水利水电工程生态环境影响研究

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宋超山

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 陕西省西安市 710100

摘要

本文深入探讨水利水电工程对生态环境的影响。从地形地貌、水文水资源变化以及生物多样性等方面详细分析影响因素,对水资源利用效益、生态环境保护目标以及生态恢复措施进行评估。同时,研究水资源合理利用与调度、生态补偿机制建立以及生态恢复技术与工程实践等生态环境保护措施,构建水利水电工程生态环境监测与预警体系,探讨相关管理政策与法规。旨在为水利水电工程规划者和管理者提供有益参考,降低工程对生态环境的负面影响,对推动我国水利水电工程可持续发展具有重要意义。


关键词

水利水电工程,生态环境影响,减缓措施

正文


Abstract:This paper deeply discusses the impact of water conservancy and hydropower projects on the ecological environment.The influencing factors were analyzed in detail from the aspects of topography,hydrology and water resources changes and biodiversity,and the utilization benefits of water resources,ecological environment protection goals and ecological restoration measures were evaluated.At the same time,the ecological environment protection measures such as the rational utilization and dispatch of water resources,the establishment of ecological compensation mechanism,ecological restoration technology and engineering practice are studied,the ecological environment monitoring and early warning system of water conservancy and hydropower projects is constructed,and the relevant management policies and regulations are discussed.The purpose is to provide useful reference for planners and managers of water conservancy and hydropower projects,reduce the negative impact of the project on the ecological environment,and is of great significance to promote the sustainable development of water conservancy and hydropower projects in China.

Key words:water conservancy and hydropower projects,ecological and environmental impact,and mitigation measures

0引言

水利水电工程作为我国能源建设的关键部分,在解决能源短缺、促进经济发展方面发挥着举足轻重的作用。然而,在工程建设过程中,不可避免地会对生态环境产生一定影响。随着人们对生态环境保护意识的不断提高,如何准确评估水利水电工程对生态环境的影响程度,并采取有效的生态环境保护措施,已成为当前研究的焦点问题。本文旨在深入探讨水利水电工程生态环境影响的研究方法,为工程规划者和管理者提供科学依据和有益借鉴。

1水利水电工程生态环境影响因素分析

1.1地形地貌影响

水利水电工程的建设往往会对地形地貌产生显著影响。大坝的修建改变了河流的自然形态,形成了水库。水库蓄水后,水位上升,淹没了大片土地,包括河谷、低地等。这不仅改变了原有的地形地貌特征,还可能引发山体滑坡、泥石流等地质灾害。首先,水库蓄水会使库岸周边的山体处于浸泡状态,降低了山体的稳定性。在水的渗透作用下,山体内部的结构可能发生变化,导致岩石松动、土壤流失。当遇到暴雨、地震等自然灾害时,容易引发山体滑坡和泥石流,对周边地区的人民生命财产安全造成威胁。其次,水利水电工程的建设可能会改变河流的侵蚀和沉积模式。大坝拦截了河流中的泥沙,减少了下游河道的泥沙淤积,从而改变了河道的形态和河床的稳定性。同时,水库上游的泥沙淤积会减少水库的有效库容,影响水库的使用寿命和功能发挥。此外,水利水电工程的建设还可能对周边的地形地貌景观产生影响。大型水库的形成往往会成为一道独特的风景线,但也可能破坏原有的自然景观,影响生态旅游资源的开发和利用。

1.2水文水资源变化

水利水电工程对水文水资源的影响是多方面的。一方面,大坝的修建改变了河流的自然径流模式。水库蓄水后,通过调节出库流量,可以在一定程度上控制河流的水位和流量,满足灌溉、发电、防洪等需求。然而,这种人为的调节可能会打破河流原有的生态平衡。另一方面,水利水电工程的建设可能会影响河流的水温、水质等水文特征。水库蓄水后,水体的流速减慢,水温分层现象明显。表层水温较高,底层水温较低,这种水温分层现象会影响水生生物的生长和繁殖。同时,水库周边的农业、工业和生活污水的排放,以及水库内部的沉积物释放等因素,可能会导致水库水质恶化,影响下游地区的用水安全。此外,水利水电工程的建设还可能会影响地下水的补给和排泄。水库蓄水后,水位上升,可能会对周边地区的地下水产生补给作用,改变地下水的水位和流向。而在水库下游,由于出库流量的减少,可能会导致地下水的排泄不畅,影响地下水资源的可持续利用。

1.3生物多样性影响

水利水电工程对生物多样性的影响主要体现在以下几个方面:首先,水利水电工程的建设可能会破坏水生生物的栖息地。大坝的修建改变了河流的自然形态,形成了水库和河道的阻隔,影响了水生生物的洄游通道。一些洄游性鱼类无法顺利完成洄游过程,导致其种群数量减少。同时,水库蓄水后,水位上升,淹没了大片的河滩、湿地等水生生物栖息地,破坏了水生生物的生存环境。其次,水利水电工程的建设可能会改变水生生物的群落结构。水库蓄水后,水体的流速减慢,水温分层现象明显,这种环境变化可能会导致一些适应急流环境的水生生物种类减少,而适应缓流环境的水生生物种类增加。此外,水库周边的农业、工业和生活污水的排放,以及水库内部的沉积物释放等因素,可能会导致水体富营养化,滋生大量的藻类和浮游生物,影响水生生物的食物链和生态平衡。再次,水利水电工程的建设可能会对陆生生物产生影响。水库蓄水后,淹没了大片的土地,破坏了陆生生物的栖息地。一些陆生动物可能会被迫迁移,寻找新的生存空间。同时,水利水电工程的建设可能会改变周边地区的气候和土壤条件,影响陆生植物的生长和分布。

2水利水电工程生态环境影响程度评估

2.1水资源利用效益评估

水资源利用效益评估是水利水电工程生态环境影响程度评估的重要内容之一。水资源利用效益主要包括经济效益、社会效益和生态效益三个方面。经济效益方面,水利水电工程可以通过发电、灌溉、供水等方式为社会创造巨大的经济价值。例如,水电站的建设可以提供清洁的电力能源,满足社会经济发展的需求;灌溉工程可以提高农田的灌溉保证率,增加农作物的产量,促进农业经济的发展;供水工程可以为城市和工业提供可靠的水源,保障城市和工业的正常运行。社会效益方面,水利水电工程可以改善人民的生活条件,提高人民的生活质量。例如,防洪工程可以保护人民的生命财产安全,减少洪水灾害带来的损失;灌溉工程可以提高农民的收入水平,改善农村的生产生活条件;供水工程可以为城市居民提供优质的饮用水,保障人民的身体健康。生态效益方面,水利水电工程可以调节河流的水位和流量,改善河流的生态环境。例如,水库的蓄水可以在枯水期为下游河道提供生态流量,维持河流的生态功能;灌溉工程可以减少地下水的开采,保护地下水资源;供水工程可以减少对地表水的污染,保护水环境。

2.2生态环境保护目标评估

生态环境保护目标评估是水利水电工程生态环境影响程度评估的另一个重要内容。生态环境保护目标主要包括保护水生生物多样性、维护河流生态系统功能、保护珍稀濒危物种等方面。保护水生生物多样性方面,需要评估水利水电工程对水生生物栖息地的破坏程度、对水生生物洄游通道的阻隔影响、对水生生物群落结构的改变程度等。可以采用水生生物调查、栖息地评估、生态模型等方法,对水生生物多样性的保护状况进行评估。维护河流生态系统功能方面,需要评估水利水电工程对河流的水文水资源、水质、水温等生态要素的影响程度,以及对河流的物质循环、能量流动、信息传递等生态过程的干扰程度。可以采用水文监测、水质分析、生态模型等方法,对河流生态系统功能的维护状况进行评估。保护珍稀濒危物种方面,需要评估水利水电工程对珍稀濒危物种的栖息地破坏程度、对珍稀濒危物种的生存威胁程度等。可以采用珍稀濒危物种调查、栖息地评估、生态模型等方法,对珍稀濒危物种的保护状况进行评估。

2.3生态恢复措施评估

生态恢复措施评估是水利水电工程生态环境影响程度评估的重要组成部分。生态恢复措施主要包括水生生物栖息地恢复、河流生态系统修复、珍稀濒危物种保护等方面。水生生物栖息地恢复方面,需要评估水利水电工程采取的水生生物栖息地恢复措施的有效性。可以采用水生生物调查、栖息地评估、生态模型等方法,对水生生物栖息地恢复措施的效果进行评估。例如,建设鱼道、增殖放流等措施可以帮助恢复水生生物的洄游通道和种群数量;恢复河滩、湿地等水生生物栖息地可以改善水生生物的生存环境。河流生态系统修复方面,需要评估水利水电工程采取的河流生态系统修复措施的有效性。可以采用水文监测、水质分析、生态模型等方法,对河流生态系统修复措施的效果进行评估。例如,生态流量调控、河道整治等措施可以改善河流的水文水资源条件和生态环境;生态护坡、植被恢复等措施可以防止水土流失,保护河流生态系统的稳定性。珍稀濒危物种保护方面,需要评估水利水电工程采取的珍稀濒危物种保护措施的有效性。可以采用珍稀濒危物种调查、栖息地评估、生态模型等方法,对珍稀濒危物种保护措施的效果进行评估。例如,建立自然保护区、实施迁地保护等措施可以保护珍稀濒危物种的栖息地和种群数量。

3水利水电工程生态环境保护措施研究

3.1水资源合理利用与调度

水资源合理利用与调度是水利水电工程生态环境保护的重要措施之一。水资源合理利用主要包括节约用水、提高水资源利用效率、优化水资源配置等方面。节约用水方面,可以通过推广节水技术和设备、加强水资源管理、提高公众节水意识等措施,减少水资源的浪费。例如,推广喷灌、滴灌等节水灌溉技术,可以提高农田灌溉水的利用效率;推广工业节水技术和设备,可以减少工业用水的浪费;加强城市水资源管理,实行阶梯水价等措施,可以提高城市居民的节水意识。提高水资源利用效率方面,可以通过优化水资源利用结构、提高水资源重复利用率等措施,提高水资源的利用效益。例如,优化农业用水结构,发展高效节水农业,可以提高农业水资源的利用效率;优化工业用水结构,发展循环经济,提高水资源重复利用率,可以减少工业用水的消耗;加强城市污水处理和回用,提高城市水资源的重复利用率,可以缓解城市水资源短缺的压力。优化水资源配置方面,可以通过建立水资源统一管理体制、实行水资源有偿使用制度、推进水权交易等措施,实现水资源的优化配置。

3.2生态补偿机制建立

生态补偿机制建立是水利水电工程生态环境保护的重要措施之一。生态补偿机制是指通过经济手段,对生态环境保护者进行补偿,对生态环境破坏者进行惩罚,实现生态环境保护的一种制度安排。生态补偿机制的建立需要明确生态补偿的主体、客体、标准和方式等。生态补偿的主体主要包括政府、企业和社会公众等。政府是生态补偿的主要主体,负责制定生态补偿政策和法规,组织实施生态补偿项目;企业是生态补偿的重要主体,负责承担生态环境保护的责任,支付生态补偿费用;社会公众是生态补偿的参与主体,负责监督生态补偿工作的开展,支持生态环境保护事业。生态补偿的客体主要包括生态环境保护者和生态环境破坏者。生态环境保护者是指为保护生态环境做出贡献的单位和个人,如自然保护区的管理机构、生态公益林的所有者和经营者等;生态环境破坏者是指对生态环境造成破坏的单位和个人,如污染企业、非法采矿者等。生态补偿的标准主要包括生态保护成本、生态服务价值和发展机会成本等。生态保护成本是指生态环境保护者为保护生态环境所付出的成本,如生态公益林的建设和管护成本、自然保护区的管理成本等;生态服务价值是指生态环境为人类社会提供的生态服务价值,如水源涵养、水土保持、气候调节等;发展机会成本是指生态环境保护者为保护生态环境而放弃的发展机会所带来的成本,如限制开发区域的经济发展机会成本等。

3.3生态恢复技术与工程实践

生态恢复技术主要包括水生生物栖息地恢复技术、河流生态系统修复技术、珍稀濒危物种保护技术等方面。水生生物栖息地恢复技术主要包括鱼道建设、增殖放流、河滩湿地恢复等技术。鱼道建设是指在大坝上建设鱼道,为水生生物提供洄游通道;增殖放流是指通过人工繁殖和放流水生生物,增加水生生物的种群数量;河滩湿地恢复是指通过恢复河滩、湿地等水生生物栖息地,改善水生生物的生存环境。河流生态系统修复技术主要包括生态流量调控、河道整治、生态护坡、植被恢复等技术。生态流量调控是指通过调节水库出库流量,为下游河道提供生态流量,维持河流的生态功能;河道整治是指通过清理河道淤积物、修复河道岸坡等措施,改善河道的水文水资源条件和生态环境;生态护坡是指采用生态材料和技术,对河道岸坡进行防护,防止水土流失,保护河流生态系统的稳定性;植被恢复是指通过种植水生植物和陆生植物,恢复河流周边的植被,改善河流的生态环境。珍稀濒危物种保护技术主要包括建立自然保护区、实施迁地保护、开展人工繁育等技术。建立自然保护区是指在珍稀濒危物种的栖息地建立自然保护区,对珍稀濒危物种进行就地保护;实施迁地保护是指将珍稀濒危物种迁移到适宜的栖息地进行保护;开展人工繁育是指通过人工繁殖珍稀濒危物种,增加其种群数量。

4水利水电工程生态环境监测与预警

4.1监测体系建设

水利水电工程生态环境监测体系建设是实现生态环境有效监管的重要基础。监测体系应涵盖水文、水质、水生生物、陆生生物、土壤等多个方面,全面反映工程对生态环境的影响。

在水文监测方面,应设置水位、流量、流速等监测站点,实时掌握河流的水文动态变化。通过对水文数据的分析,可以了解工程建设前后河流的径流变化情况,评估工程对水资源分配的影响。水质监测是生态环境监测的重要内容之一。应建立水质监测网络,定期对水体中的化学需氧量、氨氮、总磷、重金属等指标进行检测,及时掌握水质变化情况。水质监测可以帮助评估工程对水体污染的影响,为采取相应的污染防治措施提供依据。水生生物监测主要包括鱼类、贝类、藻类等生物的种类、数量、分布等方面的监测。通过水生生物监测,可以了解工程对水生生物栖息地的破坏程度、对水生生物群落结构的影响,以及对珍稀濒危水生生物的保护状况。陆生生物监测包括对工程周边地区的植被、野生动物等的监测。监测内容包括植被类型、覆盖度、野生动物的种类、数量、分布等。陆生生物监测可以帮助评估工程对陆生生态系统的影响,为采取生态保护措施提供参考。土壤监测主要是对工程周边地区的土壤质量进行监测,包括土壤酸碱度、肥力、重金属含量等指标。

4.2监测技术应用与创新

随着科技的不断进步,各种先进的监测技术在水利水电工程生态环境监测中得到了广泛应用。遥感技术是一种高效的监测手段,可以实现大面积、快速的生态环境监测。通过卫星遥感和无人机遥感等技术,可以获取工程周边地区的地形地貌、植被覆盖、水体分布等信息,为生态环境评估提供基础数据。地理信息系统(GIS)技术可以将监测数据与地理空间信息相结合,实现数据的可视化和分析。利用GIS技术,可以制作生态环境专题地图,直观地展示生态环境变化情况,为生态环境管理决策提供支持。生物监测技术是通过对生物指标的监测来反映生态环境质量的变化。例如,利用鱼类生物标志物可以监测水体中的污染物含量;通过对植物叶片的生理指标监测可以评估大气污染对植被的影响。生物监测技术具有敏感性高、特异性强等优点,在生态环境监测中具有重要的应用价值。物联网技术可以实现监测设备的互联互通和远程监控。通过物联网技术,可以实时获取监测设备的运行状态,提高监测效率和数据准确性。同时,物联网技术还可以实现监测数据的自动传输和分析,为及时发现生态环境问题提供技术支持。在监测技术创新方面,应加强多学科交叉融合,研发新型监测技术和设备。例如,结合生物技术和传感器技术,开发微型生物传感器,实现对水体中微量污染物的快速检测;利用人工智能和大数据分析技术,对海量监测数据进行深度挖掘和分析,提高生态环境评估的准确性和可靠性。

4.3预警机制与应急响应

建立水利水电工程生态环境预警机制是防范生态环境风险的重要手段。预警机制应包括预警指标体系、预警模型和预警发布平台等组成部分。预警指标体系应根据水利水电工程的特点和生态环境影响因素,选取具有代表性的指标,如水文变化指标、水质污染指标、生物多样性指标等。通过对这些指标的监测和分析,及时发现生态环境问题的苗头,为预警提供依据。预警模型应基于历史数据和科学理论,建立能够准确预测生态环境变化趋势的模型。预警模型可以采用统计分析、机器学习等方法,对监测数据进行处理和分析,预测生态环境变化的可能性和程度。预警发布平台应及时将预警信息发布给相关部门和公众,以便采取相应的应急措施。预警发布平台可以采用短信、微信、网站等多种方式,确保预警信息能够快速、准确地传达。当生态环境预警发出后,应立即启动应急响应机制。

5水利水电工程生态环境管理政策与法规

5.1政策体系完善

完善水利水电工程生态环境管理政策体系是实现生态环境保护的重要保障。政策体系应包括规划政策、建设政策、运行管理政策等方面。在规划政策方面,应将生态环境保护纳入水利水电工程规划的重要内容。在工程规划阶段,应充分考虑生态环境因素,进行生态环境影响评价,制定生态环境保护措施。同时,应加强对水利水电工程规划的生态环境审查,确保规划符合生态环境保护要求。在建设政策方面,应严格执行环境影响评价制度和“三同时”制度,确保工程建设过程中的生态环境保护措施得到落实。加强对工程建设过程的环境监管,严厉打击环境违法行为。同时,应鼓励采用绿色施工技术和环保材料,减少工程建设对生态环境的影响。

5.2法规标准制定与实施

制定和实施水利水电工程生态环境法规标准是实现生态环境保护的法律保障。法规标准应包括法律、法规、规章和技术标准等方面。在法律层面,应加快制定和完善水利水电工程生态环境保护相关法律法规,明确水利水电工程建设和运行过程中的生态环境保护责任和义务。加强对生态环境违法行为的处罚力度,提高违法成本。在法规和规章层面,应制定和完善水利水电工程生态环境管理的具体规定,明确生态环境影响评价、生态环境保护措施、生态环境监测和管理等方面的要求。加强对法规和规章的执行力度,确保各项规定得到落实。

在技术标准方面,应制定和完善水利水电工程生态环境技术标准,规范工程建设和运行过程中的生态环境保护行为。技术标准应包括生态环境影响评价技术规范、生态环境保护措施技术标准、生态环境监测技术标准等方面。加强对技术标准的宣传和培训,提高技术标准的执行水平。

5.3国际合作与交流

加强水利水电工程生态环境管理的国际合作与交流是提升我国生态环境保护水平的重要途径。国际合作与交流应包括技术合作、经验交流和政策对话等方面。在技术合作方面,应积极引进国外先进的生态环境保护技术和经验,提高我国水利水电工程生态环境保护的技术水平。同时,应加强与国外科研机构和企业的合作,共同开展生态环境保护技术研发和创新。在经验交流方面,应积极参加国际水利水电工程生态环境保护会议和论坛,分享我国的经验和做法,学习国外的先进经验和理念。同时,应加强与国外相关机构的交流与合作,共同开展生态环境保护项目和活动。

6总结

本文通过对水利水电工程生态环境影响因素的分析,明确了地形地貌、水文水资源变化以及生物多样性等方面所受到的影响。在影响程度评估方面,从水资源利用效益、生态环境保护目标以及生态恢复措施等多个角度进行了深入探讨。同时,研究了水利水电工程生态环境保护措施,包括水资源合理利用与调度、生态补偿机制建立以及生态恢复技术与工程实践。此外,还构建了水利水电工程生态环境监测与预警体系,并探讨了相关管理政策与法规。水利水电工程作为我国能源建设的重要组成部分,在带来巨大经济效益和社会效益的同时,也不可避免地对生态环境产生一定的影响。通过对这些影响的深入研究,可以采取有效的生态环境保护措施,降低工程对生态环境的负面影响,实现水利水电工程的可持续发展。

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