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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年國家環境保護局了《環境影響評價技術導則》(HJ/T2.1～2.3-93)，1997年11月又了《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。

.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瞭望塔修成仿明古塔，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。

(4)施工噪聲對環境的影響。施工噪聲主要包括：開挖爆破噪聲、施工機械運轉噪聲、骨料篩分作業噪聲、砂石混凝土拌和系統生產噪聲、機動車輛行駛噪聲等。其中開挖爆破噪聲屬點噪聲源，影響是瞬時和間斷的；施工機械運轉噪聲也屬點噪聲源，影響一般是連續的；骨料篩分作業噪聲、砂石混凝土拌和系統生產噪聲，屬固定線噪聲源；機動車輛行駛噪聲屬運動噪聲源。這些噪聲，會在整個施工期中影響當地的聲環境，施工結束后影響會自行消失。

(5)施工對交通的影響。施工截流，使局部河道條件和水文條件發生變化，水運通航受到影響，運輸量和運輸條件等都發生改變。施工期間，施工車輛大量增加，使道路車流量加大，增加當地公路交通的密度，會對交通條件產生影響。

(6)施工對人群健康的影響。水電站工程造成一定數量的居民搬遷、安置，這部分居民的生活環境將有較大程度的變化，可能會引起人群健康問題。例如：移民建鎮使原來相對分散的居民集中居住，流行性疾病傳染的機會增加；移民搬至安置區后，對該地區的地方病缺乏抗御能力等。施工期間，大量施工人員進入施工區，形成施工人群。人員高度集中，如當地有流行性疾病、地方病及自然疫源性疾病等，可能會蔓延和發展，或由外地人員帶來其它傳染病而成為主要流行病。另外，施工人群要進行施工作業，有些作業對人體安全和健康具有一定的影響，如：開挖爆破、接觸一些有毒化學藥品、高噪聲機械操作、高粉塵作業等。

(7)其它影響。施工對附近地區的自然景觀造成影響，破壞了景觀的連續性和協調性。有些工程施工影響到文物古跡。

2.2水庫初期蓄水階段對環境的不利影響

水庫初期蓄水階段對環境的影響主要是對下游河道和下游用水的影響。當水庫庫容較小時初期蓄水時間較短，對下游的影響也較小，但庫容大時，初期蓄水時間較長，對下游的影響較大。例如，吉林松江河水電梯級開發小山電站，初期蓄水時間約為2個月。在這期間使松江河干流下泄水量大幅度減少，影響了下游沿江村屯和撫松鎮的生活、生產用水及林蛙的養殖；影響了兩岸過江交通的影響；同時對下游北江水電站正常運行造成影響。為補償以上影響，曾采取了相應的對策措施，合計補償費用約194萬元。

2.3電站運行期對環境的不利影響

水電站運行期對環境的不利影響可分為3個影響區來分析，即:河流、湖泊等水域水位升高區；水庫相鄰地區；下游及引水斷流區。

2.3.1對河流、湖泊等水域水位升高區的影響

水電站運行后，水庫蓄水便其上游部分河段和相連的湖泊等水域的水位升高。水電站運行期也是庫區及庫岸、水位升高區的重新平衡的過程，主要有3方面的影響：庫區淤積和庫岸浸蝕；蓄水對地質環境的影響；蓄水對周圍地下水位的影響；蓄水對水生生物的影響。

(1)庫區淤積和庫岸浸蝕。水庫蓄水后形成庫盆，庫區的淤積和庫岸浸蝕，對庫區水環境造成影響，并影響到水庫的功能。大量的研究表明，水庫淤積形成的主要來源為：從匯水流域進入水庫的泥沙；由于庫岸的改變、島嶼沖毀、庫岸坡上不同的重力作用等產生的入庫泥沙；由于水中懸移質沉降、淤積，成為庫底沉積物，從而導致其重力固結、含水量減小、有機物質礦化。

山區中、小型水庫淤積多為推移質泥沙，平原中、小型水庫淤積多為懸移質泥沙，大型水庫開闊地帶的淤積既有懸移質泥沙又有推移質泥沙，水庫沿岸地帶和變動回水區則推移質居多。隨著水庫的運行年限的增加，庫底淤積也會逐漸加重，淤積的面積也會逐漸增加。例如伏爾加河上的庫伊貝舍夫水庫，建庫5年淤積占庫底總面積的22.5%，8年后增加到32.5%；鄂畢河上的新西伯利亞水庫，建庫8年淤積占庫底總面積的55.0%，14年后增加到69.6%[2]。

從水庫蓄水開始，由于侵蝕作用和堆積作用，在新的水邊線地帶開始了庫岸形成的過程。大型水庫的運行經驗表明，庫岸的形成正是沖蝕和堆積直接作用的結果，從地質、地球化學和生態過程角度分析，庫岸可分為多種類型：以崩塌、坍落、侵蝕、滑坡、流沙和剝蝕等形式表現的庫岸為沖蝕型庫岸；以地球化學作用和沖蝕作用為主形成的庫岸為沖蝕—喀斯特型庫岸；以生態作用和沖蝕作用結合情況下形成的庫岸為沖蝕一泥炭型庫岸及其它類型的庫岸；在地質、地球化學和生物過程和堆積共同作用下，形成泥沙三角洲庫岸、淤泥鹽巖型、漂浮泥炭型、貝殼泥炭型、貝殼石灰巖型和蘆葦植物型庫岸[2]。

水庫發育，除了庫岸形成外，還有其它過程和現象，如：淹沒、浸沒、地下水位上升及上升區巖層的物理力學性質變化等，水庫沿岸地帶形成新的工程地質條件。在水庫淤積和庫岸形成的過程中，會造成水土流失、生態環境變化、水質的變化等，水庫運行后，在較長的時間里，逐漸形成工程與自然環境新的協調和平衡。

(2)蓄水對地質環境的影響。水庫蓄水后會誘發地震，1973年在倫敦舉行了第一次關于水庫與地震的學術會議，1979年在新德里召開了關于大壩安全與地震問題的國際大壩會議，1980年在倫敦又召開了全英工程師學會關于這一問題的學術討論會。

(3)蓄水對周圍地下水位的影響。水庫蓄水后，將導致沿岸地帶水文地質條件實質性的改變，首先是地下水狀態發生變化，水庫滲漏在最初幾年中較為劇烈，對含水層影響最大。通常在水庫的近壩部分出現地下水升高的最大值，而在水庫上游，地下水位升高則相應較小，影響范圍也小。

水庫周圍的地下水位升高會引起土地的浸沒和沼澤化。當地下水位上升到距地面1.0～1.5m，干旱地區達到2.0～3.0m時，浸沒就開始了，當潛水層達到耕作層時，造成土壤濕度過大，以至大多數包氣帶破壞，結果是使大片土地沼澤化。在森林和森林草原地區庫岸沼澤化相對嚴重，在干旱氣候條件下，土壤常會發生鹽漬化。水庫影響區域浸沒帶的形成，地下水位升高，區域自然綜合體發生改變，生態環境發生變化，生物物種、種群結構、生物量等都會隨之改變。原有的生態結構被破壞，需經過較長的時間，才能達到新的平衡。

(4)蓄水對水生生物的影響。水庫蓄水后，使部分陸地變成為水域，淺水變成了深水，流動的水變成相對靜止的水，電站運行及汛期泄水等，都會對水生生物造成影響。

①對水生動物的影響：水域由河道型變為湖泊型，使得水生動物的區系組成發生了變化。對魚類的影響較大，主要有迫遷，即水庫蓄水和泄水淹沒和沖毀魚類原有的產卵場地，改變產卵的水文條件；對洄游魚類的阻隔，大壩切斷了天然河道或江河與湖泊之間的通道，使魚類覓食洄游和生殖洄游受阻；對魚的傷害，魚類經過溢洪道、水輪機等，因高壓高速水流的沖擊而受傷和死亡。例如，美國的哥倫比亞河和斯內克河，每年汛期大壩泄洪，因含氮氣過飽和造成幼薩門魚死亡。又如，美國緬因州的愛德華水電站，始建于1830年，壩長280m，主要功能為發電。但水壩妨礙了鮭魚、條紋鱸魚和其它6種魚類洄游產卵繁殖，造成對水生生態的破壞，為此聯邦政府下令強行拆除電站。

②對水生植物的影響：主要是對浮游植物和高等水生植物的影響。水庫形成的頭幾年，對浮游植物區系組成、生物量、初級生產力等都產生影響，常因藻類的大量繁殖而加重水庫的富營養化，影響水庫的水質。對高等水生植物的直接影響主要是淹沒，間接改變了水域的形態特性、土壤、水的營養性能、水位狀況和原始種源，而影響了高等水生植物的生存和生長。

③對底棲生物的影響：主要是建庫后水文條件、水溫、水質和底質的變化對底棲生物組成及生物量的影響。

2.3.2對水庫相鄰地區的影響

對水庫相鄰地區的影響，主要是對庫周地區的生態環境的影響，即對生物地理群落的影響。水庫淹沒使林地減少，人為生產活動的增加，使林地等植被遭到破壞，人工生態恢復又需要一定的時間，使植物資源量減少。由此，破壞了部分野生動、植物的生境，使野生動物和植物種類減少，數量下降，森林植物群落減少，使生物多樣性受到影響。

2.3.3對下游及引水斷流區的影響

(1)水電站調峰運行對下游的影響。有些水電站運行期中有調峰運行時段，有的水電站在電網中就是調峰電站。調峰運行是根據電網中用電的需求情況進行調節，因此，發電向下游泄水量隨需要而變化，對下游地區的航運和用水有影響。但可以通過一些措施來解決，如：控制下泄的保證水量；監控上游來水量，合理安排電站運行調度；根據電網總的用電峰、谷規律，適時預報，將信息及時傳達到下游等。廣東省北江飛來峽水利樞紐，其電站具有不完全日調節能力，參與系統調峰運行。電站的調峰運行是根據電力系統的負荷情況和水庫天然來水情況進行。當天然來水量在250～630m3/s時，電站調峰工作容量約在9～14萬kW;枯水期一般可調峰2～4h,時段為18～21點。電站調峰運行同樣要保證水庫下泄流量≥200m3/s，滿足了下游正常通航和用水的要求，在枯水期這一下泄流量改變了建庫前下游的斷航狀態。

(2)對引水式電站斷流段的影響。引水式電站是利用天然河道落差，由引水系統集中發電水頭的電站；還有些電站既用擋水建筑物、又用引水系統共同集中發電水頭，成為混合式水電站。引水式電站會造成擋水建筑物至發電廠房段的河道斷流，或是永久性斷流，或是間斷性斷流，跨流域引水發電，可造成較長河段的斷流或流量減少。河道斷流造成的影響很大，主要是對森林植物、動物的棲息環境、斷流段的小氣候等生態環境的影響，這種影響往往是破壞性的和不可逆轉的。必須要采取必要的可行措施，來保護斷流段的生態環境，如：從擋水建筑物下泄一定的水量，保證該段的生態環境用水，將這部分水稱為生態需水量，或稱最小生態用水量。

4結語

(1)水電開發項目，特別是梯級開發，是河流流域水資源利用的宏偉工程，它既可以改造自然，造福人類，又可以對環境造成一定程度的破壞。水電開發對環境影響的研究，就是要將問題提出，要明確工程建設與環境之間的關系，有助于工程環境影響評價工作質量的提高，有利于處理好建設項目與環境保護之間的矛盾。

(2)要努力做到水電開發建設與環境保護協調發展，在水資源開發利用的同時，注意針對由于開發項目造成的環境問題，采取強有力的環保對策和措施，使工程對環境的影響減到最小，使受到破壞的環境盡快得到恢復。并注意在水電工程建設時，應盡量兼顧當地環境問題的解決。

(3)河流流域是一個完整的生態系統，流域水電梯級開發對環境的影響，不同于單一電站對環境的影響，在空間尺度上、時間尺度上、影響內容上、評價方法和目標上，都有差別。應在單個水電站環境影響研究和評價的基礎上，進一步開展水電梯級開發對流域累積環境影響的研究，主要包括：累積環境影響的基本概念和理論；累積影響形成的主要途徑；累積影響的評價方法和模式的構建；評價的指標體系等。

(4)目前，應盡早開展流域開發的環境影響評價工作。在流域水資源綜合開發規劃階段，就要進行環境影響評價，以期在流域開發決策前，對流域資源的合理利用、自然環境、生態系統的結構和功能、流域環境的承載能力、區域污染源和污染物排放總量控制、污染防止措施等方面進行評估和論證，按區域經濟可持續發展的要求，調整流域開發方案。

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