前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的水利工程对生态系统健康性探究，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要:水利工程的建设在发挥防洪、供水灌溉等作用的同时，部分水坝对保持生态基流、维护河道水位等具有重要作用，但在一定程度上破坏了河网的整体性、连通性和完整性，对生态系统造成较大破坏。基于生态系统健康性与完整性，根据河南新密地区贾鲁河生态修复理念及其实践，从技术层面提出修复路线和技术性防控对策。结果表明:协调水利工程建设与生态系统保护间的关系，有助于达到水域生态与环境的综合发展，加速实现河流与区域经济可持续发展。
关键词:水利工程;生态系统;生态修复;生态健康
改革开放40多年以来，全国水利工程建设规模不断扩大。尤其是近几年，各省市区针对新建水利工程项目以及老旧改造水利项目，更加注重生态协调发展，不断尝试从技术层面寻求新突破，并不断通过法律与政策予以约束和规范［1］。目前，水利工程包括人工堤坝、水库、水渠和水电站等。严格意义上讲，当前水利工程的建设质量、规模等均是人类社会前所未有的。在农业文明时期，水利工程的主要功能和存在价值集中体现为三大方面，即防洪作用、供水灌溉、围垦。以都江堰为例，其最大成功之处是使得当时的成都平原免受洪涝灾害，且获得了灌溉之利，带动了当地人口与经济的发展。时至两千多年后的今天，水利工程建设的主要目的还是引水灌溉、生活用水、防洪防涝等。但是，水利工程的大规模兴建，也对河道水域环境、周边生态产生了较大影响［2］。例如，人工堤坝、水库、水渠、水电站等的修建，对地区特有经济生物资源造成较大破坏，同时对周边生态景观起到了一定阻隔作用。对此，近几年很多地区新建水利项目或旧工程的改造修缮，更加关注水域生态系统的健康性与完整性。
1工程实例分析
1．1贾鲁河简介。贾鲁河发源于新密地区，向东北流经河南省省会郑州市，向东进入开封，并直入周口扶沟县，最终汇入沙颍河。该河流全长256km，河南中部有名的金水河、七里河、索须河等均属于贾鲁河的支流。从流域面积和覆盖人口来看，贾鲁河是除黄河以外河南境内流域最长、面积最广的河流。目前，贾鲁河在河南荥阳地区及其周边设有唐岗、楚楼、丁店等多座中型水库［3］，对荥阳段及其周边区域经济发展、民生建设具有发电、灌溉、旅游、养殖等多重经济效应。
1．2贾鲁河中牟断面水生态系统破坏分析。贾鲁河发源于新密白寨圣水峪，在河南境内呈西北－东南流向。其中，流经郑州西南部之后，先后被常庄、尖岗等水库截流。郑州市惠济区、金水区、中原区、高新区和开封市中牟县境内均有贾鲁河干流，相比较于城区一带，中牟县在河道管理、水利建设和生态综合防治层面，具有一定特殊性。其中，最大的问题就是河段污染对河道生态系统产生了较大破坏。2012—2017年贾鲁河中牟断面主要污染物浓度分布见表1。总体来看，近几年贾鲁河中牟断面水生态环境尽管有所改善，但从数据指标分布来看，水域内生态自净能力以及水环境容量严重不足。
1．3中牟段水坝建设对生态资源完整性的不利影响。(1)阻隔和生态环境破碎化。贾鲁河中牟段水坝规模虽然不大，但会对整个河流生态环境产生影响。比如，水坝工程修建中，会使得原有连续的河流生态系统被分隔成不同区域，原本是一个整体的水域单元变成了不连续的环境单元，即生态景观破碎化。其中，最大的不利影响就是阻隔了鱼类洄游通道。不仅如此，对于局部水域的鱼类资源、植被资源，很大程度上会影响不同水域生物种群间的基因遗传交流，最终导致生物种群整体遗传多样性丧失［3］。(2)径流分配时空格局被改变。众所周知，贾鲁河郑州以东地区，包括中牟在内，已经修建了多处中小型水坝工程。很显然，水坝修建的核心目的是泄洪、调蓄。水坝修建后，库区水位抬高，可以实现调蓄和泄洪，但是，也产生了一些负面影响。由于水位频繁发生变化，因此水库淹没中经常会引起水深增大、泥沙沉积、反季节涨落等现象，这与之前的河流自然生态条件是完全相反的。一旦失控，将有可能造成一系列难以预料的后果。(3)水体透明度增加，溶解氧含量降低。水坝建成后，水库水流变缓，并且长时间出现局部水体静止的情况，这与自然流向条件下的河道环境是完全不同的。如此一来，上游河段带来的泥沙以及悬浮物质会直接在水库沉积，水质变清，透明度改变。
2中牟县贾鲁河河道水库清淤工程
2016—2018年中牟县贾鲁河流域先后多次开展河道清淤。此外，2019年5月7日，中牟县中小河流治理工程建设管理局再次针对贾鲁河流域石沟、水溃沟区段进行生态环境改造与综合治理，初步拟定了总体方案。
2．1拟改建闸坝保证河网连通性。由于水库、闸坝等水利工程建设，均会不同程度改变河网连续性，继而破坏生态系统的健康与完整性［4］，因此中牟县水利管理部门在河网连通性及其水环境改造治理中，格外关注连续性指标分析评价。首先，在已有河流健康评价体系中，尝试着采用纵向连续性指标，即计算中牟段水系长度与水利工程彼此间的比值关系。测算公式:C=L/N，其中，L为水系长度;N为水利工程障碍物的数量、规模大小;C为纵向连续性评价指标［5］。
2．2贾鲁河中牟段树状河网连通性指数。进一步看，贾鲁河及其三级支流呈树状河网状态。一般来说，整个水系的连通性主要取决于河网中任意两点障碍物的数量。比如，从郑州郊区一带开始到中牟县全境，中间有两条支流。假设每段河网内部是完全连通的，那么就可以直接计算出不同河段区域内的连通性指数，连通性指数DCI计算公式为DCI=∑ni=1∑nj=1cijliLljL×100式中:n为区段内河网被水利工程切割得到的河段数量;cij为区段内被水利工程分隔成段后的河段i与河段j彼此间的连通性;L为该区段河网的总长度;li与lj分别为河段i和河段j的长度。DCI的数值在0～100之间，DCI越大，则表示贾鲁河河网的连通性越好;DCI越小，则表示河段连通性较差，受水利工程阻断和破坏程度较高。郑州—中牟段贾鲁河现有闸坝单独存在情况下，区域内河网连通性指数见表2。
3结语
由于水利工程具有防洪、灌溉、供水、发电、航运、旅游、养殖、围垦等综合效益，近年来全国各省市区沿河道修建了大量闸坝、水库。河南中部一带贾鲁河河道沿岸，从郑州以西开始，一直到开封、周口，已有和在建的中小型水库项目越来越多。总体来说，部分水坝对保持生态基流、维护河道水位等具有较好作用，但在一定程度上破坏了河网的整体性、连通性和完整性，对生态系统造成较大破坏。
作者:李培科 韩华伟 单位:豫西黄河河务局