綠色水電評(píng)估與流域環(huán)境監(jiān)測(cè)體系初探

周祥林，單 婕

（1.中國(guó)電力建設(shè)股份有限公司，北京100048；2.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120）

綠色水電評(píng)估與流域環(huán)境監(jiān)測(cè)體系初探

周祥林1，單 婕2

（1.中國(guó)電力建設(shè)股份有限公司，北京100048；2.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120）

為探索和推進(jìn)我國(guó)綠色水電發(fā)展和應(yīng)用，結(jié)合我國(guó)水電發(fā)展現(xiàn)狀，初步梳理我國(guó)綠色水電評(píng)估主要內(nèi)容，包括環(huán)境現(xiàn)狀分析、施工期和運(yùn)行期環(huán)境變化評(píng)估等3個(gè)方面。根據(jù)我國(guó)綠色水電評(píng)估的內(nèi)容和指標(biāo)，水電項(xiàng)目流域環(huán)境監(jiān)測(cè)重點(diǎn)內(nèi)容包括水溫、生態(tài)流量、水生生態(tài)及魚類增殖放流和過魚效果監(jiān)測(cè)等。

綠色水電；評(píng)估；流域；環(huán)境監(jiān)測(cè)

1 引言

水電是一種清潔可再生能源，水力發(fā)電在世界上是僅次于化石燃料的第二大電力來(lái)源［1］。我國(guó)水電資源十分豐富，發(fā)展水電對(duì)于優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、減少碳排放，保護(hù)大氣環(huán)境具有重要作用［2］。同時(shí)，水電開發(fā)對(duì)陸生生態(tài)、水生生態(tài)等區(qū)域環(huán)境也有一定的負(fù)面影響［3］。發(fā)展綠色水電，對(duì)水電項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行過程的環(huán)境影響進(jìn)行合理評(píng)估，鼓勵(lì)業(yè)主采取有效環(huán)保措施是未來(lái)重要工作方向。隨著流域水電梯級(jí)化開發(fā)，環(huán)境效應(yīng)的長(zhǎng)期性、累積性和疊加性更加凸顯，我國(guó)也逐步開展了流域?qū)用娴沫h(huán)境監(jiān)測(cè)工作。綠色水電評(píng)估應(yīng)綜合考慮多個(gè)電站梯級(jí)的流域性環(huán)境監(jiān)測(cè)成果，而流域環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)劃中也應(yīng)考慮綠色水電評(píng)估的需求，探索兩個(gè)體系之間內(nèi)容與指標(biāo)的相互關(guān)系對(duì)推進(jìn)水電環(huán)保工作具有積極意義。

2 國(guó)外綠色水電評(píng)估發(fā)展概況

20世紀(jì)80年代開始，國(guó)外建立了綠色水電的技術(shù)指南和認(rèn)證程序，其中具有代表性的包括瑞士的綠色水電認(rèn)證、美國(guó)的低影響水電認(rèn)證及國(guó)際水電協(xié)會(huì)的《水電可持續(xù)性發(fā)展指南》。

瑞士的綠色水電認(rèn)證框架由瑞士聯(lián)邦水科學(xué)技術(shù)研究院 （Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology，EAWAG）提出，主要從水文特征、河流系統(tǒng)連通性、泥沙與河流形態(tài)等方面反映健康河流生態(tài)系統(tǒng)的特征，并通過最小流量管理、調(diào)峰、水庫(kù)管理、泥沙管理、電站設(shè)計(jì)等管理措施來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色水電的運(yùn)行管理，取得綠色水電認(rèn)證后，有意愿的消費(fèi)者可以選擇優(yōu)先購(gòu)買或者高價(jià)購(gòu)買綠色能源產(chǎn)品。自2001年以來(lái)該認(rèn)證程序已經(jīng)成功應(yīng)用于瑞士60多個(gè)水電工程，并向歐盟其他國(guó)家進(jìn)行推廣。

美國(guó)低影響水電認(rèn)證由美國(guó)低影響水電研究所（Low Impact Hydropower Institute，LIHI）提出，主要從河道水流、水質(zhì)、魚類通道和保護(hù)設(shè)施等方面來(lái)評(píng)估水電工程環(huán)境影響，低影響水電認(rèn)證同樣幫助能源消費(fèi)者選擇希望支持的水電生產(chǎn)方式。自2004年以來(lái)該認(rèn)證程序已經(jīng)對(duì)23項(xiàng)水電工程進(jìn)行了認(rèn)證，并且開始推廣到加拿大。

國(guó)際水電協(xié)會(huì)（International Hydropower Association，IHA）于2004年和2006年分別發(fā)布了《水電可持續(xù)性指南》和《水電可持續(xù)性評(píng)價(jià)規(guī)范》，與綠色水電、低影響水電認(rèn)證的評(píng)價(jià)內(nèi)容相似，《水電可持續(xù)性指南》的評(píng)價(jià)內(nèi)容也涵蓋了河流生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的主要環(huán)境要素，三者評(píng)價(jià)主要內(nèi)容及指標(biāo)如表1。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

3 我國(guó)綠色水電評(píng)估研究與實(shí)踐

目前，我國(guó)尚未建立綠色水電評(píng)估體系及認(rèn)證制度，國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)開始進(jìn)行綠色水電評(píng)估指標(biāo)和方法研究。從評(píng)估內(nèi)容上看，目前各項(xiàng)研究成果主要分為僅針對(duì)生態(tài)環(huán)境要素的評(píng)估和針對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境各因素的綜合性評(píng)估；從評(píng)價(jià)方法上看，主要分為多指標(biāo)評(píng)價(jià)法和預(yù)測(cè)模型法等；從評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)看，主要包括灰色統(tǒng)計(jì)法、計(jì)算權(quán)重法、專家意見進(jìn)行判斷、分級(jí)打分等［4-6］。雖然目前我國(guó)綠色水電評(píng)估研究取得了一定成果，但仍然缺乏定量化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及與水電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)及環(huán)境保護(hù)對(duì)策措施相銜接的評(píng)估體系。

隨著水電行業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)也逐步重視水電工程的環(huán)境保護(hù)工作，并對(duì)成果突出的單位予以鼓勵(lì)，如2006年雅礱江二灘水電站工程及2008年黃河公伯峽水電站工程均被評(píng)選為 “國(guó)家環(huán)境友好工程”。此外，上海市曾于2005年開始嘗試推廣綠色電力機(jī)制，鼓勵(lì)采用由可再生能源生產(chǎn)的電力。同時(shí)，瀾滄江糯扎渡水電站等項(xiàng)目也以綠色水電為發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)行了工程運(yùn)行和環(huán)境管理方面的積極實(shí)踐［7］。

4 綠色水電評(píng)估與流域環(huán)境監(jiān)測(cè)體系

4.1 水電評(píng)估

結(jié)合我國(guó)水電項(xiàng)目環(huán)境監(jiān)測(cè)要求，將瑞士綠色水電、美國(guó)低影響水電和水電可持續(xù)性指南內(nèi)容進(jìn)行綜合借鑒和細(xì)化分析，我國(guó)綠色水電評(píng)估主要目的可初步確定為評(píng)估采取各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)措施后，水電工程建設(shè)和運(yùn)行階段對(duì)水、大氣、聲及生態(tài)環(huán)境等不利影響是否降至可接受程度，重點(diǎn)關(guān)注水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能能否繼續(xù)處于較好狀態(tài)，是否滿足水電可持續(xù)發(fā)展要求。

我國(guó)綠色水電評(píng)估主要內(nèi)容初步可包括環(huán)境現(xiàn)狀分析、施工期和運(yùn)行期環(huán)境變化等3個(gè)方面。

4.1.1 環(huán)境現(xiàn)狀

環(huán)境現(xiàn)狀是綠色水電評(píng)估的本底值，根據(jù)環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)資料，主要分析內(nèi)容可包括工程區(qū)域的水、空氣、聲、土壤及生態(tài)環(huán)境，以及文物古跡、宗教文化及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等社會(huì)環(huán)境。

4.1.2 施工期環(huán)境

工程施工期環(huán)境變化主要是由于水電工程施工建設(shè)的污染物排放引起、污水來(lái)源主要包括基坑排水、砂石料沖洗廢水、混凝土系統(tǒng)廢水、機(jī)修含油廢水及生活污水；大氣污染物來(lái)源主要包括爆破粉塵、砂石骨料粉塵、交通揚(yáng)塵及施工作業(yè)面揚(yáng)塵；噪聲來(lái)源主要包括施工機(jī)械噪聲、爆破噪聲及交通噪聲；生活污水和生活垃圾主要來(lái)源于施工期施工人員。

施工期評(píng)估內(nèi)容主要針對(duì)水電建設(shè)過程是否符合綠色水電標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估，目前在采取適當(dāng)?shù)臏p緩措施后，基本可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。

4.1.3 運(yùn)行期環(huán)境

運(yùn)行期環(huán)境變化主要由水電工程對(duì)水流的改變、大壩阻隔、庫(kù)區(qū)淹沒等引起，主要評(píng)估內(nèi)容包括水文情勢(shì)、水環(huán)境、陸生生態(tài)、水生生態(tài)、局地氣候及水土保持等，也可包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及人群健康等社會(huì)環(huán)境內(nèi)容。運(yùn)行期綠色水電評(píng)估內(nèi)容主要在環(huán)境監(jiān)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)水電工程建成后對(duì)環(huán)境的改變及減緩措施效果進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)分析。

4.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)體系

從流域?qū)用鏄?gòu)建多個(gè)電站梯級(jí)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括長(zhǎng)期觀測(cè)流域水文情勢(shì)及水溫變化；關(guān)注魚類生境變化；開展魚類棲息地保護(hù)、過魚、魚類增殖放流及生態(tài)修復(fù)等減緩措施的實(shí)施效果監(jiān)測(cè)。

流域環(huán)境監(jiān)測(cè)更注重對(duì)具有長(zhǎng)期性、累積性和疊加性影響環(huán)境因子的監(jiān)測(cè)和評(píng)估。

4.3 重點(diǎn)評(píng)估和監(jiān)測(cè)內(nèi)容

根據(jù)綠色水電評(píng)估要求和流域環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)篩選結(jié)果，對(duì)于水電項(xiàng)目，河流生態(tài)系統(tǒng)的健康與可持續(xù)發(fā)展是決定工程是否滿足綠色水電評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的重要因素，同時(shí)，也需要從流域?qū)用孢M(jìn)行長(zhǎng)期關(guān)注的內(nèi)容，因此，與其相關(guān)的水溫、生態(tài)流量、水生生態(tài)及魚類增殖放流和過魚效果監(jiān)測(cè)是流域環(huán)境監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)內(nèi)容。

4.3.1 水溫

水溫是影響魚類性腺發(fā)育和產(chǎn)卵的重要因素，而我國(guó)高壩大庫(kù)及調(diào)節(jié)性能較好的水電工程常會(huì)產(chǎn)生庫(kù)區(qū)水溫分層現(xiàn)象，導(dǎo)致下泄溫度低于天然水溫，干擾魚類產(chǎn)卵時(shí)間。水溫影響具有累積性和疊加性，也是水電工程流域環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。

目前，針對(duì)水溫分層型水庫(kù)的低溫水影響，主要采取的措施為采用疊梁門進(jìn)水口等分層取水，修建隔水網(wǎng)/墻等，對(duì)有分層取水要求的電站，可在建設(shè)期預(yù)先埋設(shè)不同高程的水溫監(jiān)控電纜和探頭，定期定時(shí)觀測(cè)水庫(kù)水溫分層情況，無(wú)分層取水要求的電站，可在庫(kù)中設(shè)置固定式漂浮站，按季節(jié)和水庫(kù)特征運(yùn)行水位監(jiān)測(cè)水庫(kù)水溫分層情況。

4.3.2 生態(tài)流量

水電站建設(shè)和運(yùn)行改變了原有河段的徑流過程和水文形態(tài)，對(duì)水生生物的生存環(huán)境造成影響，目前采取的主要減緩措施為結(jié)合水庫(kù)發(fā)電、防洪調(diào)度方案，按照魚類繁殖需求下泄生態(tài)流量，包括下泄生態(tài)基流及通過生態(tài)調(diào)度制造人工洪峰。

生態(tài)流量大小及其泄放動(dòng)態(tài)過程是綠色水電評(píng)估關(guān)注的重要內(nèi)容。水電站生態(tài)流量主要采用機(jī)組、生態(tài)放水孔、生態(tài)放水管等設(shè)施下泄，可在生態(tài)流量泄放措施附近布置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其流量及流速等。

4.3.3 水生生態(tài)及魚類增殖放流和過魚效果

水電工程建設(shè)和運(yùn)行對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)影響較大，尤其是對(duì)珍稀保護(hù)魚類的洄游產(chǎn)卵、索餌育肥等產(chǎn)生不利影響，水生生態(tài)是水電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是綠色水電評(píng)估的關(guān)鍵指標(biāo)。為減緩對(duì)水生生態(tài)影響，主要采取了魚類棲息地保護(hù)、過魚及魚類人工增殖放流等措施。水生生態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、水生維管束植物的種類、分布密度及生物量監(jiān)測(cè)，魚類種群動(dòng)態(tài)及群落組成變化監(jiān)測(cè)，魚類產(chǎn)卵場(chǎng)監(jiān)測(cè)，過魚設(shè)施效果觀測(cè)和增殖放流效果調(diào)查等。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）隨著我國(guó)水電事業(yè)不斷發(fā)展及環(huán)保理念的不斷增強(qiáng)，建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較低的綠色水電是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。通過進(jìn)行綠色水電評(píng)估，鼓勵(lì)業(yè)主采取有效環(huán)保措施降低環(huán)境影響是今后環(huán)保工作方向之一。

（2）梳理了我國(guó)綠色水電評(píng)估的內(nèi)容和指標(biāo)，結(jié)合流域環(huán)境監(jiān)測(cè)要求，分析了我國(guó)水電項(xiàng)目施工期和運(yùn)行期重點(diǎn)監(jiān)測(cè)內(nèi)容。并積極應(yīng)用于工程實(shí)際，促進(jìn)水電開發(fā)和環(huán)境保護(hù)的和諧統(tǒng)一。

［1］EIA.Energy Information Administration international statistics data-base［DB/OL］.EIA，2008.http：//www.eia.doe.gov/.

［2］陳飛.解放思想，推動(dòng)中國(guó)水電事業(yè)科學(xué)發(fā)展［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2011，30（4）：1-5.

［3］陳凱麒，芮建良.中國(guó)水電環(huán)境影響評(píng)價(jià)的十年回顧與展望［J］.環(huán)境保護(hù)，2012，22：21-24.

［4］禹雪中，夏建新，楊靜，等.綠色水電指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法初步研究［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2011，30（3）：71-77.

［5］國(guó)際水電協(xié)會(huì).水電可持續(xù)發(fā)展指南［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2007.

［6］賈寶真，禹雪中.國(guó)內(nèi)外水電環(huán)境及可持續(xù)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的比較［J］.水力發(fā)電，2013，39（4）：13-16.

［7］袁湘華.糯扎渡水電站綠色水電工程建設(shè)規(guī)劃與實(shí)踐［J］.水力發(fā)電，2012，38（9）：5-8.

（責(zé)任編輯：姜彤宇）

Preliminary study on the assessment of green hydropower and river basin environmental monitoring system in China

ZHOU Xiang-lin1，SHAN Jie2
（1.Power Construction Corporation of China，Ltd.，Beijing 100048，China；2.China Renewable Energy Engineering Institute，Beijing 100120，China）

To explore and promote China’s green hydropower development and application，combined with the status quo of China's hydropower development，the main contents of green hydropower assessment China include three aspects of environment present situation analysis，construction and runtime environment change assessment.According to the contents and indexes of green hydropower assessment，the main contents of China’s river basin environmental monitoring include water temperature，ecological flow，aquatic ecology，fish propagation and artificial releasing and fish pass effect monitoring etc.

green hydropower；assessment；river basin；environmental monitoring system

TV212

：B

：1672-9900（2017）02-0059-03

2016-12-30

周祥林（1981-），男（漢族），安徽六安人，高級(jí)工程師，主要從事電力工程建設(shè)與管理工作，（Tel）18001035554。