水電站建設對生態(tài)環(huán)境的影響及評價

李錦勝

(大理州環(huán)境監(jiān)測站，云南大理 671000)

1 前言

自古以來，河流就是人類賴以生存的重要資源。作為人類文明的重要發(fā)源地，河流為人類的生存和發(fā)展提供了灌溉、養(yǎng)殖、航運等多重服務功能。進入現(xiàn)代文明后，人類對河流的開發(fā)日益加劇，其中攔河建壩修建水電站就是一個典型的代表。電站的修建給人類帶來了巨大的經(jīng)濟和社會效益。如伏爾加河流域通過多個大中型水電站的建設使得該區(qū)成為前蘇聯(lián)經(jīng)濟最為發(fā)達的地區(qū)之一［1］。近年來，我國水電站的建設更是發(fā)展迅速，其中僅云南省已規(guī)劃建設的大型水電站就有50多座［2］。而2003年開始運行的三峽水電站更是引起了世界的高度關注。不可否認，水電站的建設不僅產(chǎn)生了巨大的防洪、發(fā)電、航運等經(jīng)濟效益，同時作為一種相對清潔的發(fā)電模式，還有效地保護了環(huán)境，產(chǎn)生了巨大的環(huán)境效益。然而任何水利工程的興建對于河流及人類社會來說都是把雙刃劍，水電站在給人類帶來經(jīng)濟和環(huán)境利益的同時，也對河流及其下游生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了多層次的負面影響，如導致下游濕地生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性下降等。因此認知水電站對生態(tài)環(huán)境的影響并對其進行客觀評價對于正確認識水電站的綜合效益、指導水電站的興建具有重要的意義。當前有關水電站建設對生態(tài)環(huán)境影響及評價的研究均是基于某一水電站的水平上進行的，系統(tǒng)總結(jié)性的研究仍比較欠缺。本文試圖對這兩方面的內(nèi)容進行總結(jié)歸納。

2 水電站建設對生態(tài)環(huán)境的影響

2.1 對河流及下游生態(tài)系統(tǒng)水文過程的影響

水電站的興建從根本上改變了河流原有的水文情勢，引起水文過程輸移規(guī)律的變化，并對下游濕地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深遠影響。具體來講，水電站對水文過程的影響可分為以下幾個方面:

首先水電站的興建可以通過控制水流量來影響下游的水位、流量、洪水頻率等。如石虎塘航電樞紐工程的興建使得下游最高水位在非洪水期明顯降低［3］;三峽水電站的興建對下游水文的影響更是顯著:由于其具有110.8億m3的防洪庫容，使得下游洪水爆發(fā)頻率急劇下降。

此外水電站的興建還改變了水文時空分布不均的現(xiàn)象。使得下游水資源的分配更加趨于均勻，這對于降低下游洪水爆發(fā)的頻率及維持下游灌溉、航運等活動在枯水季節(jié)的正常運行都是有利的。

再次，水電站由于攔截大量流水，使得上游泥沙得到一定程度的沉降，進而導致下游濕地生態(tài)系統(tǒng)受泥沙淤積的程度逐漸減弱。拒不完全統(tǒng)計，水庫攔截泥沙率從33%～99% 變化不等。如尼羅河阿斯旺電站修建后使得下游Gaafra站含沙量由原來的3760ppm下降到現(xiàn)在的46ppm［4］，這有利于下游濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的維持和保護。

2.2 對河道及下游生態(tài)系統(tǒng)微地貌的影響

河道的穩(wěn)定性對于維系沿岸人民生命財產(chǎn)的生命安全具有重要的作用。因此，水電站的興建對河道結(jié)構(gòu)影響的研究也一直是研究的熱點問題之一。水電站的修建不可避免地會對河道的深度、寬度等形態(tài)特征產(chǎn)生影響。水流是河道及下游生態(tài)系統(tǒng)地貌塑造的直接動力。徑流量、變幅、各流量級持續(xù)時間等多個水文要素決定了水沙的造床動力特征。通常認為水電站的興建將有利于下游河道的穩(wěn)定性發(fā)展。這是因為水庫的修建可以使流量過程更加趨于平和。然而在不同的河流中，水文情勢的變化對河道影響的機理及結(jié)果又存在差異性。除了對河道影響外，水電站的興建還對下游生態(tài)系統(tǒng)的地形地貌產(chǎn)生影響。如三峽工程的運行可通過長江中下游河段泥沙運動的調(diào)整來影響鄱陽湖區(qū)洲灘的穩(wěn)定性，導致梅家洲等區(qū)域湖底不斷抬高，進而影響洲灘自身的演變進程［5］。

2.3 對河流及下游生態(tài)系統(tǒng)動植物多樣性的影響

生物多樣性是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機體有規(guī)律地組合所構(gòu)成的穩(wěn)定的生態(tài)綜合體?？煞譃槲锓N多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生物多樣性是人類賴以生存的物質(zhì)基礎。水電站修建后所導致水文過程的改變及相應的江湖關系調(diào)整是導致下游河流湖泊等濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性變化的根本原因。其中水沙情勢的變化是直接驅(qū)動力。當前有關水電站修建對生物多樣性的研究較多，且主要集中于動植物兩個方面。通常認為水電站的興建會降低動植物的多樣性水平。水電站的修建阻隔了洄游性魚類的通道，導致洄游性魚類種群顯著下降，且這種影響可能是毀滅性的。此外，水電站的興建還可以通過影響下游河道的水溫、水體理化性質(zhì)等途徑改變魚類及其他水生生物的區(qū)系組成。如三峽電站建成后，洞庭湖、鄱陽湖魚苗大量減少，許多名貴經(jīng)濟魚類極近滅絕。然而對于一些有害生物而言，水電站的興建還可能提高其多樣性水平。如三峽運行后洞庭湖東方田鼠的數(shù)量呈不斷增加的趨勢，這主要是由于水位下降導致洲灘出露時間增加。對植物而言，水電站建設所形成的水庫會造成一些當?shù)靥赜兄参镂锓N的喪失，還會導致下游濕地植被生物多樣性的下降并推動植被演替的進行。此外，水電站的修建還會導致下游湖泊灘地大量裸露，大量濕地植被被開墾為農(nóng)田，進而加速了濕地植物多樣性減少，嚴重破壞了區(qū)域生態(tài)平衡。

2.4 對河流及下游濕地水質(zhì)的影響

水電站的修建改變了水沙情勢，導致河流及下游濕地水文周期及滯留時間產(chǎn)生變化，進而影響水污染物的稀釋和擴散，使得水環(huán)境質(zhì)量發(fā)生顯著變化。如三峽工程修建后，每年的1～4月份，增加的泄流量導致鄱陽湖湖水的稀釋、凈化程度降低，同時還有可能加重鄱陽湖水體的富營養(yǎng)化，進一步影響湖區(qū)魚類、候鳥及人類的健康［5］。不僅如此，水電站放水沖刷時，還將導致吸附在泥沙表面的重金屬重新釋放到水體中，加重水體重金屬污染的程度。然而，水環(huán)境受多重復雜因素的影響，迄今為止，對水電站與其下游水質(zhì)關系的認識尚未十分明確。尤其是水質(zhì)與水文過程變化的作用機理尚未引起足夠的重視。

3 生態(tài)環(huán)境影響評價

環(huán)境影響評價的概念早在1964年就由美國柯德維爾教授提出，其基本評價對象為生態(tài)系統(tǒng)，即評價生態(tài)系統(tǒng)在外力作用下的動態(tài)變化，預測項目建設過程中及建設后可能對生態(tài)環(huán)境帶來的影響［7］。鑒于水電站建設對河流及下游生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的重要影響，在工程實施初期及運行后一段相當長的時間內(nèi)必須對工程建設及運行后河流及下游生態(tài)環(huán)境的變化進行系統(tǒng)評價。對水電站工程進行生態(tài)環(huán)境影響評價，就是要在科學分析及評價的基礎上，全面預測和定量分析水利工程的興建對生態(tài)環(huán)境造成的主要影響，并提出相應的防災和減災措施，同時通過優(yōu)化工程設計及其他生態(tài)環(huán)境保護措施達到降低工程負面影響的目標。我國對水電站工程環(huán)境影響的研究早在20世紀70年代末就已開展，到20世紀90年代已開始與國際接軌，這對于當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護、水電站的立項及可行性分析均起到了舉足輕重的作用。但由于水電站工程對生態(tài)環(huán)境的影響機制非常復雜，涉及經(jīng)濟與社會、文化道德等多個方面，因此對水電站生態(tài)環(huán)境影響的評價首先必須遵循一定的標準，其次在評價指標的選擇中要按照一定的原則，在科學分析的基礎上選擇合適的評價指標，建立恰當?shù)脑u價體系，只有這樣才能保證評價的客觀及準確性。

3.1 評價標準

任何生態(tài)環(huán)境的評價都必須遵循一定的標準，水電站建設的評價也不例外。一般而言，水電站環(huán)境影響的評價必須嚴格按照國家、地方政府或相關行業(yè)制定的標準進行。如樊遠昆在對團坡水電站生態(tài)環(huán)境影響評價時，污染指數(shù)就是根據(jù)《中國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究》進行的［6］。但如果某些環(huán)境要素難以計量，或缺乏相應規(guī)定的標準，那一般就要按照科學研究院所判定的保證生態(tài)環(huán)境安全的標準進行，同時還可以與工程實施前的本底值進行比較，分析工程實施后指標的變化，從而對生態(tài)環(huán)境的變化作出合理的評價。

3.2 評價體系建立的原則

水電站建設對環(huán)境影響的評價是一個規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復雜、因素眾多且邊界模糊的大系統(tǒng)，為了保證評價的客觀性和真實性，建立有效的評價體系是必須的。一般而言，評價體系的建立必須遵循以下幾個原則:①可持續(xù)發(fā)展原則。指評價體系的建立既要反映水電站建設對生態(tài)環(huán)境造成的影響，又要反映自然生態(tài)系統(tǒng)對外界干擾的承受能力;②完整性原則。即在評價體系的建立過程中必須考慮生態(tài)系統(tǒng)的完整性，從流域生態(tài)系統(tǒng)的角度去考慮水電站建設所帶來的環(huán)境效應;③層次性。即在體系建立的過程中要按照水電站工程對生態(tài)環(huán)境造成的影響進行分類組合，確定不同層次的評價內(nèi)容。

3.3 評價指標的選擇

由于水電站影響的復雜性，在生態(tài)環(huán)境影響評價指標的選擇上既要考慮到選擇的全面性又要充分體現(xiàn)計量性，同時還要兼顧水電站建設區(qū)域的特殊性。一般而言，指標的選擇主要根據(jù)水電站工程的性質(zhì)、規(guī)模及周邊環(huán)境的概況、影響程度的大小等方面進行。根據(jù)水電站對河流及下游生態(tài)系統(tǒng)的影響內(nèi)容，評價指標的選擇應涵蓋以下幾個方面:①生態(tài)系統(tǒng)完整性。具體指標如景觀結(jié)構(gòu)、景觀異質(zhì)性、植被生產(chǎn)力、物種多樣性等;②生態(tài)脆弱性評價。具體指標主要涵括水土流失強度、局部地區(qū)氣候變化及地震誘發(fā)程度的估算等;③水文水環(huán)境質(zhì)量評價。主要包括洪峰消減參數(shù)、水體營養(yǎng)物質(zhì)含量、BOD、COD、酸堿度、渾濁度等［8］;④社會環(huán)境影響評價。主要指標為居民生活狀況、年經(jīng)濟收入、旅游業(yè)發(fā)展狀況、移民安置區(qū)生態(tài)占用等。當然指標的選擇沒有一個統(tǒng)一的標準，但總體原則就是既要保證指標的可操作性又要保證評價的客觀性和全面性。

4 結(jié)語

自改革開放以來，我國的水電站建設得到了長足的發(fā)展。在給我國的經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大利益的同時，也產(chǎn)生了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，并對河流及下游整個生態(tài)系統(tǒng)的服務功能產(chǎn)生了深遠的影響。因此正確認識水電站開發(fā)給人類帶來的利弊，確定河流開發(fā)的最大限度，實現(xiàn)開發(fā)與保護協(xié)調(diào)發(fā)展，不僅是當前生態(tài)環(huán)境學家應當關注的重點，更應成為有關政府部門制定政策的依據(jù)。只有正確認識水電站建設的利弊，確保經(jīng)濟建設和生態(tài)建設的同步進行，才能實現(xiàn)人與河流的和諧共處和健康發(fā)展。

［1］何用.水沙過程與河流生態(tài)環(huán)境作用初步研究 ［D］.武漢:武漢大學，2005.

［2］何玉芹，歐曉昆.云南省水電站開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響及保護對策［J］.云南環(huán)境科學，2006，25(2).

［3］詹壽根.石虎塘航電樞紐工程對水文情勢影響的分析［J］.人民長江，2008，39(19).

［4］孫昭華.水沙變異條件下河流系統(tǒng)調(diào)整機理及其功能維持初步研究［D］.武漢:武漢大學，2004.

［5］吳龍華.長江三峽工程對鄱陽湖生態(tài)環(huán)境的影響研究［J］.水利學報，2007，(增刊).

［6］彭應登.區(qū)域開發(fā)環(huán)境影響評價研究進展 ［J］.環(huán)境科學進展，1999，7(4).

［7］樊遠坤.團坡水電站生態(tài)環(huán)境影響評價、預測及保護措施［J］.貴州水利發(fā)電，2006.20(1).

［8］呂慶華，蔡瑢.小水電站環(huán)境影響評價內(nèi)容探討［J］.四川環(huán)境，2003，22(4).