生态修复在小水电站建设中的应用

魏永键

兰州交通大学博文学院

1 引言

水电能源一直被认为是可再生的、绿色环保的。但近年来，世界水电工程的发展与环境生态保护的关系日益产生矛盾。如今对于小水电建设项目是否“环境可承受，社会公众可接受”日益成为相关各部门研究其能否大规模建设的关键问题。近年来，许多国外学者对小水电建设在对追求经济利益的同时所引起的生态环境变化方面做了很多研究，提出了“建立与生态环境友好的小水电工程体系”，并指出“小水电科研必须广泛涵盖生态工程，并与环境结合”。目前，国内小水电站建设发展快速，小水电站周围区域的生态、环境等方面出现的问题不容忽视。例如，本项目研究区域内一些水电站位于自然保护区核心区和缓冲区，严重破坏了生态环境，现在需要拆除，在拆除过程中出现的生态环境保护和生态修复问题；一些水电站的修建存在生态环境方面问题，现需全面整改，在整改过程中使用的方法措施对生态环境的保护和生态修复问题；一些水电站现需保留，在以后的运行过程中对生态环境的保护和生态修复问题。这些问题急需解决，否则将会对生态环境造成严重破坏。

2 小水电站生态环境问题现状

经过对研究区已建小水电站的实地调研，发现研究区小水电站大多是引水式梯级水电站。这些水电站生态环境问题复杂，如不及时进行生态修复会对生态环境造成危害。

2.1 不满足生态流量要求

引水式水电站的建设，特别是梯级水电站首尾相连，致使整个河流存在较长的减水河段，导致河流下泄流量减少，河床裸露，甚至导致河流断流，不满足水电站下游生态流量需求。如不及时进行生态修复，对下游水生生物的生存将会存在极大的影响。

2.2 存在安全隐患

经调研发现，研究区还存在一些年代久远、运行管理存权存在争执的水电站，这些水电站的运行存在安全隐患，危及水电站的正常运行及公共安全。如不及时进行安全管理，后期会对生态环境造成危害。

2.3 存在水环境污染或水生态破坏

经调研发现，研究区一些建设中的水电站，由于施工组织的不利，施工弃渣场处理不当、建筑垃圾堆放不合理等，存在严重的水环境污染或者水生态破坏。如不及时进行相关施工组织措施的修正，水电站建成后会对河流水生态环境造成危害。

2.4 对周边生态环境存在严重破坏

水电站工程的施工，特别是引水式电站需修建相应的引水隧道，隧道的施工以及施工弃渣对周边山体破坏严重，致使山体裸露，植被消失，严重破坏了周边生态环境；如果不及时进行生态修复会引发水土流失、泥石流等自然灾害。

3 小水电站生态修复的意义及作用

3.1 小水电站生态修复的意义

本项目根据研究区小水电站现状调查，分析研究区水电站的建设及运行对周边生态环境的影响，研究影响生态环境的对象、影响的范围等，提出相应的治理措施以减缓水电站建设对原始生态环境的破坏及影响的范围；并建立相应的工程措施修复周边生态环境；为后期小水电站建设中的生态修复问题提供一定理论依据。研究成果对于今后不同地区小水电站开发建设在生态修复方面起到参考作用；从而可以减少和避免生态问题对小水电站建设运行带来的不利影响；研究水电站生态修复，使小水电站建设达到水利防洪、发电灌溉、保护生态、改善水质、美化环境等多重功效，为发展我国的小水电站建设提供参考借鉴。

3.2 小水电站生态修复的作用

3.2.1 减少自然灾害

水电站的建设改变了原有的生态保护，在水电站周边造成地表水土流失，促使泥石流等自然灾害频繁发生。对水电站周边进行人工生态修复可以促使地表植被快速生长，以保持水土流失，减少自然灾害的发生；在水电站上下游修建一定的生态修复工程，恢复河流的自然流态，可以有效地减少和避免自然灾害的发生。由此可见，适时的对小水电站进行生态修复能减少自然灾害的发生。

3.2.2 提高水电站经济效益

小水电站的建好后，随着水电站的运行，以及对水资源的重新分配和控制，水电站周边水土流失以及自然灾害接踵而来。这样河流水资源就会持续减少，而应用生态修复后，就可以减少自然灾害的发生，有效控制水土流失，提高需水量，不但会使水电站的使用寿命有所增加，也会大大提高水电站的经济效益。

4 生态理念水电站工程建设中的应用

由于水电站的开发建设对生态环境造成严重危害，所以应该在水电站开发设计时就引入生态理念，树立环保意识，在传统设计的基础上加入生态设计理念，以达到在水电站开发建设运行工程中对环境的保护；在水电站施工过程中，树立生态理念、环保意识，采用适当的措施减少水土流失，减少对生态的破坏；在水电站建成运行后要及时对周边进行生态修复，使水电站工程可持续长久发展。

4.1 加强水电站工程边坡防护设计

边坡防护是水电站工程开发建设中最重要的一个环节，对整体建设质量具有直接影响。在传统的边坡防护设计过程中，主要是采用喷混凝土或者浆砌石护坡的方式，该方式能够起到一定的边坡防护效果，但不利于对植被的保护，会造成一定的生态破坏。因此，为了减少水土流失现象的发生，可在边坡防护设计中采用喷混植被混凝土护坡方式，即达到边坡的防护，又能有效促进植被生长，可有效地预防水土流失。此外，还可将边坡防护与周边的自然景观结合，增加水电站工程生态景观的观赏性。

4.2 保持水电站工程周边水土

水电站工程在施工过程中会对周边区域产生较严重的生态破坏。特别是引水式小水电站，修建引水隧洞，施工区域较长，施工时间也较长，在施工过程中应及时对裸露地表进行防护，避免雨水对地表的直接冲刷，造成不必要的水土流失。在施工结束后对永久占地裸露地表及时进行生态修复，以恢复植被。对于施工临时道路,应采取洒水等措施,以减少扬尘等风蚀危害。在施工场地的周边,应修建临时排水设施。以达到对水电站工程周边的保护，减少生态破坏。

4.3 优化工程结构设计

在传统的水电站挡水建筑物设计中，特别是对于小水电站过程，一般采用土石坝。但修建土石坝会对地表产生严重破坏，造成水土流失。所以，为了保护生态环境，在条件满足设计要求时，优化工程结构。例如，水电站挡水建筑物设计可采用混凝土坝，或者橡胶坝，或者挡水闸门等，以此减少土石开挖，降低水土流失。再例如，在小水电站施工过程中采用钢结构围堰代替土石围堰；引水式小水电站采用渡槽工程代替引水隧洞等。最大限度的对水电站工程进行结构优化，减少地表水土流失，保护生态环境，促进小水电站工程的可持续发展。

4.4 树立环保意识

在小水电站工程开发建设的同时，应该从工程的开发建设到施工以及后期的运行，自始至终贯穿环保意识，以达到对水电站工程的生态环境保护，使得小水电站工程成为真正意义上的绿色环保，可持续发展的工程。首先，在小水电站工程的设计中加入生态环保理念，增加一定的水土保持生态设计，提高水土保持意识，可以有效地减少水电站修建对生态的破坏。其次，在水电站施工过程中树立环保意识，对于施工裸露地表要及时进行覆盖，施工结束后要采取一定的措施及时进行修复，以达到水土保持的目的。再次，在水电站运行过程中，也要树立环保意识，要在运行盈利的同时对周边环境进行修复治理，最终恢复水电站建设之前的生态环境。

5 已建水电站生态修复的措施

5.1 退出类水电站

针对研究区退出类水电站，水工建筑物需拆除或者整改，以实现水电站所在流域的生态景观恢复；清除河道淤塞，提高河道的泄洪能力。这些水工建筑物在拆除的时候会对生态环境造成不必要的二次破坏以及发生一些安全生产事故等安全隐患问题；针对这些问题提出相应的生态修复、环境保护施工措施，以避免造成新的生态环境破坏和安全隐患。

5.2 整改类水电站

针对研究区未拆除的水电站，但是需要对其进行生态修复，提出相应的工程设计及施工措施。对于研究区不满足生态流量要求的水电站，需分析河流流量以及河流生态现状，提出相应的改造措施，确保下游的生态流量以保障下游水生物的生存环境；对于研究区存在安全隐患的水电站，需对其现状进行分析，提出相应的工程改造措施，使其能够安全运行；对于研究区存在水环境污染或水生生态破坏的水电站，通过对水电站上下游污染水源的水质化验分析及底质化验，研究出相应的治理措施，使其水环境及水生态得到改善；对于研究区对周边山体存在严重破坏的水电站，需设计相应的生态恢复治理方案，积极组织有关部门进行生态修复。

5.3 保留类水电站

针对研究区保留及整改完成的水电站，需要监督后期的生态流量问题。提出一些生态流量监管设施，确保生态流量下泄；以及下泄生态流量是否会导致水电站发电效益减少以及应对的措施等研究。

6 结束语

综上所述，小水电站生态环境问题严重。水电站生态环境如果不加以治理，将会使得河流流量不满足生态流量，对水电站下游河流生物的生存环境造成影响；还会导致水电站周围水土流失；还会导致水电站周边生态环境严重破坏。由此可知，当前水电站建设对生态环境的影响较大，需要通过生态环境修复来降低水电站建设对生态环境的破坏，进而逐步实现水电站工程与生态环境的共存。针对研究区域小水电站工程的现状，对于不同的工程采用不同的生态修复措施；研究水电站工程设计及施工组织等的优化措施；对水电站周边环境生态修复加大投入，增加植被覆盖率；并进行综合恢复，重视土壤改良和植物配置；进而可进一步加强水土保持，促进我国水电站工程更好的发展。