湖南省引水式水电站生态环境的现状及思考

孟艳秋

（长沙理工大学 长沙市 410076）

刘启华

（湖南省农村水电及电气化发展局 长沙市 410007）

随着国家对水电投入的加大及投资渠道的多元化进程，湖南省的水电建设对缓解电力紧缺和促进经济发展发挥了较大作用。湖南省是水利大省，全省5 000 kW以上的引水式水电站近百座。已建电站当初设计施工时大多未考虑生态环境的影响，又经多年运行，管理不善，对生态环境带来的负面影响显而易见。随着工农业生产及国民经济的迅速发展，电站生态环境的要求越来越高。对湖南省引水式水电站的生态环境做进一步的调研和思考显得尤为重要和迫切。下面从引水式水电站开发对生态环境造成的影响进行剖析，试图从中找到相应的对策。

1 湖南省引水式水电站现状

湖南省引水式水电站数量众多，仅5 000 kW以上的引水式水电站就近百座。大多数引水式水电站未将生态环境因素考虑在内。附表为湖南省部分引水式水电站基本情况调查表。

附表 湖南省部分引水式水电站基本情况调查表

2 引水式水电站对生态环境的主要影响

人类无节制地开发利用水资源，使河流流量逐步减少。Heicher概述了由于河流流量减少所造成的环境影响，主要有对生物的影响、对河流两岸植被的影响，对整个河流系统的影响以及对地下水的影响等[3]。Martin Pusch等认为，河流流量减少对河流生态系统的影响主要表现在营养物质的富化和河道形态学两个方面，并表现为四个层次：生态系统可能的主要变化；对生物有机体直接的非生物控制；对生物的影响；对物质流的影响等。

兴建引水式水电站，在发挥水电工程巨大经济效益的同时，可能对河流的生态环境造成极大的影响。大坝和厂房之间形成的减水河段水流减少，尤其是在枯水期大部分减水河段出现断流，水生生物丧失栖息地而死亡，河流自净能力减弱，河道污染加剧。有输沙要求及两岸有农业需水要求的河段，对生态环境的要求愈高。湖南省引水式水电站对生态环境的影响主要表现在以下方面：

（1）部分河段干涸，影响水利风景区旅游开发。

引水式水电站开发，改变了河道径流的天然属性，尤其是枯水季节，径流分配的人工影响尤为突出。引水式水电站，采用人工引水到下游河岸的适当位置，造成下游河段水流消失，河床裸露，部分河段干涸，自然生态景观发生了变化，从某种程度上对开发水利风景区旅游造成一定的负面影响。

（2）部分水生生物灭绝。

引水式水电站引大部分水流经引水建筑物进入电站，绝大多数引水式水电站的建设没有考虑下游减水河段的生态需水，减水河段依靠天然降水以及地下水和涵养水的补充勉强维持河道生态，下游河道可能断流干涸。水电工程的开发，使天然河道流速减缓，水深增加，水体复氧能力减弱；大坝拦截使下游水域营养盐减少，水温发生变化；水流下泄加剧下游河道的冲刷，导致产卵场迁移或消失，对鱼类产卵成活造成极大影响，部分水生生物恐遭灭顶之灾。

（3）农业需水量减少。

引水式水电站引大部分水流经引水建筑物进入电站，下游河道流量减少，使得可供下游两岸的农业需水量减少。

（4）河道输沙能力减弱。

水电工程的开发，使天然河道流速减缓，水深增加，河床底部冲刷减少，引起淤沙沉积，减弱了河道输沙能力。

（5）河道污染日益加剧。

引水式水电站引大部分水流经引水建筑物进入电站，下游河道流量减少，甚至断流干涸，河道自净能力大大减弱，河道污染日益加剧。

3 生态环境影响对策

水电开发建设，要拦河筑坝、蓄水引水等，不可避免对生态、环境和鱼类资源等造成影响。地表水的开发利用必须要有个限度，河道内必须要留有足够的水量，以保证水体固有的生态和环境功能。人类不能无节制地开发利用水资源和追求河道水体的功利性功能，必须重视生态系统本身所需要的水量，以保证水资源的良性循环，达到水资源持续利用的目的。

河道生态需水考虑因素主要有：工农业生产及生活需水量；维持水生生态系统稳定所需水量；维持河道水质的最小稀释净化水量；维持河口泥沙冲淤平衡所需水量；水面蒸散量；维持地下水位动态平衡所需补给水量；航运、景观和水上娱乐环境需水量；河道外生态需水量，包括河岸植被需水量或相连湿地补给水量等。

为了减轻引水式水电站开发对生态环境的影响，建议从以下几个方面采取有效的补救措施。

3.1 法律措施

通过实地走访调查发现，过去人们对山区河流的开发更多的是追求经济效益，很少考虑水电工程的开发建设对河流生态造成的影响。水电开发的原则是“保生活用水，保生产用水”，而在生态需水方面对其认识不够深刻，再加上缺少法律依据，所以导致水电站的开发忽视了对河流生态的影响。

我国与生态需水相关的现行强制性标准有《水域纳污能力计算规程》（SL 348-2006）、《江河流域规划环境影响评价规范》（SL 45-2006）及《河道内生态需水评估导则（试行）》。

秉承开发与保护并重及人水和谐的原则，实现合理开发水资源与生态保护双赢，建议政府加强相关立法工作，把合理有序开发和严格管理执法等问题纳入法制轨道。特别是就引水式水电站开发出台政策性的保护法规，协调处理好开发与保护的关系。

严格控制引水式水电站的立项审批及环评等程序。确需立项建设的，严禁将全部天然径流引用为发电流量，立法要求必须留出一最小下泄流量给天然河道，以确保天然河流的水域景观、水生生物正常生长、多泥沙河流输沙及河流自净能力等要求。最小下泄流量即生态流量可根据湖南省水资源环境要求、水电站开发效益等综合论证分析，并在相关法规中加以明确。

健全和完善河流生态保护相关法律制度，使水电开发建设工程有法可依、有据可循，充分考虑水电工程建设对生态的补偿，这对保护河流生态系统具有非常重要的现实意义。

3.2 行政措施

建议加强流域总体规划。规划工作由水利、环保、林业和科技等部门共同参与。加强对水资源的管理和保护，做到合理规划、有序开发。

依法对水电建设中的涉水事项审批、审查。对于由多个不同的投资主体共同参与开发的流域，应建立河流梯级调度中心，由水利部门牵头，统一协调汛期调度、枯水调度、生态环境调度等，以保证流域安全，减少引水式水电站对环境的不利影响。

引水式水电站有可能造成河流断流，如何保持河流生态健康，保护水生生物（包括水生动物、植物、菌类、微生物等）？建议从行政手段干预，在修建大坝的同时，建设过鱼设施；在引水式水电站下游可能断流的河段，人工布设水坑、水沟，形成有机联系的系统。目的是河流断流时，能维持水生生物的基本生存功能，保留或恢复水生生物一定数量的种群。

随着引水式水电站的建设，河流和库区鱼类资源总量和种类势必发生变化，许多珍稀、特有鱼类丧失生存条件消失。通过改进水库调度方式以改善水流条件，补偿河流生物对特征水流环境条件的需求[6]。在典型河段选择一些条件较好的河流，建立珍稀、特有鱼类自然保护区和人工养殖场，并加强区域管理，或通过人工增殖放流补充生物资源量，为鱼类提供良好的栖息、繁衍环境，使珍稀、特有鱼类得到保护。

3.3 工程措施

20世纪人类对河流进行大规模治理和开发，在开发建设过程中，主要考虑区域经济的发展和发电效益，而对保护生态环境考虑较少，没有考虑坝下游生态和水环境保护的要求。从实地调研可知，省内大多数引水式电站下游河道径流减少，甚至部分大坝下游河道断流，河流污染严重，水生态系统遭到严重破坏。

3.3.1 坝体或坝外泄流

根据生态用水泄流量及不同类型的水电工程特性，可采用不同的泄流方式。形式通常有闸门泄流、坝体埋管泄流、引水洞泄流等方式。为满足常年泄流的需要，无论哪种泄流方式，其取水口均应低于水库死水位。

闸门泄流主要利用现有坝体深孔（或底孔）闸门或低闸闸门（如泄洪闸、冲沙闸、排污闸等）泄流。该泄流方式的优点在于可充分利用现有构筑物，不会因新增泄水建筑物而影响坝体结构。但闸门设计泄流量较大，通过控制闸门启闭程度难以精确调节下泄流量，无法满足中小型河流生态泄水要求，闸门长期局部开启泄流产生的振动可能引起金属结构疲劳且监管难度大，影响工程安全。

坝体埋管泄流指在生态流量确定后，根据泄流能力要求，在坝体埋设特定尺寸的专用水管下泄生态流量的方式。该泄流方式通常用于小流量下泄，但对于堆石坝等坝型，长泄水管极易发生堵塞，且泄水管贯穿坝体可能对大坝的防渗、抗震安全等性能产生影响。

无法采用闸门和埋管进行泄流的堆石坝等坝型，可在发电引水隧洞的适当位置设引流系统泄流，但引流系统的布置对地形、地质条件要求较高。

利用坝体或从导流洞下泄一定流量，对减水河段河流生态系统修复不失为一种最直接有效的修复手段。根据河道实际情况，依据计算所得的减水河段所需生态流量，利用坝体或从导流洞下泄相应的流量，这对减水河段河流生态系统的恢复及河流可持续发展具有重要的现实意义。

也可通过其他工程措施实现减水河段生态环境需水量。在减水河段内，每隔一定距离（如100 m）用卵石堆砌成低矮的拦河堤，将水在塘内蓄存一部分。但该方式可能对减水河段鱼类产生阻隔影响。

大坝设计中，要在充分研究洄游鱼类的习性的基础上设计合理的鱼道，为洄游鱼类的繁衍创造条件。大坝泄水孔口布置要充分考虑水库的温度分层现象，在水库调度中可以在泄水时为鱼类生存提供适宜的水温条件。

注意施工期间弃土废渣的处理以防止淤塞河道，改变河势。

3.3.2 生态护岸

生态护岸是恢复自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸，它可以充分保证河岸与河流水体之间的水份交换和调节功能，同时具有防御洪水的基本功能。

本着“既满足河道体系的防洪功能，又有利于河道系统的生态建设”的原则，河道的护砌形式尽量采用生态护砌，结合流速、景观等因素，因地制宜，河道常水位以下尽可能采用不同类型的生态护岸。常水位以上的护岸应尽量考虑景观与安全相结合，流速低的部位尽量采用草皮等绿色护岸，在河道转弯的凹岸及其它流速较大的地方如果必须采用硬质护岸，也尽量采用透水的材料，并尽量把它设在绿色护岸之下，作为河道防护的“第二道屏障”，使其与周边环境融为一体。

常水位以下的生态护岸类型可参考：生态砖、鱼巢砖、木桩、枝条、自然堆石、卵石、干砌石、山石、轮胎、仿木桩、生态袋等护岸形式。洪水位生态护岸类型可参考：生态植草砖、植被加筋、植被混凝土、铅丝石笼、格宾网笼（垫）、连锁土工砖、混凝土框格块石、干砌石、生态袋、土工三维网垫、揶壳纤维网垫、植物扦插等，以上形式均可在其上覆土种植。

3.3.3 植被浅沟

植被浅沟技术是一种防止和削减径流污染物进入受纳水体的一种措施。植物浅沟是指在地表沟渠中种有植被的工程措施，一般通过重力流收集处理径流雨水。当雨水流经浅沟时，在沉淀、过滤、渗透、吸收及生物降解等共同作用下，径流中的污染物被去除，达到雨水径流的收集利用和径流污染控制的目的。

3.4 建立社会公众参与机制与多部门、跨学科合作机制

河流生态修复工程与多方利益息息相关，工程涉及多部门业务，需建立工程项目的公众参与机制和多部门合作机制。河流生态修复是一个涉及多学科的工程，包括水利、生态、生物、环境、地理、水文等，需建立跨学科合作机制。

3.5 建立生态监测系统和开展动态评估

生态监测系统是开展河流生态动态评估的基础，对包括生物、水文、水质监测系统进行长期监测，以建立完善的生态监测系统。依靠完整的历史资料和监测数据，进行项目跟踪评估。评估一项河流生态修复工程成功与否，需建立相应的指标体系。指标的选择及指标体系的建立，是值得关注的热点问题。