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摘要:通过介绍小水电开发建设对生态环境的影响,探讨生态环境保护对策,以期促进小水电开发建设与生态环境保护的协调发展。
关键词:小水电开发建设;生态环境保护、协调发展
0引言
我国水电开发始于20世纪50年代,水利部在90年代将装机容量在50MW以下的水电站定义为“小水电”,其主要分布在各大流域的支流和中小河流上。作为我国电力供应的重要组成部分,小水电在改变农村面貌上发挥了重要作用,因此小水电在我国亦称作“农村水电”[1]。我国的小水电资源十分丰富,技术可开发量达1.28亿kw,居世界首位。
近年来随着开发力度的加大,我国小水电开发建设造成了一系列的生态环境影响。正确处理水电开发和生态环境保护之间的矛盾,减小水电开发建设中的生态环境破坏,实现小水电经济效益和生态环境的协调平衡发展,是当前我国小水电发展的新方向。
1小水电开发对生态环境的主要影响
1.1对河流生境的影响
1.1.1河道流量
作为河流生态系统中重要的生境因子,流量对维持河流生态系统的平衡起到了至关重要的作用。天然河流经过水电站截流后,其原有的水文径流过程将发生显著变化,导致河道的水力特性发生改变,破坏天然河流的平衡。
当水电站按照电力市场的需求运行时,天然径流的分配方式发生变化,使得河道下游的流量和水位波动,导致流量日波动频繁。在引水式电站中,引水建筑物将水流引至下游发电,引水口和厂房之间的河段由于流量太小,经常产生脱水现象。如果河流梯级开发小水电,减脱水的累积效应将更加严重。
1.1.2河流水质
小水电站建成后,河流逐渐演变为深缓的湖泊水体,改变了河流水体的理化性质,上下游的水文水力特性也发生了变化,导致河流水质特征与天然河流存在明显差异。
小水电作为一种清洁能源,自身对水环境不会有所污染,但其建设期间产生的工业废水和生活污水,会引起河流中相关水质指标升高,对河流水环境产生一定影响。此外,由于小水电站的开发建设破坏了河流的连续性,流量和流速逐步下降,下游河段甚至出现脱水断流现象,大大降低了河流的自净能力,导致污染加剧,下游水质下降更为明显。
1.1.3河床底质
河床底質是底栖生物重要栖息地,小水电站建设之后,原有河床底质发生变化,直接影响底栖动物生存,造成水生生态变化。
坝式电站对河床底质影响最大,大坝截留河流导致河流水文情势发生变化,河流泥沙的自然输移规律也发生变化,主要表现为坝上游大颗粒底质沉降,水库泥沙淤积,小水电站下游河床底质发生巨大变化。梯级开发水电站对河床底质的滞留具有累积影响,每个层级下游河道含沙量都较之上一层有明显减少。引水式电站对河床底质的影响不大,引水式梯级小水电站开发对河床底质也无明显累积作用。
1.2对生物的影响
1.2.1底栖动物
底栖动物广泛分布于水体中,多以藻类和河底沉积物为食,为鱼虾等水生动物提供食物,是水体中物质循环和能量流动的关键部分。
河床底质是影响底栖动物最大的环境因素,水电站对河床底质影响较大,因此对底栖生物影响也较为显著。底栖动物的种群数量和多样性与河床底质的丰富度、粒径、松散程度、稳定性直接相关。一般来说,底质丰富度越高,生境越丰富,底栖动物多样性越高;底质稳定性越高,底栖动物多样性越高;底质越松散,为生物提供的生存空间越大,底栖动物多样性也越高。
1.2.2 浮游植物
浮游植物作为水生生态系统能量流动、信息传递、物质循环的基础,对环境因素的波动非常敏感,其多样性、种群结构、群落规模的变化能较好的反映水质和水体营养梯度的变化。
有研究表明[2],小水电的建设对浮游植物的多样性、种群结构及群落规模有较大影响,水库形成后,喜宜静水和缓流环境的浮游植物的种类和数量将增加,其群落结构变为复杂。浮游植物丰富度一般随水电站梯度增加,由于浮游植物对光照、水温、水体浊度、水深等外界因素敏感,在不同电站坝上、坝下河段变化的规律性不强。
1.2.3鱼类
鱼类是河流中主要的脊椎动物,在水生生态系统中营养层级更高,能在更大的时间和空间的尺度范围上反映小水电站对生态环境的影响。
梯级水电开发破坏了河流的连通性,阻断了鱼类的洄游通道,造成鱼类生境破碎化,降低了水生生物物种的多样性[3]。一般来说,坝式电站大坝的建设会切断该河段鱼类的生存通道,严重阻碍其觅食和繁殖迁徙。蓄水后,坝前河段流速减缓,水位上升,原河道流动环境变得相对静止,鱼类产卵觅食条件发生变化,而物种的多样性和分布也会随之改变。电站泄水发电时,鱼类原有产卵场会被冲走或淹没,高速水流的冲击会造成鱼类伤亡,改变鱼类的生存环境。引水式电站容易产生减脱水河段,对鱼类生存带来严重影响,甚至会导致电站所在河段下游部分鱼类灭绝。
2生态环境保护对策
2.1合理规划开发小水电
在小水电开发利用过程中,切实保障其科学合理性。流域水电梯级开发中,部分水电布置过于密集,使得河流连通性大为降低。当枯水季节来水较少时,电站为了蓄水发电,下游生态流量往往难以保障,用水需求也受到影响,易导致河流生态环境恶化,引发水事纠纷。
作为水能资源的载体,水电开发应协调社会发展和河流环境容量,在设计、施工、运行和维护各个阶段都要考虑生态环境保护,建立资源补偿机制。同时,建立科学决策机制和综合评价体系,为科学评估,规范管理提供保障。以科学发展观和可持续发展观为指导,统筹兼顾防洪、灌溉、供水、发电、航运等功能,把握全局,科学规划,变单一的水电工程为综合利用的枢纽工程,在不影响水资源发挥其他功效的同时获得较好的水能资源开发利用效果,实现资源节约、环境友好,水电开发与生态环境保护的双赢。 2.2推动绿色小水电建设
在西方发达国家,绿色水电站的概念早已提出,目前我国绿色小水电建设正处于初级发展阶段。绿色小水电,就是打造可以促进经济、社会和环境的和谐共同发展,人与自然和谐相处、人水和谐的小水电,符合“环境友好”、“社会和谐”、“管理规范”、“经济合理”科学理念,实现经济社会与环境的可持续发展[4]。
针对我国国情,水利部提出了建设绿色水电的发展目标,发展绿色小水电在新时期水电建设中具有重要意义。2016 年,水利部发布《关于推进绿色小水电发展的指导意见》,提出到 2020 年,建立绿色小水电标准体系和管理制度,创建一批绿色小水电示范电站;到 2030 年,绿色发展机制不断完善,绿色小水电理念深入人心,全行业形成绿色发展格局。
2.3落实生态环境保护措施
在开发利用小水电时,应当遵循生态环境保护措施与主体工程同步设计、同时施工、同时运行。倘若小水电项目对生态环境将带来严重影响,则果断禁止开发。要在水电开发的规划、设计、建设、运行等各个阶段落实生态环境保护措施,要力图将水电开发建设产生的不利影响降到最低程度。水电开发中常见的生态环境保护措施包括: 落实河道生态流量泄放水设施,建设过鱼设施、鱼类增殖站,实施水库生态调度,预留生态水头,实施支流生境替代保护等。
3结语
小水电工程势必会对生态环境产生一定影响,但只要在规划、设计、施工、运行管理等各个过程中,落实生态环境保护措施,就可以减轻其不良影响,改善和保护生态环境,实现小水电开发与生态环境保护的协调发展。
参考文献
[1]郝力赫.浅谈农村小水电对生態环境的影响与治理[J].黑龙江水利科技,2021,49(04):100-101.
[2]林彰文,林生,顾继光,胡超.浮游植物群落对海南小水电建设的响应[J].生态学报,2013,33(04):1186-1194.
[3]贾建辉,陈建耀,龙晓君.水电开发对河流生态环境影响及对策的研究进展[J].华北水利水电大学学报(自然科学版),2019,40(02):62-69.
[4]彭玉芝,周欣锐,于江,朱昕.绿色小水电评价标准及制度探究[J].长江科学院院报,2018,35(08):139-144
关键词:小水电开发建设;生态环境保护、协调发展
0引言
我国水电开发始于20世纪50年代,水利部在90年代将装机容量在50MW以下的水电站定义为“小水电”,其主要分布在各大流域的支流和中小河流上。作为我国电力供应的重要组成部分,小水电在改变农村面貌上发挥了重要作用,因此小水电在我国亦称作“农村水电”[1]。我国的小水电资源十分丰富,技术可开发量达1.28亿kw,居世界首位。
近年来随着开发力度的加大,我国小水电开发建设造成了一系列的生态环境影响。正确处理水电开发和生态环境保护之间的矛盾,减小水电开发建设中的生态环境破坏,实现小水电经济效益和生态环境的协调平衡发展,是当前我国小水电发展的新方向。
1小水电开发对生态环境的主要影响
1.1对河流生境的影响
1.1.1河道流量
作为河流生态系统中重要的生境因子,流量对维持河流生态系统的平衡起到了至关重要的作用。天然河流经过水电站截流后,其原有的水文径流过程将发生显著变化,导致河道的水力特性发生改变,破坏天然河流的平衡。
当水电站按照电力市场的需求运行时,天然径流的分配方式发生变化,使得河道下游的流量和水位波动,导致流量日波动频繁。在引水式电站中,引水建筑物将水流引至下游发电,引水口和厂房之间的河段由于流量太小,经常产生脱水现象。如果河流梯级开发小水电,减脱水的累积效应将更加严重。
1.1.2河流水质
小水电站建成后,河流逐渐演变为深缓的湖泊水体,改变了河流水体的理化性质,上下游的水文水力特性也发生了变化,导致河流水质特征与天然河流存在明显差异。
小水电作为一种清洁能源,自身对水环境不会有所污染,但其建设期间产生的工业废水和生活污水,会引起河流中相关水质指标升高,对河流水环境产生一定影响。此外,由于小水电站的开发建设破坏了河流的连续性,流量和流速逐步下降,下游河段甚至出现脱水断流现象,大大降低了河流的自净能力,导致污染加剧,下游水质下降更为明显。
1.1.3河床底质
河床底質是底栖生物重要栖息地,小水电站建设之后,原有河床底质发生变化,直接影响底栖动物生存,造成水生生态变化。
坝式电站对河床底质影响最大,大坝截留河流导致河流水文情势发生变化,河流泥沙的自然输移规律也发生变化,主要表现为坝上游大颗粒底质沉降,水库泥沙淤积,小水电站下游河床底质发生巨大变化。梯级开发水电站对河床底质的滞留具有累积影响,每个层级下游河道含沙量都较之上一层有明显减少。引水式电站对河床底质的影响不大,引水式梯级小水电站开发对河床底质也无明显累积作用。
1.2对生物的影响
1.2.1底栖动物
底栖动物广泛分布于水体中,多以藻类和河底沉积物为食,为鱼虾等水生动物提供食物,是水体中物质循环和能量流动的关键部分。
河床底质是影响底栖动物最大的环境因素,水电站对河床底质影响较大,因此对底栖生物影响也较为显著。底栖动物的种群数量和多样性与河床底质的丰富度、粒径、松散程度、稳定性直接相关。一般来说,底质丰富度越高,生境越丰富,底栖动物多样性越高;底质稳定性越高,底栖动物多样性越高;底质越松散,为生物提供的生存空间越大,底栖动物多样性也越高。
1.2.2 浮游植物
浮游植物作为水生生态系统能量流动、信息传递、物质循环的基础,对环境因素的波动非常敏感,其多样性、种群结构、群落规模的变化能较好的反映水质和水体营养梯度的变化。
有研究表明[2],小水电的建设对浮游植物的多样性、种群结构及群落规模有较大影响,水库形成后,喜宜静水和缓流环境的浮游植物的种类和数量将增加,其群落结构变为复杂。浮游植物丰富度一般随水电站梯度增加,由于浮游植物对光照、水温、水体浊度、水深等外界因素敏感,在不同电站坝上、坝下河段变化的规律性不强。
1.2.3鱼类
鱼类是河流中主要的脊椎动物,在水生生态系统中营养层级更高,能在更大的时间和空间的尺度范围上反映小水电站对生态环境的影响。
梯级水电开发破坏了河流的连通性,阻断了鱼类的洄游通道,造成鱼类生境破碎化,降低了水生生物物种的多样性[3]。一般来说,坝式电站大坝的建设会切断该河段鱼类的生存通道,严重阻碍其觅食和繁殖迁徙。蓄水后,坝前河段流速减缓,水位上升,原河道流动环境变得相对静止,鱼类产卵觅食条件发生变化,而物种的多样性和分布也会随之改变。电站泄水发电时,鱼类原有产卵场会被冲走或淹没,高速水流的冲击会造成鱼类伤亡,改变鱼类的生存环境。引水式电站容易产生减脱水河段,对鱼类生存带来严重影响,甚至会导致电站所在河段下游部分鱼类灭绝。
2生态环境保护对策
2.1合理规划开发小水电
在小水电开发利用过程中,切实保障其科学合理性。流域水电梯级开发中,部分水电布置过于密集,使得河流连通性大为降低。当枯水季节来水较少时,电站为了蓄水发电,下游生态流量往往难以保障,用水需求也受到影响,易导致河流生态环境恶化,引发水事纠纷。
作为水能资源的载体,水电开发应协调社会发展和河流环境容量,在设计、施工、运行和维护各个阶段都要考虑生态环境保护,建立资源补偿机制。同时,建立科学决策机制和综合评价体系,为科学评估,规范管理提供保障。以科学发展观和可持续发展观为指导,统筹兼顾防洪、灌溉、供水、发电、航运等功能,把握全局,科学规划,变单一的水电工程为综合利用的枢纽工程,在不影响水资源发挥其他功效的同时获得较好的水能资源开发利用效果,实现资源节约、环境友好,水电开发与生态环境保护的双赢。 2.2推动绿色小水电建设
在西方发达国家,绿色水电站的概念早已提出,目前我国绿色小水电建设正处于初级发展阶段。绿色小水电,就是打造可以促进经济、社会和环境的和谐共同发展,人与自然和谐相处、人水和谐的小水电,符合“环境友好”、“社会和谐”、“管理规范”、“经济合理”科学理念,实现经济社会与环境的可持续发展[4]。
针对我国国情,水利部提出了建设绿色水电的发展目标,发展绿色小水电在新时期水电建设中具有重要意义。2016 年,水利部发布《关于推进绿色小水电发展的指导意见》,提出到 2020 年,建立绿色小水电标准体系和管理制度,创建一批绿色小水电示范电站;到 2030 年,绿色发展机制不断完善,绿色小水电理念深入人心,全行业形成绿色发展格局。
2.3落实生态环境保护措施
在开发利用小水电时,应当遵循生态环境保护措施与主体工程同步设计、同时施工、同时运行。倘若小水电项目对生态环境将带来严重影响,则果断禁止开发。要在水电开发的规划、设计、建设、运行等各个阶段落实生态环境保护措施,要力图将水电开发建设产生的不利影响降到最低程度。水电开发中常见的生态环境保护措施包括: 落实河道生态流量泄放水设施,建设过鱼设施、鱼类增殖站,实施水库生态调度,预留生态水头,实施支流生境替代保护等。
3结语
小水电工程势必会对生态环境产生一定影响,但只要在规划、设计、施工、运行管理等各个过程中,落实生态环境保护措施,就可以减轻其不良影响,改善和保护生态环境,实现小水电开发与生态环境保护的协调发展。
参考文献
[1]郝力赫.浅谈农村小水电对生態环境的影响与治理[J].黑龙江水利科技,2021,49(04):100-101.
[2]林彰文,林生,顾继光,胡超.浮游植物群落对海南小水电建设的响应[J].生态学报,2013,33(04):1186-1194.
[3]贾建辉,陈建耀,龙晓君.水电开发对河流生态环境影响及对策的研究进展[J].华北水利水电大学学报(自然科学版),2019,40(02):62-69.
[4]彭玉芝,周欣锐,于江,朱昕.绿色小水电评价标准及制度探究[J].长江科学院院报,2018,35(08):139-144