浅谈水电工程对生态环境的影响及对策措施

陈 楠

（长治市生态环境综合事务中心 山西长治 046000）

引言

水能资源的利用与发展有利于优化能源结构，保护生态环境，减少温室气体排放，实现可持续发展，水电站就是利用水能资源的重要形式。水电站的工作原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生的电力，也就是利用水的位能转化为水轮的机械能，再以机械能推动发电机旋转，切割磁力线产生交流电。水电站按照集中水头方式可以分为坝式、引水性、混合式；按名称可分为抽水蓄能电站、潮汐电站、梯级水电站；按调节能力分为有调节、无调节。水电站在发电、防洪、供水等方面为我国经济发展发挥了巨大作用的同时，也对地区生态环境造成了一定的破坏。

1 对生态环境造成的不利影响

1.1 对水生生态造成的影响

水电工程对水生生态系统造成的影响主要体现在水质受到污染，水文情势发生变化，以鱼类为代表的水生生物生存环境受到影响，从而影响种群的生存繁衍。

（1）对水质造成的影响。水电工程从施工到运行都会对河流水质造成一定的影响。在施工过程中难免会出现各类垃圾或有毒有害物质，这些物质很多都未经处理就直接排入水体，势必会造成水质的污染。如果排放量过大，会导致水域的生态失衡。加剧了水体的恶化，并会产生水土流失的现象。水库建成运行后，由于水库内的水体置换速度较慢，自净能力下降，水中浮游藻类繁殖速度加快，水质污染、水体变色，鱼虾死亡。（2）水文情势发生变化。拦河筑坝改变了河流的天然水文情势，会引起不同河段流量、流速以及水位的变化；入库的泥沙由于水流变缓，逐渐在水库中沉积，从而使水库变浅；水库蓄水后，表层水因日照较多而温度较高，底层水则温度相对较低，造成水温分层现象；水库蓄水后水面上升，库区内储水量大幅攀升，但是下游的水流量却会降低。而且，各类水电工程设施都会影响河流的自然水流，在堤坝区域，水流量往往较大，但是在工程下游，由于上游的截留措施，下游的水流速度显著降低。在下游水量和流速都减少的情况下，可能会出现河流干涸的情况，无法保证下游正常的生产、生活及生态用水量。（3）对鱼类的影响。水库建成后，水库周边面源污染物排放，水土流失等，导致水质受到了污染，从而影响鱼类的生存繁衍。在鱼类的进化和演变的过程中，水温也是鱼类生存的一个重要条件，鱼类找到了适合自身生长的水温条件。由于大坝的产生，尤其是超过50 米的高坝，水温分层现象尤为明显，许多的鱼类对水温特别敏感，那些不适应水温要求的鱼类会出现停止生长，甚至死亡的现象。大坝改变了天然的水温的条件，在很大程度上影响了鱼类的生长。加上坝址下游下泄低温水的影响，一些洄游性鱼类的“三场”及生境受到了很大的威胁。另外，很多鱼类种群在多年的进化繁衍中，形成了洄游而上的产卵习惯。然而水电工程的建设破坏了河流自然水流的连续性，毁灭了很多鱼类的洄游通道，使得一些特有鱼类的生存受到了严重威胁，一些鱼类甚至遭到了种群的灭绝。水库的建成改变了水体的水文条件，库区的鱼类组成也因此发生明显的改变。由于水电建设以阻断河流蓄水筑坝为主要形式，在巨大的落差下，水流从高处往下泄流的过程中，会有大量的空气被带入水中，下游的水体会出现气体过饱和现象，过量的气体进入鱼类身体组织，会对鱼类的脏器结构产生影响，从而出现呼吸困难、贫血、突眼等症状，这就是所谓的“气泡病，严重的可能会造成死亡。对于尚未完全发育成熟的幼小鱼苗，更是致命的威胁。（4）库区消落带带来的影响。当大坝建成，水库完工后，因季节性涨落使水陆衔接地带的土地被周期性淹没和出露而形成的干湿交替地带，称为消落带，又称水位涨落带、消涨带。消落带植被覆盖较少甚至出现无植被覆盖的情况，与周围景观形成强烈对比，因为植被较少，保持水土的能力较弱，水土流失严重。此外，受降雨、地下水周期性升降以及岩石裂隙充水等因素的触发，极易形成滑坡、泥石流、坍塌等地质灾害。

1.2 对陆地生态环境的影响

（1）对土壤的影响。我国北方地区通常是黄土，土壤水分不足，碱性含量高，南方降水相对比较充分，土壤一般是红土。由于雨水的长期侵蚀，南方土壤的酸含量会更高。水利工程建设后，当地地下水位发生变化，土地的酸度和碱度也会随之变化，由此带来的土壤中氮含量的发生变化，使下游平原的淤泥肥源减少，土壤肥力下降，并降低当地作物产量。此外，水电工程建成后，大坝对天然河流的水流产生了一定的阻隔影响，导致水流变慢，悬浮物大量沉积，可能会造成土壤物理、化学和生物学性质的改变，引起土地贫瘠化、盐碱化、沼泽化，从而降低土壤质量，影响土壤生物的生长，甚至导致土壤中生物的死亡。三峡水库中下游地区，大面积低湖田所面临的沼泽化威胁就是现实的案例，必须进行深刻的反思，并引起足够的重视[1]。（2）对动植物的影响。在许多水电项目附近，随着蒸发量的增加，引起不同季节的温差降低，改变了当地原有的气候条件，一些动植物因为短期内难以适应气候变化，会造成种群数量的锐减。在建设阶段，地面的开挖可能会破坏周围鸟类等动物的觅食环境，一些大型的水电工程建设往往需要临时占地，比如建设交通设施、料场等，可能会对周围动物生境产生破坏，从而导致动物的迁徙。

1.3 对气候的影响

水电工程的建设在很大程度上也影响着当地的气候条件。水产生的动力和热力与陆地有很大的不同，因此水库的形成会影响到当地气候的变化，主要体现在气温、风力、湿度和降水量等几个方面的变化。

（1）气温的变化。水电工程建成后，由于水域面积的增加，空气中的湿度加大，会导致早晚温差变小和一定程度的冬暖夏凉，水库较小则影响区域较小，库区较大则影响范围变大。以三峡水电站为例，高峡湖面增加了这个区域地面向上的上升水气流，这个垂直上升的气流阻碍了对我国有重要意义的西伯利亚冷空气南下和太平洋暖湿气流北上，使得当地原有的气候规律平衡被打破。（2）风力的变化。工程施工完毕后，由于工程建设导致的大片土地空旷，对风力的摩擦力明显减弱，从而导致局地风速的增大。（3）降雨量及湿度的变化。由于水电工程的建设就是利用了丰富的水资源。修建水库形成的大面积蓄水，在阳光辐射下，蒸发量会大大增加，使得水电工程周围的空气湿润度明显增加。同时，水库产生的低温效应可使降雨分布的地区产生改变，通常库区和邻近地区的降雨有所减少，而一定距离的外围区域降雨量则相对增加。

1.4 引发地质灾害

我国西南地区由于水资源丰富，地势起伏变化较大，河流地势落差大，比较适合发展水电工程。但是西南地区也是地震的高发地带，由于工程的建设很多分布在地质条件不太稳定的库区。工程竣工后，坝址上游的水位明显增高，会造成土地的水压过大，从而引起岩体应力的集中和能量的释放，导致岩石破碎，地下断层发生滑动等现象，从而发生土地塌方、地陷、山体滑坡、泥石流以及地震等严重的自然灾害。此外，当地表压力达到限值时，水就会渗入到地下断层中，使得断层之间的摩擦力变小，而地表里的岩石层则会收到更大的压迫，长此以往，就会产生地震。齐岳山东北地带的断裂，可能是由于三峡工程的建设为当地地震的发生埋下的隐患[1]。因此一些大规模水电工程的开发建设行为，不仅仅会造成大面积生态环境的破坏，更严重者，甚至会威胁着人们的生存空间。

2 采取的对策措施

2.1 树立“人与自然”和谐相处的生态理念

随着公众对野生动物的保护意识逐渐加强，与此相关的野生动植物保护的公益诉讼案件也屡被提及，社会关注度越来越高。2020 年3 月20 日，云南绿孔雀与39 亿元戛洒江一级水电站长达3 年之久的争夺“地盘”诉讼，迎来了一审宣判，要求建设单位不得截留蓄水，不得对水电站淹没区内植被进行砍伐。这是中国首例野生动物保护预防性环境民事公益诉讼案件，一审胜诉是全社会发展观转变的一个重要象征，彰显了国家对生态环境保护的高度重视[2]，切实贯彻了坚持走可持续发展道路，践行人与自然和谐共生、和谐相处的理念，努力打造“万类霜天竞自由”的生动景象，从而实现水电资源的开发和生态环保共同发展的战略目标。下一步，要多渠道多方式做好生态环保理念宣传，提升水电工程在生态环境保护方面的公众参与度，努力提高民众的生态环保意识，是强化我国环境保护战略的有效途径。

2.2 做好环境影响评价工作

水电工程的建设既是民生工程，也是具有重大生态环境影响的建设工程，在项目施工、运营的多个环节都可能引发直接或间接的生态环境问题。例如，施工范围可能影响到受国家保护的动植物，就要充分了解这些动植物的生活习性，尤其要关注水生生物的“三场”破坏，采取移栽、避让等措施。如果能科学合理的统筹规划，协调好社会、经济、环境效益，水电工程将是一件造福子孙后代的千秋伟业。所以，在建设初期，要做好现场踏勘、调研、对可能引起的生态环境的影响和破坏要进行综合的分析与评估。此外，要根据近期和远景规划，实施不同深度的评价，要成立专家团队，从环境、气候、地质以及社会影响等方面，进行全方位的分析与评估，并提出防治措施和对策。如果以目前的科技发展水平，尚不能提出切实有效的对策措施，就要坚决避免以完全牺牲生态环境为代价谋求一时的发展。项目运行后，需要做好后续跟踪评价，时刻掌握环境的变化，最大限度降低规划失误所造成的不良影响。同时，相关管理部门要树立责任担当意识，把好项目建设关，使项目建设能最大限度为国家和人民带来福祉。

2.3 建立生态补偿制度

建立生态环境补偿制度，可以有效落实生态保护权责、充分调动各方参与生态保护积极性，从而推进生态文明建设的发展。在项目建设运行中，要践行谁损害、谁治理、谁补偿的原则。在提升水电运行效益的同时，加强环境保护，实现生态修复。为此，要做好补偿主体以及补偿范围的界定工作，促进市场和政府有机结合，分类和综合统筹兼顾，纵向和横向协调推进，强化激励与硬化约束协同发力，以此来确保补偿机制的合理运行。此外，在具体的补偿实施中，要根据不同环境要素的生态保护成本、保护地区经济社会发展水平、生态保护成效等因素综合考虑。通过科学、合理、适度、及时的生态补偿，不仅可以大幅提升当地的生态环境效益，还可以有效降低水电工程带来的生态破坏问题，从而提升水电项目的经济和社会效益。

2.4 实施行之有效的保护措施

实施具有可操作性、针对性、行之有效、因地制宜的保护措施是有效降低水电项目对生态环境影响的最直接的方法。在设计的过程中，应重视对河道护岸材料的使用，如使用植草的生态砖，可以为植物生长提供便利；也可以通过石笼来提高堤岸的稳定性和可靠性[3]。另外，可以在水电工程的周边地区种植某一种特定的植物，被植物覆盖的地面可以较好的涵养水分，有很强的防侵蚀性。对于鱼类的保护，可以通过模仿自然水流河道、运用水闸、适当改变水流等办法，设置人工过鱼设施来为鱼类洄游和迁徙提供便利，还可以通过人工增殖放流的方法，把适宜的土著鱼类、经济鱼类苗种投放入某一适合鱼类生长栖息的水域当中去，增加种群数量，修复渔业资源。或者采取还原再造栖息地的方式，对鱼类进行种群和数量的保护。此外，采取分层泄水，可以有效降低水温对鱼类的影响[4]。

结语

总而言之，水电工程在为我国经济发展、人民福祉做出巨大贡献的同时，也在一定程度上不可避免地造成了一定的生态环境问题。我们在享受红利的同时，也应该进行深入的思考，如何利用科学的手段最大限度的实现人类和自然环境的协调发展，从而实现双赢的目标。这就需要树立可持续发展的观念，贯彻落实“金山银山不如绿水青山，绿水青山就是金山银山”的重要论断。今后，要努力提高人民群众的生态环保意识，促使水电建设健康发展，长远造福民众，从根本上推动我国社会经济绿色、健康、协调、可持续发展。