工程建设的环境影响浅析

工程建设的环境影响浅析

摘要:在土木工程发展日益增速的今天,工程建设与环保越来越受到重视。本文以水电工程开发为例,通过分析水电开发工程行为,将水电工程的环境影响分为短期和长期影响并进行了叙述。

关键词:土木工程水电环境影响

1 引言

所谓土木工程,是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的工程。它关系到人类生产生活的方方面面,与人类文明发展密不可分。

自生存方式由采集渔猎转变为农耕畜牧以后,人类文明进入了高速发展的阶段,现在人类已经成为地球上所有生命中最杰出的一种[1]。伴随着文明发展进程的加速,人类改造生存环境的速度也相应提升,房屋、道路、桥梁、运河、堤坝、电站、各类工厂以及农牧场等密切关系到人类赖以生存和繁衍的各种工程设施正在以极高的速度改变或替代自然环境。新形势对于土木工程的发展也提出了新的要求——环境友好。

今年1月29日,《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》

正式公布。这是新世纪以来的第8个中央一号文件,也是新中国成立62年来中共中央首次系统部署水利改革发展全面工作的决定[2]。在可预见的未来,水利水电设施将会得到空前的发展,此时对于工程建设环境影响的关注也显得尤为重要。

2 水电建设工程行为

2.1 施工准备

施工准备阶段主要收集编制工程可行性研究报告所需的基础信息,其中最重要的是进行水电工程所在区域的工程地质勘探,确定水电开发规模并为下一步确定水电工程厂房、坝址、引水路线、施工进出场道路、取土采石场、临时堆场以及弃渣场的总体布局提供依据。

2.2 基础施工

(1)道路施工。

水电开发工程所在地一般距城镇较远,所需的人力和物力资源流动一般需要拓宽甚至新修公路以满足工程建设的需要。

(2)采石取土。

水电工程建设项目都需要大量的土石方,少则数万方多则上百万方。若工程建设区域土壤和石料材质复合工程建设需要,本着节约的原则从经济角度考虑,则会从工程建设区域选取合适的采石场及取土

场所,采挖工程建设所需的材料。

2.3 主体施工

(1)水坝建设。

所有的水电工程均需建设一定高度的水坝,依据工程涉及河流的水文特性,对河流进行导流、截流,而后修筑大坝。一般情况下,导流方式分三个阶段:初期导流采用枯水期断流、土石围堰挡水,导流隧洞泄流;中期导流采用大坝坝体挡水,导流隧洞泄流;后期导流采用大坝坝体挡水,溢洪道泄流。

(2)引水设施。

山区水电由于地形以及河流水量等方面的限制,多数只能进行引水式开发,一般采用管道引水,部分工程采用明渠引水,部分采用管道引水的电站需要开掘引水隧洞以穿过山体。

(3)管理设施。

水电工程建设需要修建厂房以安放、管理水电发电机组,并为电站管理人员修建值班室,较大型的水电站除厂房外需要单独修建管理人员生活区,配备生活所需的基本构筑物。

3 水电建设环境影响

3.1 短期影响

(1)水环境。

水电建设对于水环境的短期影响主要存在于施工建设期,直接产生的污水主要包括:①施工人员生活产生的生活污水,主要使地表水环境质量的化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮和悬浮物这几项水质指标恶化;②施工机械以及车辆的冲洗水,主要影响悬浮物和石油类两项水质指标;③砂石料冲洗水、混凝土搅拌废水以及基坑废水等,主要影响pH值、悬浮物等水质指标。

对水环境的间接影响主要为:①河水冲刷导流洞及土石围堰携带部分泥沙;②堆场及弃渣场设置不合理或未按要求进行拦、挡及压实作业,而导致土石、废弃建材进入水体、③工程施工时形成裸地,遇降雨天气大量地表土壤被剥离随雨水进入地表水体等。这三类虽然为间接影响,但其对悬浮物这项指标的影响巨大,而且有可能产生河道阻塞的后果,亦不容忽视。

倘若不进行预防,水电工程建设将会直接或间接使地表水体水质大幅下降。

(2)大气环境。

工程建设所产生的废气主要包括:①施工机械所产生的尾气主要影响大气环境质量的一氧化碳、氮氧化物和非甲烷总烃这三项指标;

②场地施工扬尘、运输扬尘以及建材堆场扬尘主要影响空气中颗粒物浓度。若不注意控制,则会造成区域大气环境质量下降,进而影响到其他环境因子。

(3)声环境。

工程建设噪声主要有:①以点状持续影响环境的机械噪声(打桩机、空气压缩机、混凝土搅拌机、风钻等);②以点状瞬间影响环境的噪声(采石以及隧洞挖掘、坝基施工时开山爆破噪声);③以线状影响环境的机械噪声(载重汽车)。

(4)生态环境。

工程建设的短期生态影响主要包括:采石取土以及隧洞挖掘时临时堆场以及工程会破坏地表植被造成植被自然生产力降低;来自施工机械的尾气、噪声、爆破噪声、施工场地及道路扬尘使陆生脊椎动物向工程扰动区域外迁移;施工期废水进入水体导致水质下降,影响到水生生物的生境;这些影响的综合效应会造成区域生境退化,生态系统内部结构发生一定的改变甚至向低级别生态系统逆向演替。

3.2 长期影响

随着工程建设结束,施工人员与机械撤离,施工废水、废气、噪声、临时占地等负面影响也随之消失。水库蓄水,电站投入运行,水电站本身将不会产生大量废水、废气以及废渣,长期影响主要源于工程建设

改变了河流的天然形态,主要对水环境造成影响。

河流生态系统是一种开放的、流动的生态系统,河流具有连续性,其连续性不仅仅指一条河流在水文学意义上的连续,同时也指对于整个生态系统至关重要的物质循环与能量流动的连续性。水坝的建设引起了顺水流方向河流的非连续化,造成河流水质与水文情势的改变。

(1)电站下泄水:泥沙在库区沉积,下泄水的含沙量大大降低,使水坝下游河道发生改变。在20世纪80年代的研究中,Williams等学者就发现大坝会改变下游的河流径流模式,增加坝下河床细粒度物质的侵蚀程度,并通过对美国Nebraska州North Platte 河河道的量化研究,认为水文情势改变对河道产生的修正作用是造成河道萎缩的主要原因[3]。

(2)库区富营养化:营养物质被水坝截留,库区氮、磷的含量上升,而水流速度缓慢,在适宜的温度及光照条件下易诱发水体富营养化。

(3)水库淹没:水库蓄水后,库区水位抬升,不仅会直接破坏淹没区植被,而且还会淹没部分物种生存和繁殖的特殊生境,如浅滩、岩洞和河岸带。

(4)大坝阻隔《中国濒危动物红皮书·鱼类》(1998)中共列出92种鱼,“致危因素及现状”中明确提到大坝阻隔的有14种,占15.2%。对长江、海河等流域的研究也表明,大坝阻隔了鱼类繁殖、索饵和越冬洄游,使洄游性鱼类数量大量减少,有的几近绝迹;同时使天然鱼类小型