某水电站设计方案存在的环境问题与优化措施分析

摘 要：水电是一种清洁能源，在水电资源开发过程中，必须要保护好生态环境，实现人与自然的和谐共存。文章以某水电站为例，基于对原工程设计方案存在的主要环境问题分析，提出了减少回填面积、构建生态通道和鱼道、增设生态小机组以及尽量维系河道生态等优化措施，并分析了优化措施的合理性，对保证电站建设的环境合理性具有重要意义。

关键词：水电站;设计方案;生态环境;环境合理性

一、工程设计方案

某水电站控制流域面积16559km2，坝址处多年平均流量364m3/s，水库正常蓄水位为665m，相应库容11.54亿m3，调节库容5.60亿m3，具有多年调节能力，电站装机容量为300MW，多年平均发电量11.62亿kW.h。在工程设计中，为了防止大坝左岸部位的两个自然村的房屋和耕地被淹没，将挡水副坝设计在了左岸的河床部位，采用混凝土面板堆石坝坝型设计，全长10040m，为了安置工程移民，电站建设过程中利用工程开挖以及下游泄洪和尾水渠疏通产生的淤泥和石渣在副坝内回填造地，副坝的末端设置6m×4.34m的取水闸孔在建成的水库中取水。

二、工程设计方案存在的主要环境问题

（一）为充分考虑泄洪渠的生态流量

在该水电站的工程设计中，出于最大限度提升电站机组出力的目的，对尾水渠进行开挖以增加发电水头，同时通过左堤和泄洪渠隔开，发电尾水全部由尾水渠下泻。显然，在这种设计思路下，电站下游长10.5km的泄洪渠在非汛期基本处于脱水状态，不利于水生生态和景观设计。

（二）未考虑左岸河道的过鱼要求

在电站施工运行之后，左岸的保留河道在电站下游1.5km处于大渡河相接，因此可以起到鱼类通道的作用。但是，在河床上修建的副坝放水闸部位的水库和河道水位并未相接，因此上述功能并不能有效发挥。

（三）未充分考虑左侧湿地的保护要求

为了安置移民，某水电站在建设过程中采用弃渣回填造地的方式获得大量安置土地，其经济性是不容置疑的，但是在造地之后原左汊河河网仅在左岸部位保留了一条通道供泄洪使用。按照上述设计方案，左岸具有湿地功能的河网将会迅速消失，是原有的湿地生态功能受到严重损害。

（四）未充分考虑鱼类的生境保护要求

原河道左岸是流域河道鱼类产卵和索饵的重要场地，在工程建设之后，河道和滩地被大量回填占用，虽然具有一定的经济性，但是河道鱼类的生境面积也因之大幅缩小，同时河道的疏浚和水渠化治理也会使湿地面积进一步缩小，进而严重破坏鱼类的产卵和索尔场地环境，将会对大渡河的鱼类资源造成显著的不利影响。

三、建设方案优化调整与合理性分析

（一）建设方案优化调整

该水电站是流域梯级开发的最末一级，坝址临近两河交汇处，河口生态特征比较明显。鉴于该电站环境影响的敏感性和环评的重要性，基于上节的环境问題的分析，提出对原设计方案的优化调整方案，并反馈到工程可研设计中实施同步调整，优化调整的具体情况如表1所示。

1.增设生态机组

水电站的发电厂房后为长度10.5km的泄洪渠，经过生态流量验算，需要不小于50m3/s的生态基流流量。鉴于电站在正常蓄水位条件下，泄洪渠部位仍有23m的水头可以利用，同时，结合坝址区来水量的分析计算，除去尾水渠发电和生态用水之后，仍存在相当数量的剩余水量。经过对剩余水量和水头高度综合计算，建议设置12MW的生态机组即可保证下游泄洪渠的生态流量在50m3/s以上，并可以大幅改善泄洪渠及周边的生态质量。

2.设置鱼道和鱼类仿自然通道

在库尾放水闸和左侧河网之间利用高差甚至鱼道，主要包括入口、休息室和通道出口以及观察室等。仿生自然通道位于库尾放水闸右侧以东60m处，总长度为828.81m，其中垂直竖缝段长度为184m，仿自然通道段长644.81m，通道的突进流速和临界流速分别为1.22m/s和1.0m/s。仿自然通道段设计为梯形断面，以模拟天然河道，溢流口的宽度为设计为0.7m。为模拟自然环境下丰富的水流流态，卵石墙溢流口错开位置。全部通道共设有64个池室，其中包括5个鱼类休息室。鱼类休息室的长9.0m，深2.0m，底部宽3.5m，顶部宽7.5m。在通道的底部铺设50cm漂石。两岸镶嵌50cm块石，在入口处设置导鱼石笼墙，以增大鱼类进入通道的可能性。过鱼设施的具体结构如图1所示。

3.最大限度维持左岸河道连通性

在优化设计方案中大幅取消河道的疏浚和渠化设计内容，尽量维持左岸河道的原貌和形态，以最大限度保护现有的湿地环境。为了尽量保持左岸河网的连通性，在主坝左侧的回填部位、2#弃渣场、太平副坝以及魏坝和张坝之间设置四条连通通道，以增加左侧河网带与水电站建成后的库区之间的连通性，尽量减小电站工程对左岸河流湿地造成的负面影响。其中，1#连通工程是位于左侧回填地区为河道型连接通道，设计宽度为20.5m，长度1567m，设计流量为5m3/s;2#连通工程位于2#弃渣场部位，该连通工程也是河道型设计，长度515m，宽度为11m，流量2.0m3/s;3#连通工程位于魏坝和张坝之间，为过水桥涵设置，长度为55m，在遭遇汛期大流量的情况下亦可以通过桥面过水;4#连通工程位于太平副坝比为，设计为暗涵和闸坝设计，主要作用是连接库区和副坝右侧的库湾。

4.减少回填造地面积

原设计方案需要占用左侧河道和浅滩造地304.5hm2，为保护左岸湿地生态，优化方案减少弃渣造地面积，由原来的304.5hm2调整为225.5hm2，减少了79hm2，最大限度减小对鱼类生境的影响。由于回填区主要是修筑防洪堤之后形成的死水区，但是原有河道和浅滩的地貌保留了下来。因此，减少回填面积可以显著改善湿地的生态环境质量，有利于鱼类的产卵、索饵场地保护。

（二）优化方案的合理性分析

鉴于某水电站原设计方案存在的环境问题，对设计方案本身进行了较大程度的优化，因此有必要对调整后的方案的环境合理性进行分析，结果如表2所示。总体来看，通过原设计方案的优化调整，水电站建设中存在的生态问题基本得到解决，工程本身对当地水生生态和鱼类资源的影响得到显著缓解，因此优化工程方案比较合理，可以在工程可研设计中采用。

结束语：

水电站是水力资源利用的重要形式，而水电站的建设不仅需要大量的资金投入，同时也会对工程周边地区的生态环境造成一定的不利影响。水电工程建设中的生态环境保护是水电企业一项不可忽视的重要基础性工作，对倡导全员参与的环保理念，彰显水电企业的社会责任和价值具有重要意义。本文结论不仅对某水电站建设的环境合理性提供科学支撑，对类似工程设计建设也有一定的借鉴价值。当然，生态系统的影响因素是多维化和复杂化的，水利工程生态环境影响的研究也必将是一个长期而持久的过程，而建设低环境影响度的水利工程应该是相关研究的最终目标。

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作者简介：赵明（1989-），汉族，四川省绵阳市人，助教。研究方向：水利工程，建筑工程。