美国基西米河生态恢复工程

时间：2006-09-07  来源：中国水利科技网  作者：  下载次数：

3．2 河流恢复主要工程项目

(1) 试验工程．1984-1989年开展的试验工程位于水库B，为一条长195lan渠道化运河．重点工程是在人工运河中建设—座钢板桩堰，将运河拦腰截断，迫使水流重新流入原自然河道．示范工程还包括重建水流季节性波动变化，以及重建洪泛平原的排水系统．同时还布置了生物监测系统，评估恢复工程对于生物资源的影响．

    对于钢板桩堰运行情况进行了观测．观测资料表明，一方面水流重新流入原来自然河道达9km,导致了河流地貌发生了一定程度的有利变化．但是，钢板桩堰建成后，在附近的河道水力梯度比历史记录值高5倍，在大流量泄流期间，测量的流速为0.9m/s，这样的高能量水流对河床具有较强的冲蚀能力．另外，在示范工程区域内，退水时水位每天下降速率超过0.2m/d，淹没的洪泛区排水时间为2—7d．地表水和地下水急剧回流，水中的溶解氧水平很低，导致大量鱼类因缺氧而死亡．为此又进行了模型试验研究，最后的结论是：仅仅用钢板桩堰拦断人工运河还是不够的，需要连续长距离回填人工运河．最终方案是连续回填C-38号运河共38km，拆除2座水闸，重新开挖14km原有河道．回填材料用原来疏浚的材料，运河回填高度为恢复到运河建设前的地面高程．同时重新连接24km原有河流，恢复35000hm2原有洪泛区，实施新的水源放水制度，恢复季节性水流波动和重建类似自然河流的水文条件.

(2) 第一期工程．从1998年开始第一期主体工程，包括连续回填C-38号运河共38km．重建类似于历史的水文条件，扩大蓄滞洪区，减轻洪水灾害．至2001年2月由地方管区和美国陆军工程师团已经完成了第一阶段的重建工程．在运河回填后，开挖了新的河道以重新联结原有自然河道。这些新开挖的河道完全复制原有河道的形态，包括长度、断面面积、断面形状、纵坡降、河湾数目、河湾半径、自然坡度控制以及河岸形状．建设中又加强了干流与洪泛区的联通性．为鱼类和野生动物提供了丰富的栖息地．2001年6月恢复了河流的联通性，随着自然河流的恢复，水流在干旱季节流人弯曲的主河道，在多雨季节则溢流进入洪泛区．恢复的河流将季节性地淹没洪泛区，恢复了基西米河湿地．这些措施已引起河道洪泛区栖息地物理、化学和生物的重大变化，提高了溶解氧水平，改善了鱼类生存条件．重建宽叶林沼泽栖息地，使涉水禽和水鸟可以充分利用洪泛区湿地．图2表示了人工运河回填前后河流含氧量和鱼类生存区域．

(3) 第二期工程．计划在21世纪前10年进行更大规模的生态工程，重新开挖14．4km的河道和恢复300多种野生生物的栖息地．恢复10 360hm2的洪泛区和沼泽地，过滤营养物质，为奥基乔比湖和下游河口及沼泽地生态系统提供优良水质。

(4) 河流走廊生态恢复监测与评估．在工程的预备阶段，就布置了完整的生物监测系统．在收集大量监测资料的基础上，对于生态恢复工程的成效进行评估，目的是判断达到期望目标的程度．该项工程制定了评估的定量标准。以60分为期望值，各个因子分别为：栖息地特性(含地貌、水文和水质)占12分，湿地植物占10分，基础食物(含浮游植物、水生附着物和无脊椎动物等)占13分，鱼类和野生动物占25分．随着自然河流的恢复，水流在干旱季节流入弯曲的主河道，在多雨季节水流漫溢进入洪泛区．恢复的河流将季节性地淹没洪泛区，恢复了基西米河湿地，许多鱼类、鸟类和两栖动物重新回到原来居住的家园．近年来的监测结果表明，原有自然河道中过度繁殖的植物得到控制，新沙洲有所发展，创造了多样的栖息地．水中溶解氧水平得到提高，恢复了洪泛区阔叶林沼泽地，扩大了死水区．许多已经匿迹的鸟类又重新返回基西米河．科学家已证实该地区鸟类数量增长了三倍，水质得到了明显改善．

4 对我国河流生态建设工作的启示

    近年来，我国水利部门开始关注河流生态建设问题，提出了保持河流最低生态需水量的问题，开展了相关的科学研究和试点工作．同时，连续几年实施了塔里木河、黑河等调水行动，改善河流的水文条件，对于遏制这些河流生态系统退化发挥了明显作用．另外，我国东南部一些省分结合河道整治和防洪建设开展河流环境建设．特81j是一些大中城市把河流整治与城市景观建设相结合，水利工程又被赋予了休闲、旅游等新的功能．但是河流生态建设问题，对于我国工程界毕竟还是一个新的技术领域，对于流域规模的生态建设的目标、重点、方法和关键技术，还缺乏整体的把握西方国家的河流恢复行动的起因，是从对河流人工改造工程的反思开始的，也就是分析水利水电工程对于河流生态系统的胁迫，进而提出如何通过工程措施、生物措施以及管理措施，对于河流生态系统进行补偿，逐步摸索河流生态恢复工程的技术方法．西方国家在河流生态恢复方面已经有20多年的历史，他们的经验值得我们借鉴，特别是在河流管理的理念，河流生态建设的目标、重点和工程技术，都值得我们认真研究．但是，“借鉴”不等于照搬．原因是我国与西方国家的经济发展阶段不同，对于水资源及水能资源的开发程度也不同，另外我国用于环境建设的财力与西方国家相比差距很大．

    从水环境保护的发展阶段来看，我国目前正处于以水质改善为重点的水环境建设阶段，全国扛河水质恶化的趋势还没有得到有效遏制，在治污方面还有很长的路要走．考察西方国家水环境建设的发展历程，发达国家的河流环境建设，从50年代开始以水质恢复为第一阶段，到80年代初期水污染问题基本缓解后转入第二阶段即河流生态恢复阶段．我国与西方国家在水环境保护方面起码有几十年的差距．尽管发展阶段不能超越，但是，我们仍然可以借鉴西方国家的经验和教训，少走弯路．我国与西方国家不同，水利水电建设正处在发展时期．对于大量的新建工程，要改进水利工程的规划、设计理念和技术，使工程设施在满足社会需求的同时，要尽量减少对于河流生态系统的破坏．在规划设计阶段就要考虑如何最大限度减少对于河流生态系统的胁迫，这样作是一种经济的技术路线．如同不能走“先污染，后治理”老路一样，对于河流生态系统也不能走“先破坏，后补偿”的老路．如果我们的规划设计仍然固守传统方法，继续摘河流直线化工程，继续搞裁弯取直工程，继续建设硬质岸坡，几年后认识到这是对生态系统的胁迫，如上述美国的工程案例那样，再进行改造工程，重新废除直线的人工运河、拆除闸坝；或像日本近些年所做的那样，拆除混凝土护坡和衬砌，代之以可以长草、鱼类可以产卵的生态型护坡，其造价将是原来造价的若干倍，不啻是一种巨大浪费．从基西米河的恢复工程可以得到以下启示。

(1) 要正视水利水电工程对于河流生态系统造成的胁迫，积极研究“趋利避害”的对策．水利水电工程是造福社会的工程，对于河流生态系统在一些方面也有积极的作用，比如防止大洪水对于生态系统的冲击等．但是一些水利水电工程建成后，对于河流生态系统造成了不同程度的压力或称胁迫，引起了生态系统不同程度的退化．我国水利建设工作者应正视这些负面影响，采取“趋利避害”的态度，对于生态系统的负面影响要采取工程措施、生物措施和管理措施予以积极补偿．当然，我们不赞成西方国家一些学派要全面拆除大坝，完全恢复河流的自然面貌主张．这是一种“因噎废食”的片面论点．而且需要特别指出，反对建坝及主张全面拆坝的观点，仅仅是生态工程界中的一种学派，更多的观点是主张对于河流生态系统进行“改善”，“修复”和“自然化”．欧洲和日本的工程界多倾向于河流整治的自然化方法．

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