论文部分内容阅读
中图分类号：X820
我国是水电资源相对丰富的国家。水利工程的建设对社会和自然环境的影响总体来说是利大于害。大型水利项目主要是由国家组织实施，在环境保护等方面论证的比较充分，各项资金到位，对环境破坏较小。中小型水电站一般由地方投资兴建，资金相对短缺，特别是近期各民间资金的进入。业主对投资规模的控制，追求投入与产出的最大化。中小型水电站的建设对环境破坏较大。由于水电站建设对环境的负面影响是多方面的。保护手段和治理方法同样也是多学科的。根椐现有已建工程的观察，就如何利用工程措施解决下游生态基流和生产、生活用水谈几点看法。
一、 水电建设现状
改革开放的深入，国民经济持续高速发展。经济的发展带动了能源的需求不断增长，水电资源作为一种清洁和可再生资源得到了充分的利用。特别是国家农网改造后，供电网络的完善。给中小型水电开发提供了条件。开发商在各地分分抢占资源，水电建设热在全国兴盛。然而在中小型水电站开发过程中，由于规划设计和环境评估工作的滞后，开发商为了获取最大效益，以及工程设计中的疏忽。水电站建设也给流域生态环境造成了一定的破坏。
测量仪器精确度的提高和先进的施工设备，使设计的发电隧洞大大增长。几公里至几十公里的发电隧洞，跨多流域引水等方式成为可能。水资源的到了充分利用。但也造成坝下游河段断流，生态环境破坏严重，脱水河道产生生态肌瘤，坝下游人们生产、生活用水受到严重影响。水资源纠纷时有发生。
二、 各类型水电站对环境的影响
水电大坝的建设改变了河道流态，对河道环境的破坏是必然的。然而水电站的建设对环境的影响也是双重的。调节水库的建设对局部地区小气候起到一定的调节作用，改善生态环境，有利于动植物的生长；可有效地削减洪峰流量对下游的破坏；提高下游城镇的防洪标准；通过水库的调节性能，使河道多年平均流量得到增加，促使河川径流均化，水库增加的河道枯水期流量将对下游污染物提高稀释自然能力，有利于人民健康。提高了下游工、农业用水保证率。水电站也提供了可循环的洁净能源。但是，调节水库大坝的拦蓄，天然流态改变，坝后部分河道断流，且下泄流量受电网需求的控制时断时续。对下游环境也造成一定影响。研究如何减小由于水库的建设而对局部环境的破坏，实现可持续发展的目标刻不容缓。各类型中小型水电站对环境的影响主要表现为：
（一）、径流式水电站
径流式水电站为无调节水电站，在河道上建一拦水坝，利用流域内产生的天然径流通过渠道或隧洞引水至下游或邻近流域获得一定落差进行发电。发电尾水回归河道。环境影响主要是引水坝至发电尾水区间断流。洪水期由于发电引用流量较小，多余径流回归原河流。对引水区间生态破坏较小，当天然径流小于或等于电站设计引用流量时，引水区间河流内干涸。如区间内有灌溉和生产、生活要求，由于区间无水而受到影响。
（二）、建有调节水库的水电站
1、 坝后式水电站
坝后式水电站发电厂房建在坝后或坝内，发电尾水回归河道，正常发电情况下对区间无多大影响，然而该类型水电站受电网的调度影响，且水电在系统运行中多担负调峰作用。当电网负荷进入低谷时，水电站为了保持库内水位增加年发电量而停止运行。无法保证电站尾水河道的正常流量，当水电站停机时，坝后区间无径流补充而干涸。下游河道径流时断时续。
2、 坝后引水式水电站
坝后引水式水电站是通过大坝将径流拦蓄后，利用河流的弯道形成的落差或两流域间的河道落差，开挖一压力隧洞，将径流引至下游或相邻流域发电。造成坝下游河流或大坝与发电尾水间区间河段干涸。同时电站运行方式与坝后式电站相同。不发电时发电尾水下游无水，给下游生产、生活带来影响。
由于有调节水库的水电站所建水库多为年调节或多年调节水库。将天然径流大部分拦蓄后根椐电网需求进行发电，将天然径流进行了重新分配，特别是枯水期天然径流全部拦蓄。造成在坝下游断流，给下游环境造成严重影响。
根椐对现有工程的观察，水库建成后，下游河段杂草丛生，下游生产生活用水又都向原河道排放。由于河道断流得不到有效自净处理，原河道成了污水沟，河道生态环境破坏十分严重。
三、 水电站建设对保护生态环境的设想
水电站建设对生态环境的破坏是多方面的，保护措施和手段也很多。根椐对现已建成水电站的观察，对不同类型的水电站如何改善坝后区间生态提出一点设想。
（一）、径流式水电站的处理
径流式水电站对生态的影响主要是在枯水期，而水电站主要效益是在丰水期，建议在大坝设一放流闸。根椐设计计算的最小流量，当天然径流小于或等于最小流量时开闸放流。保持下游河道不小于天然径流的最小流量，维持河道最枯流量，不产生河道断流，最大限度地保持生态所需流量。也可根椐所建大坝的高度和天然径流量，在大坝建一河床式水电站。同时由于径流水电站一般引用流量都相对较小，设计年利用小时都在3500小时左右，大部分汛期径流未能得到利用，在建河床式水电站时可将汛期流量作为水电装机容量建设参考。使水资源得到充分利用。
（二）、有调节水库的电站
1、 坝后式水电站
现有电站规划设计中，由于偏重于资源利用的最大化和设备管理的便利以及工程投资规模的控制，在水轮机选型时多采用两台或多台同一型号的水轮发电机组。单机引用流量较大，且有调节电站在电网中多为调峰电站，电站运行时下游流量过剩，停机时下游河道干涸。为了增加水资源利用率，多数电站又都维持在高水头下运行。至使下游河道长时间干涸，为了解决这一问题，建议在水電站规划设计时，设计单位能根椐以下两个因数增加一台小流量机组。
（1）坝下游无灌溉和生产、生活用水的水电站，可按水文计算河道天然枯水流量作为河道的生态基流。选一相匹配的水轮发电机组。以维持在电站停机时的下游河道不断流。 （2） 坝下游有灌溉和生产、生活用水要求的水电站：根椐调查得出下游生产、生活和灌溉用水量与天然河道的枯水流量。在既能保证河道生态基流，又能确保下游生产、生活和农业用水的前题下，计算出生态与生产、生活引用流量，选定与之相匹的水轮发电机组。确保下游生产、生活需求，又能满足天然河道的生态基流要求。
2、 坝后引水式水电站
坝后引水式水电站是通过大坝将径流拦蓄后，利用河流的弯道形成的落差或两流域间的河道落差，开挖一压力隧洞，将径流引至下游或相邻流域发电。造成坝下游河流或大坝与发电尾水间区间河段干涸。对于多年调节水库该河道长期处于干涸状态，生态影响十分严重。在大坝设计时一般只设一放空洞，在水库需维修时才开启。处于长年关闭状态，在环境评估批复中要求埋没放流管道。确保下泻生态基流，满足下游河道生态环境的需求。而现有工程设计中几乎没有水库有止考虑。且水库放流管道的高速水流无法控制。建议按前坝后式电站方式建一小型水电站。维持下游及区间生产生活和生态基流的需求。该电站可与大坝统一管理。
四、 生态保护的管理与经济评估
生态保护工作是每一个公民的义务，实施对生态环境的有效保护和管理，也是是否能实现国民经济可持续发展的目标。建议各级政府的水行政管理机构和环境保护管理机构应加大管理力度。环境评估工作应在流域规划阶段就先行介入，参与流域规划的制定与审批，为水电站下一步可研设计工作奠定基础。加强水电站建设中和建成后的运行管理，制定运行管理方案并实施定期检查机制。使水电站运行能桉环境评估方案实施。
坝后生态水电站的建立，在一定程度上增加了工程一次性投资成本，如在设计时先行考虑、合理安排，其投入在整个项目中所占比例效小。但有效地解决了下游生态基流的需求，满足下游生产、生活用水要求。解决了用水纠纷。同时由于发电用水得到有效控制，解决了为下游生产、生活用水而开启大流量机组所造成的水资源滥费。减少水库消落深，使电站能保持高水位运行而增加出力。小水轮发电机组还可作为水电站的电源机组。可节省现有电站设计时操作电源的投资。社会效益和经济效益都是十分明显的。
五、 结语
水电站建设对环境保护和破坏的双重性，如何做到开发与保护同步，须社会的共同努力。筆者只是对现有已建成水电站长期观察提出的一点初浅想法。实施的可行性有待做进一步研究和探讨。
我国是水电资源相对丰富的国家。水利工程的建设对社会和自然环境的影响总体来说是利大于害。大型水利项目主要是由国家组织实施，在环境保护等方面论证的比较充分，各项资金到位，对环境破坏较小。中小型水电站一般由地方投资兴建，资金相对短缺，特别是近期各民间资金的进入。业主对投资规模的控制，追求投入与产出的最大化。中小型水电站的建设对环境破坏较大。由于水电站建设对环境的负面影响是多方面的。保护手段和治理方法同样也是多学科的。根椐现有已建工程的观察，就如何利用工程措施解决下游生态基流和生产、生活用水谈几点看法。
一、 水电建设现状
改革开放的深入，国民经济持续高速发展。经济的发展带动了能源的需求不断增长，水电资源作为一种清洁和可再生资源得到了充分的利用。特别是国家农网改造后，供电网络的完善。给中小型水电开发提供了条件。开发商在各地分分抢占资源，水电建设热在全国兴盛。然而在中小型水电站开发过程中，由于规划设计和环境评估工作的滞后，开发商为了获取最大效益，以及工程设计中的疏忽。水电站建设也给流域生态环境造成了一定的破坏。
测量仪器精确度的提高和先进的施工设备，使设计的发电隧洞大大增长。几公里至几十公里的发电隧洞，跨多流域引水等方式成为可能。水资源的到了充分利用。但也造成坝下游河段断流，生态环境破坏严重，脱水河道产生生态肌瘤，坝下游人们生产、生活用水受到严重影响。水资源纠纷时有发生。
二、 各类型水电站对环境的影响
水电大坝的建设改变了河道流态，对河道环境的破坏是必然的。然而水电站的建设对环境的影响也是双重的。调节水库的建设对局部地区小气候起到一定的调节作用，改善生态环境，有利于动植物的生长；可有效地削减洪峰流量对下游的破坏；提高下游城镇的防洪标准；通过水库的调节性能，使河道多年平均流量得到增加，促使河川径流均化，水库增加的河道枯水期流量将对下游污染物提高稀释自然能力，有利于人民健康。提高了下游工、农业用水保证率。水电站也提供了可循环的洁净能源。但是，调节水库大坝的拦蓄，天然流态改变，坝后部分河道断流，且下泄流量受电网需求的控制时断时续。对下游环境也造成一定影响。研究如何减小由于水库的建设而对局部环境的破坏，实现可持续发展的目标刻不容缓。各类型中小型水电站对环境的影响主要表现为：
（一）、径流式水电站
径流式水电站为无调节水电站，在河道上建一拦水坝，利用流域内产生的天然径流通过渠道或隧洞引水至下游或邻近流域获得一定落差进行发电。发电尾水回归河道。环境影响主要是引水坝至发电尾水区间断流。洪水期由于发电引用流量较小，多余径流回归原河流。对引水区间生态破坏较小，当天然径流小于或等于电站设计引用流量时，引水区间河流内干涸。如区间内有灌溉和生产、生活要求，由于区间无水而受到影响。
（二）、建有调节水库的水电站
1、 坝后式水电站
坝后式水电站发电厂房建在坝后或坝内，发电尾水回归河道，正常发电情况下对区间无多大影响，然而该类型水电站受电网的调度影响，且水电在系统运行中多担负调峰作用。当电网负荷进入低谷时，水电站为了保持库内水位增加年发电量而停止运行。无法保证电站尾水河道的正常流量，当水电站停机时，坝后区间无径流补充而干涸。下游河道径流时断时续。
2、 坝后引水式水电站
坝后引水式水电站是通过大坝将径流拦蓄后，利用河流的弯道形成的落差或两流域间的河道落差，开挖一压力隧洞，将径流引至下游或相邻流域发电。造成坝下游河流或大坝与发电尾水间区间河段干涸。同时电站运行方式与坝后式电站相同。不发电时发电尾水下游无水，给下游生产、生活带来影响。
由于有调节水库的水电站所建水库多为年调节或多年调节水库。将天然径流大部分拦蓄后根椐电网需求进行发电，将天然径流进行了重新分配，特别是枯水期天然径流全部拦蓄。造成在坝下游断流，给下游环境造成严重影响。
根椐对现有工程的观察，水库建成后，下游河段杂草丛生，下游生产生活用水又都向原河道排放。由于河道断流得不到有效自净处理，原河道成了污水沟，河道生态环境破坏十分严重。
三、 水电站建设对保护生态环境的设想
水电站建设对生态环境的破坏是多方面的，保护措施和手段也很多。根椐对现已建成水电站的观察，对不同类型的水电站如何改善坝后区间生态提出一点设想。
（一）、径流式水电站的处理
径流式水电站对生态的影响主要是在枯水期，而水电站主要效益是在丰水期，建议在大坝设一放流闸。根椐设计计算的最小流量，当天然径流小于或等于最小流量时开闸放流。保持下游河道不小于天然径流的最小流量，维持河道最枯流量，不产生河道断流，最大限度地保持生态所需流量。也可根椐所建大坝的高度和天然径流量，在大坝建一河床式水电站。同时由于径流水电站一般引用流量都相对较小，设计年利用小时都在3500小时左右，大部分汛期径流未能得到利用，在建河床式水电站时可将汛期流量作为水电装机容量建设参考。使水资源得到充分利用。
（二）、有调节水库的电站
1、 坝后式水电站
现有电站规划设计中，由于偏重于资源利用的最大化和设备管理的便利以及工程投资规模的控制，在水轮机选型时多采用两台或多台同一型号的水轮发电机组。单机引用流量较大，且有调节电站在电网中多为调峰电站，电站运行时下游流量过剩，停机时下游河道干涸。为了增加水资源利用率，多数电站又都维持在高水头下运行。至使下游河道长时间干涸，为了解决这一问题，建议在水電站规划设计时，设计单位能根椐以下两个因数增加一台小流量机组。
（1）坝下游无灌溉和生产、生活用水的水电站，可按水文计算河道天然枯水流量作为河道的生态基流。选一相匹配的水轮发电机组。以维持在电站停机时的下游河道不断流。 （2） 坝下游有灌溉和生产、生活用水要求的水电站：根椐调查得出下游生产、生活和灌溉用水量与天然河道的枯水流量。在既能保证河道生态基流，又能确保下游生产、生活和农业用水的前题下，计算出生态与生产、生活引用流量，选定与之相匹的水轮发电机组。确保下游生产、生活需求，又能满足天然河道的生态基流要求。
2、 坝后引水式水电站
坝后引水式水电站是通过大坝将径流拦蓄后，利用河流的弯道形成的落差或两流域间的河道落差，开挖一压力隧洞，将径流引至下游或相邻流域发电。造成坝下游河流或大坝与发电尾水间区间河段干涸。对于多年调节水库该河道长期处于干涸状态，生态影响十分严重。在大坝设计时一般只设一放空洞，在水库需维修时才开启。处于长年关闭状态，在环境评估批复中要求埋没放流管道。确保下泻生态基流，满足下游河道生态环境的需求。而现有工程设计中几乎没有水库有止考虑。且水库放流管道的高速水流无法控制。建议按前坝后式电站方式建一小型水电站。维持下游及区间生产生活和生态基流的需求。该电站可与大坝统一管理。
四、 生态保护的管理与经济评估
生态保护工作是每一个公民的义务，实施对生态环境的有效保护和管理，也是是否能实现国民经济可持续发展的目标。建议各级政府的水行政管理机构和环境保护管理机构应加大管理力度。环境评估工作应在流域规划阶段就先行介入，参与流域规划的制定与审批，为水电站下一步可研设计工作奠定基础。加强水电站建设中和建成后的运行管理，制定运行管理方案并实施定期检查机制。使水电站运行能桉环境评估方案实施。
坝后生态水电站的建立，在一定程度上增加了工程一次性投资成本，如在设计时先行考虑、合理安排，其投入在整个项目中所占比例效小。但有效地解决了下游生态基流的需求，满足下游生产、生活用水要求。解决了用水纠纷。同时由于发电用水得到有效控制，解决了为下游生产、生活用水而开启大流量机组所造成的水资源滥费。减少水库消落深，使电站能保持高水位运行而增加出力。小水轮发电机组还可作为水电站的电源机组。可节省现有电站设计时操作电源的投资。社会效益和经济效益都是十分明显的。
五、 结语
水电站建设对环境保护和破坏的双重性，如何做到开发与保护同步，须社会的共同努力。筆者只是对现有已建成水电站长期观察提出的一点初浅想法。实施的可行性有待做进一步研究和探讨。