淺談橡膠壩對(duì)河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的影響

摘? 要：當(dāng)前，橡膠壩對(duì)河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的影響逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文深入分析了橡膠壩對(duì)河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境可能造成的影響，提出保護(hù)河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的措施，以期為我國綠色環(huán)保型建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：橡膠壩;河流水質(zhì);生態(tài)環(huán)境

中圖分類號(hào)：TV644文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）07-0000-00

0 引言

橡膠壩的出現(xiàn)離不開高分子材料合成技術(shù)，從20世紀(jì)50年代被發(fā)明應(yīng)用后，其獲得了不錯(cuò)的效果。從1958年美國建造的世界上第一個(gè)橡膠壩到現(xiàn)在，世界各國已經(jīng)建成了成千上萬的橡膠壩。實(shí)現(xiàn)了發(fā)電、配水、堵沙、灌溉等目的，極大地方便了人們的生活。

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，越來越多的筑壩攔截工程對(duì)、河流生態(tài)環(huán)境造成了不可逆的影響，這嚴(yán)重威脅著人們的生存環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段世界各地已建造了成千上萬的大中型水壩，隨著橡膠壩數(shù)量的增加，越來越多的專家學(xué)者發(fā)現(xiàn)了橡膠壩對(duì)河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的影響，為了更好地保護(hù)環(huán)境，必須仔細(xì)研究橡膠壩帶來的影響，并在以后的橡膠壩修建中引起重視。

1 橡膠壩概述

橡膠壩是使用新型高分子合成材料建造的水壩建筑。壩體內(nèi)部使用堅(jiān)固的合成纖維作為框架，涂上橡膠作為保護(hù)層，加工成膠帶并將水壩袋密封在底板上。由于其具有造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于供水供電、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域，極大地方便了我國居民的日常生活。因此，一些中小型蓄水工程使用橡膠壩作為水壩類型，對(duì)我國一些水資源稀缺地區(qū)，可最大程度的利用水資源，同時(shí)在一定程度上改善該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前，我國已經(jīng)進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)的背景下，人們對(duì)綠色環(huán)保的意識(shí)越來越強(qiáng)，同時(shí)對(duì)水利工程的建設(shè)也提出了更高的要求。因此，在城市地區(qū)使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、成本低廉的橡膠壩，對(duì)于美化、改善生態(tài)環(huán)境，節(jié)約資源和能源起著重要作用。

與普通大壩相比，橡膠壩的構(gòu)造更加簡(jiǎn)單，并且可以充分蓄水，對(duì)于洪訊起著非常重要的作用。利用橡膠壩進(jìn)行泄洪，可以解決城市河流的防洪和蓄水沖突，并且不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成太大破壞，這有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。此外簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，使得橡膠壩遍布世界各地，被越來越多的使用。

我國的橡膠壩研究要追溯到1965年，并且在第二年就建成了諸如北京安門橡膠壩、廣東洪秀全水庫橡膠壩等工程，這都是我國對(duì)橡膠壩的早期研究成果。迄今為止，我國大概已經(jīng)建造了700多個(gè)不種類型的橡膠壩，分布在我國各省市，并且其數(shù)量還在連年增長。在中國，除了少數(shù)充氣橡膠壩外，其余均為充水式的橡膠壩。一般情況下，橡膠壩的高度不會(huì)超過5m，但在山東省臨沂市有一個(gè)高度為5.5m，具有16個(gè)拉伸段的橡膠壩，每段長度為70m，總長度為1135m，此座建筑于1999年獲得吉尼斯紀(jì)錄的認(rèn)證。

2 橡膠壩對(duì)河流水質(zhì)的影響

橡膠壩建成后，對(duì)改善河流水質(zhì)具有一定的積極作用。在長期的使用過程中，會(huì)使河流水量的蓄積，沉降和吸附作業(yè)增強(qiáng)，但是隨著使用壽命的增加，河流中的泥沙不斷沉積，增加了河流中的重金屬含量，這對(duì)河流水質(zhì)產(chǎn)生了一定負(fù)面影響。

2.1 橡膠壩對(duì)河流內(nèi)氨氮指標(biāo)的影響

河南省英格河的最上游有一橡膠壩，為了檢測(cè)其對(duì)于河流水質(zhì)的影響，設(shè)置了4個(gè)檢查點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)于河流內(nèi)氨氮含量進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)河流內(nèi)氨氮等指標(biāo)的分析，初步總結(jié)出橡膠壩對(duì)河流水質(zhì)的影響。

通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和分析，發(fā)現(xiàn)流經(jīng)橡膠壩的河流內(nèi)氨氮濃度會(huì)增加。分析發(fā)現(xiàn)，隨著水流到大壩前部，流速逐漸降低，甚至在橡膠壩前會(huì)變成靜水區(qū)，在此處產(chǎn)生氨氮經(jīng)過一定的富集后濃度增加。

檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，CODCr已從最初的30～40mg·L-1降至25mg·L-1左右，并且河流內(nèi)水質(zhì)水平在全年時(shí)間都達(dá)到了合格水平，這表明了在橡膠壩建成之后，河流的水質(zhì)得到了一定程度的改善。分析發(fā)現(xiàn)，建造大壩后河流內(nèi)部分水流蓄入壩內(nèi)，滿足了河流的生態(tài)需求。河流的生態(tài)用水量充足，用于水管理的停留時(shí)間更長并增加了河流的物理沉降、化學(xué)沉降和生物降解的時(shí)間和總量。隨著時(shí)間的流逝，水中的微生物和植物的吸收和降解作用逐漸增加，橡膠壩的水質(zhì)也會(huì)變得越來越好。

通過在對(duì)流經(jīng)大壩，滾水壩的河流水質(zhì)進(jìn)行分析可知：河流在進(jìn)入橡膠壩覆蓋范圍后，CODCr沿水流方向顯著減少;氨氮指標(biāo)沿水流方向慢慢上升;河流中的一些污染物有一定程度的降解，對(duì)于水體的凈化起到了積極作用。

2.2 橡膠壩對(duì)河流內(nèi)重金屬的影響

將沂河臨沂城區(qū)內(nèi)重金屬的含量作為研究和分析對(duì)象，使用柱狀沉淀物采樣器在橡膠壩（控制）前2km，壩前50m處，通過對(duì)幾種常見的重金屬Cu，Pb，Cd的比較研究其分布特征，分析了重金屬污染的程度以及潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隨著橡膠壩施工的完成，河流內(nèi)中重金屬的含量和分布特征都發(fā)生了改變，其中，Hg和Pb的富集含量都急劇上升，因此對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的威脅較大[1]。

3 橡膠壩對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

橡膠壩建成后，由于其對(duì)重金屬含量的影響導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的變化，進(jìn)一步影響了河流內(nèi)的生物多樣性。通過對(duì)英厄河橡膠壩的研究，發(fā)現(xiàn)在橡膠壩的運(yùn)行河流內(nèi)的生物分布大致可以劃分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種類型。其中作為靜態(tài)的底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，個(gè)體總數(shù)，生物多樣性指數(shù)在一定程度上有一定影響，減少了大型底棲動(dòng)物的多樣性。

同時(shí)，橡膠壩的建設(shè)影響了河流內(nèi)水生生物的食物來源，對(duì)一些魚類的生殖繁衍造成了影響，這導(dǎo)致河流緩沖區(qū)的物種多樣性減少，對(duì)河流的可持續(xù)運(yùn)行影響較大。橡膠壩的建設(shè)使得河流的水流量迅速變化，減少了下游生物和水生生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，大量的粗泥沙沉淀在河流中，改變了下游河床的底物并減少下游孵化棲息地的生態(tài)環(huán)境，影響魚類和底棲動(dòng)物的生存環(huán)境[2]。

4 橡膠壩的應(yīng)用展望

大量的橡膠壩實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，其對(duì)于河流水質(zhì)的改善有一定的積極作用，因此在過去的幾十年中，橡膠壩被廣大發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家所廣泛使用。與傳統(tǒng)的水壩相比，橡膠壩施工簡(jiǎn)單，成本低廉，同時(shí)有利于生態(tài)環(huán)保。

隨著技術(shù)水平的提高，橡膠壩建造技術(shù)將日趨完善。根據(jù)橡膠池的特點(diǎn)，橡膠壩一般適合于跨度較大的水閘項(xiàng)目，高度低于5m。橡膠壩通常可用于以下領(lǐng)域使用：大型的進(jìn)水口、排水口、控制口等;用于農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng);臨時(shí)灌溉排水池、低滾水壩、增加向水庫的排放量、增加存儲(chǔ)容量和發(fā)電用水量;代替船上鎖定系統(tǒng)的閘門;潮汐屏障壩;波浪碼頭臨時(shí)主干壩;鹽場(chǎng)的擋水閘;自來水廠或污水處理廠的控制口;通過在河流上建設(shè)橡膠壩以形成一個(gè)人造湖，起到美化環(huán)境的作用[3]。

橡膠壩具有許多優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用范圍，但是在特定的實(shí)踐中仍然有許多問題需要解決。例如技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高度大于5、m的橡膠壩，施工中的壩袋防震，改善壩袋的耐老化性和耐磨性以及如何修復(fù)壩袋，可移動(dòng)橡膠壩的維修和保養(yǎng)，開發(fā)和應(yīng)用，橡膠壩的自動(dòng)控制等。

橡膠壩是基于高分子合成材料的發(fā)展而誕生的，因此也必然隨著高分子合成材料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展而改善，此時(shí)橡膠壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料選用，建造和管理將得到進(jìn)一步改善[4]。

5 結(jié)語

綜上所述，橡膠壩的建造對(duì)于人們的日常生活有很大幫助，可以給人們帶來很多好處。但是，隨著橡膠壩建設(shè)數(shù)量的不斷增加，也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響，破壞河流內(nèi)水生生物的生存環(huán)境，影響河流內(nèi)生物多樣性。因此，有關(guān)部門在橡膠壩的建設(shè)和管理中，必須考慮它們對(duì)河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的影響，使用人工防護(hù)等手段減少其對(duì)河流水質(zhì)的負(fù)面影響，充分發(fā)揮橡膠壩的積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 任嘉衍.伊河流域景觀格局對(duì)水質(zhì)的影響[D].開封：河南大學(xué)，2018.

[2] 王福鵬.基于渾河水質(zhì)改善的橡膠壩調(diào)度及可調(diào)性研究[D].沈陽：沈陽建筑大學(xué)，2018.

[3] 吳智洋.污染河流的生態(tài)修復(fù)方法研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2012.

[4] 劉志剛.橡膠壩對(duì)河流水質(zhì)及大型底棲動(dòng)物的影響[D].唐山：河北聯(lián)合大學(xué)，2012.

收稿日期：2020-06-12

作者簡(jiǎn)介：周衛(wèi)鋒（1978—），男，天津人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：水利水電。

Talking about the Impact of Rubber Dam on River Water Quality and Ecological Environment

ZHOU Weifeng

（China Hydropower Infrastructure Co.， Ltd.，? Tianjin? 301700）

Abstract： At present， the impact of rubber dams on river water quality and ecological environment has gradually become the focus of attention. This paper deeply analyzes the possible impact of rubber dams on river water quality and ecological environment， and proposes measures to protect river water quality and ecological environment， with a view to contributing to my country's green environmental protection construction.

Keywords： rubber dam; river water quality; ecological environment