水利水电工程建设对生态环境的影响

杨娟娟　杨 波

摘 要：当前，我国水利水电工程建设面临严峻的生态环境挑战，项目实施容易影响生态系统安全和生物多样性。因此，本文重点分析了水利水电工程建设对生态环境的影响。新建项目要进行合理规划和优化设计，开展生态环境效应评价，从源头上消除或降低负面影响，既满足社会需求又保护生态环境。同时，人们要完善已建工程的生态环境保护措施，以降低水利水电工程对生态环境的影响，进而促进水利水电工程的生态化建设。

关键词：水利水电工程;生态环境;生物多样性;生态环境效应评价

中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）35-0154-05

Influence of Water Conservancy and Hydropower Project

Construction on Ecological Environment

YANG Juanjuan YANG Bo

（China Gezhouba Group No.3 Engineering Co.， Ltd，Xi'an Shaanxi 710000）

Abstract： At present， the construction of water conservancy and hydropower projects in China is facing severe ecological and environmental challenges. The implementation of the project is likely to affect ecosystem security and biodiversity.Therefore， this paperfocused on analyzing the impact of water conservancy and hydropower project construction on the ecological environment.New projects should be rationally planned and optimized， and the evaluation of ecological and environmental effects should be carried out to eliminate or reduce negative impacts from the source to meet social needs and protect the ecological environment.At the same time， people must improve the ecological environmental protection measures of existing projects to reduce the impact of water conservancy and hydropower projects on the ecological environment， and then promote the ecological construction of water conservancy and hydropower projects.

Keywords： water conservancy and hydropower project;ecological environment;biodiversity;evaluation of ecological environmental effects

水是所有生物生存和發展之基，如今我国经济飞速发展，生活水平不断地提高，对水资源和能源的需求也日益提高[1]。数据显示，我国水资源总量为27 462.5亿m3，在对我国26.2万km的河流水质评价中，有18.4%河流长度的水质达不到Ⅲ类水标准;对124个湖泊共3.3万km2水面进行了水质评价，达不到Ⅲ类水标准的湖泊占评价湖泊总数的75%，总磷（TP）、高锰酸钾指数（CODMn）和化学需氧量（CODCr）是最主要的污染物[2]。

水电是可再生能源，也是清洁能源。水利水电工程是对区域性水资源的多目标开发，具有电能开发、防洪减灾、农田灌溉、航道运输、水资源供给、水产养殖等效益，但也会对周围的生态环境产生深远影响[3]。生态环境影响是限制水利水电工程建设的关键因素之一，涉及规划、设计、施工、运行和管理等阶段，因此工程建设的全寿命周期要充分考虑工程建设与生态环境的可持续发展性，科学分析可能涉及的生态环境问题，并加以评价，提出预防和控制措施。

水利水电工程必须全面开展生态环境影响评价，协调水利开发、经济增长、社会进步与环境保护的关系，使开发和生态环境并重，实现水电开发和生态环境保护的协调发展[4]。水利水电工程建设切断了河流上下游的自然联系，导致下游生态流量锐减，对社会经济和生态环境（如生物栖息环境、水环境）产生巨大影响[5-7]。水利水电工程施工和运行对生态环境影响极大。有学者研究了水利水电工程施工对生态环境的影响并提出了生态环境保护对策[8-10]。水利水电工程不仅直接关系防洪安全、供水安全、粮食安全，还关系经济安全、生态安全、国家安全[11]。构建我国与生态友好的水利工程技术体系，既要借鉴国外的先进理论和技术，更要结合我国的国情、水情和河流特征。水利工程生态环境的影响不仅仅表现在生态环境、生物多样性还对周围的居民产生影响，而移民的问题也是目前的难点，生态效应评价已从单因子评价发展成综合评价，但目前还没有达成共识，也处于探索阶段。因此，水利水电工程的全生命周期要保护好生态环境，对环境影响进行综合评价和分析，实现生态环境和社会环境的可持续发展。

本文从我国水利水电工程建设发展现状与挑战、施工中对生态环境的影响、生物多样性的影响、生态环境影响效应的评价这几个方面进行综述。

1 我国水利水电工程建设现状与挑战

据统计，2018年全国全口径发电量为6.99万亿kW·h，同比增长8.4%。其中，水力发电量为12 329亿kW·h。截至2018年底，中国水电总装机容量约为3.5亿kW，稳居世界第一。近年来，我国水电工程建设技术和装备制造水平显著提高。目前，电力行业面临供应宽松常态化、电源结构清洁化、电力系统智能化、电力发展国际化、体制机制市场化等机遇和挑战[12]。

2017年以来，我国水利建设重点领域主要放在江河湖泊治理、水库及枢纽工程、水资源配置工程、农村水利、农村水电、水土流失治理和机构能力建设方面。水利工程建设涵盖堤防和水闸、水库和枢纽、机电井和泵站、灌溉工程、农村水电、水土保持工程、水文站网和水利网信等内容。

从图1和图2可以看出，截至2017年，我国水利投资逐年增加，同时生态环境建设规模逐年扩大。2017年水土保持及生态工程比2016年增加69.09%，防洪工程和水电机构能力建设的专项工程投资也逐年增加，而水资源工程投资在2015—2017年投资趋于稳定，但仍然处于一个较高的水平[13]。

2 水利水电工程建设中的生态环境问题

2.1 水利水电工程建设对生态环境的影响

中共十九大报告明确要求，“加强水利、铁路、公路、水运、航空、管道、电网、信息、物流等基础设施网络建设”，把水利摆在九大基础设施网络建设之首，指明了水利发展方向。水利水电工程的建设是对多方面都有影响的，首先在重大工程论证方面，将生态流量保障作为工程建设的前提条件;其次在重要水利水电工程建设管理方面，持续加强生态流量下泄监管力度;最后在水利水電工程规划建设项目环境影响评价方面，将保障生态流量作为重点内容。应该在源头上予以治理，当前在规划和设计中存在更加注重工程安全性和经济效益，部分工程建设粗放、工艺生硬，缺乏人与自然和谐理念，距离绿色环境友好型工程仍有较大差距。而在工程管理上，重建设、轻管理，大量引水式水电站建设对下游河道生态流量考虑不足，导致下游河段减脱水现象普遍、生态环境遭到破坏。水利水电工程建设对河流生态环境的主要影响因素是生境因子（包括水文情势、水环境、泥沙等）和生物因子[14]。

过去，由于人们对环境保护工作的认识不足，生活垃圾、污水未经处理就直接排放，对水环境造成破坏。水利工程建设会影响水流速度，使得水中溶解氧下降，降低水环境与空气的交换速率，因此水生物因环境改变会出现死亡，使水源受到污染[15]。水利水电工程建设使用大量机械设备，会产生固体和空气污染，爆破作业会产生一定的噪声污染，大量的土石方开挖容易破坏周围生态环境[16]。因此，人们需要采取措施来解决这些问题。项目建设前期要做好选址，评价环境影响范围，避开生态脆弱区域，要综合考虑工程对生态的直接和间接影响，并对可能出现的生态环境问题进行分析，合理开发和利用水资源，同时要保证生态用水充足，避免对下游产生不良影响。

水利水电工程建设要尽可能采用环保的施工方法，使用环境友好型材料，加强施工过程管理及控制，不要扰动施工区域外围环境，施工区域内部做好植物绿化，开展粉尘、噪声治理，合理排放废物、废水。

施工结束后，应及时建立环境影响监测和反馈机制，对环境再次评估，及时修复被破坏的区域环境。同时，要对土地进行复垦和绿化，尽快恢复土壤和植被，避免水土流失，同时要保证资金专款专用，致力于生态保护和修复[17]。

2.2 水利水电工程建设对生物多样性的影响

生物多样性在固定能量、调节气候、保护土壤、维持生态平衡和促进生物进化等方面发挥巨大的作用[18]。水利水电工程的主要开发方式有大江大河上的区域性重点工程、跨流域调水工程、河流梯级开发、地方性中小型电站等[19]，对水生态系统的胁迫主要表现为自然河流的渠道化和非连续化[20]，改变了流域的天然状态，必然会对其周围环境造成不良影响，其主要原因有水库蓄水、下泄受阻、流水储存以及下泄控制[21]。

研究发现，水利水电工程建设会影响河流生态环境，人们可以采取生态调度、过鱼设施建设、生境修复等多种调控措施，降低其对生态环境的负面影响[22-24]。当前，生态调控技术尚处在试验探索阶段，人们还需要结合工程实践，持续开展深入研究，以提升生态环境修复效果。研究表明，水利水电工程建设对水生物的影响机理主要表现为物理阻隔作用、水文水质胁迫作用[25]。

栾长青等研究发现，汉江蜀河水电站的建成、运行可能对岸坡的稳定性造成一定影响，尤其是蓄水后水位变化对岸坡稳定性的影响极大[26]。李建成等通过一维水库泥沙淤积模型对白河水库泥沙游积状况进行分析，结果表明，水库建设对当地防洪影响较大，加剧了泥沙的游积，当地需要采取防洪措施，确定移民范围[27]。吴伟等研究发现，汉江崔家营水利枢纽的施工产生粉尘、生活污水、固体废弃物和噪声污染等，其中许多影响具有长期性和不可逆性[28]。

3 水利水电工程建设的生态环境效应评价

水利水电工程的生态环境效应是指水利工程建设影响生态环境，在生物个体、生物群体和生态环境系统3个层面做出响应[29]。水利水电工程生态环境效应评价体系主要由评价指标体系、评价标准和评价方法构成，而评价体系包括评价指标的选取、评价标准和评价方法的确定[30-32]。目前，水利水电工程生态环境效应评价指标体系的构建主要有三种方式。

一是基于传统的生态环境质量评价方法建立指标体系，包括层次分析法、模糊评价法和TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution）分析法等。

张颖等基于变异系数权重的TOPSIS法研究了苏北地区的水利现代化评价指标体系，结果表明，按照本研究的赋权方法确定的指标权重能大致反映苏北地区的水利发展现状，提高了新指标体系的针对性和客观性[33]。黄晓波通过模糊评价法构建各级指标评价矩阵，评价结果为“好”，说明指标体系的应用效果好[34]。

阳大兵根据模糊隶属度方法确定石头河水库对生态环境的影响程度，结果表明，石头河水库对生态环境的影响处于第三等级（无影响），并偏向于第二等级（有较不利影响）[35]。

二是基于压力-状态-响应模式（Pressure-State-Response，PSR）及改进模式建立指标体系。魏兴萍基于PSR概念模型分析了三峡库区重庆段的生态安全动态评价，结果表明，人文环境响应对城市生态影响最大，资源环境状态次之，资源环境压力最小[36]。

三是基于生态足迹法建立指标体系。李心慧等研究发现，基于生态足迹法，禹州市土地利用规划对生态环境是有益的，规划后的总生态承载力和人均生态承载力总体呈上升趋势[37]。

张淞元等研究表明，长江干线武汉至安庆段的生态足迹小于生态承载力，说明整治工程对生态环境的影响在环境承受范围之内，生态足迹法具有可操作性强、步骤简单、数据易得等优势[38]。

指标体系的选择和建立是重中之重，而且定量指标的收集、整理、计算分析和定性指标的准确评价、分析、估计也是其中的难点。以后的生态环境效应评价要全面客观地考虑这些问题，力求建立一套科学合理的、具有代表性的评价指标体系。因此，应建立一套准确、科学、标准统一的评价体系，使得评价结果更具有科学性和可比性。

在水利工程生态环境效应评价中，指标体系的建立是关键。定量指标的收集、计算以及定性指标的合理分析、估计也是评价过程中的一大难点。未来的研究要综合考虑这些问题，力求建立一套科学合理的、具有代表性的评价指标体系。目前水利工程生态环境效应评价还没有统一的评价标准，若有这样的统一评价标准，使得评价结果更具有科学性和可比性。联合运用多种综合评价方法并借鉴其他学科领域的评价方法，以弥补单个评价方法的不足，使得评价结果更准确、评价过程更简单，同时随着互联网等技术的发展可以借用这些工具对其分析更加准确。加强水利工程的流域尺度生态效应研究，有助于从根本上分析、评估水利工程对流域生态环境系统结构与功能的影响，为保障流域水资源的合理而适度地开发利用提供技术支持。

4 结语

水利水电工程建设使人受益，但同时对生态环境产生一定的负面影响，人们要合理处理其中的问题，同时兼顾生态环境保护与社会经济发展。水利水电工程生态环境影响评价是个复杂的系统分析问题，他不仅涉及生态环境一个方面，还涉及自然环境和社会环境的各个方面。本文分析了水利水电工程建设过程中的生态问题，探究了生物多樣性的影响和生态环境效应评价体系。近年来，水利水电工程建设对生态环境的影响受到人们广泛关注。随着研究的不断深入和认知理念的转变，生态环境保护理念、措施和体制机制将不断进步，会使水利水电工程建设与生态环境的关系更加和谐。因此，人们要建立科学、客观的生态环境效应评价体系，降低或消除水利水电工程建设对生态环境的不利影响，有效改善生态环境，促进人与自然和谐发展。

而对水利水电工程的生态保护应做到对生态流量的控制，生态流量的保证则是对周围生态环境的基本保证，应采取相应的措施予以保证，如开展河湖生态流量调查、科学确定生态流量、贯彻绿色理念合理推进水利水电工程规划建设、加快小水电绿色发展、严控水资源开发利用强度、制定水利水电工程生态调度方案、建立水利水电工程下泄生态流量监测预警体系、强化生态流量依法管控和执法监管等。科学合理的规划，准确全面的评价，工程建设中加以合理控制，完成后监理完整的评价体系和应对措施才能使水利水电工程建设对生态环境的影响降至最低，既可以保护环境又可以满足人类对水利水电的需求，使人与自然更加和谐，实现可持续发展。

参考文献：

[1]李柏山.水资源开发利用对汉江流域水生态环境影响及生态系统健康评价研究[D].武汉：武汉大学，2013.

[2]本刊讯.水利部发布2018年度《中国水资源公报》[J].中国水利，2019（14）：5.

[3]Li X，Chen Z，Fan X，et al.Hydropower development situation and prospects in China[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews，2018（82）：232-239.

[4]贾硕.水利水电工程生态环境影响评价指标体系与评价方法的研究[D].保定：河北农业大学，2011.

[5]Hu W W，Wang G X，Deng，et al.The influence of dams on ecohydrological conditions in the Huaihe River basin，China[J].Ecological Engineering，2008，（3）：233-241.

[6]陈斌.水利水电工程对社会生态环境影响初析[J].水利科技，2013（3）：25-26.

[7]韩艳利，王新功，葛雷.黄河水量10年调度对生态环境影响评估[J].水资源保护，2013（2）：76-81.

[8]温振涛.水利水电工程施工对生态环境影响及保护对策浅析[J].中国水运（下半月），2012（3）：139-140.

[9]毛战坡，曹娜.大型水利水电工程“三通一平”环境影响管理有关问题探讨[J].中国水利，2014（6）：46-48.

[10]杜国强.水利水电工程建设对生态环境影响的分析[J].黑龙江水利科技（2）：209-210.

[11]刘志明，刘辉.BIM技术在提高水利水电工程建设现代化水平中的探讨[J].水利规划与设计，2018（2）：1-8.

[12]本刊讯.国家发改委发布《电力发展“十三五”规划（2016—2020年）》[J].电力与能源，2016（6）：823.

[13]水利部规划计划司.2017年全国水利发展统计公报[J].水利发展研究，2018（9）：34-40.

[14]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（2）：62-69.

[15]熊振宇，宋丹丹.水利工程施工中生态工程的环境问题分析[J].河南科技，2018（10）：88-89.

[16]焦裕兰.水利工程施工中生态工程环境问题及对策研究[J].南方农机，2019（19）：253.

[17]谭德凯.水利水电工程建设中的生态环境保护策略探析[J].技术与市场，2014（8）：341.

[18]MAO J，DAI H.Effects of large water conservancy and hydropower projects on major aquatic species and regulation[J].Journal of Hohai University （Natural Sciences），2016（3）：9.

[19]陈凯麒，葛怀凤，严勰.水利水电工程中的生物多样性保护：将生物多样性影响评价纳入水利水电工程环评[J].水利学报，2013（5）：608-614.

[20]董哲仁.试论生态水利工程的基本设计原则[J].水利学报，2004（10）：1-6.

[21]Brismar A.Attention to impact pathways in EISs of large dam projects [J].Environmental Impact Assessment Review，2004（1）：59-87.

[22]廖文根，李翀，冯顺新，等.筑坝河流的生态效应与调度补偿[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

[23]Clay C H.Design of fishways and other fish facilities[M].London：CRC Press，1995.

[24]陈进，李清清.三峡水库试验性运行期生态调度效果评价[J].长江科学院院报，2015（4）：1-6.

[25]毛劲乔，戴会超.重大水利水電工程对重要水生生物的影响与调控[J].河海大学学报（自然科学版），2016（3）：240-245.

[26]栾长青，唐益群，贾韵洁，等.汉江蜀河水电站库水位对岸坡稳定性的影响分析[J].灾害学，2007（1）：65-68.

[27]李建成，邓金运.汉江白河水库泥沙淤积研究[J].科学技术与工程，2008（13）：3692-3694.

[28]吴伟，万晓丹.汉江崔家营水利枢纽施工环境分析及控制措施[J].黄河水利职业技术学院学报，2009（1）：36-37.

[29]姜翠玲，王俊.我国生态水利研究进展[J].水利水电科技进展，2015（5）：168-175.

[30]Jingpeng S.Discussion on ecological risk assessment model in water conservancy project construction[J].Water Resources Development and Management，2017（1）：52-54.

[31]Zhu Z X，Zhao K K，Lin Q W，et al.Systematic Environmental Impact Assessment for Non-natural Reserve Areas：A Case Study of the Chaishitan Water Conservancy Project on Land Use and Plant Diversity in Yunnan，China[J].Frontiers in Ecology and Evolution，2017（5）：60.

[32]尚淑丽，顾正华，曹晓萌.水利工程生态环境效应研究综述[J].水利水电科技进展，2014（1）：14-19.

[33]张颖，俞双恩，陆梦恬.苏北水利现代化评价指标体系赋权研究[J].河海大学学报（自然科学版），2014（2）：171-176.

[34]黄晓波.水利水电类建设项目环境影响评价指标体系构建与案例研究[D].长沙：中南林业科技大学，2017.

[35]阳大兵.水利工程对生态环境影响后评价研究[D].西安：西北农林科技大学，2012.

[36]魏兴萍.基于PSR模型的三峡库区重庆段生态安全动态评价[J].地理科学进展，2010（9）：1095-1099.

[37]李心慧，王旋，朱嘉伟.基于生态足迹法的土地利用规划环境影响评价：以禹州市为例[J].中国农学通报，2016（5）：67-74.

[38]张淞元，谢孝如，吕志方.基于生态足迹法的长江干线武汉至安庆段航道整治工程评价[J].水运管理，2019（5）：23-26.