上世紀90年代，白暨豚在洞庭湖與鄱陽湖湖區絕跡，在長江分布范圍的上限移至葛洲壩下游170km處的荊州附近，其下限縮減到南京附近。2000年至2004年的幾次觀測中，其主要聚集在銅陵段、鄱陽湖段和洪湖段3個區域。白暨豚目前現存數量很難估計，但一般認為已經功能性絕滅。①中華鱘保護策略研究。采用資料查找和實地考察等方法，調查中華鱘的歷史及現狀，得出中華鱘的種群分布、數量及生長狀況的系統資料和變化趨勢；研究三峽蓄水、葛洲壩下游河勢調整，導致中華鱘棲息地、生殖洄游及產卵場的變化；從人類活動和自然變遷等層面，分析中華鱘資源減少的影響因素。基于中華鱘的現狀調研、社會經濟影響和技術方法，綜合分析建立自然保護區、研究人工繁殖及放生技術、探索野生中華鱘卵孵化、苗種培育及自然繁殖技術等保護措施的利弊，提出包括水利調度、行政管理、生態系統維護等在內的中華鱘總體保護策略。研究保護產卵場和自然繁殖活動、降低孵化后死亡率的可行措施，在結合生態環境和社會經濟特點的基礎上，制定貼合中華鱘近期及遠期的保護方案。②航道整治工程對中華鱘的生態補償方案研究。采用直接市場法、替代市場法和假想市場法等對中華鱘生態補償費用進行核算；通過對中華鱘影響因素的定性分析結果，依據模糊數學統計法、建立模型法、實地考察法等定量分析航道整治工程對中華鱘的影響，確定其在所有人類活動中對中華鱘影響所占的權重，最終確定航道整治工程所需承擔的保護費用。

4.護坡、護底工程研究方向①各生態護坡材料的比選及適應性研究。生態護坡工程建設必須考慮邊坡的穩定性、安全性、經濟性，并考慮選取植物的生態性、形態性、地域性，原則上生態護坡的植被要求抗逆性強、生長迅速、自繁能力強、適應粗放管理，日后管理簡單。國內外新型的生態護坡技術有液壓噴播植草護坡、土工網墊植草護坡、石籠（雷諾墊）護坡、加筋纖維毯護坡、香草根技術護坡等，調研這些生態護坡技術對氣候、土質、地形、水位、流速等外界環境要求，分析各自的優缺點及適用范圍。采用室內實驗的研究方法，構建物理模型，利用水槽概化模型模擬出各段航道運營情況，探究不同水流條件下各類生態護坡的適應性（抗沖刷能力、抗風浪能力、消落帶消能能力、生態修復特性等），并在典型航道進行試驗以驗證結論。綜合社會經濟因素分析各航道整治工程所適合的生態護坡的可行性，計算具有各特殊性能要求的生態護坡工程施工、維護的費用，遴選出符合社會經濟性的生態護坡工程類型。②護底工程結構及生態修復特性研究，護底工程生態化建設不僅對工程的安全性具有要求，其生態化改造也十分重要。護底結構既要盡量減少對水流的干擾，以降低護底結構外緣的沖刷，又要確保護底結構外緣的沖刷應遠離穩定區以保證建筑物安全。其排體既要具有良好的穩定性、排水性、保沙性，又要適合微生物附著以及具有生物保護功能（例如防止江豚的危險捕食等）。通過室內試驗（受力試驗等），采用科學方法考察各生態護底軟體排的完整性、搭接處安全性、排邊穩定性以及護底的防護效果，以研究軟體排構造及布局的穩定性。在此基礎上，調研長江航道整治工程中已實施的護底工程技術，包括其磨損程度和各護底工程的生態修復效果（淤積、底棲生物、周邊生境等），綜合分析各護底工程的優缺點及適用范圍。綜合穩定性和生態性，優化護底工程軟體排的構造及布局。

三、結論與建議

1.長江航運的發展和航道的建設在取得巨大的社會、經濟效益的同時，對長江航道的生態環境也帶來了一定程度的不利影響，但目前其影響范圍和程度均未有明確的定義。

2.為了推動生態航道建設，相關部門應該結合國內外前沿，開展改善長江航道整治工程生態環境方向研究，增強理論的系統性，制定合理可行的對策措施，建立科學化、規范化的生態保護機制。

作者:逄勇陳茜李雨晨單位:河海大學