當前，大多數發(fā)達國家的水電開發(fā)率很高，有的國家甚至高達90%以上，而發(fā)展中國家的水電資源開發(fā)水平極低，一般在10%左右。目前，中國水能資源開發(fā)也只達到百分之十幾。我國正處于經濟高速增長期，研究表明：在未來20年中，為解決水資源短缺問題，實現合理配置，滿足防洪、電力供應等方面的要求，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生態(tài)環(huán)境的影響問題已受到空前的關注，全世界大多數國家在比以往任何時候都更加認真地考證、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，在今后一個時期，生態(tài)問題將成為我國水電建設乃至整個水利事業(yè)進一步發(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生態(tài)環(huán)境的關系，就必須科學地、實事求是地分析修建大型水利水電工程可能導致什么樣的生態(tài)環(huán)境問題，生態(tài)制約的具體表現是什么，并結合實際對具體問題進行具體分析，分清主次，抓住關鍵，用科學的發(fā)展觀、人與自然和諧相處的理念正確認識并妥善處理現階段遇到的問題，確保我國水電事業(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，對泥沙和河道的影響，對氣候、水文、地質、土壤、水體、魚類和生物物種的影響，以及對文物和景觀的影響、對人群健康的影響等。
1、修建水利工程對自然環(huán)境的影響分析
1.1對氣候的影響
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，對局部小氣候會產生一定的影響，主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響[1].
1.1.1對降雨量的影響
（1）降雨量有所增加：這是由于修建水庫形成了大面積蓄水，在陽光輻射下，蒸發(fā)量增加引起的。
（2）降雨地區(qū)分布發(fā)生改變：水庫低溫效應的影響可使降雨分布發(fā)生改變，一般庫區(qū)蒸發(fā)量加大，空氣變得濕潤。實測資料表明，庫區(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，一般來說，地勢高的迎風面降雨增加，而背風面降雨則減少。
（3）降雨時間的分布發(fā)生改變：對于南方大型水庫，夏季水面溫度低于氣溫，氣層穩(wěn)定，大氣對流減弱，降雨量減少；但冬季水面較暖，大氣對流作用增強，降雨量增加。
1.1.2對氣溫的影響
水庫建成后，庫區(qū)的下墊面由陸面變?yōu)樗�，與空氣間的能量交換方式和強度均發(fā)生變化，從而導致氣溫發(fā)生變化，年平均氣溫略有升高。
1.2對水文的影響
水庫修建后改變了下游河道的流量過程，從而對周圍環(huán)境造成影響。水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會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源而干涸；下游地區(qū)的地下水位下降；入海口因河水流量減少引起河口淤積，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，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水位和養(yǎng)魚等均有較大影響；當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。
1.3泥沙淤積問題
以三門峽水庫為例說明水庫淤積問題。水庫于1960年蓄水，一年半后，15億t泥沙全部淤在潼關—三門峽河段，潼關河床抬高4.5m.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，從而造成兩岸農田次生鹽堿化
1.4對水體的影響
河流中原本流動的水在水庫里停滯后便會發(fā)生一些變化。首先是對航運的影響，比如過船閘需要時間，從而對上、下行航速會帶來影響；水庫水溫有可能升高，水質可能變差，特別是水庫的溝汊中容易發(fā)生水污染，如水華現象的出現；水庫蓄水后，隨著水面的擴大，蒸發(fā)量的增加，水汽、水霧就會增多，等等。這些都是修壩后水體變化帶來的影響。水庫蓄水后，對水質可產生正負兩方面的影響。
（1）有利影響：庫內大體積水體流速慢，滯留時間長，有利于懸浮物的沉降，可使水體的濁度、色度降低；庫內流速慢，藻類活動頻繁，呼吸作用產生的CO2與水中鈣、鎂離子結合產生CaCO3和MgCO3并沉淀下來，降低了水體硬度。
（2）不利影響：庫內水流流速小，降低了水、氣界面交換的速率和污染物的遷移擴散能力，因此復氧能力減弱，使得水庫水體自凈能力比河流弱；庫內水流流速小，透明度增大，利于藻類光合作用，壩前儲存數月甚至幾年的水，因藻類大量生長而導致富營養(yǎng)化；被淹沒的植被和腐爛的有機物會大量消耗水中的氧氣，并釋放沼氣和大量二氧化碳，同樣導致溫室效應；懸移質沉積于庫底，長期累積不易遷移，若含有有毒物質或難降解的重金屬，可形成次生污染源。
1.5對地質的影響
修建大壩后可能會觸發(fā)地震、塌岸、滑坡等不良地質災害。
（1）大型水庫蓄水后可誘發(fā)地震。其主要原因在于水體壓重引起地殼應力的增加；水滲入斷層，可導致斷層之間的潤滑程度增加；增加巖層中空隙水壓力。
（2）庫岸產生滑塌。水庫蓄水后水位升高，岸坡土體的抗剪強度降低，易發(fā)生塌方、山體滑坡及危險巖體的失穩(wěn)。
（3）水庫滲漏。滲漏造成周圍的水文條件發(fā)生變化，若水庫為污水庫或尾礦水庫，則滲漏易造成周圍地區(qū)和地下水體的污染。
1.6對土壤的影響
水庫蓄水引起庫區(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減少，肥力下降，影響作物的生長。
（2）沼澤化、潛育化：水位上升引起地下水位上升，土壤出現沼澤化、潛育化，過分濕潤致使植物根系衰敗，呼吸困難。
（3）鹽堿化：由庫岸滲漏補給地下水經毛細管作用升至地表，在強烈蒸發(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，生物物種則泛指動物、植物和微生物。當前社會上極為關注的是大壩建設對洄游魚類造成的影響。事實上，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，相當一部分是在北緯45℃左右的日本北海道和我國烏蘇里江、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。世界各國在建壩時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；另一種是對洄游魚類進行人工繁殖。我國長江葛洲壩工程建設中，解決中華鱘洄游問題就選擇了人工繁殖的辦法，事實證明是比較成功的。需要強調的是，在不同的地區(qū)、不同的河流上建壩，對魚類和生物物種的影響是不同的，要對具體的河流進行具體的分析，不能一概而論。
（1）對陸生植物和動物的影響：
①永久性及直接的影響，庫區(qū)淹沒和永久性的工程建筑物對陸生植物和動物都會造成直接破壞；
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動植物的種類、結構及生活環(huán)境等的影響。
（2）對水生生物的影響：主要指對水生藻類植物的影響。水庫淹沒區(qū)和浸沒區(qū)原有植被的死亡，以及土壤可溶鹽都會增加水體中氮磷的含量，庫區(qū)周圍農田、森林和草原的營養(yǎng)物質隨降雨徑流進入水體，從而形成富營養(yǎng)化的有利條件。
（3）對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。如，長江葛洲壩，下泄流量為41300～77500m3/s，氧飽和度為112%～127%，氮飽和度為125%～135%，致使幼魚死亡率達32.24%.
2、對社會環(huán)境的影響
2.1對人群健康的影響
不少疾病如阿米巴痢疾、傷寒、瘧疾、細菌性痢疾、霍亂、血吸蟲病等直接或間接地都與水環(huán)境有關。如丹江口水庫、新安江水庫等建成后，原有陸地變成了濕地，利于蚊蟲孳生，都曾流行過瘧疾病。由于三峽水庫介于兩大血吸蟲病流行區(qū)（四川成都平原和長江中下游平原）之間，建庫后水面增大，流速減緩，因此對釘螺能否從上游或下游向庫區(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對移民的影響
三峽水庫將淹沒陸地面積632km2，移民總數超過110萬人。移民政策的調整表現為：①將原計劃在三峽庫區(qū)就地后靠搬遷的部分農村移民，遠遷到庫區(qū)以外的經濟發(fā)達地區(qū)，至今已經搬遷移民近40萬，外遷的有10萬。②對一批原計劃搬遷重建的工礦企業(yè)實行破產或關閉，據資料統計，三峽庫區(qū)原有1599個工礦企業(yè)中有1013個實行了破產或關閉。
2.3對生物和文物的影響
我國是歷史文明古國，文物古跡極多。水庫庫區(qū)淹沒后可能對文物和景觀帶來影響，這一問題也需要引起高度重視。水庫蓄水淹沒原始森林，涵洞引水使河床干涸，大規(guī)模工程建設對地表植被的破壞，新建城鎮(zhèn)和道路系統對野生動物棲息地的分割與侵占，都會造成原始生態(tài)系統的改變，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、馬鹿等珍稀動物的高山湖濱棲息活動地的喪失以及大面積珍稀樹種原始林的淹毀。
3、對策與建議
生態(tài)與環(huán)境是當前全社會十分關注的問題。關注生態(tài)，是經濟社會高度發(fā)展后人們思想認識的升華所產生的必然結果。作為水利水電工作者，我們的一項重要任務就是保護生態(tài)，促進人與自然和諧相處。對社會各界關于大型水利水電工程建設的不同看法，我們應持歡迎態(tài)度。但同時，對偏激的、全盤否定大壩的錯誤觀點也決不能茍同。發(fā)展是第一位的，在發(fā)展中應牢記新的可持續(xù)發(fā)展的理念，以科學的發(fā)展觀來統領新時期水利水電事業(yè)，實現可持續(xù)發(fā)展。
水利建設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，使已經形成的平衡狀態(tài)受到干擾破壞。水利工程師的職責是研究由平衡狀態(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“因勢利導，因地制宜”的原則，合理規(guī)劃，周全設計，精心施工，加強科學管理，大多負面影響都可以得到緩解。水利工程帶來的環(huán)境問題千變萬化，只要沒達到極度惡化的程度，就總能找到解決的辦法。水利工程能否帶來環(huán)境效益，能否把對環(huán)境的負面影響降低到最低限度是衡量水利工程建設成敗的重要標志之一。因此，我們必須充分發(fā)展和應用現代科學技術，深入研究自然與生態(tài)的平衡機制，研究人類改變自然時對生態(tài)的近期和長遠的影響[3].
為了建立生態(tài)環(huán)境友好的大型水電工程建設體系，需要重點進行以下工作：
（1）對能源的開發(fā)，不可僅僅盯著眼前的、局部的經濟利益，而應該著眼長遠，對整個生態(tài)系統負責。應按照“大水利”思路制定總體規(guī)劃，徹底改變“技術經濟最優(yōu)”的工程目標。工程項目的選擇、建設和運營都要真正體現生態(tài)效益、經濟效益、社會效益的統籌兼顧。
（2）完善有關法律，在不宜進行水電項目建設的自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、地質公園、森林公園、世界遺產區(qū)、生態(tài)功能區(qū)以及其他需要進行保護的區(qū)域內，劃定保護河段和保護流域區(qū)，禁止進行水電工程建設和其他大型工程建設。應真正把加強地區(qū)的生態(tài)建設與環(huán)境保護作為根本點和切入點，對嚴重破壞和影響生態(tài)環(huán)境、國家自然保護區(qū)、國家風景名勝區(qū)和世界遺產的水電建設項目，應該重新進行評估和審查。
（3）因地制宜，確定適當的開發(fā)目標。過去的水力資源規(guī)劃，按照流域梯級開發(fā)模式，往往追求100%的開發(fā)率。由于移民和耕地的補償費用會越來越高，因此考慮社會穩(wěn)定和保護耕 地資源，在規(guī)劃時應因地制宜、選擇適當的開發(fā)目標，對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)。參照多數發(fā)達國家的情況，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，使移民能長期共享水電開發(fā)的效益。我國水庫移民經歷了安置型和開發(fā)型兩個階段，國家還出臺了庫區(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、房屋及其他有價設施進行評估，加上對生態(tài)環(huán)境的補償作為股份，參與水電開發(fā)建設，使移民和開發(fā)方形成利益共同體，使移民能長期共享水電開發(fā)的效益。建設期安置移民的費用通過預支若干年應得的收益來解決。移民區(qū)地方政府和移民代表作為股東參與工程建設的決策管理。這一建議值得研究探索。
