??????? 摘要:本文主要研究河流單項水電開發和流域水電梯級開發的環境影響問題,從兩個方面進行分析研究,一方面是開發項目對環境的有利影響,即從5個方面進行分析;另一方面是對環境的不利影響,根據開發項目的不同階段,即建設期、初期蓄水期和運行期3個階段,對產生的主要環境問題進行了分析。并提出在項目的環境影響評價和工程設計階段,應注意加強環保措施,減免開發中的水利環境影響。
??????? 關鍵詞:河流 流域 水電開發 梯級水電開發 環境效益 環境影響
??????? 上世紀70年代末,我國開始重視水利水電工程的環境影響問題,有關的研究也開始增多。1988年12月頒布了《水利水電工程環境影響評價規范》(試行)(SDJ302-88),使得水利水電工程的環境影響評價工作更加規范和深入。1992年11月頒布《江河流域規劃環境影響評價規范》(SL45-92),強調流域規劃要把流域的環境保護作為目標,首次規定了流域規劃要進行環境影響評價。1993年國家環境保護局發布了《環境影響評價技術導則》(HJ/T2.1~2.3-93),1997年11月又發布了《環境影響評價技術導則—非污染生態影響》(HJ/T19-1997),明確指出《導則》是水電及梯級水電開發項目環評的技術指導性文件。迄今為止,我國的水電開發多是進行單項工程的環境影響評價,而梯級開發的環境影響評價很少。筆者結合單項工程和梯級開發工程,對環境的影響進行研究。
??????? 1 流域水電開發的環境效益分析
??????? 流域水電的建設可兼顧防洪、航運、供水、灌溉等多種水資源的開發利用。如果流域水電開發及其它水資源開發利用合理、正確,從宏觀上分析,將對環境有所改善,是具有環境效益的。
??????? 1.1水電梯級開發可發揮梯級效益
??????? 梯級水電開發可提高水資源的利用率,協調水資源綜合利用之間的矛盾,獲得梯級效益。上游水電站水庫調節徑流可增大下游所有梯級水電站的保證出力和年發電量;上、下游水庫聯合調度,可協調發電和其它用水要求的矛盾;上游水電站削減洪峰、蓄存洪量,可提高下游各級水電站防洪標準,減小泄洪設施規模;上游電站水庫有時可為下游電站縮短初期蓄水時間。梯級連續開發,可優化安排各級水電站的施工進度,施工期互相搭接施工高峰又互相錯開,利用上游水庫蓄水時機減少下游電站的施工導流流量,減少施工隊伍轉移的費用和時間,提高施工設備和場地的利用率,可縮短總體工期,減少總投資。
??????? 1.2發展水電清潔能源,減少環境污染
??????? 水力發電作為清潔能源被利用,水電不僅可以代替部分火電、核電,具有調峰的優點,在電網安全運行中起到重要的作用,還可提高水資源的利用效率而基本上不改變其水質,不排放污染物。例如[1],在電網系統中,建設一個裝機容量為2000MW的水電站代替同等規模的燃煤火電廠,這樣每年可節約原煤500萬t,減少排放二氧化硫24萬t,減少排放氮氧化物4400萬kg,一氧化碳115萬kg,少產生廢碴140萬t,省卻了火電廠所需要的冷卻水運行和排放,既可節約水資源,又可避免對水環境造成熱污染。因而發展水電,在取得相同電能的同時,可減少環境污染。
??????? 1.3減災防災,保護環境
??????? 近30年來,美國密西西比河流域由于洪水引起的直接損失達幾十億美元,在美國共計有40%以上的城市和1400萬hm2的土地均遭受洪水的威脅;1970年水災給羅馬尼亞和匈牙利造成了100億列伊和77億福林的損失,淹沒了約106萬hm2的耕地,全部或部分淹沒800多個居民點[2];我國1998年洪水,主要為長江、松花江、西江、閩江洪水,受災面積大,農田受災面積2229萬hm2,成災面積l378萬hm2,死亡4150人,倒塌房屋685萬間,直接經濟損失達2551億元。水電站往往同時兼有抵御自然水文災害的功能。水庫運行可以調節河川徑流,控制水位,梯級水庫可聯合調度調節,比單個水庫更能提高抗御洪、澇、旱、堿等自然災害的標準和降低災害的影響程度,有效地保護生態環境及生物的生境,減少水災和旱災對人類及動、植物的破壞,減少水土流失和土壤侵蝕,減少洪水造成的污染擴散和疾病流行,為人們提供相對穩定、安全的生活和生產環境。
??????? 1.4水電站水庫的人工濕地作用
??????? 水電開發,在一個流域上建設一個或多個水庫。水庫庫區形成許多庫灣,生長了多種水生植物和動物,成為人工濕地,為濕地動、植物提供了生存條件,因此在庫區和庫周會增加多種適合濕地環境的動、植物物種,提高了局部區域的生物多樣性價值,增加了水域的綜合功能。
??????? 人工濕地的形成,可改善當地的環境小氣候條件。水庫水體的影響,可使周圍陸地性氣候得以改善:無霜期延長、溫差縮小、降低了最高氣溫、增加了濕度。有關的研究表明,水面上空空氣的透明度比成片的房屋群高8%~10%;水面上空紫外線輻射比陸地高30%;水庫或水域上的氣溫在炎熱季要降低4~5℃;相對濕度提高10%~15%[1]。
??????? 黃河龍羊峽水庫蓄水后,國電公司西北勘測設計院、青海省電力局和氣象局于1990年就龍羊峽水庫對局地氣候的影響進行了觀測研究。主要研究成果如下:
??????? (1)對降水的影響。距離龍羊峽水庫庫岸10km左右范圍內,年降水量增加約3%,距庫岸較遠的山區年降水量增加約12%,影響范圍內的夜雨量增加明顯。
??????? (2)對濕度的影響。距離龍羊峽水庫庫岸10km左右范圍內,全年各月相對濕度均有增加,其中冬季增加最明顯,1月份增加24%。
??????? (3)對氣溫的影響。距離龍羊峽水庫庫岸10km左右范圍內,年平均氣溫略有升高,月平均氣溫其中有5個月升高,12月份升高最大為3℃,1月份升高1.2℃;6個月降低,10月份降低最大為0.7℃。而對這一范圍以外的區域影響很小。
??????? (4)對風的影響。對水庫周圍地區風的影響,主要表現為靜風頻率減少,“湖陸風”方向上風頻的增加、風向轉換時間變化和風速略有減小。
??????? 1.5水電站水庫的景觀與旅游作用
??????? 水電站水庫形成人工湖泊,在功能上增加了美學和旅游價值。在水電開發的基礎上,合理優化水工建筑物的布置和造型,并適當加以裝飾設計,使其在景觀上起到美化環境的作用。可根據具體要求和地勢環境條件,修建人工港灣、池塘,放緩岸坡,建造森林公園、草坪、花圃及景觀建筑,修建水上娛樂設施,組成新的水環境景觀系統。北京十三陵抽水蓄能電站,在上池周圍開辟了草坪、花壇,種植了樹木,利用地勢修筑了護坡,環池修建游覽道路和一些景觀建筑物,在上池旁的山頂將防火?t望塔修成仿明古塔,電站的上池現己成為十三陵風景區的一個新景點。另外,利用電站工程棄碴填筑沖溝,形成人工階地,經綠化美化并修筑了人工景觀建筑物,建起了蟒山國家森林公園,現已成為旅游區[3]。國外如莫斯科的水體系統由希姆金水庫、卡拉梅舍大水庫、別列文水庫、雅烏斯回水河段、莫斯科河等水體組成,將水體系統進行美化后,有很好的景觀效果,成為市民休閑娛樂的風景區;在明斯克利用斯維斯洛奇河支流上的梯級電站水庫和許多小池塘,修建了滑水專用水道、浴場、碼頭和森林公園等,成為旅游勝地[2]。
??????? 1.6水庫的供水、灌溉對環境的改善
??????? 水電站水庫有調整河道徑流的作用,庫水和發電后的下泄水具備穩定、可控制供水和灌溉的條件。
??????? (1)供水:水庫改善了抽水站取水的條件并利用勢能使之降低造價;水庫可以降低水中的含沙量、色度、氧化度等,使自來水廠凈化簡便;水庫使河水水量、水質季節性變化減小,保證水廠運行的穩定、均衡,促進地區經濟的發展,改善當地居民的生活環境,提高生活質量。
??????? (2)灌溉:天然狀態下的河流水資源,由于徑流量的季節性變化,不可能保證流域內灌溉面積大幅度增加。建設水庫后,徑流得到充分利用,使灌溉面積大大增加,并使作物產量大幅度提高。有關研究表明,干旱和半干旱地區,水澆地的糧食收成比沒有灌溉的高1~1.5倍;氣候較濕潤地區,灌溉后的收成可提高50%[2]。
??????? 2 流域水電開發對環境的主要不利影響分析
??????? 流域水電開發,特別是梯級開發,一般規模較大,使流域的自然環境發生了改變,對環境產生若干不利影響,可分為施工期、水庫初期蓄水期和運行期3個階段進行分析。
??????? 2.1電站施工期對環境的不利影響
??????? 水電站施工期對環境的不利影響,主要表現在工程占地的影響、施工截流的影響、施工采石取土的影響和其它施工項目的影響。
??????? 2.1.1 工程占地的影響
??????? 水電站開發要修筑水庫及其它水工建筑物,需要占用較大面積的土地,可分為施工占地和工程占地。施工占地基本上屬臨時占地,對環境的影響主要是植被破壞、水土流夫等,影響為相對短期并可以恢復;工程占地主要是水庫淹沒占地,屬永久占地,對環境的影響較大,水庫淹沒區達到了根本改變自然狀態的程度。主要的影響是破壞原有的植被,對生態環境的影響;淹沒原有部分耕地和村莊,造成移民搬遷和一些設施的遷建;特別是水庫淹沒區的移民,有些工程移民量很大,在移民搬遷和安置方面,建新的村鎮,要搞基本建設,新開耕地要破壞植被,造成新的水土流失,并改變了局部自然條件,破壞了原有的區域生態平衡。
??????? 在水電梯級開發中,如工程施工安排合理,可減少施工占地。例如一個梯級工程的料場和部分施工占地,可同時為其它梯級工程服務,可減少那些工程的占地影響。
??????? 2.12 施工采石、取土的影響
??????? 采石、取土施工對環境的主要影響是造成水土流失。
??????? (1)采石施工。會破壞原有山體的表層植被,使表層較薄的土層流失;采石使山體原有形態發生變化,有些坡面變陡,并且爆破使巖石松動,容易造成流失,嚴重的可能發生塌方或泥石流,造成災害性破壞;采石使山體裸露,影響景觀。
??????? (2)取土施工。取土破壞植被,開挖面土層松動,容易造成水土流失;取土使表層具有一定肥力的土壤損失,特別是占用耕地取土,對施工后的覆墾很不利;取土場裸露面,還容易造成揚塵;取土會損失部分土地資源。
??????? 2.1.3 其它施工項目的影響
??????? 水電項目施工一般規模較大,施工人數和施工機械較多,又比較集中,對周圍自然環境和社會環境產生一定影響,主要的影響分析如下。
??????? (1)對水環境的影響。工程施工均在水系河道附近,場地平整、截流、圍堰填筑、隧洞排水、砂石骨料加工沖洗、混凝土拌和澆筑及養護、化學灌漿、材料水上運輸、施工機械沖洗、附屬企業');">企業生產廢水排放、施工營地生活污水排放、職工醫院排放廢水、垃圾、廢料及化學藥品等,都會對水域環境造成污染。
??????? (2)施工棄碴對環境的影響。水電施工一般棄碴量較大,開挖山體、隧洞產生大量的廢碴,堆放在固定的碴場,因此在設計碴場時就應考慮到環境影響。廢碴中混有殘留炸藥、廢油、廢化學藥品等,有些可能還有放射性物質。如果廢碴處置不當,殘留在其中的有害物質會對環境產生影響;碴場管理不好,會造成流失,嚴重的還會形成泥石流,對環境造成較強的破壞;有些堆碴占地會造成土地資源的損失;碴場裸露影響自然景觀。
??????? (3)施工對大氣環境的影響。工程施工爆破、骨料加工篩分、水泥倉庫裝卸、混凝土拌和、施工材料運輸、施工機械運行等,造成施工場地揚塵、施工道路揚塵,影響大氣環境質量。附屬企業生產和施工營地生活燃煤煙氣排放,其廢氣和懸浮顆粒物等對大氣環境質量造成影響。
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