流域水电开发规划环境影响评价指标体系构建(共11页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上流域水电开发规划环境影响评价指标体系构建陈凯麒1作者简介：陈凯麒（1958），男，浙江上虞人，研究员，博士生导师，从事环境保护工作；吴佳鹏（1980），男，吉林扶余人，博士研究生，研究方向为水利水电工程环境影响评价.，吴佳鹏2（1.国家环境保护部环境工程评估中心，北京 ；2.中国水利水电科学研究院水环境研究所，北京）摘要：针对流域水电开发规划指标体系构建问题，从流域可持续发展角度入手，本文结合价值模型和“压力状态响应模型”，确立了水电开发规划六个环境质量目标、六类环境因子、19个评价指标的指标体系框架。六个环境质量目标为：提高流域水能资源的生产和服务功能；保持区域生态

2、环境稳定；保护流域的水土资源和人文景观；经济上可行；社会可接受；降低开发的风险水平。对应的六类环境因子为：开发性因子；稳定性因子；保护性因子；经济活力因子；社会可接受因子；环境风险因子。同时给出了水文情势分形维数、未利用河段的比例、水土流失程度、社会支持度等指标等的计算方法。给出了环评指标体系构建的一新研究方向。关键词：流域水电开发规划；环境影响评价；指标体系；价值模型；PSR中图分类号：X820.3；TV213.2 文献识别码：A1序言指标体系是评价对象的结构框架，是对复杂系统的科学描述，是系统层次上的指标Error! Reference source not found.。只有建立一系列指

3、标，才能对规划行为的环境影响进行监测、评价和预测性研究，为政府战略决策提供信息支持，使规划环境影响评价从理论研究阶段进入可操作的实际应用阶段。目前，关于规划环境影响评价的指标体系大都基于压力（Pressure）状态（State）响应（Response）（以下简称PSR）模型来构建的Error! Reference source not found.。部分学者对PSR进一步完善，提出了DPSIR模式，即“驱动力压力状态影响响应”（DriversPressuresStatesImpactsResponses）模式，反映了人类与环境之间的相互作用与关系，是可持续发展指标体系中“压力响应”框架模式的演

4、变与拓展。除了PSR模型外，还有基于“生态环境资源与能源利用社会经济”模式Error! Reference source not found.、“属性结构功能”模式Error! Reference source not found.等类PSR模型。水电开发规划环境影响评价指标体系构建中，多数学者Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.采用按环境系统提取评价指标（或称“评价要素”）。按环境系统提取指标的方法，相对于PSR模型，后者用于指标体系构建，更易于理解指标来源和意义。如有学者采用PSR模型构建了

5、南通市水利发展“十一五”规划环境影响评价的指标体系框架Error! Reference source not found.。然而，PSR模型在规划环境影响评价指标体系构建中要求把人类活动与环境过程分离开来，流域水电开发规划环境影响评价恰好要求充分体现自身固有的环境特征及其开发活动引起的生态环境变化特征。一般来说，规划环境影响评价指标包括目标层、准则层和指标层等三个层次。PSR模型在指标层面确定上具有较大的优势，但整体评价规划的环境可行性取决于目标层的满足程度。本文引入价值模型进行水电开发规划环境影响评价指标体系目标层和准则层的确定，在此基础上结合PSR模型进行指标层的选取。2流域水电开发规划环

6、境影响评价的价值模型价值模型是通过先定义评价的价值目标，然后再寻找相应的评价指标，监测这些指标的变化来评价未来趋势，分析重大变化来确定变化的原因的评价方法Error! Reference source not found.。FAO的FESLM即是此类模型，先通过“参与性方法”由专家分析定义可持续的价值目标，然后再寻找相应的评价指标。与PSR模型相比，价值模型能够把人类活动和环境过程结合起来，不会造成可持续性在环境、经济和社会方面的冲突。价值模型在土地利用总体规划环境影响评价指标体系构建中已有成功运用之例Error! Reference source not found.。流域水电开发规划环境影

7、响评价的价值模型关键是确定价值目标，或者称之为“环境质量目标或标准”。在此将可持续发展概念引入水电开发规划环境影响评价中，确定了流域水电可持续利用的6项评价标准，即：保持和提高流域水能资源的生产和服务功能（开发性）、保持区域生态环境稳定（稳定性）、保护流域的水土资源和人文景观（保护性）、经济上可行（可行性）、社会可接受（可接受性）和降低开发的风险水平（风险性）。3 流域水电开发规划环境影响评价指标体系的设置根据流域水电可持续利用的6项评价标准，遵循科学性、完备性、可操作性、敏感性、功能性、多样性、稳定性与绝对动态相结合等原则，借鉴国内外的研究成果，建立了流域水电开发规划环境影响评价指标体系。指

8、标体系可分为三个层次（见表1）：目标层，即开发性、稳定性、保护性、经济上可行、社会可接受性等水电开发规划的价值目标；准则层；指标层，即具体反映规划目标的多项指标。评价指标主要源于两个方面：规划指标，如设计水头、装机容量等；规划中没有明确，但是可以通过相应的规划指标分析计算确定的指标，如景观多样性、景观破碎度等，该类指标直接受规划的影响，且与环境保护密切相关。专心-专注-专业表1 流域水电开发规划环境影响评价的指标体系框架目标层准则层价值目标指标层预测依据驱动力指标状态指标响应指标开发性因子水能利用保持和提高流域水能资源的生产和服务功能水能利用率根据规划大纲直接计算装机装机容量发电量总发电量稳定

9、性因子景观变化保持区域生态系统的稳定景观多样性根据规划大纲及相关规划计算景观破碎度生物响应生物多样性指数耕地变化评价区（或移民区）耕地压力指数水文情势变化水文情势（流量、水位、泥沙）分形维数保护性因子河流开发程度保护流域的水土资源和人文景观未利用河段的比例根据规划大纲及相关规划计算植被生产力植被生产力指数水温影响水温降低变化距离水土保持水土流失程度生态用水生态环境用水保证程度文物古迹保存文物古迹保存率经济活力因子规划经济性经济上可行内部收益率根据规划大纲及相关规划计算损失效益比社会经济发展库区人均收入增加率社会可接受因子社会稳定社会可接受社会支持度公众参与环境风险因子环境风险降低开发的风险水平

10、水库诱发地质灾害的可能性根据规划大纲直接计算注： 表示未设置。（1）开发性因子评价指标河流的动能和势能是水电开发的基础条件，只有合理确定水能的利用程度，才能保持流域的稳定性和可持续性。河流的水能开发由是水头利用率、装机容量、总发电量等评价指标反映。（2）稳定性因子评价指标流域的稳定性因子主要是指在流域水电开发与环境条件间建立一种平衡关系，从而降低开发风险；相反，干扰这种关系的利用方式会增大风险。它反映流域可持续发展的能力和水平，通过景观多样性、景观破碎度、水生生物影响程度、评价区（或移民区）耕地压力指数和水文情势（流率、水位、泥沙）分形维数Error! Reference source not

11、 found.反映。（3）保护性因子评价指标流域保护性因子是指流域水电开发过程中不引起土地和水资源等的退化及文物古迹的破坏。由未利用河段的比例、植被生产力指数、水温降低变化距离、水土流失程度、生态环境用水保证程度Error! Reference source not found.和文物古迹保存率等指标组成。（4）经济活力因子评价指标流域水电开发的经济可行性是流域水能持续利用的动力条件，它表征水能资源可持续利用的水平。水电开发的经济效益是通过发电产生的直接经济收益和促进国民经济各业发展所做的贡献水平反映。流域水电开发的经济可行性具体由内部收益率、费效比和库区人均收入增加率反映。（5）社会可接受因

12、子评价指标规划方案能否得到公众的认同是衡量规划方案好坏的重要标准，只有得到公众赞成的方案才能得到有效的实施，才能实现流域的可持续发展。采用社会稳定程度Error! Reference source not found.反映群众对规划方案的满意程度。（6）环境风险因子评价指标规划方案的风险水平也是衡量规划方案优劣的重要标准，只有满足一定风险水平的规划方案才能称之为可行方案。目前，水电开发规划中最为重要的风险即为水库诱发地质灾害的风险，因此，选择水库诱发地质灾害的可能性作为水电开发规划方案的风险评价指标。4评价指标计算方法或表示方法（1）水能利用率水头利用率是反映河流水能利用程度的指标，是指设计水

13、头占规划河段可提供的总水头的百分比。即 公式1式中，水头利用率；为设计水头；为河段可提供的总水头。（2）景观多样性景观多样性指标是度量景观稳定程度的指标，主要考虑不同土地利用类型在景观中所占面积的比例和类型的多少。其计算公式采用Shannon-Weaver多样性指数： 公式2式中，为景观多样性指数，为各种缀块类型所占面积百分比，为景观类型的数目。（3）景观破碎度景观破碎度指景观被分割的破碎程度，反映水电开发规划对景观施加影响的强度。该指数的计算公式为： 公式3式中，表示景观整体破碎化程度，是景观缀块总数，表示景观面积。（4）水生生物影响程度水电开发规划对水生生物的影响从两个层次入手，即对“三场

14、一通道”（产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道）的影响评价和物种的影响评价，由于水生生态系统复杂性，目前对“三场一通道”的影响评价多以定性的方式（如大、较大等等）给出。对于物种的影响评价应用较多的是生物多样性指数。生物多样性是反映规划对流域或区域生物（包括陆生生物和水生生物）生存环境影响程度的指标。对生物多样性指的量度常采用香农威纳（Shannon-Wiener)指数Error! Reference source not found.，转化为常用对数为： 公式4式中，生物多样性指数；单位面积样品中第种的个体数；单位面积样品中所有种的总个数；收集到的种数。（5）评价区（或移民区）耕地压力指数耕地压力

15、指数Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.指一定区域为保障食物安全所需的最小人均耕地面积与实际人均耕地面积的对比关系，可以衡量水电开发规划实施后评价区（或移民区）耕地资源的紧张程度。其计算公式为： 公式5式中，为耕地压力指数；为最小人均耕地面积；为实际人均耕地面积。的计算公式为： 公式6式中，为食物自给率；G人均食物需求量；P为食物单产；为食物播种面积占总播种面积之比；k为复种指数。（6）水文情势（流量、水位）分形维数Error! Reference source not found.为曲线图，纵

16、横坐标均标准化（以单位长度计），给定一个标尺，就得到许多正方网格，若为曲线与正方形网格相交的总网格数，则曲线的分维数定义为： 公式7 图1计盒法计算分维示意图 下面以流量过程线为例，给出分维估算的具体步骤。步骤1 取某断面各月流量值，按时间先后顺序点绘在以时间（t）为横坐标、流量（X）为纵坐标的标准化坐标系中（Error! Reference source not found.）。步骤2 取初始小正方形的边长为（标尺长度），组成网格去覆盖流量过程线，计数与曲线相交的“盒子”的个数，得到重对数坐标点（，）。步骤3 改变边长（标尺长度），重复步骤，直到最大边长为止。步骤4 对于、步中得到的个点（，

17、），利用自然裂点法求出相应的无标度域。步骤5 在无标度域内用线性回归模型求出直线的斜率，即为分维。其他水文过程线，如水位、泥沙等估算步骤与流量过程线类同。（7）未利用河段的比例实践证明，保持河流原始的水位、流速等水文环境，对水生生物的多样性保护具有十分重要的意义。在流域水电开发中，应该考虑保留一定的自然河段，基于此，作者尝试给出“天然河段保存率”指标。其计算公式为： 公式8式中，为天然河段保存率；为开发的河段长度；为规划河段长度。（8）植被生产力指数陆生生态系统生产力采用Miami模型进行计算。即： 公式9 公式10式中：热量生产力（g/m2.a）水分生产力；年平均温度（）；年降水量（mm）气

18、温降水模型联合生产力采用如下公式计算： 公式11式中：为气温降水联合植被生产力，（t/m2.a）。（9）水土流失程度1）扰动地表、地貌新增水土流失量预测当工程扰动到原地表、地貌时，表层岩土结构变松，土质抗蚀能力降低，使表土植被的平衡关系失调，降雨时就会引起水土流失。其计算公式如下： 公式12式中，新增水土流失量；影响面积，km2；再塑地貌土壤侵蚀模数，t/km2.a；原地貌土壤侵蚀模数，t/km2.a；影响时间，a。2）弃土弃渣产生的水土流失量预测水电建设项目产生的弃土弃渣堆的边坡松散，稳定性差，抗蚀性差，容易形成面蚀或沟蚀，侵蚀强度为剧烈。其计算公式如下： 公式13式中，弃土弃渣产生水土流失

19、量t；弃土弃渣流失系数；弃土弃渣总量t。（10）生态环境用水保证程度生态环境用水保障程度是指在流域可持续发展和改善人居生存和生活环境的要求下，为保护和改善生态环境在平水年份的生态环境用水满足程度Error! Reference source not found.。其计算公式为 公式14式中，为生态环境用水保障率；为平水年份的生态环境可能供水量；为平水年份的生态环境需水总量。（11）文物古迹保存率文物古迹保存率计算公式为： 公式15式中，文物古迹保存率；规划后文物古迹数量（或占地面积）；现状文物古迹数量（或占地面积）。（12）内部收益率内部收益率是指水电开发规划计算期内各年净现金流量现值之和等于

20、零时的折现率。其计算公式为： 公式16式中 ，表示内部收益率；表示现金流入；表示现金流出；表示第t年的净现金流量；n为计算期。（13）损失效益比损失效益比表达式为： 公式17其中，表示环境经济损失，表示环境经济效益。环境经济效益主要包括发电效益、替代能源效益等直接效益以及社会经济效益、替代生物质能等间接效益；环境经济损失主要包括淹没园地林地的损失和旅游损失。（14）库区人均收入增长率人均收入指标既是一个科学的概念，也是实际经济现象的反映，是考评农业和农村经济的首要指标Error! Reference source not found.。引入人均收入增长率指标，用来衡量流域水电开发规划的实施对于

21、增加当地农民收入所产生的影响，其计算公式为： 公式18式中，表示人均收入增长率；为工程实施前的农民实际人均收入水平；为工程实施后预测可达到的农民人均收入水平（这里的收入水平测算只考虑因水电开发规划实施而带来的人均收入变化)。（15）社会支持度一个好的流域水电开发规划，应在充分考虑社会各方面或各阶层民众利益的基础上完成，其规划方案应被大多数公众拥护或接受。社会支持度用来衡量规划流域或河段公众对规划的支持或接受程度的指标。其计算公式为： 公式19式中，S 表示社会支持度；，表示权重；，分别表示规划的公众满意率和乡村干部支持度。（16）水库诱发地质灾害的可能性水库诱发地质灾害主要包括三个方面：工程施

22、工使地形地貌发生巨大改变，如山坡开挖导致边坡失稳，大坝构筑及弃渣堆放引起地基变形，从而加剧和诱发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害；库岸浪蚀、库水浸泡及库水位频繁变动导致的地质灾害体失稳与复活；水库诱发地震。目前，对于前面两种诱发风险，通常以定性方式表述，如可能、极可能等等。水库诱发地震的可能性采用最多的就是概率分析法。具体计算方法参见文献Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.。5 结语本文针对流域水电开发规划环评指标体系构建问题，提出了价值模型和PSR相结合的思路和方法，给出了环评指标体系构建的一新研

23、究方向，确立了水电开发规划的六个目标层19个评价指标的指标框架体系。指标具有以下特点：指标体系把“可持续发展”放在优先考虑的位置，符合我国现阶段的发展战略和内在要求；指标体系比较全面，采用可选菜单式，反映了我国流域开发的多样化特点，有利于指标体系的普遍适用性，即指标体系可以根据流域的特殊性适当拓展；首次引入了水文情势分形维数指标，使规划与调度挂钩，找到了水文过程影响评价的有效方式，使评价更具针对性和实用性；评价指标获取容易，根据规划大纲和相关规划就能获得，避免出现一些如水温对水生生物影响等难以短期预测和量化的指标。但指标体系局限在微观和中观层面上，缺乏宏观层面上的指标；有待进一步扩充如水资源利

24、用程度、水电开发对当地产业结构的调整作用指标、温室气体减排等指标，对此深入的研究是今后的方向。参考文献1 杜云雁，吴跃明，张翼.表征苏南城镇环境经济协调发展的指标体系J.上海环境科学，1997，16（6）：12-15.2 周炳中，杨浩，包浩生，等.PSR模型及在土地可持续利用评价中的应用J.自然资源学报，2002，（5）：541-545.3 许玉，钱翌，王秀珍，等.规划环境影响评价（PEIA）技术框架与指标体系构建初探J.新疆环境保护，2005，27（3）：36-39.4 唐占辉，盛连喜，马逊风，等.流域开发建设规划环境影响评价的编制方法及评价指标体系的建立J.吉林水利，2005，（2）：1-

25、3.5 薛联芳，邱进生，戴向荣. 流域水电开发规划环境影响评价指标体系的初步探讨J. 水电站设计，2007，23（3）：12-14.6 顾洪宾，喻卫奇，崔磊.我国水电开发规划环境影响评价初探J. 水电站设计，2007，23（3）：1-4.7 赵娜，孙志刚，孙华. 水利专项规划环境影响评价研究J. 重庆科技学院学报（自然科学版），2007，9（3）：119-121.8 张凤荣，王静，陈百明，等.土地持续利用评价指标体系与方法M.北京：中国农业出版社，2003.9 陈光建.土地利用总体规划环境影响评价指标体系研究D.中国科学院研究生院（成都生物研究所），2006.10 吴佳鹏，陈凯麒.分形理论在水

26、文情势影响评价中的应用J.水电能源科学，2008，26（1）：37-39.11 唐数红. 塔里木盆地南缘诸河水资源利用的生态意义J. 干旱区研究，2003，20（3）：164-167.12 谢俊奇.可持续土地利用的社会，资源和经济影响评价的初步研究J.中国土地科学，1998，12（3）：1-5.13 潘丽华，刘晓峰，赵永志，杨晨. 扎龙自然保护区鸟类多样性指数的测定J. 高师理科学刊，2000，20（2）：56-58.14 蔡运龙，傅泽强等.区域最小人均耕地面积与耕地资源调控J.地理学报，2002，57（2）：127-134.15 李玉平. 基于耕地压力指数的陕西省粮食安全状况研究J. 干旱区

27、地理，2007，30（4）：601-604.16 张于喆，史清琪，张岳. 我国水利现代化的评价指标体系J. 人民黄河，2003，25（11）：4-6.17 穆久顺，周慧秋.对人均收入指标理论的探索与研究J.农业经济问题，1999（11）：45-48.18 Packer D R. Reservoir induced seismicity，: Summary and implications for occurrence of riskJ. GSA，1979，11（7）.19 Beacher C B. Reservoir induced seismicity，: Probability of ri

28、sk at deep and or very large reservoirs J.GSA，1979，11（7）.Construction of Index System to Basin Hydropower Planning EIA CHEN Kaiqi2，WU Jiapeng 1（1.Appraisal Center for Environment & Engineering of Ministry of Environmental Protection，Beijing ，China ；2.Department of Water Environment，China Institute o

29、f Water Resources and Hydropower Research，Beijing ，China）Abstract：The index system is the one of major prerequisites implementing from theoretical stage to practical one in EIA. The paper develops the thought and way of the index system building for hydropower development planning environmental impa

30、ct assessment combined value model with pressure-state-response model, and establishes six environmental quality objects, six environmental factors and 19 evaluating indicators for basin hydropower development planning. Six environmental quality objects are: (1) improving the function of hydropower

31、resources productivity and service in basin; (2) maintaining the stabilization of local ecological environment; (3) conserving the basins water-soil resources and natural and man-made sight; (4) practicing from the point of economy; (5) accepting by local people; and (6) decreasing the development r

32、isk. Six corresponding environmental factors are exploitation, stability, protective, economic vigor, social acceptance, and environmental risk. Moreover, the expression of some index are given including water regime fractal deminsion, the rate of unexploited river reach, the extent of water loss and soil erosion, social supporting degree and so on.Key words：Basin Hydropower Development Planning；Environmental Impact Assessment；Index System；Value Model；Pressure-State-Response Model