内陆干旱区 “清水不下河”水电开发方式的环境影响研究——以新疆盖孜河盖孜水电站为例

许 玉

（水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐830000）

内陆干旱区 “清水不下河”水电开发方式的环境影响研究
——以新疆盖孜河盖孜水电站为例

许 玉

（水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐830000）

内陆干旱区河流生态环境平衡的维系与河流水量密切关联，“清水不下河”的水电开发方式，不改变河流水资源总量，工程引水发电带来的河流水文情势变化是诱发工程影响河段河流生态环境变化的主要因素。以新疆盖孜河盖孜水电站为例，根据工程调度运行方式，分析了此类型工程运行期环境影响作用因素及影响状况。

内陆干旱区；清水不下河；水电开发；环境影响

Abstract：The river water amount has been significant influencing watershed ecological conditions in inland arid region，as watershed ecological conditions commonly impacted by the reducing river water as hydropower project implemented．The paper first briefed the innovative hydropower development technology，so called Clean Water Discharge Prohibition，which poses the advantages in minor influence in river water amount．Further，the author presented the case study the environmental impacts affected by water diversion and project operation control from such technology detailing．

Key words：inland arid region；Clear Water Discharge Prohibtion；hydropower development；environmental impact

“清水不下河”是指拟建水电站不设拦河建筑物，修建引水系统将上游已建水电站发电尾水直接引入其下游发电厂房，利用河流天然落差发电的水电开发方式，这种开发方式具有工程规模小、投资少、效益好的优势［1］。对内陆干旱区而言，河漫滩植物及河流水生生态与河水水力联系密切，工程运行引起的河流水文情势变化是引发工程影响河段生态环境变化的诱因［2］。

1 工程概况

盖孜水电站工程位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县境内的盖孜河中游河段，其上游已建布仑口—公格尔水电站。盖孜水电站开发任务为发电，总装机容量116MW，多年年均发电量3．83亿kW·h，工程等级为Ⅲ等，工程规模为中型。

1．1 工程项目组成

工程由引退水建筑、引水调节池、发电引水系统、发电厂房和反调节池组成。工程项目组成见表1。

1．2 工程总体布置

工程建筑物全部布置于盖孜河左岸，总体布置为：引水调节池位于布仑口—公格尔电站厂房下游约140m处，在布仑口—公格尔电站尾水埋涵末端设置进水闸及尾水节制退水闸，由进水闸将水引至引水调节池内，后接发电引水系统进口闸井，电站厂房位于布仑口—公格尔电站下游约11．73km的山前台上，电站尾水由尾水埋涵引至下游2．5km处的反调节池。

表1 工程项目组成

1．3 工程调度运行

1．3．1 发电运行方式

盖孜水电站与上级布仑口—公格尔水电站一起承担电力系统调峰运行任务，电站同步调峰运行时，枯水年冬季和夏季典型日24h电站引水流量0～25．80m3／s，冬季典型日有4h电站不引水，夏季典型日有2h电站不引水。

1．3．2 反调节池运行方式

工程与布仑口—公格尔水电站同步调峰运行时，电站尾水下泄过程不均匀，而下游灌区及电站发电用水都要求引水流量相对均匀。通过设置在发电厂房下游反调节池的调节作用，可使电站尾水在1d之内以15．37m3／s（冬季典型日）和15．32m3／s（夏季典型日）均匀下泄。

2 环境概况

盖孜河属典型的冰川积雪补给为主的河流，全长320km，出山口多年平均径流量12．18×108m3。盖孜水电站工程所处中游河段海拔1 660～3 260m，河道纵坡大，集中落差1 600m，水能资源理论蕴藏量580．9MW，工程发电厂房下游现有2座引水式小水电工程。

盖孜河中游河段河谷狭窄，呈“V”或“U”型，河道两岸山势陡峭，岩石裸露，沿河支流或洪沟发育，是盖孜河重要的产流区，峡谷中植被稀少，河道两侧零星生长有少量荒漠植被，河漫滩地下水为维持其生长主要水源。河流出山口后进入平原区，沿河分布多座灌区引水建筑，盖孜河逐渐渠化。

工程区地处欧亚大陆腹地，北、西、南三面高山环绕，水汽来源较少，加之东面受塔克拉玛干沙漠气候的影响，工程区形成了极度干旱的暖温带大陆性气候，多年平均温度8．19℃，多年平均降水量117．4mm，多年平均蒸发量2 355mm。河流河漫滩区地下水埋深1～3m，地下水与河水存在一定水力联系，表现为汛期河水补充地下水，枯期地下水补充河水，但总体上补排范围及水量均有限。区域植物具有典型的干旱适应特征，种类贫乏、数量稀少，工程减水河段河漫滩多卵石及大块蛮石覆盖，植物多呈点状零星沿河散布于河漫滩相对宽阔的地带，主要有沙棘、柽柳和琵琶柴等灌木，其适宜的地下水埋深1～6m，生长极限的地下水埋深10m［3］，受水分条件限制，灌木长势较差，林下草本稀疏，盖度小于5%。工程评价河段仅分布有长身高原鳅和斯氏高原鳅两种土著鱼类，属鲤形目鳅科高原鳅属，为定居性鱼类，其产卵繁殖期无洄游特性，主要在河道的缓水区或洪水期的石砾上甚至植物上产黏性卵，对不同水文情势有很强的适应能力，在新疆南疆河流中广泛分布，不属保护性鱼类。

3 工程运行环境影响分析

盖孜水电站工程采用“清水不下河”方式开发，根据工程特性，其运行对河流水文情势的影响可分为两段：（1）工程进水闸对应河道断面至反调节池退水断面之间河段因电站引水发电河道水量减少，工程进水闸对应河道断面多年平均径流量由6．69×108m3减少至2．48×108m3；（2）反调节池退水断面以下河段因反调节池调节作用，改善工程与布仑口—公格尔水电站同步调峰运行时1d内下泄不均匀流状况，使水量在1d内均匀退入河道。

陆生植物方面，工程运行的影响主要表现为因减水河段水量减少引发的对河漫滩区植物生长的影响。水生生态方面，工程不设拦河建筑物，对盖孜河水生生态无阻隔影响；工程无调蓄水库，其运行不改变河水水温水质，不存在水体理化性质变化对鱼类的影响；根据工程特性，其运行对水生生态的影响可分为减水河段和反调节池退水断面以下河段两段来分析。

3．1 对陆生植物的影响

工程减水河段河漫滩植物主要依靠河漫滩地下水存活，汛期洪水淹灌、降雨等作为补充。工程采用“清水不下河”方式开发，不设拦河建筑物，对上游布仑口水库坝址断面至反调节池退水断面之间的河道径流无任何拦蓄作用。工程所处的中游河段是盖孜河重要产流区，减水河段径流包括布仑口水库下泄的生态基流和汛期弃水，以及河道区间汇流。经计算，工程运行后，减水河段多年平均总水量仍可维持在4．88×108m3左右，河流形态仍可维持，不会断流，故河漫滩区地下水位降幅有限，可维持在柽柳、沙棘等耐旱灌木群落适宜的生长范围内。同时大气降水条件未发生变化，仍可补充植物生长所需水分，不会对该区植物造成毁灭性影响。

3．2 对水生生态的影响

3．2．1 对减水河段水生生态的影响

由于长身高原鳅和斯氏高原鳅对水文情势的变化有较强适应能力，只要能够维持河流形态均可完成整个生命史。工程减水河段区间汇流众多，河道不会发生断流，仍可维持这两种鱼类生存的基本条件。但因减水河段水量减少，将造成上述两种鱼类有效产卵空间萎缩，鱼类饵料生物资源总量下降，导致减水河段鱼类种群数量减少，但仍可维持一定数量的分布，不会使其种质资源灭绝。

3．2．2 对反调节池退水断面以下河段水生生态的影响

工程反调节池调节能力仅为日调节，其运用不会引起下游河道月均流量过程变化。工程与布仑口—公格尔水电站同步调峰运行时，冬季和夏季典型日电站下泄流量在0～25．80m3／s之间，1d内将有2～4h不放流；由于有区间汇流，不致发生河道脱流，但1d内个别时段下游河道水位陡涨陡落，对水生生态不利影响较明显，主要表现为：厂房以下河段水量水位急剧变化，特别是在电站不放流的2～4h大面积河床裸露，使少量没来得及顺流进入深水区的鱼类搁浅于裸露河床，可导致鱼类搁浅死亡，鱼类种群数量减少。

经工程反调节池调节后，同步调峰运行时1d内下泄的不均匀流将以小时平均15．37m3／s或15．32m3／s均匀流下泄，电站2～4h不放流的情况下，仍保证向下游均匀下泄水量，缓解了不均匀流对下游河段鱼类栖息生存的不利影响。

4 小结

“清水不下河”水电开发方式因工程无调蓄能力，不改变河流水资源量，对径流的时间分配无影响。内陆干旱区采用该开发方式的水电站环境影响评价工作需重点关注：工程引水发电形成的减水河段内水文情势变化所引发的对该河段河漫滩植物和河流水生生态的影响。此外，还需根据工程实际运行方式关注其他环境影响作用因素，以盖孜水电站为例需关注工程反调节池运用对其下游水生生态的影响。

［1］ 赵传燕，李守波，贾艳泓，等．黑河下游地下水波动带地下水与植被动态耦合模拟［J］．应用生态学报，2008，19（12）：2 687－2 692．

［2］ 陈亚宁，王 强，李卫红，等．植被生理生态学数据表征的合理地下水位研究—以塔里木河下游生态恢复过程为例［J］．科学通报，2006，51（S I）：7－12．

［3］ 阮 晓，王 强，李卫红，等．塔里木河流域荒漠河岸植物对应急输水的生理响应［J］．生态学报，2005，25（8）：1 967－1 973．

Environmental Impact Assement on Hydropower Development by the Clean Water Discharge Prohibiton Technology in Inland Arid Region——Taking Xinjiang Gez River Gez hydropower station as an example

XU Yu

（Xinjiang Survey and Design Institute of Water Resources ＆ Hydropower，Urumqi 830000，China）

X820．3

B

1674－2842（2012）05－0045－03

2012－05－12

许玉（1980－），女，天津人，硕士研究生，工程师，现主要从事农林水利工程环境影响评价工作，E－mail：xuyubb＠yahoo．com．cn。