第1章 绪论

1.1 引言

水库作为以防洪、水资源开发利用等为目的修建的重要基础设施，在防洪、供水、能源等支持经济社会发展方面发挥着重要作用。然而，过去主要注重工程、资源、能源等因素而建设的水库大坝，如今正在对生态环境造成不同程度的负面影响，主要表现在下游河流生态环境恶化、生物物种减少或灭绝、地下水水位下降、湖泊湿地萎缩、海岸侵蚀等。因此，如何在充分发挥水库防洪、发电和供水等经济社会效益的同时，协调大坝建设与生态环境保护之间的关系，减轻水库对河流生态环境的负面影响，成为河流水资源可持续利用与管理面临的新课题。其中，采取适当的水库泥沙管理是保证水库拥有长期、有效库容，修复河流泥沙的连续性，减轻水库建设对河流生态环境的影响，实现水资源可持续管理的关键之一。因此，水库泥沙管理是发达国家和发展中国家共同面临的重大课题，很多国家都在开展探讨和研究工作。

水库排沙在减轻水库淤积、延长水库寿命、恢复河流泥沙连续性、改善水库下游河流生态环境等方面具有重要意义。水库排沙大致可分为水力排沙和机械排沙两种，其中水力排沙是经济、高效的排沙方法，又可分为水库排空排沙、异重流排沙和浑水排沙等。但是，水库在进行水力排沙时，短时间的流量和水质变化可能会对水库下游的河流生态环境造成负面影响，这些影响主要包括含沙量的增加影响鱼类摄取氧气的能力；水库底泥还原性物质的排出导致水中溶解氧浓度下降，严重时出现鱼类昏迷或死亡现象；水库下游的河床发生大幅度改变对底栖无脊椎动物以及水生植物产生影响，需引起注意和防范。

我国黄河多座水库联合调水调沙时出现的“流鱼”现象是水库排沙对下游河流生态环境造成影响的一个典型案例。黄河每年入汛时，位于黄河中游的三门峡水库开闸放水排沙，随着下游河流含沙量的增大和排沙时间的持续，会出现很多处于昏迷或半昏迷状态的鱼类在水面漂流，这种现象被称为黄河“流鱼”，此种现象也在小浪底水库调水调沙期间出现。根据相关资料和媒体报道可知，黄河“流鱼”现象已经持续了半个多世纪，但还没有引起国内有关部门和学者的重视。水库排沙除对鱼类产生不利影响外，还会造成下游河床在短时间内发生大幅度改变，导致大多数底栖动物和河床植物被冲走或埋没。鱼类在河流生态系统中处于最高层次，而底栖动物在河流生态系统中可以链接基础生产者和高层消费者，对河流物质和能量循环具有重大贡献。因此，目前黄河河流生态恶化和物种锐减的原因，除了水量减少和水质恶化等因素外，还必须考虑水库排沙对河流生态环境造成的负面影响。

另外，我国水资源短缺促使水库排沙注重排沙效率，导致大多数水库排沙时都会出现高含沙水流过程，加之我国很多河流和水库污染均较严重，水库泄流或排沙时，淤积在水库和河床的污染物与泥沙会发生复杂的生物化学反应，这也可能加重水库排沙对下游河流水质、水生植物、底栖无脊椎动物、鱼类及其产卵和栖息场所等水环境和水生态的影响程度。

因此，研究高含沙水库排沙对下游河流生态环境的影响，查明发生黄河“流鱼”现象的原因，建立包括排沙比、生态环境影响程度等多指标在内的综合评价体系，并采取有效的工程措施和管理措施，减轻水库运行管理对河流生态环境的影响，对于保护河流生态环境，实现水资源可持续利用和国家生物多样性保护战略具有重要的理论意义和应用价值。