iData_水利水电工程对生态环境的影响及保护对策_司源.docx

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1、水利水电工程对生态环境的影响及保护对策 司源 (河海大学水利水电学院，江苏南京 210098) 摘 要 :水利水电工程建设在除害兴利、产生丰富可再生绿色资源的同时，也不同程度地破坏了原有生态环境的平衡。 水利水电工程可以有效拦蓄洪水，提高河道过流能力，改善下游生态环境等，但同时对河流生态和社会环境产生不利影 响。在水利水电工程建设过程中，应增强生态环境保护意识，进一步健全水利水电工程环境影响评价体系，建立和实施 生态补偿机制等，保护生态环境。 关键 词：水利水电工程；生态环境；水电资源；小浪底水利枢纽 中图分类号： X37 文献标识码： A doi: 10. 3969/j. issn. 100

2、04379. 2012. 02. 044 Impacts on the Eco-Environment of the Hydraulic and Hydropower Projects and Protection Countermeasures SI Yuan (Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power, Hohai University, Nanjing 2009, China) Abstract: With the benefit promotion and damage reduction, abundant rene

3、wable green resources production, water and hydropower engineering works also destroy the original ecology balances in some degree. Water and hydropower engineering works can intercept flood， improve channel flow capacity and downstream ecotype, at the same time there will be some negative impacts o

4、n river ecosystem and social circumstances. So some measures should be done to improve the environmental awareness, perfect the environmental impact assessment system and establish ecological compensation mechanism in the process of water and hydropower engineering construction. Key words: water and

5、 hydropower engineering; eco-environment; hydroelectric resources ; Xiaolangdi hydrounction 生态环境是指影响人类与生物生存和发展的一切外界条 件的总和，是社会和经济持续发展的基础。现代水利水电工程 建设对社会发展发挥着积极作用，产生了巨大的经济效益、社 会效益和生态环境效益，但同时在一定程度上影响、改变了自 然生态。随着水利建设步伐的加快，其对环境的影响日益加 重，水资源利用、水利工程建设引起的环境问题已受到人们的 重视。在新时期，要用科学发展观和人与自然和谐相处的理念 处理水利水电开发与生态环境的关系

6、，在保护生态环境的前提 下积极发展水利水电工程，实现水利水电资源开 发与生态环境 保护的双赢。 1 水利水电工程建设的必要性 (1) 除害兴利是水利水电工程的本质。水利水电工程建设 对社会发展发挥着积极作用，除了灌溉、发电之外，还实现了防 洪、城市供水、调水、渔业、旅游、航运、生态与环境等综合应用， 产生了巨大经济效益。自古以来，除害兴利是水利水电工程的 本质。 (2) 水电资源是最丰富的绿色可再生能源。在能源危机、 气候危机的大背景下，世界各国都把开发水电作为能源发展的 优先领域。我国是世界上水能资源最为丰富的国家之一，水库 的功能从初期的防止洪涝灾害发展到水能开发利用兼民生水 利，以水利电

7、力为主的大坝，同时肩负着流域防洪、水量调配等 功能 1_2。目前我国水电资源开发利用率约为 26%，还有 70%以上的水电资源待开发，水能利用程度远低于世界工业化 国家，水电的建设任务还十分繁重 3。 2 水利水电工程建设与生态环境的关系 水利水电工程建设与生态环境之间具有密切关系。从普 遍意义上讲，水利水电工程在实现巨大经济效益、社会效益的 同时，在施工建设和运行中也不同程度地破坏原有生态环境的 平衡。水利水电工程的影响主要包括移民问题，对泥沙和河道 的影响，对气候、水文、地质、土壤、水体、鱼 类和生物物种的影 响，对文物和景观的影响，以及对人类健康的影响等 4。水利 水电工程建设必须在最大

8、限度地保护生态环境的前提下进行， 否则难以确保水利水电工程事业的长久发展。 收稿日期 :20114(M)9 作者简介：司源 （ 1990），女，河南郑州人，在读本科生。 Enail: hhusiyuan 163. com 126 2.1 水利水电工程对河流生态环境的积极作用 随着经济的发展和人口的增长，人类对水资源的需求曰益 增加，在众多河流上都修建了水利工程来调节水量、开发利用 水资源，满足供水、防洪、灌溉、发电、航运等需求。水利工程在 对经济发展、社会进步发挥巨大推动作用的同时，对生态环境 同样具有积极作用。水利工程可以通过调节水量丰枯，合理配 置水资源，防止河道断流，减轻水旱灾害损失，抵

9、御洪涝灾害对 生态系统的冲击，同时也改善了干旱与半干旱地区的生态状况 等，充分发挥了河流的各种功能，促进了社会经济的发展。 以小浪底水利枢纽为例进行分析。 1999 年 10 月小浪底水 利枢纽工程下闸蓄水以来，通过精心调度、科学管理，在防洪、 减 淤、供水、灌溉、生态、发电等方面发挥了巨大的效益。同时 通过合理调度，还保障了黄河下游及入海口的生态需求流量， 大改善了黄河下游生态环境，黄河三角洲湿地面积明显 增大。 (1) 有效拦蓄黄河上中游洪水。 2003 年 8 10 月，黄河流 域遭遇几十年来最为严重的 “ 华西秋雨 ” ，中下游干支流相继发 生 10余次洪水过程。小浪底水库进行蓄洪、削

10、峰、错峰运用， 拦蓄洪水58.5亿 m3,将黄河下游可能出现的 6 000 m3/s洪峰 消减至 2 800 m3/s以下，避免了滩区 179 万人的转移以及 25 万 hm2耕地遭受水淹，实现直接经济 效益 110 亿元。 (2) 通过调水调沙冲刷了下游河道，提高河道过流能力。 小浪底水库投运以来，拦截了大量泥沙，对下游河道起到了有 效减淤作用。 2002 年至今，黄河已累计进行了 11 次调水调沙， 将数亿吨泥沙冲入大海，冲刷了下游河道，使河道主槽行洪能 力提高至 4 000 m3/S，有效缓解了下游 “ 二级悬河 ” 的威胁。 (3) 保障沿黄地区及供水区的用水需求。在供水和灌溉方 面，

11、2000 2009 年，小浪底水库累计供水 1 624. 6 亿 m3，累计补 水660. 99 亿 m3，为黄河连续 10 a 不断流发挥了重要作用，由 此提高了下游地区 266.67 万 hm2灌区耕地的灌溉保证率，缓 解了工农业生产和生活用水的紧张局面。通过科学调度，截至 目前，水库还为引黄济津、引黄济青、引黄济淀提供了充足 水源。 (4) 改善黄河下游生态环境。通过小浪底水利枢纽调节， 黄河下游和河口地区最低生态用水得到保障，改善了黄河下游 生态环境，河口生态植被得到一定程度恢复。黄河湿地面积增 大，昔日的盐碱地变成了百鸟园。 2.2 水利工程对河流生态的影响 2.2.1 对水体水质的

12、影响 水库、闸坝建成蓄水后，由于水的流速对不同污染体的净 化作用不同，因此对水质可产生正负两方面的影响。 库区大体积水体流速慢，滞留时间长，有利于悬浮物的沉 降，可使水体的浊度、色度降低。同时库内流速慢，藻类活动频 繁，呼吸作用产生的 C02与水中钙、镁离子结合产生 CaC03和 MgC03并沉淀下来，降低了水体硬度，减少了因碱性增大而导 致水体毒性加大的可能 5。 水库蓄水后，库区水流流速减缓，降低了水、气界面交换的 速率和污染物的迀移扩散能力，因此复氧能力减弱，使得水库 水体自净能力比河流弱。同时库区水流流速慢，水体置换速度 慢，透明度提髙，有利于藻类的光合作用，在充足的氮磷营养 盐、适宜

13、的水温和充足的光照等条件下，库尾与一些库湾易产 生水体富营养化现象。 2.2.2 对水生生物的影响 水库建成后，流速变缓，部分水域几乎成为静止的水体，为 浮游植物的生长提供了良好环境。流速减缓，泥沙沉降后，水 体透明度提高，有利于浮游植物的光合作用。大量农田被淹 后，营养盐类和分解后的有机物溶于水，大量营养物质在库区 蓄积，为浮游植物的生长提供了丰富的物质条件。 水库蓄水后，切断了洄游性鱼类的洄游通道，导致生物多 样性退化。鱼类尤其是洄游性鱼类、 水生植物、动物、微生物都 可能因洄游通道阻断、觅食产卵场消失、水温和流速改变等生 境变化而受到影响，甚至消亡。例如，小浪底水库建成后水流 相对静止，

14、对铜鱼的产卵场影响较大；水库深孔下泄的水温度 降低，影响下游鱼类的生长和繁殖 ;下泄清水，影响下游鱼类的 饵料，从而影响鱼类的产量等。 2.3 水利工程对社会环境的影响 水利工程在产生显著效益的同时，对社会环境也有不利影 响。在人类健康方面，不少疾病直接或间接地与水环境有关， 如一些水介疾病会因水面扩大而增多，移民动迀也会导致一些 疾病流行等。水库库区淹没后，可能对文物古迹和景观带来影 响。同时，水利水电工程的兴建对人口迁移、土地利用也存在 一定影响。在我国人口多、耕地少的条件下，应尽量减少水库 的淹没损失，并对库区内仅在高水位时才被淹没的土地适当采 取措施加以利用。 3 生态环境保护对策 (

15、1) 增强生态环境保护意识。在水利水电工程建设中应高 度重视生态问题，充分认识水利水电工程对环境与生态的潜在 影响，在水利水电工程规划、设计、施工、调度及运行中，充分考 虑生态与环境的要求，在取得社会效益、经济效益的同时，取得 良好的环境效益。加强生态环境 保护法规、知识的宣传，提高 水利水电工程建设过程环境保护的公众参与程度。 (2) 进一步健全水利水电工程环境影响评价体系。改进具 体水利水电项目的环境影响评价工作，在可行性研究报告审批 前履行环境影响评价和水土保持方案的审批手续，完善相应的 法律、法规。采取政策引导，在科学分析和评价的基础上，全面 预测和描述水利水电工程可能对生态环境产生的

16、主要影响，科 学开发水利水电。 (3) 尽快建立和实施生态补偿机制。按照 “ 谁开发、谁补 偿，谁受益、谁补偿，谁破坏、谁恢复 ” 的原则，建立一种稳定的、 法律化的补偿机制。在环境影响预测评价 的基础上，通过设置 过鱼设施、增殖放流、生境补偿等措施，协调工程建设与水生生 物保护的关系。如针对河流开发对水生生物的不利影响，在采 取过鱼设施、建立自然保护区等措施的同时，采用人工增殖放 流的补偿措施，以遏制生物资源的衰退 6。 (4) 加强施工期的环境保护工作。在水利水电工程建设过 程中，加强环境管理，开展施工区大气、噪声、水体 （ 地表水、地下 水、废污水）监测，实时掌握施工期环境状况； （ 下

17、转第 130 页） 127 (上接第 127 页）实行环境监理制度，及时处理施工区环境问 题 ;认真做好废水、废气、噪声、固体废弃物的污染治理，做好临 时用地的景观恢复和绿化，避免或减轻施工对生态环境的影响 和破坏。 (5) 强化工程运行管理。科学制订调度运行方案，统筹兼 顾社会、环境、经济效益。在制定调度运行方案时，优先满足生 活用水，重点考虑生态用水，兼顾其他用水。在满足城乡居民 生活用水的基础上，以生态效益为目标开展生态调度。为河道 留下适当的生态水量，兼顾灌溉、发电、航运等方面的用水 需求。 根据水利水电工程环境影响报告书和环境保护设计的要 求，以及调度运行的需要，科学制订环境监测计划

18、，并按计划定 期或不定期对规定的环境要素进行监测，对水利水电工程的调 度运行提供科学依据。 (6) 开展工程保护措施及技术研宄。在水利水电工程设计 和施工运营过程中，对生态流量泄放、分层取水、鱼类增殖放流 等生态环境保护措施进行研究，采用针对性措施保护生态环 境。加快施工等新技术的应用研宄，如工程开挖及加固新技 术、水工混凝土骨料和新型掺合料技术、遗弃开挖料的利用及 填筑标准、水利水电工程建设后生态恢复等的研宄 7，尽量减 少水利工程建设对生态环境造成的影响。 3 结语 利用结构湿模态矩阵进行 g/f 分解得到传感器的初始测 点位置，结合模态置信度准则的优点，对拱坝进行了不同数目 测点方案的传

19、感器优化布置研究。利用 MAC 法确定添加布点 数的范围，使得到的传感器位置保证所测数据的正交性。有限 元模型本身考虑了水体对结构的影响，符合实际情况。 参考文献： 1 崔飞，袁万城，史加均 .传感器优化布设在桥梁健康监测中的应用 J.同济 大学学报：自然科学版， 1999， 27 ： 165 - 169. 2 宗周红，孙建林，徐立群，等 .大跨度连续刚构桥健康监测减速度传感器优 化布置研宄 J 地震工程与工程振动， 2009,29 (2) : 150 - 158. 3 吴子燕，代凤娟，宋静，等 .损伤检测中的传感器优化布置方法研宄 J.西 北工业大学学报， 2007,25(4) :503 -

20、507. 4 An - Pan Cheng. Optimal Sensor Placement for Modal Parameter Identification Using Signal Subspace Correlation Techniques j . Mechanical Systems and Signal Processing， 2003,17(2) :361 -378. 5 马震岳，张克华，陈婧 .传感器优化布设在水电站厂房振动特性研宄中应用 130 参考文献： 1 De A， Haie N. Application of RIAM to the Environmental

21、Impact Assessment Ofhydroelectric Installations j . Water in Celtic Countries： Quantity Quality and Climate Variability,2007,310:320 -326. 2 Wang Hao， Zhang Shuang - hu Yin Ming - wan. Discussion of China Water Power Exploitation Strategy Under the Challenge of Energy and Environment Safety j . Jour

22、nal of Tianjin University, 2008 (9) : 1062 - 1067. 3 钟华，何家华 .浅谈水利工程对社会经济发展的重要性 J.民营科技 ， 2010 (9) :20. M 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 J.人 民黄河，2005,27(1):56 -58. 5 李蓉，郑垂勇，马骏，等 .水利工程建设对生态环境的影响综述 J.水利经 济，2009,27(2):12 -15. 6 王东胜，彭静 .我国水利水电开发的生态保护实践与启示 J.中国水利， 2007(2) :29 -31. 7 林中生 .水利水电建设对生态环境影响初探 J

23、.能源与环境 ， 2009 ( 3 ) : 83 -84. 【责任编辑吕艳梅】 当选取 20 个自由度时即可达到最优化效果，因此选取 20 个自 由度作为该拱坝传感器的最终配置，传感器最终配置节点位置 见图 4。优化选点后的 （ 20 个自由度） MAC 值见图 5。全部可 测 302 个自由度的 M4C 最大非对角元为 0. 364; g/f 方法得到 的 6 个自由度的 M4C 最大非对角元为 0. 298 ;优化选取的 20 个自由度的 M4C最大非对角元为 0. 094。可见，优化后所测 向量的 MAC 矩阵非对角元素值较小，具有良好的空间交角。 0.大连理工大学学报， 2006,46(2):262-266. 6 刘娟，黄维平 .传感器优化配置的修正逐步累积法 D.青岛海洋大学学报， 2003,33(3) :477 -481. 7 练继建，杨敏 .高坝泄流工程 M.北京：中国水利水电出版社， 2008. 8 黄耀英，孙大伟，田斌 .两种库水附加质量模型的重力坝动力响应研宄 J. 人民长江 ,2009,47(7) :64-66. 【责任编辑张华岩】