湖北省清江流域水电梯级开发环境保护对策研究

王守文

(1.三峡大学法学与公共管理学院，湖北宜昌443002；2.华中科技大学经济学院，湖北武汉430074)

湖北省清江流域水电梯级开发环境保护对策研究

王守文1，2

(1.三峡大学法学与公共管理学院，湖北宜昌443002；2.华中科技大学经济学院，湖北武汉430074)

清江流域渐进式的水电梯级开发对自然生态环境和社会生态环境扰动强烈，一定程度上影响了流域的连续性、稳定性和多样性特征，深刻改变了清江流域的自然环境、社会经济结构及人文风貌。介绍了清江流域水电梯级开发概况、现有保护对策的失范表现以及梯级开发对生态因子的累积影响，从工程措施、生物措施和综合管理等3个方面，提出了清江流域梯级开发环境保护对策的优化建议。

梯级开发；累积影响；环境保护；清江流域

0 引 言

从单一的水电开发到流域水电综合开发，我国的水电梯级开发逐渐成熟发展。流域的综合开发利用具有重要的经济和社会效益。在国家提出建设资源节约型与环境友好型“两型社会”的背景下，流域梯级开发逐渐转变为经济、社会、环境相协调的科学开发利用模式。流域是一个完整的生态系统，与单一电站建设的水能开发利用相比，水能梯级开发在流域生态系统中的镶嵌与驱动作用更为显著，对流域生态系统的影响具有群体性、系统性和累积性特征[1]。我国的水电开发多在水能资源丰富但生态环境脆弱的中西部地区，协调水资源开发利用与流域生态环境保护之间的关系是水电建设和管理的一项重要课题。

清江流域位于我国西南地区。因小流域自我修复的脆弱性，流域梯级开发在一定程度上造成了地区生态环境的恶化。从流域梯级开发行为出发，基于小流域特质下梯级开发与生态系统的相互作用方式，对清江流域梯级开发对环境的影响进行剖析，有利于进一步治理和保护当地的生态环境。

1 水电梯级开发概况及现有保护对策

1.1 概况

清江是长江在湖北省境内的第二大支流，发源于利川市齐岳山龙洞沟，流经利川、恩施、宣恩、建始、巴东、长阳、宜都等7个县市，干流全长423 km，流域面积为16 700 km2。地势西高东低，从源头至入江口海拔落差1 330 m。流域内多为土家族聚居，自然资源丰富，气候温和，雨量丰沛，平均年降水量约为1 400 mm。清江多年平均含沙量0.774 kg/m3，也较长江其他支流少。平均流量440 m3/s，水能资源较为丰富，可开发水能装机容量约350万kW。

1994年，湖北省人民政府通过了《清江流域规划补充纲要》，规划在清江中下游建设“水布垭─隔河岩─高坝洲”3个梯级工程，完成清江“流域、梯级、滚动、综合”开发的宏伟目标。截至2014年，清江流域干流自上而下共建有水电站共13座，装机容量350.66万kW，年发电量97.65 kW。其中，最主要的水电站有水布垭、高坝洲、隔河岩等3座，在发电、航运、防洪和泄洪方面都发挥了重要功能。3大水电站概况见表1。

表1 清江流域3大水电站概况

1.2 现有保护对策的失范表现

1.2.1 设计不合理

没有切实考虑与地方经济的结合问题。清江流域环境保护对策与当地经济发展结合不够，主要表现在流域环境保护项目没有与地方经济形成有机融合。由于地方缺乏资金和人才，当地政府、企业和居民对水电资源的直接和间接开发经营和环境保护的介入有限，地方经济和产业发展规划与梯级开发保护对策规划衔接存在较大难度，难以实现在水电、旅游、特色产品等层面的多重开发，从而使流域梯级开发难以带动地方经济产业发展、基础设施建设和社会公益事业建设等。没有注重区域公平性问题。水电开发给当地居民及生活环境带来了负外部性，如水体污染，生物和非生物资源消耗，而此类负外部性量化难度或量化成本较高，导致在电力市场交易中的定价收费中没有将资源环境的保护和治理成本考虑进来，地方政府、当地企业及居民没有得到合理的补偿，产生不公平性问题，不利于地方经济发展。

1.2.2 执行力缺乏

清江流域环境保护政策措施没有得到有效实施。首先，保护措施没有考虑当地的实际情况，存在套用和范用其他地区的政策措施，没有将其有效镶嵌入实际问题之中，缺乏针对性，对策实施效果与预想效果存在偏差；其次，政府职能部门之间的合作力度不足，同时缺乏对企业、当地居民的调动，治理主体呈现单一化。清江流域风光优美，但交通不便，地方政府的力量具有局限性。应积极探索多主体协作，调动相关企业、当地居民共同参与治理，制定具有强针对性和实际意义的措施，更有利于保护对策的落实。

2 水电梯级开发对清江流域生态因子的累积影响

2.1 梯级开发生态影响因子的层次结构

基于生态系统生态学理论角度，将梯级开发对清江流域生态因子的累积影响分为生物因子和非生物因子。其中，对非生物因子影响分为自然生态因子和社会生态因子。自然生态因子主要包括水环境、地质、资源结构，社会生态因子主要是社会结构；对生物因子影响包括水生生物和陆生生物2个层次。生态影响因子结构关系见图1。

图1 生态影响因子结构关系

2.2 对非生物因子的累积影响

2.2.1 水环境

清江流域梯级开发后，由于大坝的建设，天然河道产生严重隔断与镶嵌效应，破坏了河流的连续性，主要表现在对水环境的径流、水温、水质、泥沙4个方面。①径流。清江流域的径流总量呈递减趋势。由于水库储蓄水量增加，增大水域蒸发面积，造成水资源损失，使流域可利用水量减少。②水温。天然河流水温会随着流域气温的变化而呈现连续性变化。但梯级开发后的水库水温会呈现分层现象，使库区底部水温与表层水温温差增大。库区水温的变化会对水的物理、化学及生物产生不同程度的影响，改变了其原有的水温特征。③水质。随着大坝、水库的建立，清江流域水质受到严重的影响。主要表现在深水水体内氮、磷等营养元素富集，导致水体富营养化，各种藻类生物大量繁殖，水质恶化。④泥沙。清江流域的含沙量呈现增长趋势。

2.2.2 地质渐进性

清江流域梯级开发对地质环境的影响是一个渐进性的过程，主要表现在易引起诱发地震、水土流失及局地气候改变等问题。①诱发地震。清江流域70%的地区属喀斯特地貌，地震基本烈度小于IV度。梯级开发项目可能破坏库区原有生境结构及形态，进而在水库蓄水后诱发地震[2]。大坝坝身及水库蓄水压力会产生一个变形能，在变形能的作用下促发其地质结构累积变化，增加了局部地震发生的可能性。②水土流失。流域梯级开发的过程会扰动天然的地表地貌，导致不同程度的水土流失。③局域气候变化。水库蓄水后，库区水体面积增大及覆被变化，使之与空气之间的能量交换方式和强度发生改变，导致气温变化。

2.2.3 资源消耗

清江流域梯级开发对资源开发利用的利弊并存，主要涉及对水资源和土地资源2个方面。①水资源。包括对水资源储量的利用及水能资源开发的利用。流域内的水资源利用一部分是为保持生态平衡必须在河道内及地下保持一定水位的水资源量，即生态需水量；一部分是调节时空分布不均，增加水资源的可控性，进行统一调度的水资源量[3]。清江流域水能资源在开发和利用的过程中，并不会导致河流水量的较大损失，但必须处理好水资源量与水开发的关系，进而增加水库的利用价值。②土地资源。大坝及水库群的建设占用大量的土地资源，流域的耕地资源及森林资源被占用。同时，水库群工程建设往往要以淹没一定的土地来换取蓄存水量的容积，大量移民转移至其他地区，居民的建筑用地需求量增加。

2.2.4 社会结构

社会结构属于流域梯级开发社会生态环境的一个重要因子，流域梯级开发会牵动复杂的社会结构关系。由于水能开发涉及到包括水资源、水能资源、土地资源及森林资源等各种利益，也伴随着生态环境的破坏，这一系列问题都关系到流域政府之间、政府部门与部门之间及各社会成员之间的利益协调问题。同时，大量的移民离开了原有的生存家园，在社会心理、生产生活、经济发展等方面都会受到一定程度的冲击，具有直接性、深远性和持续性的影响。流域梯级开发是原有的社会结构解体，大型水利设施的建设改变了原有的行政区划、村落结构及移民的生产生活方式[4]。在政策导向下，新的社会结构得以重建，增加了社会管理的复杂程度及财政资金的投入。

2.3 对生物因子的累积影响

2.3.1 水生生物

水生生物种群由鱼类、两栖动物、底栖动物、浮游动植物及水生植物等构成。梯级开发改变了非生物因子，导致了原有水生生物生存的生态系统整体性改变，破坏了其原有的连续性和稳定性。其中，影响最大的是洄游性鱼类生物。梯级大坝修建后，导致水生生态系统生境出现断层，阻隔了洄游性鱼类的洄游通道，对需要大范围迁移鱼类种类的生长繁殖具有严重的破坏性，影响了不同水域水生生物群体之间的遗传交流，致使生物物种的遗传多样性丧失，种群生存活力下降。

2.3.2 陆生生物

陆生生物主要由各种动植物及微生物等构成。梯级开发对陆生生物的影响也是通过对非生物因子的改变而体现的。如局地气候的变化、流域水质变化、河流廊道的建设都对动植物的生存环境造成一定的改变；水文过程变化使部分河段改变了原来的隔离功能，进而使原来稳定的群落结构完整性受到影响。

3 水电梯级开发环境保护对策优化

流域梯级开发的一个重要原则是综合性开发，遵循流域生态系统的完整性，贯彻科学发展观，统筹区域发展，在科学有序的前提下开发和利用，保证完成能源发展规划确定的发展目标。在对清江流域生态环境因子的累积变化及现有保护对策失范问题分析的基础上，提出系统化保护对策，见图2。

图2 环境保护对策优化结构

3.1 工程措施

3.1.1 可持续规划建设

要实现流域综合性开发，应全面贯彻科学发展观和可持续发展思路，根据流域的特征及发展变化情况，进行科学合理的规划。水电开发具有很强的社会效益和经济效益，其公益性特征主要表现在开发性移民、防洪、灌溉、航运、供水、养殖、旅游、拦沙等多个方面，带动区域经济发展。但梯级性开发和利用是以一定的环境破坏及资源消耗为代价。因此，对流域科学规划，有效利用水能资源，必须把水电开发与推进流域经济、社会全面发展紧密结合起来，兼顾社会效益、经济效益与环境效益。清江流域梯级开发应注意合理利用和保护水、土地、生物、生态资源，控制和治理各种污染，以政策为导向，科学规划，以调出区水电资源的可承受能力为前提，合理、适度地开发，做到经济、社会、人口、资源、环境协调发展。

3.1.2 创新技术管理

清江流域地形复杂，人口分散，传统的监测与监管方式难以实现进行大量信息的搜集、及时发现问题以及科学的处理。现代技术可以有效解决相关问题。在流域治理方面，应用遥感技术进行数据、图像采集，应用地理信息系统进行选点研究，把有关水环境、人口统计、经济及环境因素等方面的信息综合到一起，可有效分析河流形态、地质地貌、土地利用、植被覆盖等变化情况[5]。

3.2 生物措施

3.2.1 原始自然生态修复

自然生态修复涉及到水文条件、土地植被、生物物种等3个方面。①水文条件。对水环境中的径流、水温、水质、泥沙等的调节和治理。对水文环境的修复治理要兼顾流域生态健康与可持续性发展。②土地植被。对土壤土质、植被覆盖的保护。如在河流沿岸建立生态护坡林，增加流域的植被覆盖面积，防止水土流失而导致的土壤贫瘠问题。③生物物种。尤其是对濒危物种的保护，加强对生物物种多样性的保护工作。对于流域内濒临灭绝的物种应重点保护，可以在流域溶洞湿地等区域实行人工喂养和繁殖，确保物种的延续；修建过鱼建筑物，加强对洄游性鱼类生长、繁殖的保护，降低大坝对鱼类生存环境连续性阻隔的危害；还应尽量避免对陆生生物生存环境的阻隔，避免对生存环境的惊扰，确保其自然生长繁殖的环境。

3.2.2 稳定社会生态修复

与自然生态修复相比，社会生态修复是一个更为复杂的过程，不仅包括对移民外迁居住环境的修建补偿问题，还涉及移民对新环境的生产生活方式及心理、文化习俗、观念意识等方面的适应问题。清江流域属于耕地资源较为贫乏的山区，水电移民对当地会造成巨大的社会冲击和生态冲击。因此，在移民安置过程中，将移民安置与扶贫工作相结合，库区移民资源与扶贫基金相结合，切实改善农村基础设施条件，重点扶持种植业、养殖业等。同时，还要促进移民文化认同和文化融合，加快新的社会秩序有序化运行的步伐。

3.3 综合管理措施

3.3.1 多层次管理体制建设

流域综合管理包括流域资源管理、环境管理、生态管理、防洪管理以及相应的经济社会活动管理[6]。清江流域主要是由长江水利委员会和地方政府相对应的职能部门组成，主要职能是进行水资源管理，具有单一性，远不足以协调和监管整个流域的各个管理领域。因此，应进行流域管理体制创新，设立具有综合协调和管理职能的流域综合管理机构，科学设计管理职能部门。同时，不同部门之间应进行有机协调，从流域管理的内容、方式等进行综合性、全方位覆盖。

3.3.2 公平补偿机制设置

建立规范化的生态补偿机制，主要涉及国家与地区、地区与地区以及地区内部之间3个层面[7]。国家通过财政转移支付、征收水能水资源税费和业主电价受益抽成，以及对库区提供环境补偿的专项资金的方式，对电站建设影响地区的居民和政府实施补偿；地区之间的补偿主要是享用生态环境保护效用但没有进行投入的地区，对承担生态环境保护责任的地区进行财政转移支付、无偿支援等补偿；地区内部的补偿机制侧重于涉及到承担生态环境保护责任地区内没有投入成本的单位，对已投入成本的单位进行资金、物质、劳动力等支援性补偿。

3.3.3 综合开发方式设计

借鉴美国田纳西河流域综合开发模式的成功经验，对流域从水力、电力、农业、林业等多个方面进行综合开发与经营，带动交通运输和通信等基础设施建设，促进资金和人才的流动，可以极大地促进流域整体的经济发展和社会稳定[8]。如流域梯级开发可以与旅游业有机结合，致力于打造生态区独特的大坝风景旅游。一方面能促进流域自然生态的修复，另一方面可增加就业机会，解决移民就业问题。

4 结 语

流域水电梯级开发对生态环境的影响是一个整体性累积演变的过程。清江流域因其小流域特性而出现生态环境修复能力不足的问题，渐进的梯级开发必然导致环境的脆弱化。因此，在清江流域开发过程中，要充分考虑小流域的特质，通过工程措施、生物措施和综合管理措施的系统优化，有效保护流域环境，促进流域生态系统的平衡发展。

[1]李绍才， 孙海龙， 龙凤. 水能梯级开发生态影响评价[M]. 北京： 科学出版社， 2014.

[2]李帅. 天全河流域梯级开发对环境的累积影响研究[D]. 雅安： 四川农业大学， 2010．

[3]范继辉. 梯级水库群调度模拟及其对河流生态环境的影响[D]. 成都： 中国科学院研究生院(成都山地灾害与环境研究所)， 2007．

[4]李亚农. 流域梯级开发对环境的影响[J]. 水电站设计， 1997， 13(3)： 20-25．

[5]薛联青， 赵学民， 崔广柏. 利用GIS与遥感技术进行流域梯级开发的环境影响评估[J]. 水利水电技术， 2001， 32(5)： 40-43.

[6]刘世锦. 加快西部水电开发[M]. 北京： 中国水利水电出版社， 2007．

[7]吴涤宇， 陈晓龙. 我国水电开发生态补偿机制研究[J]. 东北水利水电， 2007， 25(5)： 60-63．

[8]李颖， 陈林生. 美国田纳西河流域的开发对我国区域政策的启示[J]. 四川大学学报， 2003， 128(5)： 27-29．

(责任编辑 杨 健)

Research on Environment Protection of Hydropower Cascade Development in Qingjiang River Basin of Hubei Province

WANG Shouwen1,2

(1. School of Law and Public Administration, Three Gorges University, Yichang 443002, Hubei, China;2. Institute of Economics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Hubei, China)

The gradual hydropower cascade development in Qingjiang River Basin has strong disturbances on natural environment and social ecological environment, and to a certain extent, it also has affected the continuity, stability and diversity of watershed. The hydropower cascade development has profoundly changed the natural environment, social-economic structure and cultural landscapes of Qingjiang River Basin. The general situation of hydropower cascade development in Qingjiang River Basin, the anomie of existing protection policies and the cumulative impacts of cascade development on ecological factors are analyzed, and the environmental protection measure optimizations are proposed from three aspects of engineering measures, biological measures and integrated management．

cascade development; cumulative effect; environment protection; Qingjiang River Basin

2015-07-13

湖北省软科学研究项目(2012GDA00201)；三峡大学人才科研启动基金项目(KJ2014B072)

王守文(1978—)，男，山东潍坊人，副教授，博士，硕士生导师，研究方向为流域治理．

TV213(263)

A

0559-9342(2016)11-0004-04