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（新疆水利水电勘测设计研究院 新疆 乌鲁木齐 830000）
【摘 要】从水能资源自身及我国能源资源的特点分析，今后10～20年我国河流的水能开发将进入一个快速发展期，但是现在河流的水能开发与生态环境保护的矛盾越来越突出，为了实现河流的水能开发与生态环境保护的协调发展，需要以科学的发展观为指导，从规划设计、施工、运行管理、科研等多方面重视水能开发中的生态环境保护问题，并妥善处理遇到的问题，确保我国河流的水能开发与生态环境保护和谐统一。
【关键词】水能开发；生态环境保护；影响；和谐
Headstream water energy development and ecosystem environmental protection of our country
Zhang Lei
(Xinjiang water conservancy and electricity survey and design research institute Urumqi Xinjiang 830000)
【Abstract】From water characteristics of the resources oneself and our country energy resources analysis, aftertime 10~20 years our country headstream water energy development will get into a fast development period, but now headstream water energy develop is more and more outstanding with the antinomy of ecosystem environmental protection, can develop for the sake of carrying out headstream water and the coordination development of ecosystem environmental protection, need to take the development view of science as to guide, from programming design, construction, circulate management, research's etc. in many ways values water energy develop problem of ecosystem environmental protection, and appropriate processing problem, ensure our country headstream water energy develop with ecosystem environmental protection harmony unify.
【Key words】Water energy development, Ecosystem environmental protection, Influence, Harmony
当前，大多数发达国家的水能开发率很高，有的国家甚至高达90％以上，而发展中国家水能资源开发率极低，一般只有10 ％左右。我国的水能开发率仅略高发展中国家的平均水平，研究表明，今后10～20年我国的水能开发将进入一个快速发展期，但是近年来河流的水能开发与生态环境保护的矛盾越来越突出。2003年，一场关于“杨柳湖工程”和“怒江水电开发规划”的争论引起了社会和公众对水能开发和生态环境保护关系的关注；2005年，新疆的“上千佛洞工程”被国家环保总局否决，都说明了这一点。
要正确处理水能开发与保护生态环境的关系,就必须科学地、实事求是地分析水能开发中可能导致的生态环境问题，并结合实际对具体问题进行具体分析，分清主次，抓住关键，用科学的发展观、人与自然和谐相处的理念妥善处理遇到的问题，确保我国水能开发与生态环境保护和谐统一。通过分析研究，水能开发对生态环境的影响主要为：对气候、水文、地质、土壤、水体、鱼类和生物物种的影响，且影响是双重的。
1. 水能开发对生态环境的正面影响
1.1 水能开发对减轻严重洪灾和持续干旱有重要作用。
中国历史上因严重洪灾和持续干旱造成赤地千里、瘟疫流行、人民流离失所，社会动荡，严重洪灾和持续干旱导致社会经济发展停滞和倒退的事屡屡发生。水能开发中，一般都修建有大坝，大坝在防洪、灌溉、供水等方面的作用，本质上就是减轻和防止灾难性生态环境的发生。
1.2 水能开发有利于减少污染物的排放、改善空气质量。
在中国，造成大气质量严重污染的主要原因是以煤为主的能源结构，且未对煤炭利用采取有效的环保措施。在中国大气中，烟尘和二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%均来自于燃煤；矿区附近尾矿废弃物的排放量150亿吨、煤矸石的排放量40亿吨，并且每年还以4～5亿吨的排放量剧增。
因此，在中国没有污染气体排放的水能资源应该优先利用。目前已利用水能资源3亿kW，按平均年利用4000小时计，年发电量为12000亿KW•h。按照先进的耗煤水平（330g/KW•h）计，每年可以减少燃烧原煤4亿吨，减排8亿吨的 CO2，960～1600万t的 SO2，8万t的 CO，296万t 的NOx，以及大量的悬浮颗粒物，废水和固体废物。如果说，减排SO2可通过加大投入采用洁净煤燃烧技术实现的话，而减排CO2洁净煤燃烧技术是不能实现的。在美国以煤气化为基础，制氢与收集埋存CO2相结合，实现CO2的近零排放技术已列入21世纪的科技计划。
1.3 水能开发有利于局部生态环境的改善。
水能开发中的某些高坝创造了大型人造湖泊，改变了周围的生态环境。有时，这种局部生态环境的改变有利于周围区域农业和工业化栽培的发展，例如葛洲坝、丹江口、东江等水利工程周围。此外，局部生态环境的改善使许多水利工程成为著名的风景区，并通过合理的景观设计和重建，使其成为非常美丽的公园和鸟的栖息地。例如黄河三角洲的一些平原水库已获得了天鹅湖的称号。
2. 水能开发对生态环境的负面影响
由于许多的水能开发都要在天然河道上修建拦河建筑物，减小河流的最大流量，增大河流的最小流量，从而改变河道原来的流量过程，最终破坏原河道周围的生态环境。水能开发对生态环境的负面影响主要主要表现在以下几个方面。
2.1 对水体的负面影响。
水能开发使河道的水流流速小，降低了水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力，因此，复氧能力减弱，使得水体的自净能力比原河流弱；水流流速减小，水的透明度增大，利于藻类光合作用，藻类大量生长，导致水体富营养化；被淹没的植被和腐烂的有机物大量消耗水体中的氧气，释放沼气和大量二氧化碳，导致温室效应；悬移质沉积于库底,长期累积不易迁移，使有毒物质或难降解的重金属形成次生污染源。
2.2 对土壤的负面影响。
水能开发中带有水库的梯级会引起库区周围土地的浸没、沼泽化和盐碱化。
在库区的浸没区域，因土壤中的通气条件差，会造成土壤中的微生物活动减少，肥力下降，影响作物的生长；库区的水位上升引起地下水位上升，土壤出现沼泽化、潜育化；库岸渗漏补给地下水经毛细管作用升至地表，在强烈蒸发作用下，会使水中盐分浓集于地表，形成盐碱化。
2.3 对周边陆生植物和动物的负面影响。
水能开发中永久性的建筑物和一些区域的淹没会直接导致周边植物和动物的死亡，此外，局部气候的变化以及土壤沼泽化、盐碱化等还会造成动植物的种类、结构的变化。
2.4 对洄游鱼类的负面影响。
当前社会上极为关注的是水能开发建设对洄游鱼类造成的影响。首先，水能开发中水库的修建切断了洄游性鱼类的洄游通道；其次，水库深孔下泄的水温较低，会影响下游鱼类的生长和繁殖，此外下泄清水还会影响了下游鱼类的饵料；一些高坝水库溢流泄洪时，高速水流会造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。
3. 以科学的发展观为指导，确保我国河流的水能开发与生态环境保护和谐统一
生态与环境是当前全社会十分关注的问题。关注生态，是经济社会高度发展后人们思想认识的升华所产生的必然结果。作为水利水电工作者，我们的一项重要任务就是保护生态环境，促进人与自然和谐统一。社会各界对水能开发中修建大、中型拦河建筑物持有不同的看法，一些人认为水能开发不消耗水资源，不会对生态环境产生太大影响，不必太关注；另一些人又认为在河流上修建大、中型拦河建筑物会严重破坏生态环境，不能搞拦河式的水能开发；这两种观点都过于偏激。我认为我们首先应该肯定在河流上搞水能开发是利大于弊的，其次我们以科学的发展观为指导，能够做到河流的水能开发与生态环境保护和谐统一。
虽然水能开发在一定程度上改变了自然面貌和生态环境，使已经形成的生态平衡状态受到干扰破坏，但是自然界遵循着由平衡状态到不平衡状态再到平衡状态的发展规律。只要遵循“因势利导，因地制宜”的原则，合理规划，周全设计，精心施工，加强科学管理，大多负面影响都可以得到缓解，再加上生态环境自身的适应性，是能够做到水能开发与生态环境的和谐统一。水利工程带来的环境问题千变万化,只要没达到极度恶化的程度,就总能找到解决的办法。
为了达到水能开发和生态环境的和谐统一，需要注意以下工作：
3.1 加强国家对水能资源的统一管理。
水能资源规划应该是政府行为。应该在国土资源综合规划和水资源综合规划的指导下制定水能资源开发规划。
我国电力体制改革后，水能资源开发的政府管理职能进一步分散并有弱化的趋势。政府应该对水能资源规划加强统一管理，强化规划工作中的规划环评工作，超前组织对尚未进行规划的河流开展规划，对尚未批准的河流规划尽快进行审查。
3.2 因地制宜、选择适当的开发目标。
过去的水能资源规划，按照流域梯级开发模式，往往追求100%的开发率。但是现在看来有些河段生态问题严重，不适宜水能开发，因此在水能规划时应因地制宜、选择适当的开发目标，对生态环境问题少的河流，可以100%的开发；而对于生态环境问题严重的河流，可以放弃部分河段的开发；比如新疆的布尔津河上就喀纳斯湖附近的两个水电梯级就由于生态问题严重从规划中直接剔除，根据多数发达国家的水能开发经验，水能资源开发量为河流水能蕴藏量的70～80%是比较理想的。
3.3 水能开发的形式与各梯级的运行要尽可能兼顾生态环境的要求。
水能开发的不同形式与各梯级的运行方式，对生态环境的影响不同。在自然条件许可的情况下，采用“龙头水库”加多级引水式开发的模式可以减轻对生态环境的影响。上游河道坡降大，河谷狭窄，植被稀少，因此在上游修建高坝大库，一般对生态环境影响较中下游小。引水式开发对河道生态环境中的也比较小。水电梯级的运行方式，以调峰运行经济价值最高，但为了兼顾生态环境影响，应该安排一定的机组按基荷运行，此外。还应该在工程低部设置放水设施，以保证在机组全停时也能下泄最低生态流量，同时保证下游河段的需水。
3.4 开展水能开发和生态环境的和谐统一的科学技术研究。
研究河流生态环境的适应性，例如某种河道植物不死亡的最小需水量和最大需水量等；研究水能规划中环境影响评价的理论和方法；研究大型水利水电工程的生态环境效应及对策；研究遗弃开挖料的利用及施工场地复垦造地技术；研究高坝过鱼的新技术等。
参考文献
［1］ 高季章，建立与生态环境友好的水电建设体系：1-6
［2］ 赵博、王铁良、周林飞、杨培奇，生态环境需水计算方法概述：1-6
［3］ 左东启，水力发电与环境生态：1-7
［4］ 李鑫、朱奕鹏、罗渊峰，水利工程与生态环境：1-2
［5］ 曹永强、倪广恒、胡和平，水利水电工程建设对生态环境的影响分析：1-3
【摘 要】从水能资源自身及我国能源资源的特点分析，今后10～20年我国河流的水能开发将进入一个快速发展期，但是现在河流的水能开发与生态环境保护的矛盾越来越突出，为了实现河流的水能开发与生态环境保护的协调发展，需要以科学的发展观为指导，从规划设计、施工、运行管理、科研等多方面重视水能开发中的生态环境保护问题，并妥善处理遇到的问题，确保我国河流的水能开发与生态环境保护和谐统一。
【关键词】水能开发；生态环境保护；影响；和谐
Headstream water energy development and ecosystem environmental protection of our country
Zhang Lei
(Xinjiang water conservancy and electricity survey and design research institute Urumqi Xinjiang 830000)
【Abstract】From water characteristics of the resources oneself and our country energy resources analysis, aftertime 10~20 years our country headstream water energy development will get into a fast development period, but now headstream water energy develop is more and more outstanding with the antinomy of ecosystem environmental protection, can develop for the sake of carrying out headstream water and the coordination development of ecosystem environmental protection, need to take the development view of science as to guide, from programming design, construction, circulate management, research's etc. in many ways values water energy develop problem of ecosystem environmental protection, and appropriate processing problem, ensure our country headstream water energy develop with ecosystem environmental protection harmony unify.
【Key words】Water energy development, Ecosystem environmental protection, Influence, Harmony
当前，大多数发达国家的水能开发率很高，有的国家甚至高达90％以上，而发展中国家水能资源开发率极低，一般只有10 ％左右。我国的水能开发率仅略高发展中国家的平均水平，研究表明，今后10～20年我国的水能开发将进入一个快速发展期，但是近年来河流的水能开发与生态环境保护的矛盾越来越突出。2003年，一场关于“杨柳湖工程”和“怒江水电开发规划”的争论引起了社会和公众对水能开发和生态环境保护关系的关注；2005年，新疆的“上千佛洞工程”被国家环保总局否决，都说明了这一点。
要正确处理水能开发与保护生态环境的关系,就必须科学地、实事求是地分析水能开发中可能导致的生态环境问题，并结合实际对具体问题进行具体分析，分清主次，抓住关键，用科学的发展观、人与自然和谐相处的理念妥善处理遇到的问题，确保我国水能开发与生态环境保护和谐统一。通过分析研究，水能开发对生态环境的影响主要为：对气候、水文、地质、土壤、水体、鱼类和生物物种的影响，且影响是双重的。
1. 水能开发对生态环境的正面影响
1.1 水能开发对减轻严重洪灾和持续干旱有重要作用。
中国历史上因严重洪灾和持续干旱造成赤地千里、瘟疫流行、人民流离失所，社会动荡，严重洪灾和持续干旱导致社会经济发展停滞和倒退的事屡屡发生。水能开发中，一般都修建有大坝，大坝在防洪、灌溉、供水等方面的作用，本质上就是减轻和防止灾难性生态环境的发生。
1.2 水能开发有利于减少污染物的排放、改善空气质量。
在中国，造成大气质量严重污染的主要原因是以煤为主的能源结构，且未对煤炭利用采取有效的环保措施。在中国大气中，烟尘和二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%均来自于燃煤；矿区附近尾矿废弃物的排放量150亿吨、煤矸石的排放量40亿吨，并且每年还以4～5亿吨的排放量剧增。
因此，在中国没有污染气体排放的水能资源应该优先利用。目前已利用水能资源3亿kW，按平均年利用4000小时计，年发电量为12000亿KW•h。按照先进的耗煤水平（330g/KW•h）计，每年可以减少燃烧原煤4亿吨，减排8亿吨的 CO2，960～1600万t的 SO2，8万t的 CO，296万t 的NOx，以及大量的悬浮颗粒物，废水和固体废物。如果说，减排SO2可通过加大投入采用洁净煤燃烧技术实现的话，而减排CO2洁净煤燃烧技术是不能实现的。在美国以煤气化为基础，制氢与收集埋存CO2相结合，实现CO2的近零排放技术已列入21世纪的科技计划。
1.3 水能开发有利于局部生态环境的改善。
水能开发中的某些高坝创造了大型人造湖泊，改变了周围的生态环境。有时，这种局部生态环境的改变有利于周围区域农业和工业化栽培的发展，例如葛洲坝、丹江口、东江等水利工程周围。此外，局部生态环境的改善使许多水利工程成为著名的风景区，并通过合理的景观设计和重建，使其成为非常美丽的公园和鸟的栖息地。例如黄河三角洲的一些平原水库已获得了天鹅湖的称号。
2. 水能开发对生态环境的负面影响
由于许多的水能开发都要在天然河道上修建拦河建筑物，减小河流的最大流量，增大河流的最小流量，从而改变河道原来的流量过程，最终破坏原河道周围的生态环境。水能开发对生态环境的负面影响主要主要表现在以下几个方面。
2.1 对水体的负面影响。
水能开发使河道的水流流速小，降低了水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力，因此，复氧能力减弱，使得水体的自净能力比原河流弱；水流流速减小，水的透明度增大，利于藻类光合作用，藻类大量生长，导致水体富营养化；被淹没的植被和腐烂的有机物大量消耗水体中的氧气，释放沼气和大量二氧化碳，导致温室效应；悬移质沉积于库底,长期累积不易迁移，使有毒物质或难降解的重金属形成次生污染源。
2.2 对土壤的负面影响。
水能开发中带有水库的梯级会引起库区周围土地的浸没、沼泽化和盐碱化。
在库区的浸没区域，因土壤中的通气条件差，会造成土壤中的微生物活动减少，肥力下降，影响作物的生长；库区的水位上升引起地下水位上升，土壤出现沼泽化、潜育化；库岸渗漏补给地下水经毛细管作用升至地表，在强烈蒸发作用下，会使水中盐分浓集于地表，形成盐碱化。
2.3 对周边陆生植物和动物的负面影响。
水能开发中永久性的建筑物和一些区域的淹没会直接导致周边植物和动物的死亡，此外，局部气候的变化以及土壤沼泽化、盐碱化等还会造成动植物的种类、结构的变化。
2.4 对洄游鱼类的负面影响。
当前社会上极为关注的是水能开发建设对洄游鱼类造成的影响。首先，水能开发中水库的修建切断了洄游性鱼类的洄游通道；其次，水库深孔下泄的水温较低，会影响下游鱼类的生长和繁殖，此外下泄清水还会影响了下游鱼类的饵料；一些高坝水库溢流泄洪时，高速水流会造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。
3. 以科学的发展观为指导，确保我国河流的水能开发与生态环境保护和谐统一
生态与环境是当前全社会十分关注的问题。关注生态，是经济社会高度发展后人们思想认识的升华所产生的必然结果。作为水利水电工作者，我们的一项重要任务就是保护生态环境，促进人与自然和谐统一。社会各界对水能开发中修建大、中型拦河建筑物持有不同的看法，一些人认为水能开发不消耗水资源，不会对生态环境产生太大影响，不必太关注；另一些人又认为在河流上修建大、中型拦河建筑物会严重破坏生态环境，不能搞拦河式的水能开发；这两种观点都过于偏激。我认为我们首先应该肯定在河流上搞水能开发是利大于弊的，其次我们以科学的发展观为指导，能够做到河流的水能开发与生态环境保护和谐统一。
虽然水能开发在一定程度上改变了自然面貌和生态环境，使已经形成的生态平衡状态受到干扰破坏，但是自然界遵循着由平衡状态到不平衡状态再到平衡状态的发展规律。只要遵循“因势利导，因地制宜”的原则，合理规划，周全设计，精心施工，加强科学管理，大多负面影响都可以得到缓解，再加上生态环境自身的适应性，是能够做到水能开发与生态环境的和谐统一。水利工程带来的环境问题千变万化,只要没达到极度恶化的程度,就总能找到解决的办法。
为了达到水能开发和生态环境的和谐统一，需要注意以下工作：
3.1 加强国家对水能资源的统一管理。
水能资源规划应该是政府行为。应该在国土资源综合规划和水资源综合规划的指导下制定水能资源开发规划。
我国电力体制改革后，水能资源开发的政府管理职能进一步分散并有弱化的趋势。政府应该对水能资源规划加强统一管理，强化规划工作中的规划环评工作，超前组织对尚未进行规划的河流开展规划，对尚未批准的河流规划尽快进行审查。
3.2 因地制宜、选择适当的开发目标。
过去的水能资源规划，按照流域梯级开发模式，往往追求100%的开发率。但是现在看来有些河段生态问题严重，不适宜水能开发，因此在水能规划时应因地制宜、选择适当的开发目标，对生态环境问题少的河流，可以100%的开发；而对于生态环境问题严重的河流，可以放弃部分河段的开发；比如新疆的布尔津河上就喀纳斯湖附近的两个水电梯级就由于生态问题严重从规划中直接剔除，根据多数发达国家的水能开发经验，水能资源开发量为河流水能蕴藏量的70～80%是比较理想的。
3.3 水能开发的形式与各梯级的运行要尽可能兼顾生态环境的要求。
水能开发的不同形式与各梯级的运行方式，对生态环境的影响不同。在自然条件许可的情况下，采用“龙头水库”加多级引水式开发的模式可以减轻对生态环境的影响。上游河道坡降大，河谷狭窄，植被稀少，因此在上游修建高坝大库，一般对生态环境影响较中下游小。引水式开发对河道生态环境中的也比较小。水电梯级的运行方式，以调峰运行经济价值最高，但为了兼顾生态环境影响，应该安排一定的机组按基荷运行，此外。还应该在工程低部设置放水设施，以保证在机组全停时也能下泄最低生态流量，同时保证下游河段的需水。
3.4 开展水能开发和生态环境的和谐统一的科学技术研究。
研究河流生态环境的适应性，例如某种河道植物不死亡的最小需水量和最大需水量等；研究水能规划中环境影响评价的理论和方法；研究大型水利水电工程的生态环境效应及对策；研究遗弃开挖料的利用及施工场地复垦造地技术；研究高坝过鱼的新技术等。
参考文献
［1］ 高季章，建立与生态环境友好的水电建设体系：1-6
［2］ 赵博、王铁良、周林飞、杨培奇，生态环境需水计算方法概述：1-6
［3］ 左东启，水力发电与环境生态：1-7
［4］ 李鑫、朱奕鹏、罗渊峰，水利工程与生态环境：1-2
［5］ 曹永强、倪广恒、胡和平，水利水电工程建设对生态环境的影响分析：1-3