淺談水利水電工程對生態(tài)環(huán)境的影響

何 瓊，劉小兵，王楊科

(1.西華大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610039；2.中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

水利水電工程在實現(xiàn)防洪、發(fā)電、灌溉、航運等社會、經(jīng)濟效益的同時，在建設(shè)和運行過程中不可避免地對原有生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。這些影響有些是有利的，有些是不利的，而不利影響在本已脆弱的生態(tài)環(huán)境上增加一道新傷痕，進一步使生態(tài)環(huán)境惡化，阻礙人類可持續(xù)發(fā)展。因此，深入揭示和認知這些影響規(guī)律，并采取相應(yīng)的對策措施，擴大和保護有利影響，減輕或消除不利影響，至關(guān)重要。

2 國內(nèi)外研究進展

1969年，美國國會通過《國家環(huán)境政策法》，率先建立環(huán)境影響評價制度，此后其被世界各國普遍借鑒。1979年9月我國頒布了《中華人民共和國環(huán)境保護法(試行)》，標志著我國環(huán)境影響評價制度的確立。

環(huán)境影響評價制度確立后，已被應(yīng)用于包括水利水電工程在內(nèi)的多個方面，并在之后的幾十年間被逐步完善。雖然目前各國在水利水電工程對生態(tài)環(huán)境影響的研究根據(jù)本國國情略有不同，但總體方向較為一致，主要集中在對河流生態(tài)環(huán)境的影響研究、河道的功能研究、大壩移出后的生態(tài)環(huán)境影響研究方面[1-4]。

3 水利水電工程對環(huán)境的影響

3.1 對環(huán)境的有利影響

(2)形成人工濕地，改善當(dāng)?shù)匦夂颉Ｋ畮煨藿ㄐ纬珊?，使?jié)竦孛娣e增加，周圍陸地性氣候也得以改善：無霜期延長、溫差縮小、最高氣溫降低、降水和濕度增加。據(jù)研究，水面上空空氣的透明度比成片房屋群上的高8%～10%；水庫或水域上的氣溫在炎熱季節(jié)要降低4～5℃，相對濕度提高10%～15%[6]。

(3)水庫形成人工湖泊，在功能上增加美學(xué)和旅游價值。在進行水電開發(fā)時，合理優(yōu)化水工建筑物的布置和造型，并加以適當(dāng)修飾，可在景觀上起到美化環(huán)境的作用。如四川都江堰水利工程和浙江新安江水庫(千島湖)等，已為我國著名的旅游勝地。

(4)擴大水生物生長環(huán)境，增加生物多樣性。水庫建成蓄水后，形成寬闊水面，擴大了水生物生長空間；水庫形成的人工濕地為濕地動、植物提供了生存條件。因此在庫區(qū)及周邊會增加多種適合濕地環(huán)境的動、植物物種，從而增加局部區(qū)域的生物多樣性。

(5)保護環(huán)境，減災(zāi)防災(zāi)。水庫運行可調(diào)節(jié)河川徑流，控制水位和下泄流量，提高抵御洪、澇、旱等自然災(zāi)害的標準，減少水災(zāi)和旱災(zāi)對人類及動、植物的破壞，減少洪水造成的污染擴散和疾病流行，為人們提供相對穩(wěn)定、安全的生活和生產(chǎn)環(huán)境。

(6)改善水質(zhì)。庫內(nèi)水流速度慢，有利于懸浮物沉降，使水體的濁度、色度降低；同時有利于藻類活動，藻類呼吸產(chǎn)生的CO2與水中鈣、鎂離子結(jié)合產(chǎn)生CaCO3和MgCO3并沉淀，降低了水體硬度。

2.2 對環(huán)境的不利影響

(1)水土流失。造成水土流失的原因主要有兩個方面：工程施工和庫區(qū)移民。

工程施工中設(shè)置的取土場、砂石料場等，破壞了山體原有的表層植被，使表層具有一定肥力的土壤流失(特別是占用耕地取土)；工程棄渣的處理不當(dāng)也易造成水土流失，嚴重的會發(fā)生塌方或泥石流。庫區(qū)移民在安置區(qū)內(nèi)毀林開荒、建造房屋等，使自然植被受到破壞，也會造成水土流失。

三是加快中西部地區(qū)金融服務(wù)體系發(fā)展，推動地區(qū)之間的技術(shù)轉(zhuǎn)移和擴散，促進區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化。

(2)泥沙淤積。由于庫內(nèi)水流流速降低，泥沙易于淤積，不僅減少庫容，而且抬高河床，影響航運。如三門峽水庫，于1960年蓄水，一年半后，15億t泥沙全部淤在潼關(guān)—三門峽河段，使潼關(guān)河床抬高4.5 m。淤積帶延伸到上游的渭河口，形成攔門沙[6]。

(3)地質(zhì)災(zāi)害。水庫蓄水后由于水體壓重引起地殼應(yīng)力的增加及重分布，從而可能導(dǎo)致地震發(fā)生。20世紀40年代，美國的米德湖水庫蓄水后曾誘發(fā)過地震。60年代以來，全球有六個大型水庫發(fā)生了里氏六級以上的強烈水庫地震。5.12地震發(fā)生后，范曉等[7]提出，紫坪鋪水庫是誘發(fā)這次地震的重要原因。雖然陳颙[8]、ICOLD[9]等否定了這種觀點，但不可否認雖然因建水庫而誘發(fā)地震的例子不多(約占世界已建水庫的1‰。我國已建水庫8.6 萬多座，水庫誘發(fā)地震的有13例，占0.15‰)，但仍應(yīng)加以注意。另外，水庫蓄水后水位升高，岸坡土體抗剪強度降低，因而易導(dǎo)致塌方、山體滑坡及危巖體的失穩(wěn)。

(4)庫區(qū)土地浸沒、沼澤化和鹽堿化。水庫蓄水使地下水位上升，當(dāng)?shù)叵滤簧仙骄嗟孛嬉欢ǜ叨葧r，浸沒就開始了，浸沒使土壤通氣條件變差，造成土壤中的微生物活動減少，肥力下降，影響作物的生長。當(dāng)潛水層達到耕作層時，土壤變得過于濕潤，植物呼吸困難，根系衰敗，使得土地沼澤化。在較干燥氣候條件下，庫水水位上升常會使土壤發(fā)生鹽漬化。

(5)對水文的影響。水庫調(diào)節(jié)改變了下游河道的流量過程。水庫截流了非汛期的基流，使下游河道水位大幅下降甚至斷流，下游天然湖泊或池塘可能因來水?dāng)嘟^而干涸，下游地區(qū)地下水位下降。

(6)水體營養(yǎng)富化。水庫蓄水后，水體透明度增大，藻類光合作用加強，導(dǎo)致藻類大量生長，從而使庫尾與一些庫灣發(fā)生營養(yǎng)富化。

(7)庫區(qū)水溫結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，可能出現(xiàn)分層，影響農(nóng)作物生長。水庫建成后，水庫水溫隨水深的變化而改變。一般夏季水溫隨水深度增加而降低，冬季則相反。表、底層水溫春秋兩季變化不大，冬夏兩季則很明顯。農(nóng)作物的生長與水溫相關(guān)，因而對于靠水庫灌溉的農(nóng)作物影響較大。

(8)施工期廢水、廢棄物污染。施工均在水系河道附近，生產(chǎn)廢水、生活污水等往往未經(jīng)處理直接排入河道，受納水體的COD、BOD5、SS等污染物含量增加，造成施工區(qū)水環(huán)境污染。施工中常產(chǎn)生的大量殘留炸藥、廢油、廢化學(xué)藥品等，也會對環(huán)境產(chǎn)生影響。

(9)施工期噪聲、大氣污染。施工區(qū)因開鑿鉆孔、爆破開挖、施工機械運轉(zhuǎn)等產(chǎn)生大量噪聲，最大聲源聲級在100dB(A)左右。機械噪聲不僅影響周圍居民休息，對居民的生產(chǎn)、生活、健康也會產(chǎn)生一定的負面影響。施工時產(chǎn)生的粉塵、施工機械排放的尾氣等會對周圍空氣造成污染，嚴重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳罴碍h(huán)境衛(wèi)生。

(10)對生物及其多樣性的影響。

對陸生生物：水庫蓄水淹沒原始森林，工程建設(shè)破壞地表植被，新建城鎮(zhèn)和道路系統(tǒng)分割侵占野生動物棲息地，這些都將威脅陸生生物的生存。

對水生生物：大壩阻斷了水生生物(特別是洄游性魚類)的通道，影響了整個水域的生態(tài)平衡，嚴重的會造成滅絕。如埃及阿斯旺高壩蓄水后，東地中海浮游生物減少1/3，造成沙丁魚產(chǎn)量急速下降，最終絕跡?！吨袊鴿O業(yè)區(qū)劃》(1988)在論述黃河魚類資源時指出，黃河流域的魚類區(qū)系組成中有些魚類因受干流建壩影響，阻斷了其洄游通道而遭滅絕，如分布在晉、陜﹑豫﹑魯四省河段的鰻鱺，黃河下游豫﹑魯河段的達氏鱘﹑白鱘[10]?！吨袊鵀l危動物·魚類》(1998)中記載了92種魚，“致危因素及現(xiàn)狀”中明確將水利水電工程列入的有24種，占27.9℅，初步分析這一比例遠低于實際狀況[11]。另外，水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，減少了下游魚類的餌料，影響魚類的產(chǎn)量。高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產(chǎn)生氣泡病。如長江葛洲壩，當(dāng)下泄流量為41 300～77 500m3/s時，氧飽和度為112%～127%、氮飽和度為125%～135%時，幼魚死亡率達32.24%。

(11)對文物的影響。工程建設(shè)常使部分文物古跡和歷史景觀被淹沒。文物古跡反映了一個民族在一定時期的政治、經(jīng)濟、軍事、科技、文化等，是民族的寶貴財富，它對歷史研究具有重要意義，因此這一問題需引起高度重視。

(12)對人群健康的影響。在庫區(qū)，一些水介疾病(如阿米巴痢疾、瘧疾、霍亂、血吸蟲病)會因水面擴大而增加。如丹江口水庫、新安江水庫等建成后，原有陸地變成了濕地，利于蚊蟲孳生，都曾流行過瘧疾病。據(jù)統(tǒng)計，水庫一帶居民血吸蟲病發(fā)率約為80%[12]。

4 環(huán)境保護對策及措施

水利水電工程建設(shè)不可避免地會在一定程度上對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，嚴重的還會導(dǎo)致破壞，但不能因此而否定水利水電工程開發(fā)在國民經(jīng)濟建設(shè)及環(huán)境方面的的積極作用，因此要正確地認識和研究這些不利影響，并采取一定的對策和措施，最大限度地減少水利水電工程對生態(tài)環(huán)境的破壞。具體可重點開展以下工作：

(1)科學(xué)規(guī)劃，合理開發(fā)。水利水電工程開發(fā)與建設(shè)必須建立在充分論證的基礎(chǔ)上。通過對庫區(qū)及其周圍的水資源、土地資源、森林資源和旅游資源等數(shù)量、分布和開發(fā)利用情況的詳細調(diào)查，從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)，科學(xué)制定資源開發(fā)規(guī)劃，合理開發(fā)、高效利用，最終使工程做到生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益的統(tǒng)籌兼顧。

(2)完善環(huán)境影響評價制度。通過環(huán)境影響評價，可為水利水電工程項目方案提供依據(jù)，能預(yù)測項目可能對當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、社會環(huán)境造成的影響，并提出防治措施。水利水電工程經(jīng)濟建設(shè)、水電建設(shè)和環(huán)境建設(shè)同步發(fā)展必須以環(huán)境影響評價制度為準繩。目前雖然我國環(huán)境影響評價制度已初步建立，但可操作性、公眾參與等方面還很不完善，還有很長的路要走。

(3)加強環(huán)境管理和監(jiān)測。應(yīng)建立統(tǒng)一的管理機構(gòu)，加強對庫區(qū)和施工區(qū)的宏觀管理，制定環(huán)境管理與監(jiān)測計劃，規(guī)劃工程的環(huán)境管理與監(jiān)測系統(tǒng)，及時掌握環(huán)境變化動態(tài)。明確工程業(yè)主、施工承包商等參建各方的環(huán)保責(zé)任，按照“誰污染，誰治理”的原則限期治理[13]。

(4)完善強制性法律措施。在不宜進行水電項目建設(shè)的自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園、世界遺產(chǎn)區(qū)、生態(tài)功能區(qū)，以及其他需要進行保護的區(qū)域內(nèi)，劃定保護河段和保護流域區(qū)，禁止進行水利水電工程建設(shè)和其他大型工程建設(shè)。

(5)完善移民政策。對于水利水電工程，若移民問題不能得到良好解決，不僅會對環(huán)境的造成二次破壞，還會造成社會的不穩(wěn)定，因此必須完善移民政策，對移民搬遷安置和恢復(fù)生產(chǎn)生活進行詳細規(guī)劃設(shè)計，努力做到“移得出、穩(wěn)得住、能致富”的目標。

(6)建立和實施生態(tài)補償機制。當(dāng)水利水電工程建設(shè)對當(dāng)?shù)丨h(huán)境影響很大，且依靠自身能力很難使之恢復(fù)時，應(yīng)實行生態(tài)補償機制，并根據(jù)“誰損害，誰補償”的原則，明確生態(tài)補償主體及補償范圍。如：在建設(shè)黑龍江省蓮花水電站時蒼鷺原有棲息地被毀后，立刻又為蒼鷺選擇了距離原鷺島約2km的龍頭山作為安置的新址，該山三面環(huán)水，高程、土壤、植被等與原鷺島相似，原鷺島上的一些大樹也被移栽到龍頭山，經(jīng)過采用人工誘導(dǎo)等措施，蒼鷺很快搬到新址繁衍生息，取得了很好的效果[14]。

為補償因修建電站影響魚類洄游及預(yù)防魚類種群減少和滅絕，目前大多工程都根據(jù)自身實際情況選擇了相應(yīng)措施：漢江興隆水利樞紐、老龍口水利樞紐計劃采用魚道；烏江彭水電站計劃選擇集運漁船；漢江蜀河采用300t升魚機。此外，目前更多的電站采用魚類增殖放流。具有代表性的如始建于2009年的錦屏一級、二級和官地水電站魚類增殖站，靜態(tài)投資達1.54億元，工程場址位于一滑坡山體上，為形成約3.33hm2(50畝)場用地，工程運用了大量抗滑樁、錨桿、重力式高擋墻，充分反映了我國對環(huán)境保護的重視及決心。該工程修建了共計95個占地100～1 100m2的魚(水)池，采用循環(huán)水養(yǎng)殖，年放流量150萬尾，是目前國內(nèi)外最大的魚類增殖站。目前培育了長絲裂腹魚、短須裂腹魚、細鱗裂腹魚、四川裂腹魚、鱸鯉和長薄鰍，并已全部成活。這標志著我國的現(xiàn)行人工培育放流技術(shù)日趨成熟和完善。

(7)兼顧環(huán)保需要，合理調(diào)度水庫及其他水利設(shè)施。水利水電工程的運行調(diào)度在滿足設(shè)計要求的同時，還應(yīng)考慮生態(tài)系統(tǒng)的健康性及穩(wěn)定性的需求。最為典型的如我國黃河的調(diào)水調(diào)沙。黃河是世界上含沙量最高的沖積河流，2002～2004年黃河防總在連續(xù)3年嘗試利用水庫聯(lián)合調(diào)度調(diào)水調(diào)沙試驗成功的基礎(chǔ)上，于2007年6月19日至7月7日，按照洪水資源化和水沙聯(lián)合調(diào)控的思路，精心調(diào)度萬家寨、三門峽、小浪底等水庫，成功實施調(diào)水調(diào)沙。此次洪峰是近10年來下游河道通過的最大洪峰，下游主河槽得到全線沖刷，而且還漫灌了黃河口濕地，為濕地保護及時補充了淡水資源(中國水利水電科學(xué)研究院.深入學(xué)習(xí)實踐科學(xué)發(fā)展觀活動簡報.2008.)。此外，美國田納西河流域的生態(tài)調(diào)度、科羅拉多河格倫峽大壩調(diào)度都是比較成功的案例。

5 結(jié)束語

隨著人們環(huán)保意識的增強，已經(jīng)充分認識到保護環(huán)境對人類生存和可持續(xù)發(fā)展的極端重要性，全社會對環(huán)境質(zhì)量要求也越來越高。因此，環(huán)境問題也已成為水利水電工程建設(shè)中的制約性因素，水利水電工程與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合是必然趨勢。在以后的水利水電工程建設(shè)中必須把生態(tài)環(huán)境問題放在重要位置，從整體上統(tǒng)籌考慮，將工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的不利影響降至最低。

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