我国绿色水电评价要素分析

欧传奇，刘 恒，刘德有，浦伟伟

（国际小水电中心，浙江 杭州 310002）

我国水能资源蕴藏量丰富，开发潜力巨大。水电作为绿色、清洁和可再生能源，在促进我国经济、社会和环境的和谐、可持续发展方面作出了巨大贡献。同时，由于水电工程影响了河流的连通性，其截流、施工、运行等过程对河流及其周边环境存在一定的不利影响，水电开发面临着生态环境保护方面的挑战。为了降低水电开发的不利影响，促进水能资源的可持续利用，党的十七届五中全会、中央一号文件以及“十二五”规划纲要中都明确提出要在保护生态和农民利益的前提下，加快水能资源的开发利用。显然，新时期的水电必须是与绿色、低碳发展理念相结合的、符合可持续发展需求的“绿色水电”。

绿色水电，简言之就是“生态环境友好与人水和谐”的水电，即水电工程能为社会经济发展服务的同时，通过合理的规划、设计、建设和运行管理，以及健全的激励与保障机制，将其对自然、生态的不利影响控制在一定程度，从而保护和加强自然与生态系统的生产和更新能力，使河流系统结构和功能处于良好状态，实现社会经济与环境的协调可持续发展。当今世界，生态环境保护已日益为人们所重视，水电开发是否“绿色”，如何实现“绿色”，如何促进水电的可持续发展，已成为今后水能资源开发管理的重要课题。

1 绿色水电影响因素的初步拟选

早在20世纪80年代初，国外发达国家就围绕水电开发对河流生态的影响、河流生态恢复等方面开展了大量的研究工作。一些国家和国际组织还建立了相应的技术指南、认证程序和技术标准，已经取得了成效，并积累了较为丰富的实践经验，具有代表性的有：瑞士的绿色水电[1]、美国的低影响水电[2]和国际水电协会（IHA）的可持续发展水电[3-4]。

我国绿色水电研究[5-7]起步相对较晚，作为水电大国，如何实现工程项目与生态环境的和谐发展已成为我国水电工程建设和管理中必须首先考虑的重要问题。借鉴国外成功经验，有助于我们发现问题，找到解决问题的途径，促进我国水电的健康有序发展。鉴于基本国情差异较大，国外相关成果和经验不能直接照搬使用。因此，需要广泛开展水电开发的环境影响调查分析，结合我国实际情况，识别出绿色水电影响因素，并筛选出绿色水电评价要素。

根据水电工程建设所带来的主要环境问题，结合我国水电工程环境影响评价[8-9]的基本内容以及国内外绿色水电评价所关注的主要方面，初步拟选调查需要关注的有关因素，用于指导实地调研和资料收集工作。

首先，纳入公众关注的环境影响因素，并提取我国水电工程环境影响评价与国际知名水电认证评价内容均考虑的因素。其次，由于绿色水电评价对象为已建电站工程，故对于施工期关注的大气、噪声、固体废弃物，以及因施工人员聚集所带来的人群健康相关影响因素，不予考虑。为此，基于绿色水电的内涵，绿色水电影响因素可分为自然、生态、社会三大类，具体见表1。

表1 绿色水电调查因素表

自然方面，大坝阻隔及水库蓄水调节引起水文情势的变化；水流流速小，降低了河流的自净和热交换能力，引起水质、水温发生变化；水域面积的增加，增加了区域的蒸发量和空气湿度，改变了区域景观结构；水库蓄水引发地震和库岸稳定问题等。从影响对象来看，主要为水文情势、水质、水温、环境地质、局地气候和景观文物等。

生态方面，流域水电梯级开发过程中，水库蓄水淹没了部分动植物及其生境，大坝阻隔了鱼类等水生生物的生存和繁殖通道，对流域生态造成了一定的影响。梯级电站建设对水生生态系统还存在累积影响，主要体现为多个水电站建设引起水文要素变化和河流库化的整体效应，会对水生生物产生影响。从影响对象来看，主要为陆生生物和水生生物等。

社会方面，水电工程是水能资源开发利用的基础，水电工程的建设、运营将产生广泛的社会影响。水能资源的开发利用一般是为了满足区域社会经济发展的电力需求，在实现这一基本目标的同时，往往会对区域社会经济多个方面产生影响，主要体现在征地移民、综合利用、区域经济和公共服务等几个方面。

2 绿色水电影响因素识别与汇总

以单个电站的单因素识别结果为基础，统计各因素区域影响电站（定义对某因素存在不可忽略影响的水电站为该因素的“影响电站”）占调查电站样本数的比重，以影响的普遍性为依据，汇总分析全国层面各因素在绿色水电评价中的重要程度。

2.1 单站单因素识别

单站单因素识别是指，针对绿色水电评价可能需要考虑的每个因素，从某一水电站对其影响的有利或不利、直接或间接、暂时或长期、可逆或不可逆、显在或潜在等方面，逐一识别影响的性质，并从影响的强度、范围、时段等方面逐一识别影响的程度，然后根据影响性质和影响程度，综合判定该因素在该电站绿色水电评价中的作用。

识别影响因素的影响性质和影响程度，需要设置分档判定标准（本文分为三档）。分档判定标准的高低，会直接影响到某些指标的识别结果，进而影响到指标体系中评价因素的数量。如果分档判定标准较低，则构建的指标体系需考虑因素较全面，会增加指标体系运用评价时的工作量和难度，操作性相对较差。因此，分档判定标准的制定需考虑全面性与可操作性的协调。此外，识别过程中应尽量采用定量的方法，难以量化时采用专家评估等定性评价。

单站单因素识别方法及过程可简要如图1所示。

图1 单站单因素识别方法及过程简图

2.2 各区域影响因素的识别与汇总

由于我国国土面积广阔，流域众多，特性不一，不同区域水电的开发程度及其对周边环境的影响存在差异，单个电站的识别结果不能代表整个流域，更无法体现区域及全国的整体情况。为此，针对绿色水电可能的影响因素，在一定广度上选取足一些有代表性水电站作为样本，通过调查分析，逐一进行单因素识别。分析出各电站对某个因素的影响是否需要考虑，计算出影响电站占调查电站样本总数的比例，以此判断各影响因素的普遍性，进而甄别其在绿色水电评价中的重要程度。

（1）统计样本的选取

为了尽可能在全国范围内全面了解水电工程对拟选各因素的影响情况，识别出我国绿色水电影响因素，分别在西南、东北、东南、西北四个主要区域，选取乌江、第二松花江（以下简称：“二松”）、瓯江、黑河四个典型流域，共计47座电站开展了调研，其中，乌江14座，二松10座，瓯江8座，黑河15座。典型流域的选取，主要考虑流域在区域内的代表性，包括水能资源蕴藏和开发程度，以及水文、生态、社会特征等方面。目标电站的选取，则从空间位置（综合考虑河流上、中、下游以及支流，以干流为主，其中干流36座，支流11座）、装机规模（兼顾大、中、小型电站，其中大型15座，中型17座，小型15座）以及开发方式（坝式29座，引水式18座）三个方面均衡考虑。

（2）区域影响因素的识别与汇总

针对前述拟选的因素，以上述水电站为样本，基于单因素识别方法，采取相对严格的标准统计影响电站数，以避免在缺乏实践经验的情况下，漏掉可能重要的因素。即：对某些电站现场调查没有发现，但推测可能存在影响风险的，记录在内；对于采取了相应工程措施，但根据类似工程经验可能失效的情况，也考虑在内。各区域（典型流域）绿色水电影响因素的识别与统计汇总结果见图2。

从图2可以看出，每个区域（流域）都有影响相对突出和较弱的因素。不同区域（流域）各因素的相对重要性（体现在沿横坐标上的分布上）具有相似性，其中西南（乌江）与东北（二松）最为接近，东南（瓯江），西北（黑河）差异较大。整体影响从大到小（体现在纵坐标数值上）依次是西南（乌江）、东北（二松）、东南（瓯江）和西北（黑河）。

2.3 全国层面的影响因素识别与汇总

鉴于不同区域的电站资源点数目不同，各调查区域选取的目标电站数目也不等，为了消除选点等不确定因素的干扰，避免突出选点较多区域的个性，尽可能平等地考虑各区域的基本特征，应按区域权重均摊的方式而不是按电站权重均摊的方式，计算各因素在全国绿色水电影响评价中的重要性。通过四个流域的加权综合，可以基本消除个别流域在影响性质和程度上的差异，形成以我国四个流域为代表的全国绿色水电影响因素，结果见图3。区域权重均摊的计算公式为

图2 典型流域绿色水电影响因素的识别统计

式中：r为影响电站占调查电站样本总数的比例，%；下标“1～4”分别代表西南乌江、东北二松、东南瓯江、西北黑河；下标“t”为四个区域加权平均。

图3 全国绿色水电影响因素识别与汇总

3 绿色水电评价要素的甄别与筛选

3.1 影响因素的甄别标准

根据上述各区域及全国层面的统计结果，考虑到影响因素的普遍性，分别以50%和20%的影响电站比重为阈值，将影响因素划分为重要因素、一般因素和次要因素三个层次。划分的标准及各区域（典型流域）重要、一般、次要因素的个数统计见表2。

显然，水电开发对各因素的影响情况，不同区域存在一些差异。重要因素个数在西南、东北、东南、西北地区顺序递减，但重要因素与一般因素的个数总和，西南、东北、东南地区比较接近，西北较少，且比前述三个地区的一半还少。总体来看，东南地区与全国（区域权重均摊）的情况最为接近。

若以重要因素和一般因素为绿色水电评价需考虑的因素（影响不可忽略的因素），则区域特性因素应表现为：①仅某一个区域需要考虑（三个区域均为次要影响，一个区域为一般或重要影响）；②仅某一个区域不需要考虑（仅一个区域为次要影响，其他区域为一般或重要影响）。

对于西南乌江流域，特性因素水库渗漏和文物古迹属于情况①；对于东北二松流域，特性因素冰情和局地气候也属于情况①；对于东南瓯江流域，特性因素泥沙和GDP拉动属于情况②；对于西北黑河流域，特性因素径流、营养化程度、水库水温结构、下泄水温、风景名胜、陆生植物、陆生动物、浮游植物、浮游动物、底栖动物、征地、移民属于情况②。

由于在部分因素上各区域特性明显，式（1）所示的区域权重均摊的方式，虽然可以在全国层面上平等地处理各区域的基本特征，但也存在忽视区域特性的可能。为了弥补此不足，增加特性甄别阈值，对表2中的甄别标准按表3进行修正，则修正后标准，既可以避免以个别区域的甄别结果代替整体加权平均结果，也体现了对区域特性的考虑。其中，特性甄别标准阈值67%和33%相对于前述表2中50%和20%的阈值要高，主要基于如下两点考虑：

（1）调查统计结果显示，区域特性突出表现为三个区域影响电站比重均远低于设定的阈值，而另一个区域却远高于设定的阈值。仅以三个区域均少量下浮5个百分点来考虑，四个区域要达到平均50%和20%的水平，则特性突出的区域影响电站比重至少需提升至65%和35%。采用阈值65%和35%分区间设置特性甄别标准，可以将下浮程度更大、特性更突出的情况攘括在内。

表2 区域影响因素甄别标准及影响因素分类统计

表3 全国绿色水电影响因素甄别标准

表4 我国绿色水电评价要素筛选结果

（2）对于次要因素，是否因区域特性甑别为一般因素或重要因素，决定该因素是否能纳入到绿色水电评价体系中；而作为一般因素，是否因区域特性甑别为重要因素，只是一定程度上体现在该因素的相对重要性，而不会影响其是否纳入到绿色水电评价体系中。鉴于此，宜取相对35%稍低的33%(1/3)、以及相对65%略高的67%(2/3)作为特性甑别阈值，将整个区间均分为三段。

3.2 绿色水电评价要素的筛选结果

图4 我国绿色水电与绿色小水电各评价要素影响情况对比

根据图2、图3，采用表3所示的标准，可甄别出全国层面各影响因素的重要程度。从关注主要因素、控制对其影响考虑，剔除次要因素后，将一般和重要因素视为我国绿色水电评价需要关注的因素集合，见表4。特别地，对于广泛分布于我国农村，并发挥巨大惠民效益的小水电（通常也称为农村水电），因水库库容、大坝高度较小，规模效应不明显，许多大中型水电站影响比较突出的因素（如施工占地和蓄水淹没损失，移民，环境地质问题等），在小水电绿色评价中却成为可忽略的因素，见图4。基于同样的方法，筛选出我国小水电绿色评价要素，见表5。

4 结论

我国国土面积广阔，流域众多，特性不一，不同区域水电开发程度及对周边环境影响存在差异。从区域的共性和特性来看，每个区域，都有影响相对突出和较小的因素，不同区域各因素的相对重要性具有相似性，其中我国西南地区与东北地区的情况最为接近，其次是东南地区，西北地区差异较大，这与西北地区干旱的气候特性有直接的关系，需要进一步进行研究。就绿色水电评价要素构成来看，对于全口径水电而言，比较重要的影响因素为自然方面的水文情势、水质，生态方面的鱼类，以及社会方面的移民、综合利用、经济贡献和公共服务等。对于小水电而言，除社会方面的移民和综合利用外，重要的影响因素构成与全口径水电基本相同，但需要考虑的因素个数可大幅减少，一定程度上体现了小水电的低环境影响优势。

表5 我国绿色小水电评价要素筛选结果

[1]Bratrich C, Truffer B, Jorde K, et al. Green hydropower: a new assessment procedure for river management [J]. River Research and Applications, 2004, 20: 865-882.

[2]Low Impact Hydropower Institution. Low impact hydropower certi fi cation program: certi fi cation package [R]. 2004.

[3]国际水电协会. 水电可持续发展指南[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2007.

[4]禹雪中, 杨静, 夏建新. IHA水电可持续发展指南和规范简介与探讨[J]. 2009, 30(2): 19-24.

[5]禹雪中, 廖文根, 骆辉煌. 我国建立绿色水电认证制度的探讨[J]. 水力发电, 2007. 33(7): 1-4.

[6]李华鹏. 我国西南地区中小规模水电站绿色水电评价研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2008.

[7]刘恒, 董国锋, 张润润. 构建中国特色绿色水电评价和认证体系[J]. 中国水利, 2010, 22: 46-49.

[8]HJ T88-2003 环境影响评价技术导则-水利水电工程[S].中华人民共和国环境保护行业标准. 2003.

[9]邹家祥. 环境影响评价技术手册-水利水电工程[M]. 北京:中国环境科学出版社, 2009.