西藏水電開發(fā)對河流水生態(tài)環(huán)境影響探討

李朝霞,黃 毅,呂琳莉

(西藏農(nóng)牧學(xué)院，西藏 林芝 860000)

西藏地區(qū)擁有十分豐富的水電資源，隨著中國對能源需求的迅速增加，未來西藏地區(qū)水電的開發(fā)將是重點。近年來，水電梯級開發(fā)已成為重要發(fā)展趨勢，中國對水電梯級開發(fā)的研究已逐漸由梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度[1-2]轉(zhuǎn)向梯級開發(fā)對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響[3-7]、河流水生態(tài)環(huán)境影響等方面[8-14]，水電資源的開發(fā)利用必將改變河流原來的生態(tài)環(huán)境，加之西藏河流所處地理位置的特殊性，整體生態(tài)環(huán)境脆弱，使西藏河流由于水電開發(fā)的建設(shè)而產(chǎn)生的影響成為大規(guī)模安全開發(fā)水電必須首先考慮的因素。為此本文以位于西藏東南部雅魯藏布江二級支流的巴河為例，探討梯級水電開發(fā)對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，可為將來的水電開發(fā)提供借鑒。

1 工程概況

巴河流域位于雅魯藏布江中游河谷地區(qū)，行政上屬西藏林芝市工布江達(dá)縣。巴河發(fā)源于念青唐古拉山脈東端，從河源開始河流自西北流向東南注入巴松湖，出巴松湖轉(zhuǎn)向西行，在雪卡下游約1 km處有朱拉河匯入，后轉(zhuǎn)向南行，約13 km后匯入雅魯藏布江一級支流尼洋河[15]。巴河全長89 km，流域面積約4 229 km2。從上游開始依次建有六〇六水電站、雪卡水電站和老虎嘴水電站，其中六〇六水電站、雪卡水電站為引水式電站，老虎嘴水電站為日調(diào)節(jié)水庫電站，3個水電站總裝機(jī)容量為145.75 MW，年發(fā)電量7.045×108kWh。

梯級水電站的建設(shè)大壩攔截水流，改變了河流原有的連續(xù)性，導(dǎo)致河流水體的物理、化學(xué)和生物因素發(fā)生變化。對河流水生態(tài)環(huán)境而言，主要體現(xiàn)在水文情勢、水溫、水質(zhì)、水生物等幾個方面，通過比較變化程度分析梯級水電開發(fā)對河流水生態(tài)環(huán)境的影響。

2 水電開發(fā)影響分析

2.1 水文情勢

巴河流域已建水電站對河段水文情勢的影響，主要體現(xiàn)在對徑流、泥沙和河道形態(tài)3個方面。六〇六、雪卡2座水電站均為引水式，老虎嘴水電站是河道內(nèi)的日調(diào)節(jié)水庫，巴松錯出口處建有沖久水庫，該水庫為年調(diào)節(jié)運行水庫，5月份開始蓄水，7—10月份采用溢流壩過水運行，11月至次年4月通過引水涵管向下游補(bǔ)水。水庫的調(diào)節(jié)運行方式?jīng)Q定了河段當(dāng)前的水文情勢。通過對河段內(nèi)水文站的系列資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，說明不同時期河段徑流、泥沙變化趨勢以及徑流、泥沙不同時期變化規(guī)律和河道形態(tài)的演變。

2.1.1 徑流分析

根據(jù)距離老虎嘴水電站約500 m處的巴河橋水文站數(shù)據(jù)，天然狀態(tài)下年平均流量為184 m3/s。老虎嘴水電站壩址多年平均流量180 m3/s。老虎嘴水電站上游建有年調(diào)節(jié)作用的沖久水庫，表1為兩庫調(diào)節(jié)后月平均流量與天然情況相比的結(jié)果。

表1 兩庫調(diào)節(jié)后月平均流量與天然情況對比變化情況表 /(m3·s-1)

可以看出，老虎嘴水庫日調(diào)節(jié)對月流量無影響，具有年調(diào)節(jié)能力的沖久水庫使巴松湖以下河段水量年內(nèi)分布趨于均勻，月平均流量與天然情況相比，枯水期(12月—次年4月)下游多年平均補(bǔ)充增加幅度為38.9%～59.4%；平水期(5、6月)減少幅度為7.5%～21%；豐水期(7—9月)與天然情況相同。老虎嘴水庫日調(diào)節(jié)作用6—9月對汛期下游流量無明顯影響，日調(diào)節(jié)作用主要表現(xiàn)在4—12月，枯水期不發(fā)電時最不利情況，考慮到保護(hù)河道生態(tài)環(huán)境，壩下埋管泄放流量9.0 m3/s，巴河流量也可達(dá)到天然情況時月平均流量的近30%，可達(dá)到保護(hù)水生生態(tài)的好的水平，基本無不利影響。

2.1.2 泥沙變化

根據(jù)巴河橋水文站泥沙資料計算，巴河干流年平均輸沙模數(shù)45.2 t/km2，老虎嘴壩址多年平均懸移質(zhì)入庫沙量為20.5萬t，年平均含沙量0.036 kg/m3，汛期平均含沙量為0.041 kg/m3。輸沙量主要集中在6—9月份，占全年的91.1%。由于巴河流域植被覆蓋率高，水土流失較輕，加之老虎嘴水庫的沉沙作用，下泄流量含沙量極少，巴河橋水文站自老虎嘴水電站建成后不再進(jìn)行泥沙的監(jiān)測。所以可以推斷，由于水電站的建設(shè)，巴河流域老虎嘴水電站下游的含沙量明顯減少。其以上的六〇六和雪卡水電站為引水式電站，對泥沙的影響不大。

2.1.3 河道形態(tài)

巴河流域梯級水電開發(fā)使天然河道的長度變化不大，老虎嘴水庫使河段水面面積增加。由于水庫對水沙的調(diào)節(jié)作用，根據(jù)水庫運行方式，水庫下泄流量會在汛期減少，非汛期水量增加，水量年內(nèi)分配較天然趨于均勻。梯級水電站的建設(shè)尤其是老虎嘴水庫的攔沙作用無論汛期、非汛期，含沙量都出現(xiàn)明顯減少的情況。已建的六〇六、雪卡和老虎嘴水電站首尾相距約17 km，由于只有老虎嘴電站是日調(diào)節(jié)水庫，水電站建設(shè)使少部分河道渠化，部分河道水面面積增加，天然河道有一定的改變。

2.2 水 溫

由于沒有老虎嘴水庫水溫觀測的相關(guān)數(shù)據(jù)，本文僅研究老虎嘴水庫下游河道梯級水電站的建設(shè)對水溫的影響。根據(jù)巴河橋水文站監(jiān)測數(shù)據(jù)，電站建設(shè)前河道年均水溫為7.9 ℃,2012年老虎嘴水電站發(fā)電后年均水溫為7.97 ℃，增長幅度為0.89%，其中月平均最低水溫從3.08 ℃上升到3.32 ℃，月平均最高水溫從11.14 ℃上升到11.75 ℃,6月至次年的1月水溫較天然情況下升高，但幅度較小，增幅在0.14～0.93 ℃，2—5月水溫低于天然情況，降幅在0.23～1.46 ℃。可見由于水庫的蓄溫作用，水電站的建設(shè)使河道平均水溫略有上升的現(xiàn)象。

2.3 水 質(zhì)

巴河流域沒有經(jīng)過大的城鎮(zhèn)和農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，點、面污染源較輕,水質(zhì)良好,為Ⅰ～Ⅱ類。表2為2008年、2013年和2017年枯水期雪卡水電站尾水水質(zhì)檢測結(jié)果。

表2 2008年、2013年和2017年枯水期雪卡水電站尾水水質(zhì)檢測結(jié)果表

2008年老虎嘴水電站正在建設(shè)中，2012年建成發(fā)電運行。從檢測結(jié)果來看，雪卡水電站斷面枯水期水溫增加較多，電導(dǎo)率增加較多，pH值均為下降，溶解氧2013年有所下降，2017年與2008年基本持平，氨氮自2013年有較大的增加，總磷有下降的趨勢。

對照GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，2008年pH值正常，溶解氧指標(biāo)達(dá)到Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)，氨氮指標(biāo)在Ⅰ類水以上，總磷指標(biāo)在Ⅲ類水以上，總體看2008年水質(zhì)至少達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。2013年pH值正常，溶解氧指標(biāo)達(dá)到Ⅱ類以上水標(biāo)準(zhǔn)，氨氮指標(biāo)在Ⅲ類水以上，總磷指標(biāo)在Ⅱ類水以上，總體看2013年水質(zhì)至少達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。2017年pH值正常，溶解氧指標(biāo)達(dá)到Ⅰ類以上水標(biāo)準(zhǔn)，氨氮指標(biāo)在Ⅲ類水以上，總磷指標(biāo)在Ⅱ類水以上，水質(zhì)中的溶解氧、氨氮、總磷指標(biāo)均趨向于好的方向發(fā)展。從以上的分析可見，巴河上水電站的建設(shè)未對河流水質(zhì)產(chǎn)生影響，可能與該流域人口較少，經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，以及水電站建設(shè)運行后環(huán)保措施較為有力有關(guān)，同時隨著電站的運行某些指標(biāo)有向好的發(fā)展趨勢。

2.4 水生生物

巴河流域浮游動(植)物種群組成較簡單，檢出浮游動物三大類21種屬，平均密度為111.7個/L，平均生物量為0.030 3 mg/L；浮游植物4門59種屬，浮游植物平均密度為0.594 9萬個/L，平均生物量為0.022 5 mg/L。由于海拔高、水溫低、水流速度快和人類活動較少，輸入的營養(yǎng)物質(zhì)較少等，因此水域營養(yǎng)比較貧瘠，屬于極貧營養(yǎng)型水域；水生生物資源較少，魚類區(qū)系組成簡單、資源貧乏，無國家級和地方性瀕危保護(hù)魚類，主要經(jīng)濟(jì)魚類餌料資源不足，生長緩慢，年齡結(jié)構(gòu)簡單，性成熟較晚。

水電站建設(shè)后河流水質(zhì)變化甚微，水溫略有升高，可以推斷老虎嘴水電站以上河段浮游動植物的變化不大。老虎嘴水庫水流變緩、水位加深、有機(jī)物溶入、表層水溫相對增高等因素，有利于魚類餌料生物的繁殖和生長，但由于水庫為日調(diào)節(jié)，水體交換頻繁這種影響對水生生物的影響作用十分有限。浮游植物可能從以硅藻門為優(yōu)勢種群變?yōu)楣柙彘T和綠藻門并重的結(jié)構(gòu)類型，浮游動物仍以原生動物為優(yōu)勢種群。

對魚類的影響主要有2個方面:一是雪卡水電站引水首部至電站尾水間約2.4 km河道，在枯水季節(jié)該河段基本斷流，導(dǎo)致魚類無法生存，影響較大；二是雪卡水庫和老虎嘴水庫的建成，將連續(xù)的巴河生態(tài)環(huán)境劃分成多個單元，導(dǎo)致河流的生境破碎化，大壩隔阻了下游魚類向上游遷徙的路徑，導(dǎo)致上游河段魚類種類數(shù)量可能減少。

3 結(jié) 語

通過以上幾個方面的分析可以得到以下結(jié)論：① 總體上巴河干流上梯級水電站的建設(shè)未對河流生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生大的影響；② 巴河月均流量在水電站建設(shè)后呈現(xiàn)年內(nèi)流量均勻化；③ 電站運行后，巴河流域在老虎嘴水電站以下的泥沙呈明顯減少的趨勢，改變下游河道沖淤及下游河道形態(tài)，將會影響下游水生動植物種類及數(shù)量，繼而改變下游河道水生生物多樣性，長此以往可能對河流的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響；④ 老虎嘴電站水庫使下泄的河流水溫有較小的上升；⑤ 梯級電站的建設(shè)對河流的水質(zhì)基本沒有產(chǎn)生影響；⑥ 巴河流域梯級水電站的建設(shè)對魚類的影響較為突出。

總之，在西藏區(qū)域進(jìn)行水電建設(shè)，由于生態(tài)環(huán)境本底較脆弱，水電建設(shè)的影響凸顯需要較長時間，對此內(nèi)容的研究需要長期進(jìn)行。總體看，水電開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響，只要在規(guī)劃、建設(shè)、運行過程中做好環(huán)境保護(hù)的各項工作，是可以收到滿足經(jīng)濟(jì)需求的同時保持環(huán)境安全的效果，達(dá)到人與自然和諧共處。