當(dāng)前,大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的水電開發(fā)率很高,有的國(guó)家甚至高達(dá)90 %以上,而發(fā)展中國(guó)家的水電資源開發(fā)水平極低,一般在10 %左右。目前,中國(guó)水能資源開發(fā)也只達(dá)到百分之十幾。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)期,研究表明:在未來(lái)20 年中,為解決水資源短缺問題,實(shí)現(xiàn)合理配置,滿足防洪、電力供應(yīng)等方面的要求,仍然需要修建大型水利水電工程。但是,修建大型水利水電工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響問題已受到空前的關(guān)注,全世界大多數(shù)國(guó)家在比以往任何時(shí)候都更加認(rèn)真地考證、研究、推遲,甚至在某種極端情況下中止或放棄新的水電開發(fā)方案。因此,在今后一個(gè)時(shí)期,生態(tài)問題將成為我國(guó)水電建設(shè)乃至整個(gè)水利事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要制約因素。
要正確處理修建大型水利水電工程與保護(hù)生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,就必須科學(xué)地、實(shí)事求是地分析修建大型水利水電工程可能導(dǎo)致什么樣的生態(tài)環(huán)境問題,生態(tài)制約的具體表現(xiàn)是什么,并結(jié)合實(shí)際對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析,分清主次,抓住關(guān)鍵,用科學(xué)的發(fā)展觀、人與自然和諧相處的理念正確認(rèn)識(shí)并妥善處理現(xiàn)階段遇到的問題,確保我國(guó)水電事業(yè)快速健康地發(fā)展。從普遍意義上講,水利水電工程在環(huán)境方面的影響主要包括移民問題,對(duì)泥沙和河道的影響,對(duì)氣候、水文、地質(zhì)、土壤、水體、魚類和生物物種的影響,以及對(duì)文物和景觀的影響、對(duì)人群健康的影響等。
1 修建水利工程對(duì)自然環(huán)境的影響分析
1. 1 對(duì)氣候的影響
一般情況下,地區(qū)性氣候狀況受大氣環(huán)流所控制,但修建大、中型水庫(kù)及灌溉工程后,原先的陸地變成了水體或濕地,使局部地表空氣變得較濕潤(rùn),對(duì)局部小氣候會(huì)產(chǎn)生一定的影響,主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫、風(fēng)和霧等氣象因子的影響[ 1 ]。
1. 1. 1 對(duì)降雨量的影響
(1) 降雨量有所增加:這是由于修建水庫(kù)形成了大面積蓄水,在陽(yáng)光輻射下,蒸發(fā)量增加引起的。
(2) 降雨地區(qū)分布發(fā)生改變:水庫(kù)低溫效應(yīng)的影響可使降雨分布發(fā)生改變,一般庫(kù)區(qū)蒸發(fā)量加大,空氣變得濕潤(rùn)。實(shí)測(cè)資料表明,庫(kù)區(qū)和鄰近地區(qū)的降雨量有所減少,而一定距離的外圍區(qū)降雨則有所增加,一般來(lái)說(shuō),地勢(shì)高的迎風(fēng)面降雨增加,而背風(fēng)面降雨則減少。
(3) 降雨時(shí)間的分布發(fā)生改變:對(duì)于南方大型水庫(kù),夏季水面溫度低于氣溫,氣層穩(wěn)定,大氣對(duì)流減弱,降雨量減少;但冬季水面較暖,大氣對(duì)流作用增強(qiáng),降雨量增加。
1. 1. 2 對(duì)氣溫的影響
水庫(kù)建成后,庫(kù)區(qū)的下墊面由陸面變?yōu)樗?與空氣間的能量交換方式和強(qiáng)度均發(fā)生變化,從而導(dǎo)致氣溫發(fā)生變化,年平均氣溫略有升高。
1. 2 對(duì)水文的影響
水庫(kù)修建后改變了下游河道的流量過程,從而對(duì)周圍環(huán)境造成影響。水庫(kù)不僅存蓄了汛期洪水,而且還截流了非汛期的基流,往往會(huì)使下游河道水位大幅度下降甚至斷流,并引起周圍地下水位下降,從而帶來(lái)一系列的環(huán)境生態(tài)問題:下游天然湖泊或池塘斷絕水的來(lái)源而干涸;下游地區(qū)的地下水位下降;入�？谝蚝铀髁繙p少引起河口淤積,造成海水倒灌;因河流流量減少,使得河流自凈能力降低;以發(fā)電為主的水庫(kù),多在電力系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷,下泄流量的日變化幅度較大,致使下游河道水位變化較大,對(duì)航運(yùn)、灌溉引水位和養(yǎng)魚等均有較大影響;當(dāng)水庫(kù)下游河道水位大幅度下降以至斷流時(shí),勢(shì)必造成水質(zhì)的惡化。
1. 3 泥沙淤積問題
以三門峽水庫(kù)為例說(shuō)明水庫(kù)淤積問題。水庫(kù)于1960 年蓄水,一年半后,15 億t 泥沙全部淤在潼關(guān)—三門峽河段,潼關(guān)河床抬高4. 5 m。淤積帶延伸到上游的渭河口,形成攔門沙,兩岸地下水位也隨之抬高,從而造成兩岸農(nóng)田次生鹽堿化
1. 4 對(duì)水體的影響
河流中原本流動(dòng)的水在水庫(kù)里停滯后便會(huì)發(fā)生一些變化。首先是對(duì)航運(yùn)的影響,比如過船閘需要時(shí)間,從而對(duì)上、下行航速會(huì)帶來(lái)影響;水庫(kù)水溫有可能升高,水質(zhì)可能變差,特別是水庫(kù)的溝汊中容易發(fā)生水污染,如水華現(xiàn)象的出現(xiàn);水庫(kù)蓄水后,隨著水面的擴(kuò)大,蒸發(fā)量的增加,水汽、水霧就會(huì)增多,等等。這些都是修壩后水體變化帶來(lái)的影響。水庫(kù)蓄水后,對(duì)水質(zhì)可產(chǎn)生正負(fù)兩方面的影響。
(1) 有利影響:庫(kù)內(nèi)大體積水體流速慢,滯留時(shí)間長(zhǎng),有利于懸浮物的沉降,可使水體的濁度、色度降低;庫(kù)內(nèi)流速慢,藻類活動(dòng)頻繁,呼吸作用產(chǎn)生的CO2 與水中鈣、鎂離子結(jié)合產(chǎn)生CaCO3和MgCO3 并沉淀下來(lái),降低了水體硬度。
(2) 不利影響:庫(kù)內(nèi)水流流速小,降低了水、氣界面交換的速率和污染物的遷移擴(kuò)散能力,因此復(fù)氧能力減弱,使得水庫(kù)水體自凈能力比河流弱;庫(kù)內(nèi)水流流速小,透明度增大,利于藻類光合作用,壩前儲(chǔ)存數(shù)月甚至幾年的水,因藻類大量生長(zhǎng)而導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化;被淹沒的植被和腐爛的有機(jī)物會(huì)大量消耗水中的氧氣,并釋放沼氣和大量二氧化碳,同樣導(dǎo)致溫室效應(yīng);懸移質(zhì)沉積于庫(kù)底,長(zhǎng)期累積不易遷移,若含有有毒物質(zhì)或難降解的重金屬,可形成次生污染源。
1. 5 對(duì)地質(zhì)的影響
修建大壩后可能會(huì)觸發(fā)地震、塌岸、滑坡等不良地質(zhì)災(zāi)害。
�。�1）大型水庫(kù)蓄水后可誘發(fā)地震。其主要原因在于水體壓重引起地殼應(yīng)力的增加;水滲入斷層,可導(dǎo)致斷層之間的潤(rùn)滑程度增加;增加巖層中空隙水壓力。
(2) 庫(kù)岸產(chǎn)生滑塌。水庫(kù)蓄水后水位升高,岸坡土體的抗剪強(qiáng)度降低,易發(fā)生塌方、山體滑坡及危險(xiǎn)巖體的失穩(wěn)。
(3) 水庫(kù)滲漏。滲漏造成周圍的水文條件發(fā)生變化,若水庫(kù)為污水庫(kù)或尾礦水庫(kù),則滲漏易造成周圍地區(qū)和地下水體的污染。
1. 6 對(duì)土壤的影響
水庫(kù)蓄水引起庫(kù)區(qū)土地浸沒、沼澤化和鹽堿化。
(1) 浸沒:在浸沒區(qū),因土壤中的通氣條件差,而造成土壤中的微生物活動(dòng)減少,肥力下降,影響作物的生長(zhǎng)。
(2) 沼澤化、潛育化:水位上升引起地下水位上升,土壤出現(xiàn)沼澤化、潛育化,過分濕潤(rùn)致使植物根系衰敗,呼吸困難。
(3) 鹽堿化:由庫(kù)岸滲漏補(bǔ)給地下水經(jīng)毛細(xì)管作用升至地表,在強(qiáng)烈蒸發(fā)作用下使水中鹽分濃集于地表,形成鹽堿化。土壤溶液滲透壓過高,可引起植物生理干旱。
1. 7 對(duì)魚類和生物物種的影響
這里的魚類是特指的,生物物種則泛指動(dòng)物、植物和微生物。當(dāng)前社會(huì)上極為關(guān)注的是大壩建設(shè)對(duì)洄游魚類造成的影響。事實(shí)上,洄游魚類由于種類不同,其生存的環(huán)境也各不相同,如鱘魚,相當(dāng)一部分是在北緯45 ℃左右的日本北海道和我國(guó)烏蘇里江、黑龍江、松花江等河、海之間洄游。而且,并不是每條河流都有洄游魚類。世界各國(guó)在建壩時(shí)解決魚類洄游問題通常采取兩種辦法:一種是采取工程措施,建魚梯、魚道等;另一種是對(duì)洄游魚類進(jìn)行人工繁殖。我國(guó)長(zhǎng)江葛洲壩工程建設(shè)中,解決中華鱘洄游問題就選擇了人工繁殖的辦法,事實(shí)證明是比較成功的。需要強(qiáng)調(diào)的是,在不同的地區(qū)、不同的河流上建壩,對(duì)魚類和生物物種的影響是不同的,要對(duì)具體的河流進(jìn)行具體的分析,不能一概而論。
(1) 對(duì)陸生植物和動(dòng)物的影響: ①永久性及直接的影響,庫(kù)區(qū)淹沒和永久性的工程建筑物對(duì)陸生植物和動(dòng)物都會(huì)造成直接破壞; ②間接的影響,指局部氣候,土壤沼澤化、鹽堿化等所造成的對(duì)動(dòng)植物的種類、結(jié)構(gòu)及生活環(huán)境等的影響。
(2) 對(duì)水生生物的影響:主要指對(duì)水生藻類植物的影響。水庫(kù)淹沒區(qū)和浸沒區(qū)原有植被的死亡,以及土壤可溶鹽都會(huì)增加水體中氮磷的含量,庫(kù)區(qū)周圍農(nóng)田、森林和草原的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨降雨徑流進(jìn)入水體,從而形成富營(yíng)養(yǎng)化的有利條件。
(3) 對(duì)魚類的影響:切斷了洄游性魚類的洄游通道;水庫(kù)深孔下泄的水溫較低,影響下游魚類的生長(zhǎng)和繁殖;下泄清水,影響了下游魚類的餌料,影響魚類的產(chǎn)量;高壩溢流泄洪時(shí),高速水流造成水中氮氧含量過于飽和,致使魚類產(chǎn)生氣泡病。如,長(zhǎng)江葛洲壩,下泄流量為41 300～77 500 m3/ s ,氧飽和度為112 %～127 %,氮飽和度為125 %～135 %,致使幼魚死亡率達(dá)32. 24 %。
2 對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響
2. 1 對(duì)人群健康的影響
不少疾病如阿米巴痢疾、傷寒、瘧疾、細(xì)菌性痢疾、霍亂、血吸蟲病等直接或間接地都與水環(huán)境有關(guān)。如丹江口水庫(kù)、新安江水庫(kù)等建成后,原有陸地變成了濕地,利于蚊蟲孳生,都曾流行過瘧疾病。由于三峽水庫(kù)介于兩大血吸蟲病流行區(qū)(四川成都平原和長(zhǎng)江中下游平原) 之間,建庫(kù)后水面增大,流速減緩,因此對(duì)釘螺能否從上游或下游向庫(kù)區(qū)遷移并在那兒孳生繁殖,都是需要重視的環(huán)境問題[ 2 ]。
2. 2 對(duì)移民的影響
三峽水庫(kù)將淹沒陸地面積632 km2 ,移民總數(shù)超過110 萬(wàn)人。移民政策的調(diào)整表現(xiàn)為: ①將原計(jì)劃在三峽庫(kù)區(qū)就地后靠搬遷的部分農(nóng)村移民,遠(yuǎn)遷到庫(kù)區(qū)以外的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),至今已經(jīng)搬遷移民近40 萬(wàn),外遷的有10 萬(wàn)。②對(duì)一批原計(jì)劃搬遷重建的工礦企業(yè)實(shí)行破產(chǎn)或關(guān)閉,據(jù)資料統(tǒng)計(jì),三峽庫(kù)區(qū)原有1599 個(gè)工礦企業(yè)中有1 013 個(gè)實(shí)行了破產(chǎn)或關(guān)閉。
2. 3 對(duì)生物和文物的影響
我國(guó)是歷史文明古國(guó),文物古跡極多。水庫(kù)庫(kù)區(qū)淹沒后可能對(duì)文物和景觀帶來(lái)影響,這一問題也需要引起高度重視。水庫(kù)蓄水淹沒原始森林,涵洞引水使河床干涸,大規(guī)模工程建設(shè)對(duì)地表植被的破壞,新建城鎮(zhèn)和道路系統(tǒng)對(duì)野生動(dòng)物棲息地的分割與侵占,都會(huì)造成原始生態(tài)系統(tǒng)的改變,威脅多樣生物的生存,加劇了物種的滅絕。如貢嘎山南坡水壩的修建,將造成牛羚、馬鹿等珍稀動(dòng)物的高山湖濱棲息活動(dòng)地的喪失以及大面積珍稀樹種原始林的淹毀。
3 對(duì)策與建議
生態(tài)與環(huán)境是當(dāng)前全社會(huì)十分關(guān)注的問題。關(guān)注生態(tài),是經(jīng)濟(jì)社會(huì)高度發(fā)展后人們思想認(rèn)識(shí)的升華所產(chǎn)生的必然結(jié)果。作為水利水電工作者,我們的一項(xiàng)重要任務(wù)就是保護(hù)生態(tài),促進(jìn)人與自然和諧相處。對(duì)社會(huì)各界關(guān)于大型水利水電工程建設(shè)的不同看法,我們應(yīng)持歡迎態(tài)度。但同時(shí),對(duì)偏激的、全盤否定大壩的錯(cuò)誤觀點(diǎn)也決不能茍同。發(fā)展是第一位的,在發(fā)展中應(yīng)牢記新的可持續(xù)發(fā)展的理念,以科學(xué)的發(fā)展觀來(lái)統(tǒng)領(lǐng)新時(shí)期水利水電事業(yè),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
水利建設(shè)不可避免地在一定程度上改變了自然面貌和生態(tài)環(huán)境,使已經(jīng)形成的平衡狀態(tài)受到干擾破壞。水利工程師的職責(zé)是研究由平衡狀態(tài)到不平衡狀態(tài)再到平衡狀態(tài)的發(fā)展規(guī)律。只要遵循“因勢(shì)利導(dǎo),因地制宜”的原則,合理規(guī)劃,周全設(shè)計(jì),精心施工,加強(qiáng)科學(xué)管理,大多負(fù)面影響都可以得到緩解。水利工程帶來(lái)的環(huán)境問題千變?nèi)f化,只要沒達(dá)到極度惡化的程度,就總能找到解決的辦法。水利工程能否帶來(lái)環(huán)境效益,能否把對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響降低到最低限度是衡量水利工程建設(shè)成敗的重要標(biāo)志之一。因此,我們必須充分發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),深入研究自然與生態(tài)的平衡機(jī)制,研究人類改變自然時(shí)對(duì)生態(tài)的近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響[ 3 ]。
為了建立生態(tài)環(huán)境友好的大型水電工程建設(shè)體系,需要重點(diǎn)進(jìn)行以下工作:
(1) 對(duì)能源的開發(fā),不可僅僅盯著眼前的、局部的經(jīng)濟(jì)利益,而應(yīng)該著眼長(zhǎng)遠(yuǎn),對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)負(fù)責(zé)。應(yīng)按照“大水利”思路制定總體規(guī)劃,徹底改變“技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)”的工程目標(biāo)。工程項(xiàng)目的選擇、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)都要真正體現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的統(tǒng)籌兼顧。
(2) 完善有關(guān)法律,在不宜進(jìn)行水電項(xiàng)目建設(shè)的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園、世界遺產(chǎn)區(qū)、生態(tài)功能區(qū)以及其他需要進(jìn)行保護(hù)的區(qū)域內(nèi),劃定保護(hù)河段和保護(hù)流域區(qū),禁止進(jìn)行水電工程建設(shè)和其他大型工程建設(shè)。應(yīng)真正把加強(qiáng)地區(qū)的生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)作為根本點(diǎn)和切入點(diǎn),對(duì)嚴(yán)重破壞和影響生態(tài)環(huán)境、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)、國(guó)家風(fēng)景名勝區(qū)和世界遺產(chǎn)的水電建設(shè)項(xiàng)目,應(yīng)該重新進(jìn)行評(píng)估和審查。
(3) 因地制宜,確定適當(dāng)?shù)拈_發(fā)目標(biāo)。過去的水力資源規(guī)劃,按照流域梯級(jí)開發(fā)模式,往往追求100 %的開發(fā)率。由于移民和耕地的補(bǔ)償費(fèi)用會(huì)越來(lái)越高,因此考慮社會(huì)穩(wěn)定和保護(hù)耕
地資源,在規(guī)劃時(shí)應(yīng)因地制宜、選擇適當(dāng)?shù)拈_發(fā)目標(biāo),對(duì)于移民和淹沒耕地少、生態(tài)環(huán)境問題少的河流,可以100 %地開發(fā);對(duì)于移民和淹沒耕地多、生態(tài)環(huán)境問題大的河流,可以放棄部分河段的開發(fā)。參照多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的情況,水電資源平均開發(fā)率為70 %～80 %是可行的[ 4 ]。
(4) 研究和完善移民政策,使移民能長(zhǎng)期共享水電開發(fā)的效益。我國(guó)水庫(kù)移民經(jīng)歷了安置型和開發(fā)型兩個(gè)階段,國(guó)家還出臺(tái)了庫(kù)區(qū)后期扶持政策。為了解決好移民能走上可持續(xù)發(fā)展的道路,有專家建議研究“投資型”移民政策。其主要思路是將淹沒的土地、房屋及其他有價(jià)設(shè)施進(jìn)行評(píng)估,加上對(duì)生態(tài)環(huán)境的補(bǔ)償作為股份,參與水電開發(fā)建設(shè),使移民和開發(fā)方形成利益共同體,使移民能長(zhǎng)期共享水電開發(fā)的效益。建設(shè)期安置移民的費(fèi)用通過預(yù)支若干年應(yīng)得的收益來(lái)解決。移民區(qū)地方政府和移民代表作為股東參與工程建設(shè)的決策管理。這一建議值得研究探索。
