水電工程環(huán)境影響特征及減緩措施分析

【摘 要】水電開發(fā)在給社會發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟利益的同時，也給生態(tài)環(huán)境帶來較為明顯的負面影響。本文分析總結(jié)了水電工程在建設(shè)和運行過程中對水文情勢、水溫、生態(tài)環(huán)境等方面的主要環(huán)境影響以及為了減緩影響而針對性采取的生態(tài)流量、生態(tài)調(diào)度、分層取水、棲息地保護、過魚、人工增殖等環(huán)境保護措施，為水電環(huán)評工作者提供參考和幫助。

【關(guān)鍵詞】水電工程；環(huán)境影響；水文情勢；分層取水；生態(tài)調(diào)度；過魚、棲息地保護

0 引言

水電是技術(shù)成熟、運行靈活的清潔低碳可再生能源，具有防洪、供水、航運、灌溉等綜合利用功能。水電開發(fā)在給社會發(fā)展帶來巨大利益的同時，也給生態(tài)環(huán)境帶來明顯的負面影響。水電開發(fā)一直備受爭議，支持者認為水電為清潔能源，對環(huán)境污染小，能替代火電，減少CO2的排放量，有利于控制溫室效應(yīng)；反對者認為水電開發(fā)淹沒大量土地，占地面積大，對生態(tài)環(huán)境破壞較大。因此，水電開發(fā)也經(jīng)歷了停滯期、緩慢期、黃金期等不同時期。水電工程的環(huán)境影響究竟主要有哪些，目前主要采取的減緩措施有哪些，環(huán)評審批又是如何要求的？這些內(nèi)容有助于我們進一步認識水電，認識水電開發(fā)帶來的負面影響。

1 水電工程概況

水電工程主要通過在河道中修建攔河設(shè)施集中天然水流的落差形成水頭，匯集、調(diào)節(jié)后經(jīng)水輪機將水能轉(zhuǎn)化為電能。主要建筑物有擋水建筑物、引水建筑物、泄洪建筑物、發(fā)電廠房，有些水電站還有為防洪、灌溉、航運、過木、過魚等綜合利用目的服務(wù)的其他建筑物。

水電工程為大型土木工程，施工期大面積施工開挖，砂石料加工廢水，交通運輸噪聲、揚塵；運行期水庫形成后的淹沒、電站運行調(diào)節(jié)、大壩阻隔、水庫水溫等因素都是對環(huán)境造成影響的影響源。

2 水電工程環(huán)境影響特征

由于水電工程的修建阻斷了河流聯(lián)系，改變了河流的徑流關(guān)系，對河流水文情勢、水溫、河道生境、生態(tài)環(huán)境造成影響，主要影響特征為：

1）水文情勢的影響

蓄水式電站通過水頭和運行調(diào)節(jié)把水能轉(zhuǎn)化為電能，獲得發(fā)電效益。電站通過攔河蓄水形成水庫，庫區(qū)水深、流速、河面寬等水文情勢發(fā)生較大變化，造成原有水生生境條件發(fā)生改變甚至消失，致使魚類區(qū)系組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，特別是適應(yīng)流水生境的珍稀保護、特有物種的消失；電站通過日調(diào)、季調(diào)或年調(diào)節(jié)運行，改變壩址處天然流量的時空分布，導(dǎo)致電站下游水文情勢與天然比較發(fā)生較大變化。由于短時間內(nèi)水位、流速、水面寬等水文要素變化劇烈，導(dǎo)致下游河道生境暴露、產(chǎn)卵場裸露，魚苗、受精卵擱淺死亡，對水生態(tài)系統(tǒng)影響較大，導(dǎo)致下游水生態(tài)系統(tǒng)萎縮演替。由于攔壩，上游泥沙沉積，下游清水下泄，導(dǎo)致下游河道泥沙失去失衡，影響兩岸的穩(wěn)定性，對下游河流健康影響較大。

2）水溫的影響

多年調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)、不完全年調(diào)節(jié)及季調(diào)節(jié)等調(diào)節(jié)性能好的水庫建成運行，將對庫內(nèi)的熱量起到調(diào)節(jié)作用，水庫在沿水深方向上呈現(xiàn)出有規(guī)律的水溫分層，大致表現(xiàn)為：冬季庫區(qū)趨于等溫分布，下泄水溫較天然情況高；春、夏季庫表水溫高，庫底水溫低，下泄水溫較天然情況低。下泄低溫水可對魚類造成突出的不利影響。水溫變冷，水體的溶氧量和水化學成分將發(fā)生變化，影響魚類和餌料生物的衍生，致使魚類區(qū)系組成發(fā)生變化。下泄低溫水將使魚類產(chǎn)卵季節(jié)推遲、影響魚卵孵化甚至造成不產(chǎn)卵。下泄低溫水還會降低魚類新陳代謝的能力，使魚生長緩慢。水溫低、餌料生物生長緩慢，將直接影響魚類的生長、育肥和越冬。低溫水會對農(nóng)作物產(chǎn)生“冷害”影響，造成減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。

3）阻隔影響

水電工程攔河建筑物使河流水生生境片斷化，阻隔魚類洄游通道，阻礙上下游魚類種質(zhì)交流。有些長距離洄游的魚類，需要洄游到河流的上游去產(chǎn)卵繁殖，大壩修建后就會阻斷其洄游通道，使其無法洄游到產(chǎn)卵場進行產(chǎn)卵，導(dǎo)致其數(shù)量銳減。如長江中華鱘，葛洲壩的修建就阻斷了其洄游金沙江的產(chǎn)卵通道，如今已成為長江珍稀魚類，近年來，人工繁殖對其資源進行了補償。還有些短距離和河湖洄游的魚類，如裂腹魚、四大家魚，其產(chǎn)卵活動也受大壩的阻隔影響。大壩的修建對其他魚類也造成阻隔影響，阻礙上下游種群的基因交流，導(dǎo)致種群遺傳多樣性降低，生存延續(xù)能力下降。

4）淹沒影響

水庫形成后，將使河流流水生境轉(zhuǎn)變?yōu)楹祆o態(tài)生境。由于水深的加深，對原天然河道造成淹沒影響，使原來處于庫區(qū)的魚類生境和產(chǎn)卵場喪失。水庫形成的靜水水面對產(chǎn)漂流卵的魚類的繁殖造成影響。產(chǎn)漂流性卵魚類產(chǎn)出的漂流性卵需隨水流漂流孵化，短的需要1-2天，長的需要一周左右，需要漂流幾百公里，受精卵漂流到庫區(qū)之后，不能隨水繼續(xù)漂流，將沉入水底。由于受精卵卵膜較薄，受精卵下沉過程中所承受壓力變大，受精卵很容易破裂，導(dǎo)致大量受精卵死亡。另外，由于下沉到水底，水底的光照條件較差，含氧量較低，不利于受精卵的孵化，孵化率降低。水庫淹沒對陸生植被和棲息地造成影響較大。由于淹沒造成河道兩岸植被較好的臺地被淹沒，大量土地被淹沒水下，植被喪失，動物原有的生存空間被不斷壓縮。

5）施工影響

水電工程屬大型工程，施工占地面積較大，施工開挖、爆破等活動對陸生植被破壞較大，對陸生生態(tài)影響較大。施工期的施工廢水量較大，如果直接排放，對水環(huán)境將造成大的影響，需處理后重復(fù)利用。施工期交通運輸、爆破、施工機械等施工活動產(chǎn)生的噪聲和揚塵對大氣環(huán)境的影響等。施工期施工人員較多，如果管理不善，生活廢污水、生活垃圾對環(huán)境將造成不利影響。

3 主要減緩措施

1）生態(tài)流量

為了維持水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，常用水文學法、水力學法、組合法、生境模擬法、綜合法等方法計算所需水量。所需最小水量非汛期一般不應(yīng)小于河道控制斷面多年平均流量的10%，汛期一般不應(yīng)小于20%。不同地區(qū)、不同規(guī)模、不同類型河流、同一河流不同河段的生態(tài)用水要求差異較大，在生態(tài)系統(tǒng)有更多更高需要時應(yīng)加大流量，現(xiàn)在環(huán)保部對最小下泄生態(tài)流量的要求在不斷提高。生態(tài)流量的下泄主要通過專設(shè)生態(tài)小機組、水電機組、單獨設(shè)置生態(tài)流量泄放設(shè)施等。

2）生態(tài)調(diào)度

在保證下游生態(tài)用水的同時，為了下游河道生態(tài)用水、刺激魚類的產(chǎn)卵繁殖、緩解下泄低溫水影響、降低大壩泄流造成水體溶解氣體過飽和程度、水體水質(zhì)保護等，電站運行期間需開展生態(tài)調(diào)度，依據(jù)不同時期生態(tài)水量的要求，模擬自然流量的過程。目前，生態(tài)調(diào)度主要針對下游河道魚類的產(chǎn)卵繁殖。每年4-7月份，是魚類的主要產(chǎn)卵繁殖時期，需要加大流量的下泄，模擬自然洪峰過程，刺激魚類的產(chǎn)卵繁殖。如已經(jīng)批復(fù)的瑪爾擋水電站、巴拉水電站、巴塘水電站為了裂腹魚、虎嘉魚等均設(shè)置了具體的生態(tài)調(diào)度方案。

3）分層取水

為減輕水庫下泄低溫水對下游造成的不利影響，保護下游生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，通常采取分層取水、合理利用水庫洪水調(diào)度運行方式、寬淺式過水斷面的灌溉渠道、“田間調(diào)溫”等措施，其中采用分層取水是目前緩減低溫水影響的最有效辦法。分層取水建筑物主要有多層平板門、疊梁門、翻板門、浮筒等豎井式、斜涵臥管式以及多個不同高程取水口布置等形式。目前，采取分層取水的電站有光照水電站、糯扎渡水電站、錦屏一級水電站等。

4）棲息地保護

工程建設(shè)使魚類“三場”和重要棲息地遭到破壞和消失，為了減緩對棲息地的影響，目前主要通過開發(fā)干流保護支流的方式，尋找替代生境，制定棲息地保護方案。在棲息地方案制定方面主要采取原生境的保護和生境的修復(fù)再造。從流域的層次講，根據(jù)流域不同河段的生態(tài)功能定位，制定流域的整體棲息地保護方案，在整體的棲息地保護框架下落實單個工程的棲息地保護方案。通過開發(fā)河段干支流調(diào)查，對未開發(fā)相似生境河段進行保護，地方政府承諾不再開發(fā)，對于已開發(fā)的河段采取拆除或連通的方式修復(fù)棲息地，對于已破壞的棲息地通過工程技術(shù)進行生境修復(fù)再造，如最近部里已經(jīng)審批的瑪爾擋水電站、白瀨水利樞紐工程、巴拉水電站。

5）過魚措施

水電工程的建設(shè)阻斷了魚類的洄游和上下游基因交流，主要通過建設(shè)過魚設(shè)施解決上下游的連通。主要的過魚設(shè)施有仿自然旁通道、魚道、魚梯、升魚機、集運魚系統(tǒng)、魚閘、網(wǎng)捕過壩等。現(xiàn)階段對水頭較低的水電建設(shè)項目，原則上應(yīng)重點研究采取仿自然通道措施；對水頭中等的水電建設(shè)項目，原則上應(yīng)重點研究采取魚道或魚道與仿自然通道組合方式；對水頭較高的水電建設(shè)項目，應(yīng)結(jié)合場地條件和樞紐布置特性，研究采取魚道、升魚機、集運魚系統(tǒng)或不同組合方式的過魚措施。目前的過魚設(shè)施主要采用的有魚道、集運魚系統(tǒng)。如已實施的藏木魚道、多布魚道、長洲魚道等，已實施的集運魚系統(tǒng)有彭水電站、龍開口水電站等。

6）人工增殖放流

水電工程對魚類資源造成的影響可以通過人工增殖放流的方式進行補償恢復(fù)，通過人工對增殖放流對象進行人工繁殖實現(xiàn)增殖放流。重點增殖放流國家、地方保護及珍稀特有魚類和重要經(jīng)濟魚類。目前，人工增殖放流已是每個電站采取的必要的環(huán)保措施，建設(shè)運行技術(shù)已成熟穩(wěn)定，部分電站已實現(xiàn)多次的增殖放流活動，如向家壩、阿海、功果橋魚類站等，為補償魚類資源，保護生態(tài)安全起到了重要的作用。

7）保護植物移栽

工程施工和水庫淹沒對植物影響較大，施工布置首選避讓的方式對保護植物進行保護，無法避讓和在淹沒線以下的保護植物主要采用移栽的方式進行保護。通過分析立地條件，選擇合適的移栽生境，制定移栽保護方案，建立保護植物移栽園，對保護植物進行保護。在實施移栽前，需對保護植物的移栽技術(shù)和生態(tài)特征進行研究，保證移栽的成活率。目前安谷水電站、向家壩水電站等都建有保護植物園。

4 結(jié)論與建議

水電開發(fā)所帶來的影響既有利也有弊，隨著工程的實踐和推進，工程運行所帶來的不利影響也在逐漸凸顯，我們對其產(chǎn)生的不利影響的認識也在不斷加深，水電開發(fā)的管理也在不斷的完善和提升。通過采取針對性的解決措施，使水電開發(fā)帶來的環(huán)境影響降到最低，從而使社會利益最大化，資源利用最優(yōu)化，環(huán)境影響最小化。由于開發(fā)較快，強度較高，水電環(huán)評在管理上還存在著一些問題。重環(huán)評，輕落實，缺監(jiān)管的現(xiàn)象普遍存在。環(huán)保措施到了實施階段都大打折扣，達不到環(huán)評階段的預(yù)期。即使落實了，由于缺乏管理和監(jiān)管，無人管理，曬太陽、成擺設(shè)的現(xiàn)象時常發(fā)生。因此，在水電環(huán)保工作上，我們還面臨著新的任務(wù)，加強中后期的管理，建立健全環(huán)保管理機制，調(diào)動建設(shè)單位的積極性，使環(huán)保工程落到實處，發(fā)揮出它應(yīng)有的作用。

【參考文獻】

[1]水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016-2020年），國家能源局.

[2]李鴻雁.水利水電工程概論[D].北京：中國水利水電出版社.

[3]張東亞.水利水電工程對魚類的影響及保護措施[J].水資源保護，2011（9）：75-77.

[4]薛聯(lián)芳，顧洪賓，馮云海.減緩水電工程水溫影響的調(diào)控措施與建議[J].環(huán)境影響評價，2016（5）：5-8.

[5]單婕，顧洪賓，薛聯(lián)芳，周祥林.水電開發(fā)環(huán)境保護管理機制分析[J].水力發(fā)電，2016（9）：1-4.

[責任編輯：田吉捷]