综述水电工程对生态环境负面影响的减轻措施

小水电２００６年第４期（总第１３０期）　农村水电及电气化　综述水电工程对生态环境负面影响的减轻措施　于永海　曲　洋（河海大学现代农业工程系　江苏南京２１００９８）　【摘要】水电工程在发挥巨大效益的同时，对生态环境不可避免地会带来一些负面影响。水电的无序开发与过度开　发。会严重破坏生态环境，从法律法规层面规范水电开发行为很有必要。就水电工程本身而言，它对陆地与水生生态环境　会产生一些负面影响，现综述这些影响的减轻措施。　【关键词】水力发电工程生态环境　负面影响措施综述　人类兴修水利工程已有悠久的历史，水力发电　国会进行授权，并主要由美国内政部、垦务局、美　工程是２０世纪人类社会文明和科学技术发展提高　国陆军工程师团和田纳西流域管理局进行建设。至　的标志之一。水力发电属于一种工业，其产品就是　于大多数非联邦政府的水电项目，则必须由联邦能　电力，操作的是机械，驱动源是由上游流向下游的　源监管委员会（ＦＥＲＣ）颁发许可证授权进行建设，　水，电能开发而水量并未丢失…。与煤炭、石油和　或者授权一个现有的项目继续进行运营。在下列情　核能发电等方式相比，水能是明显的更清洁的再生　况下，非联邦政府所属的水电项目开发商必须提交　能源，世界各国无不优先发展水电。目前我国的水　许可证申请或豁免申请：１）项目建在国有航道之　能开发程度还不高，为满足防洪、供水、灌溉、电　上；２）项目占用国有土地；３）项目利用国有水坝　力供应等方面的要求，在未来较长一段时间内，水　的水或国有水电；４）位于国会拥有商务条款管辖　利水电建设仍是我国国民经济的重要基础工作。但　权的水域；５）项目建于１９３５年８月２６日后，并　工程对生态环境的影响也日益受到社会各界的关　且该项目影响州际或者外国的商业利益。原始许可　注，在今后一个时期，生态环境问题将成为我国水　证的有效期为５Ｏ年。至少在原始许可证到期前２　电建设乃至整个水利事业进一步发展的重要制约因　年，被许可人必须提交新的许可证申请。处理新许　素。为此，世界各国都建立了相应的环境评价制　可证的程序与处理原始许可证的程序几乎完全相　度，并采用一些先进的工程措施，以消除或减轻不　同　引。　’　利影响。本文重点讨论减轻水力发电工程对生态环　俄罗斯实行的是生态鉴定制度。所谓生态鉴　境负面影响的措施。　定，即是指由一定的机关或组织对计划进行的经济　１法律保障措施　活动和其他与利用自然资源和保护环境有关的活　动，按一定的标准进行审查和评价，以判定其是否　水电开发会改变原来的河流状态，而最重要的　符合俄联邦规定的生态要求，是否可以允许其生态　是水库将淹没部分土地、居民要搬迁，用部分陆地　鉴定对象实施的一种特定的监督检查程序或监督检　面积换取了水面面积，而且由于河流流态的改变会　查活动。在其生态鉴定制度中实行的是“环境保护　影响部分鱼类的生存环境以及水库泥沙淤积可能带　优先性原则”，即在环境管理的过程中把环境保护　来一些不利影响　Ｊ。因此水电开发要遵循水的自然　放在优先位置考虑，在社会生态利益与其他利益冲　规律和经济规律，充分考虑水资源承载能力和水环　突时，优先考虑生态利益Ｌ４】。　境承载能力，其无序开发和过度开发必将对生态环　我国于１９７９年颁布的《环境保护法（试行）》　境产生不利影响。水电开发过程必需建立一套科　中最先引入了环境影响评价制度。水电环境保护管　学、完整的评估体系，以作出准确的抉择，采取相　理始于２０世纪８０年代初，到８０年代后期，大中　应对策。　型水电建设项目基本纳入环境管理轨道，建立了比　美国是世界上最早实行环境影响评价制度的国　较健全的管理程序和环境影响评价技术规范。１９８８　家，其水电开发实行的是许可证制度，分为原始许　年颁布了《水利水电项目环境影响评价技术规范》，　可证和新的许可证。联邦政府所建造的水电项目由　１９９９年颁布了《江河流域规划环境影响评价规　・ｌ１・　维普资讯 http://www.cqvip.com

农村水电及电气化　ＳＭＡＩＩ　ＨＹ１）ｆｔＯ　ＰＩ　Ｒ　２００６Ｎｏ４，Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ１３０　２．３鸟类与输电线的相互影响　范》，２００２年又修订颁布了《环境影响评价技术导　则（水利水电工程）》。此外，还颁布了适用于水利　水电工程的其他环境影响因子（地面水环境、地下　水环境和生态环境等）的评价规范。随着对水电开　发建设项目环境影响评价的深入研究和管理，逐步　建立了水生生态、陆地生态、水环境以及水库淹没　当鸟类在飞行中遇到输电线或着落于输电塔时　会造成死亡或受伤。大型水鸟和食肉鸟类最易受到　影响。在多数情况下，输电线引起的鸟类死亡可能　性较小。但如果输电线穿过鸟类主要的迁徙路径，　则影响较大。减轻输电线对鸟类影响的措施有：１）　和移民安置环境影响评价体系和方法　Ｊ。现阶段，　法律规定的保障措施主要是确立了“三同时”制　度。指凡从事对环境有影响的建设项目，其环境保　护的设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同　时投产使用。“三同时”制度是我国环境管理的一　项重要制度，是对环境影响评价报告中提出的各项　防治措施和对策的具体落实　Ｊ。　２陆地生态环境影响及减轻措施　水电工程对陆地生态环境的影响主要从以下几　方面考虑：土地利用、材料运输、鸟类与输电线的　相互影响及坝下水流量的改变。水电建设同样也会　对人类产生直接影响，本文不予赘述。　２．１土地利用　土地利用会直接危害陆生植物和野生动物的栖　息地，其影响的严重性取决于当地物种的敏感性和　受影响地区的特性ｌ７】。减轻土地利用影响的措施　有：１）合理选择运输通道，对易受影响物种加强　研究，并将可移植的物种移植到与其相似的栖息　地；２）水库缓慢蓄水，以利于野生动物的迁移　；　３）合理规划运输路线，尽量避免河流及其它敏感　地带或有价值的栖息地；４）在桥梁或管道建设上　应用适当工程技术，减小淤积　；５）在站址处尽　量保护树木和其它植被，沿运输通道两侧尽快植　树，减少侵蚀；６）建立天然的或人工的帷幕，减　少建设和运行的噪音０　。　２．２材料运输　在水电站建设期间，大量建筑材料需要运输，　材料的原产地和堆放地都会对陆地生物体产生直接　或间接的影响，应尽量减少受影响的陆地范围，并　提供实物支付或等价替换的保护措施。主要包括：　１）合理制定工程进度，以便于把开挖产生的土料　或岩石用于大坝建设或土地平整上；２）尽量利用　现有的垃圾掩埋场或其它设施来处理材料，减少影　响范围；３）用尽可能小的容器来运输和存储化学　物质，降低污染的风险。一旦发生事故，便于将化　学物质转移至有利地形，并注意与水体和湿地隔　离［　。　・　１　２　・　为各种类型的转换塔装设保护设施；２）仔细研究　当地的鸟类，尽量估计其食物类型及捕猎现状，减　少输电线路的影响；３）将转换通道设于地形较低　的地区，减少鹰类对转换塔的利用，降低死亡率。　但在电站建成之前，并不可能预见或减轻所有潜在　的影响　Ｊ。因此，必须结合电力生产、输送及环境　保护等进行仔细的观察、分析，制定妥善的解决　措施。　２．４坝下水流减少　在水电站建设及运行期间，水流变化会影响两　岸的植被和栖息在这些植被中的动物。一些河流或　河段会影响周围的含水土层。河岸的生物群落通常　依赖于河流平均流量或洪峰流量，长时间的流量减　少可能会导致河岸区域的重要改变。减轻坝下水流　减少影响的措施：１）合理确定最小生态流量，满　足生态用水要求　；２）尽量缩短永久性大坝建设　的枯水期；３）合理调度运行期水量，保证河流至　少可间歇性地连续流动；４）当发电要求剧增时，　应逐步增加水量，减慢发电前干燥地区的洪水泛　滥，使野生动物有足够的时间逃生　７　Ｊ。　３水生生态环境影响及减轻措施　对于水电工程的审批或复审过程而言，水生生　态环境影响一直是生态评价的重点。疏浚河道、河　流拦截、水轮机运行和蓄水等均能引起生态反应，　下面逐一讨论各影响及缓解措施。　３．１疏浚河道　不考虑客观因素，疏浚河道的影响包括河道底　层物质移动、增加悬浮固体、下游淤积、水体或沉　积物的化学变化等，这些变化将对生活在河道底部　的鱼类及植物产生较大影响。减轻疏浚河道影响的　措施有：１）尽量减小疏浚范围，并合理安排时间，　尽可能在物种低产或非繁殖期进行；２）在大体积　土料被挖掘的情况下，沉积物中会含有大量的有害　化学物质，濒危物种易受影响，此时应加强研究，　使用更广泛的减轻设施。如设立粉煤灰帷幕或使用　水力挖泥机，但是水力挖泥机会增加陆地影响范　围，所以应在充分比较下再应用　Ｊ。　维普资讯 http://www.cqvip.com

小水电２００６年第４期（总第１３０期）　３．２河流拦截　水力发电设施会截断鱼类的上下游通道，对依　靠向上游洄游而完成生命循环的溯河产卵鱼类和为　产卵顺流而下的鱼类的影响很大，且对非洄游鱼类　也会产生影响。减轻河流拦截对鱼类影响的措施是　使用相应的过鱼设施，通常为各种形式的鱼道。鱼　道必须具有如下３个主要特征：１）水从其底部排　放，这样鱼处于来自尾水渠的较大水流（即诱鱼水　流）之中；２）鱼上溯的水流速度在鱼类游泳能力　的范围内；３）如果一次洄游上溯的整个距离太长　的话，那么每隔一段距离所设置的休息池可供鱼休　息。鱼道的替代方案包括机械（或液压）升鱼机或　“捕捞和载运”方案——指在坝下捕捞上溯洄游鱼　群，并将其用车辆或船只运到上游的指定地点　Ｊ。　３．３水轮机运转　在水力发电过程中，从水库大坝流出的水通过　水轮机转轮，带动发电机运转，鱼类易困在水轮机　进水口中。水轮机通道引起的鱼类损失可能消极地　影响鱼的数量，特别是在梯级发电的河流系统中。　减轻水轮机运转影响的措施有：１）增加溢出量。　如果鱼类迁移期相对较短，并在河道水流正常时发　生，则可利用增加溢出量来冲刷通过大坝或支流溢　洪道到尾水管间的鱼类。２）设置鱼栅。鱼栅利用　鱼类对外部激励的反应来使其远离进口或吸引其至　专门通道处。电隔板、气泡链帷幕、光、声音和水　的射流等方式已经在实验或现场研究中应用，其结　果相差不多　但鱼栅并不能阻止所有的鱼类进入水　电站人口，它依赖于鱼类适应环境的状况和完成捕　食或避免被掠夺的能力等因素。在仅有一种或一些　种类不必考虑或者水轮机引起的死亡率可被接受的　地区，鱼栅的运用是有效的。３）设置导流系统。　导流系统包括倾斜的平面、楔形铁丝网压力筛、活　动筛、圆筒筛和固定百Ｉ１ｒ窗等，它引导或强迫鱼类　进人旁通道以使其返回至坝下自然水体中。每种类　型的导流系统在特定情况下起作用，在运用时应根　据具体情况加ｌ　比较选择　。４）设计“对鱼类友　好”的水轮机。目前这项研究成果己被应用于美国　能源部的先进水轮机系统（ＡｔｒｌＳ）工程。利用计　算流体动力学（Ｃｂ３））技术　ＡＩ－ｆＳ　程评价了一　项似　可提供有利于鱼类安全通过条件的螺旋式转　轮设计。应用这种“对鱼类友好”的水轮机设计可　省去进水口鱼栅，只要在实际中达到模型试验昕预　测的高效率即可Ｈ　ｏ－　农村水电及电气化　３．４蓄水　水库蓄水后会引起水质的变化。减少水库蓄水　引起水质变化的措施有：１）加强水源保护，防止　水体污染。对营养物和输入水库的悬浮固体使用各　种化学物质产生絮凝，从水体中移除并减少循环。　２）对于成层型水库，合理利用水工建筑物，加速　水循环，改善水质。每年都应有一定时间使水库水　位降低至最低限度，使大部分库底能有充分的时间　处于氧化环境，加速沉积物的氧化分解。３）向水　库深层增氧，改善水质。可采用空气压缩机、气泡　幕、空气扩散器等向深层水体输送空气（氧气），　加速上、下层水的交换和混渗，破坏水温分层，改　善深层水缺氧，加速沉积在库底的物质的氧化分　解，从而改善水质Ｌ７　Ｊ。此外，水库蓄水可能会淹没　河床产卵鱼类的产卵场，此时可在下游河道或支流　建立人工产卵河道或从人工孵化场放养ｎ　。　综上所述，水电工程会对生态环境产生很大影　响，有些影响而且具有长期性。因此，其环境影响　评价要坚持长期观测研究，并努力寻求减轻其不良　影响的措施，改善和保护生态环境。今后的水电开　发工作方向正如中国大坝委员会秘书长、水电专家　高季章所说，应在水电开发中切实保护生态环境，　通过生态环境保护促进水电建设的健康发展，特别　是以科学的发展观为指导，建立与生态环境友好的　水电工程建设体系，实现水电开发与生态环境保护　的协调发展ｕ引。　参考文献：　［１］　左东启．水力发电与环境生态［Ｊ］．水利水电科技　进展，２ｎｏ５，２５（２）：１—７．　［２］　陆佑楣．中国水电开发与可持续发展［Ｊ］．中国三　峡建设、２００５，（１）：４—６．　［３］　赵建达．杨楫译．美国水电的开发［Ｊ］．小水电，　２００５，（４）：７一ｌ６．　［４］　张波，赵华．俄罗斯生态鉴定制度初探——兼议完　善我国环境影响评价制度［Ｊ］．求是学刊，２００５，　（７）：６７—７１．　【５　祝兴祥，常仲农．中国水电　、境佴护现：　与对　［Ｊ！．环境经济杂志，２０（／４，（１１）：２，４～２７．　［６ｊ　王承达．环境影响评价制度的比较研究：中田内地　与香港［Ｊ］．学术研究、２＇￣Ｙ２，（３）：５０—５３．　１７　Ｊ　Ｊｏｈｎ　Ｓ、Ｇｕｍ、　，Ｐｈ．Ｄ、Ｒｏｇｅｒ　Ｅ、Ａ．Ａｍｄｔ．Ｐｈ．Ｄ．　Ｈｙｄｒｏｌｍｗｅｒ　Ｆｎ　ｎ，￣ｒｉｎｇ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ［Ｍ』、　（１１ｏｇｉｃａｌ　ｅｌ＇－　ｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｙｄｍｐ￣ｗｅｒ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．Ｃｈａｐｔｅｒ　８：ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｐｏ￣ｅｒ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．　『８］　黄真理．国内外大型水电工程生态环境监测与保　［Ｊｊ．长江流域资源与环境，：ｏｆＨ，（３）：１０１—１０８．　（下转第ｌ０页）　・　ｌ　３　・　维普资讯 http://www.cqvip.com

农村水电及电气化　ＳＭＡＩＬ　ＨＹＤＲ０　ＰＩ　Ｘ　ｌＲ　２００６Ｎｏ４．Ｔｏｔａｌ　Ｄ』．；Ｄ　全国小水电站分为一、二、三类，对于问题严重的　三类电站，限期进行技术改造。当然，对于安全隐　患严重，无法实施技术改造的老电站，也可参照水　库大坝安全管理办法，拆除重建、甚至报废。　２）制定相关政策支持小水电站技术改造。调　查表明，老电站经改造后，平均效率能提高１０％　左右，可更为高效地利用我国宝贵的水电资源，有　利于我国节约型社会建设。同时，老电站技术改造　几乎不会对生态环境造成任何破坏，如果引入“一　体化设计”的新理念，反而会有利于生态环境的改　善，在水电开发受生态环境制约愈来愈严重的今　天，其意义更为重大。但目前，经济发达的地区，　老电站技术改造工作进展较好，而经济欠发达地区　老电站技术改造工作举步维艰，究其原因主要是政　策和观念问题。建议参照病险水库除险加固的办　法，由国家出台相关政策，如中央财政补助、税收　后社会、经济和生态环境效益明显，主要体现在：　１）小水电站技术改造工程具有显著的社会效　益。小水电站技术改造工程可大大提高电站运行的　安全可靠性，电站噪音明显降低，职工劳动强度显　著减轻，生产条件得到改善，从而更好地保障职工　的身心健康和生命安全。　２）小水电站技术改造工程具有显著的经济效　益。一般情况下，技术改造后，机组的能量转换效　率平均能提高１０％左右，对于可实行增容的电　站　Ｊ，发电量的提高幅度可更大，如对全国老电站　全部进行技术改造，相当于新增３００多万ｋＷ装　机。从而不仅使我国有限的水电资源充分发挥作　用，有益于节约型社会建设，而且具有十分明显的　经济效益。　３）小水电站技术改造工程具有显著的生态效　益。近年来，水电开发受生态环境因素制约的情况　愈来愈严重，而老电站技术改造几乎对生态环境没　有任何破坏，如果引入“一体化设计”的新理念，　反而会有利于生态环境的改善。　小水电站面广量大，技术改造工作任重而道　优惠和新电新价政策等，鼓励投资流向老电站技术　改造。浙江省实施的新电新价政策（技术改造后新　增发电量电价由０．３６元／ｋＷ・ｈ提高到０．４２元／ｋＷ・ｈ）　收到了很好效果。　３）加大监督和检查力度。小水电行业主管部　门应对各地老电站技术改造规划、国家相关政策执　行情况及国家财政资金使用情况加大监督和检查力　度，并会同地方行业主管部门，组织有关专家及时　对完成技术改造后电站的运行效果进行评估和验　收，以确保２０１５年我国农村水电行业现代化的全　面实现。　４）加强人才培养和技术培训。行业主管部门应　采用多种形式加强小水电规划、设计、施工和管理人　员的技术培训工作，切实引导先进的规划设计理念、　先进的运行管理方法以及先进实用的新材料、新技　术、新设备在小水电建设和管理中的应用。　远。但只要我们明确目标，认真规划、积极推进，　小水电站技术改造这项功在当代、利及后人的工程　定会得以顺利完成。　一参考文献：　［１］　吕建平．新疆小水电站考察与改造可行性研究［Ｒ］．　水利部农村电气化研究所，２００４，１１．　［２］　徐锦才，张巍，徐国君等．农村小水电站机组增容　改造的方法［Ｊ］．中国农村水利水电，２００４，６．　一　陈生水（１９６２一），男，南京水利科学研究院副院长，　水利部农村电气化研究所所长，教授级高工，主要从事水　利水电工程的科学研究和技术咨询工作。　４预期效果　我所近年来的实践表明，小水电站实施技术改造　（上接第ｌ３页）　［９］　朱效章，赵建达．欧洲小水电发展现状制约因素和对策　［Ｊ］．小水电，２０Ｏ５，（３）：１１—１６．　［１Ｏ］　英Ａ．ｗ．Ｈ．水电站洄游鱼类的补救措施［Ｊ］．水利水电快　报，２０００，（５）：１５—１９．　［１２］　高季章．建立与生态环境友好的水电建设体系［Ｊ］．中国　三峡建设，２００４，（６）：３０—３３．　一　于永海（１９６８一），男，河海大学副教授、博士，主要　研究小水电与农村能源工程。Ｅｍａｉｌ：ｙｈｙｕ＠ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｅｆｔ　［１１］　张志英．溪落渡水利工程对长江上游生态环境及珍稀特有　鱼类的影响和对策［Ｊ］．中国水产，２００１，（４）：２０—２１．　・　１０・