生態(tài)修復在小水電站建設中的應用

魏永鍵

蘭州交通大學博文學院

1 引言

水電能源一直被認為是可再生的、綠色環(huán)保的。但近年來，世界水電工程的發(fā)展與環(huán)境生態(tài)保護的關系日益產(chǎn)生矛盾。如今對于小水電建設項目是否“環(huán)境可承受，社會公眾可接受”日益成為相關各部門研究其能否大規(guī)模建設的關鍵問題。近年來，許多國外學者對小水電建設在對追求經(jīng)濟利益的同時所引起的生態(tài)環(huán)境變化方面做了很多研究，提出了“建立與生態(tài)環(huán)境友好的小水電工程體系”，并指出“小水電科研必須廣泛涵蓋生態(tài)工程，并與環(huán)境結(jié)合”。目前，國內(nèi)小水電站建設發(fā)展快速，小水電站周圍區(qū)域的生態(tài)、環(huán)境等方面出現(xiàn)的問題不容忽視。例如，本項目研究區(qū)域內(nèi)一些水電站位于自然保護區(qū)核心區(qū)和緩沖區(qū)，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境，現(xiàn)在需要拆除，在拆除過程中出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)修復問題；一些水電站的修建存在生態(tài)環(huán)境方面問題，現(xiàn)需全面整改，在整改過程中使用的方法措施對生態(tài)環(huán)境的保護和生態(tài)修復問題；一些水電站現(xiàn)需保留，在以后的運行過程中對生態(tài)環(huán)境的保護和生態(tài)修復問題。這些問題急需解決，否則將會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞。

2 小水電站生態(tài)環(huán)境問題現(xiàn)狀

經(jīng)過對研究區(qū)已建小水電站的實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)小水電站大多是引水式梯級水電站。這些水電站生態(tài)環(huán)境問題復雜，如不及時進行生態(tài)修復會對生態(tài)環(huán)境造成危害。

2.1 不滿足生態(tài)流量要求

引水式水電站的建設，特別是梯級水電站首尾相連，致使整個河流存在較長的減水河段，導致河流下泄流量減少，河床裸露，甚至導致河流斷流，不滿足水電站下游生態(tài)流量需求。如不及時進行生態(tài)修復，對下游水生生物的生存將會存在極大的影響。

2.2 存在安全隱患

經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)還存在一些年代久遠、運行管理存權存在爭執(zhí)的水電站，這些水電站的運行存在安全隱患，危及水電站的正常運行及公共安全。如不及時進行安全管理，后期會對生態(tài)環(huán)境造成危害。

2.3 存在水環(huán)境污染或水生態(tài)破壞

經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)一些建設中的水電站，由于施工組織的不利，施工棄渣場處理不當、建筑垃圾堆放不合理等，存在嚴重的水環(huán)境污染或者水生態(tài)破壞。如不及時進行相關施工組織措施的修正，水電站建成后會對河流水生態(tài)環(huán)境造成危害。

2.4 對周邊生態(tài)環(huán)境存在嚴重破壞

水電站工程的施工，特別是引水式電站需修建相應的引水隧道，隧道的施工以及施工棄渣對周邊山體破壞嚴重，致使山體裸露，植被消失，嚴重破壞了周邊生態(tài)環(huán)境；如果不及時進行生態(tài)修復會引發(fā)水土流失、泥石流等自然災害。

3 小水電站生態(tài)修復的意義及作用

3.1 小水電站生態(tài)修復的意義

本項目根據(jù)研究區(qū)小水電站現(xiàn)狀調(diào)查，分析研究區(qū)水電站的建設及運行對周邊生態(tài)環(huán)境的影響，研究影響生態(tài)環(huán)境的對象、影響的范圍等，提出相應的治理措施以減緩水電站建設對原始生態(tài)環(huán)境的破壞及影響的范圍；并建立相應的工程措施修復周邊生態(tài)環(huán)境；為后期小水電站建設中的生態(tài)修復問題提供一定理論依據(jù)。研究成果對于今后不同地區(qū)小水電站開發(fā)建設在生態(tài)修復方面起到參考作用；從而可以減少和避免生態(tài)問題對小水電站建設運行帶來的不利影響；研究水電站生態(tài)修復，使小水電站建設達到水利防洪、發(fā)電灌溉、保護生態(tài)、改善水質(zhì)、美化環(huán)境等多重功效，為發(fā)展我國的小水電站建設提供參考借鑒。

3.2 小水電站生態(tài)修復的作用

3.2.1 減少自然災害

水電站的建設改變了原有的生態(tài)保護，在水電站周邊造成地表水土流失，促使泥石流等自然災害頻繁發(fā)生。對水電站周邊進行人工生態(tài)修復可以促使地表植被快速生長，以保持水土流失，減少自然災害的發(fā)生；在水電站上下游修建一定的生態(tài)修復工程，恢復河流的自然流態(tài)，可以有效地減少和避免自然災害的發(fā)生。由此可見，適時的對小水電站進行生態(tài)修復能減少自然災害的發(fā)生。

3.2.2 提高水電站經(jīng)濟效益

小水電站的建好后，隨著水電站的運行，以及對水資源的重新分配和控制，水電站周邊水土流失以及自然災害接踵而來。這樣河流水資源就會持續(xù)減少，而應用生態(tài)修復后，就可以減少自然災害的發(fā)生，有效控制水土流失，提高需水量，不但會使水電站的使用壽命有所增加，也會大大提高水電站的經(jīng)濟效益。

4 生態(tài)理念水電站工程建設中的應用

由于水電站的開發(fā)建設對生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害，所以應該在水電站開發(fā)設計時就引入生態(tài)理念，樹立環(huán)保意識，在傳統(tǒng)設計的基礎上加入生態(tài)設計理念，以達到在水電站開發(fā)建設運行工程中對環(huán)境的保護；在水電站施工過程中，樹立生態(tài)理念、環(huán)保意識，采用適當?shù)拇胧p少水土流失，減少對生態(tài)的破壞；在水電站建成運行后要及時對周邊進行生態(tài)修復，使水電站工程可持續(xù)長久發(fā)展。

4.1 加強水電站工程邊坡防護設計

邊坡防護是水電站工程開發(fā)建設中最重要的一個環(huán)節(jié)，對整體建設質(zhì)量具有直接影響。在傳統(tǒng)的邊坡防護設計過程中，主要是采用噴混凝土或者漿砌石護坡的方式，該方式能夠起到一定的邊坡防護效果，但不利于對植被的保護，會造成一定的生態(tài)破壞。因此，為了減少水土流失現(xiàn)象的發(fā)生，可在邊坡防護設計中采用噴混植被混凝土護坡方式，即達到邊坡的防護，又能有效促進植被生長，可有效地預防水土流失。此外，還可將邊坡防護與周邊的自然景觀結(jié)合，增加水電站工程生態(tài)景觀的觀賞性。

4.2 保持水電站工程周邊水土

水電站工程在施工過程中會對周邊區(qū)域產(chǎn)生較嚴重的生態(tài)破壞。特別是引水式小水電站，修建引水隧洞，施工區(qū)域較長，施工時間也較長，在施工過程中應及時對裸露地表進行防護，避免雨水對地表的直接沖刷，造成不必要的水土流失。在施工結(jié)束后對永久占地裸露地表及時進行生態(tài)修復，以恢復植被。對于施工臨時道路,應采取灑水等措施,以減少揚塵等風蝕危害。在施工場地的周邊,應修建臨時排水設施。以達到對水電站工程周邊的保護，減少生態(tài)破壞。

4.3 優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設計

在傳統(tǒng)的水電站擋水建筑物設計中，特別是對于小水電站過程，一般采用土石壩。但修建土石壩會對地表產(chǎn)生嚴重破壞，造成水土流失。所以，為了保護生態(tài)環(huán)境，在條件滿足設計要求時，優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)。例如，水電站擋水建筑物設計可采用混凝土壩，或者橡膠壩，或者擋水閘門等，以此減少土石開挖，降低水土流失。再例如，在小水電站施工過程中采用鋼結(jié)構(gòu)圍堰代替土石圍堰；引水式小水電站采用渡槽工程代替引水隧洞等。最大限度的對水電站工程進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減少地表水土流失，保護生態(tài)環(huán)境，促進小水電站工程的可持續(xù)發(fā)展。

4.4 樹立環(huán)保意識

在小水電站工程開發(fā)建設的同時，應該從工程的開發(fā)建設到施工以及后期的運行，自始至終貫穿環(huán)保意識，以達到對水電站工程的生態(tài)環(huán)境保護，使得小水電站工程成為真正意義上的綠色環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展的工程。首先，在小水電站工程的設計中加入生態(tài)環(huán)保理念，增加一定的水土保持生態(tài)設計，提高水土保持意識，可以有效地減少水電站修建對生態(tài)的破壞。其次，在水電站施工過程中樹立環(huán)保意識，對于施工裸露地表要及時進行覆蓋，施工結(jié)束后要采取一定的措施及時進行修復，以達到水土保持的目的。再次，在水電站運行過程中，也要樹立環(huán)保意識，要在運行盈利的同時對周邊環(huán)境進行修復治理，最終恢復水電站建設之前的生態(tài)環(huán)境。

5 已建水電站生態(tài)修復的措施

5.1 退出類水電站

針對研究區(qū)退出類水電站，水工建筑物需拆除或者整改，以實現(xiàn)水電站所在流域的生態(tài)景觀恢復；清除河道淤塞，提高河道的泄洪能力。這些水工建筑物在拆除的時候會對生態(tài)環(huán)境造成不必要的二次破壞以及發(fā)生一些安全生產(chǎn)事故等安全隱患問題；針對這些問題提出相應的生態(tài)修復、環(huán)境保護施工措施，以避免造成新的生態(tài)環(huán)境破壞和安全隱患。

5.2 整改類水電站

針對研究區(qū)未拆除的水電站，但是需要對其進行生態(tài)修復，提出相應的工程設計及施工措施。對于研究區(qū)不滿足生態(tài)流量要求的水電站，需分析河流流量以及河流生態(tài)現(xiàn)狀，提出相應的改造措施，確保下游的生態(tài)流量以保障下游水生物的生存環(huán)境；對于研究區(qū)存在安全隱患的水電站，需對其現(xiàn)狀進行分析，提出相應的工程改造措施，使其能夠安全運行；對于研究區(qū)存在水環(huán)境污染或水生生態(tài)破壞的水電站，通過對水電站上下游污染水源的水質(zhì)化驗分析及底質(zhì)化驗，研究出相應的治理措施，使其水環(huán)境及水生態(tài)得到改善；對于研究區(qū)對周邊山體存在嚴重破壞的水電站，需設計相應的生態(tài)恢復治理方案，積極組織有關部門進行生態(tài)修復。

5.3 保留類水電站

針對研究區(qū)保留及整改完成的水電站，需要監(jiān)督后期的生態(tài)流量問題。提出一些生態(tài)流量監(jiān)管設施，確保生態(tài)流量下泄；以及下泄生態(tài)流量是否會導致水電站發(fā)電效益減少以及應對的措施等研究。

6 結(jié)束語

綜上所述，小水電站生態(tài)環(huán)境問題嚴重。水電站生態(tài)環(huán)境如果不加以治理，將會使得河流流量不滿足生態(tài)流量，對水電站下游河流生物的生存環(huán)境造成影響；還會導致水電站周圍水土流失；還會導致水電站周邊生態(tài)環(huán)境嚴重破壞。由此可知，當前水電站建設對生態(tài)環(huán)境的影響較大，需要通過生態(tài)環(huán)境修復來降低水電站建設對生態(tài)環(huán)境的破壞，進而逐步實現(xiàn)水電站工程與生態(tài)環(huán)境的共存。針對研究區(qū)域小水電站工程的現(xiàn)狀，對于不同的工程采用不同的生態(tài)修復措施；研究水電站工程設計及施工組織等的優(yōu)化措施；對水電站周邊環(huán)境生態(tài)修復加大投入，增加植被覆蓋率；并進行綜合恢復，重視土壤改良和植物配置；進而可進一步加強水土保持，促進我國水電站工程更好的發(fā)展。