浅谈水利水电工程对生态环境的影响

何 琼，刘小兵，王杨科

(1.西华大学 能源与环境学院，四川 成都 610039；2.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

水利水电工程在实现防洪、发电、灌溉、航运等社会、经济效益的同时，在建设和运行过程中不可避免地对原有生态环境产生影响。这些影响有些是有利的，有些是不利的，而不利影响在本已脆弱的生态环境上增加一道新伤痕，进一步使生态环境恶化，阻碍人类可持续发展。因此，深入揭示和认知这些影响规律，并采取相应的对策措施，扩大和保护有利影响，减轻或消除不利影响，至关重要。

2 国内外研究进展

1969年，美国国会通过《国家环境政策法》，率先建立环境影响评价制度，此后其被世界各国普遍借鉴。1979年9月我国颁布了《中华人民共和国环境保护法(试行)》，标志着我国环境影响评价制度的确立。

环境影响评价制度确立后，已被应用于包括水利水电工程在内的多个方面，并在之后的几十年间被逐步完善。虽然目前各国在水利水电工程对生态环境影响的研究根据本国国情略有不同，但总体方向较为一致，主要集中在对河流生态环境的影响研究、河道的功能研究、大坝移出后的生态环境影响研究方面[1-4]。

3 水利水电工程对环境的影响

3.1 对环境的有利影响

(2)形成人工湿地，改善当地小气候。水库修建形成湖泊，使湿地面积增加，周围陆地性气候也得以改善：无霜期延长、温差缩小、最高气温降低、降水和湿度增加。据研究，水面上空空气的透明度比成片房屋群上的高8%～10%；水库或水域上的气温在炎热季节要降低4～5℃，相对湿度提高10%～15%[6]。

(3)水库形成人工湖泊，在功能上增加美学和旅游价值。在进行水电开发时，合理优化水工建筑物的布置和造型，并加以适当修饰，可在景观上起到美化环境的作用。如四川都江堰水利工程和浙江新安江水库(千岛湖)等，已为我国著名的旅游胜地。

(4)扩大水生物生长环境，增加生物多样性。水库建成蓄水后，形成宽阔水面，扩大了水生物生长空间；水库形成的人工湿地为湿地动、植物提供了生存条件。因此在库区及周边会增加多种适合湿地环境的动、植物物种，从而增加局部区域的生物多样性。

(5)保护环境，减灾防灾。水库运行可调节河川径流，控制水位和下泄流量，提高抵御洪、涝、旱等自然灾害的标准，减少水灾和旱灾对人类及动、植物的破坏，减少洪水造成的污染扩散和疾病流行，为人们提供相对稳定、安全的生活和生产环境。

(6)改善水质。库内水流速度慢，有利于悬浮物沉降，使水体的浊度、色度降低；同时有利于藻类活动，藻类呼吸产生的CO2与水中钙、镁离子结合产生CaCO3和MgCO3并沉淀，降低了水体硬度。

2.2 对环境的不利影响

(1)水土流失。造成水土流失的原因主要有两个方面：工程施工和库区移民。

工程施工中设置的取土场、砂石料场等，破坏了山体原有的表层植被，使表层具有一定肥力的土壤流失(特别是占用耕地取土)；工程弃渣的处理不当也易造成水土流失，严重的会发生塌方或泥石流。库区移民在安置区内毁林开荒、建造房屋等，使自然植被受到破坏，也会造成水土流失。

三是加快中西部地区金融服务体系发展，推动地区之间的技术转移和扩散，促进区域经济的协调发展和产业结构的合理化。

(2)泥沙淤积。由于库内水流流速降低，泥沙易于淤积，不仅减少库容，而且抬高河床，影响航运。如三门峡水库，于1960年蓄水，一年半后，15亿t泥沙全部淤在潼关—三门峡河段，使潼关河床抬高4.5 m。淤积带延伸到上游的渭河口，形成拦门沙[6]。

(3)地质灾害。水库蓄水后由于水体压重引起地壳应力的增加及重分布，从而可能导致地震发生。20世纪40年代，美国的米德湖水库蓄水后曾诱发过地震。60年代以来，全球有六个大型水库发生了里氏六级以上的强烈水库地震。5.12地震发生后，范晓等[7]提出，紫坪铺水库是诱发这次地震的重要原因。虽然陈颙[8]、ICOLD[9]等否定了这种观点，但不可否认虽然因建水库而诱发地震的例子不多(约占世界已建水库的1‰。我国已建水库8.6 万多座，水库诱发地震的有13例，占0.15‰)，但仍应加以注意。另外，水库蓄水后水位升高，岸坡土体抗剪强度降低，因而易导致塌方、山体滑坡及危岩体的失稳。

(4)库区土地浸没、沼泽化和盐碱化。水库蓄水使地下水位上升，当地下水位上升到距地面一定高度时，浸没就开始了，浸没使土壤通气条件变差，造成土壤中的微生物活动减少，肥力下降，影响作物的生长。当潜水层达到耕作层时，土壤变得过于湿润，植物呼吸困难，根系衰败，使得土地沼泽化。在较干燥气候条件下，库水水位上升常会使土壤发生盐渍化。

(5)对水文的影响。水库调节改变了下游河道的流量过程。水库截流了非汛期的基流，使下游河道水位大幅下降甚至断流，下游天然湖泊或池塘可能因来水断绝而干涸，下游地区地下水位下降。

(6)水体营养富化。水库蓄水后，水体透明度增大，藻类光合作用加强，导致藻类大量生长，从而使库尾与一些库湾发生营养富化。

(7)库区水温结构发生变化，可能出现分层，影响农作物生长。水库建成后，水库水温随水深的变化而改变。一般夏季水温随水深度增加而降低，冬季则相反。表、底层水温春秋两季变化不大，冬夏两季则很明显。农作物的生长与水温相关，因而对于靠水库灌溉的农作物影响较大。

(8)施工期废水、废弃物污染。施工均在水系河道附近，生产废水、生活污水等往往未经处理直接排入河道，受纳水体的COD、BOD5、SS等污染物含量增加，造成施工区水环境污染。施工中常产生的大量残留炸药、废油、废化学药品等，也会对环境产生影响。

(9)施工期噪声、大气污染。施工区因开凿钻孔、爆破开挖、施工机械运转等产生大量噪声，最大声源声级在100dB(A)左右。机械噪声不仅影响周围居民休息，对居民的生产、生活、健康也会产生一定的负面影响。施工时产生的粉尘、施工机械排放的尾气等会对周围空气造成污染，严重影响当地居民的生活及环境卫生。

(10)对生物及其多样性的影响。

对陆生生物：水库蓄水淹没原始森林，工程建设破坏地表植被，新建城镇和道路系统分割侵占野生动物栖息地，这些都将威胁陆生生物的生存。

对水生生物：大坝阻断了水生生物(特别是洄游性鱼类)的通道，影响了整个水域的生态平衡，严重的会造成灭绝。如埃及阿斯旺高坝蓄水后，东地中海浮游生物减少1/3，造成沙丁鱼产量急速下降，最终绝迹。《中国渔业区划》(1988)在论述黄河鱼类资源时指出，黄河流域的鱼类区系组成中有些鱼类因受干流建坝影响，阻断了其洄游通道而遭灭绝，如分布在晋、陕﹑豫﹑鲁四省河段的鳗鲡，黄河下游豫﹑鲁河段的达氏鲟﹑白鲟[10]。《中国濒危动物·鱼类》(1998)中记载了92种鱼，“致危因素及现状”中明确将水利水电工程列入的有24种，占27.9℅，初步分析这一比例远低于实际状况[11]。另外，水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，减少了下游鱼类的饵料，影响鱼类的产量。高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。如长江葛洲坝，当下泄流量为41 300～77 500m3/s时，氧饱和度为112%～127%、氮饱和度为125%～135%时，幼鱼死亡率达32.24%。

(11)对文物的影响。工程建设常使部分文物古迹和历史景观被淹没。文物古迹反映了一个民族在一定时期的政治、经济、军事、科技、文化等，是民族的宝贵财富，它对历史研究具有重要意义，因此这一问题需引起高度重视。

(12)对人群健康的影响。在库区，一些水介疾病(如阿米巴痢疾、疟疾、霍乱、血吸虫病)会因水面扩大而增加。如丹江口水库、新安江水库等建成后，原有陆地变成了湿地，利于蚊虫孳生，都曾流行过疟疾病。据统计，水库一带居民血吸虫病发率约为80%[12]。

4 环境保护对策及措施

水利水电工程建设不可避免地会在一定程度上对生态环境产生不利影响，严重的还会导致破坏，但不能因此而否定水利水电工程开发在国民经济建设及环境方面的的积极作用，因此要正确地认识和研究这些不利影响，并采取一定的对策和措施，最大限度地减少水利水电工程对生态环境的破坏。具体可重点开展以下工作：

(1)科学规划，合理开发。水利水电工程开发与建设必须建立在充分论证的基础上。通过对库区及其周围的水资源、土地资源、森林资源和旅游资源等数量、分布和开发利用情况的详细调查，从可持续发展战略出发，科学制定资源开发规划，合理开发、高效利用，最终使工程做到生态效益、经济效益、社会效益的统筹兼顾。

(2)完善环境影响评价制度。通过环境影响评价，可为水利水电工程项目方案提供依据，能预测项目可能对当地自然环境、社会环境造成的影响，并提出防治措施。水利水电工程经济建设、水电建设和环境建设同步发展必须以环境影响评价制度为准绳。目前虽然我国环境影响评价制度已初步建立，但可操作性、公众参与等方面还很不完善，还有很长的路要走。

(3)加强环境管理和监测。应建立统一的管理机构，加强对库区和施工区的宏观管理，制定环境管理与监测计划，规划工程的环境管理与监测系统，及时掌握环境变化动态。明确工程业主、施工承包商等参建各方的环保责任，按照“谁污染，谁治理”的原则限期治理[13]。

(4)完善强制性法律措施。在不宜进行水电项目建设的自然保护区、风景名胜区、地质公园、森林公园、世界遗产区、生态功能区，以及其他需要进行保护的区域内，划定保护河段和保护流域区，禁止进行水利水电工程建设和其他大型工程建设。

(5)完善移民政策。对于水利水电工程，若移民问题不能得到良好解决，不仅会对环境的造成二次破坏，还会造成社会的不稳定，因此必须完善移民政策，对移民搬迁安置和恢复生产生活进行详细规划设计，努力做到“移得出、稳得住、能致富”的目标。

(6)建立和实施生态补偿机制。当水利水电工程建设对当地环境影响很大，且依靠自身能力很难使之恢复时，应实行生态补偿机制，并根据“谁损害，谁补偿”的原则，明确生态补偿主体及补偿范围。如：在建设黑龙江省莲花水电站时苍鹭原有栖息地被毁后，立刻又为苍鹭选择了距离原鹭岛约2km的龙头山作为安置的新址，该山三面环水，高程、土壤、植被等与原鹭岛相似，原鹭岛上的一些大树也被移栽到龙头山，经过采用人工诱导等措施，苍鹭很快搬到新址繁衍生息，取得了很好的效果[14]。

为补偿因修建电站影响鱼类洄游及预防鱼类种群减少和灭绝，目前大多工程都根据自身实际情况选择了相应措施：汉江兴隆水利枢纽、老龙口水利枢纽计划采用鱼道；乌江彭水电站计划选择集运渔船；汉江蜀河采用300t升鱼机。此外，目前更多的电站采用鱼类增殖放流。具有代表性的如始建于2009年的锦屏一级、二级和官地水电站鱼类增殖站，静态投资达1.54亿元，工程场址位于一滑坡山体上，为形成约3.33hm2(50亩)场用地，工程运用了大量抗滑桩、锚杆、重力式高挡墙，充分反映了我国对环境保护的重视及决心。该工程修建了共计95个占地100～1 100m2的鱼(水)池，采用循环水养殖，年放流量150万尾，是目前国内外最大的鱼类增殖站。目前培育了长丝裂腹鱼、短须裂腹鱼、细鳞裂腹鱼、四川裂腹鱼、鲈鲤和长薄鳅，并已全部成活。这标志着我国的现行人工培育放流技术日趋成熟和完善。

(7)兼顾环保需要，合理调度水库及其他水利设施。水利水电工程的运行调度在满足设计要求的同时，还应考虑生态系统的健康性及稳定性的需求。最为典型的如我国黄河的调水调沙。黄河是世界上含沙量最高的冲积河流，2002～2004年黄河防总在连续3年尝试利用水库联合调度调水调沙试验成功的基础上，于2007年6月19日至7月7日，按照洪水资源化和水沙联合调控的思路，精心调度万家寨、三门峡、小浪底等水库，成功实施调水调沙。此次洪峰是近10年来下游河道通过的最大洪峰，下游主河槽得到全线冲刷，而且还漫灌了黄河口湿地，为湿地保护及时补充了淡水资源(中国水利水电科学研究院.深入学习实践科学发展观活动简报.2008.)。此外，美国田纳西河流域的生态调度、科罗拉多河格伦峡大坝调度都是比较成功的案例。

5 结束语

随着人们环保意识的增强，已经充分认识到保护环境对人类生存和可持续发展的极端重要性，全社会对环境质量要求也越来越高。因此，环境问题也已成为水利水电工程建设中的制约性因素，水利水电工程与生态环境相结合是必然趋势。在以后的水利水电工程建设中必须把生态环境问题放在重要位置，从整体上统筹考虑，将工程建设对生态环境的不利影响降至最低。

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