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        中國水電開發的生態環境保護實踐之三: 環境保護措施篇
        2021/4/22 7:00:09    新聞來源:水電水利規劃總院

        作者:水電水利規劃設計總院  

        王偉營、王東勝、薛聯芳

        水電行業發展過程中對生態環境的認識不斷提高,特別是環境保護法和環境影響評價法頒布以后,系統開展了流域梯級水電建設的生態累積影響和滯后效應研究,深化了攔河筑壩建庫帶來上下游水文泥沙情勢變化、庫區和下游水質、水溫等水環境改變的研究,特別是閘壩的阻隔和水生生境變化及其對魚類等水生生物的影響和水庫淹沒對陸生動植物造成的影響的研究得到強化。目前,水電行業環境保護工作已形成了“預防、減緩、修復”的生態環境保護措施體系,完善了水環境、水生生態和陸生生態保護等方面的理論和技術,經過多年實踐,取得了豐碩的成果。

        一、水電開發的主要生態環境影響

        水電開發對河流生態影響主要表現在淹沒、徑流調節變化、大壩阻隔引起的對河流水環境、水生生態、陸生生態的影響。


        對水文情勢的影響較為直接,特別是大型水電工程,將在一定程度上改變河道水量的時空分布,造成庫區水面增加、流速減緩、下泄水氣體過飽和等,此外,部分水庫水溫可能呈現穩定分層結構,下泄水溫較天然水溫偏低。

        對水生生態的影響是水電開發重點關注的生態環境問題,水文情勢變化、水溫變化、大壩阻隔、水庫淹沒等均會對以魚類為主要對象的水生生態造成不同程度的影響,如大壩阻隔魚類洄游通道,水庫淹沒魚類產卵場、索餌場、越冬場等適宜棲息地。


        水電工程建設對陸生植被和陸生動物均有不同程度的影響,對于陸生植被的主要影響表現在施工占地、施工活動和水庫淹沒造成的植被損失,對陸生動物主要表現在樞紐工程和水庫淹沒對動物特定棲息地的影響,以及施工活動對周邊動物的生存活動的影響。

        二、水電開發生態環境保護措施體系

        水電開發始終堅持“在開發中保護,在保護中開發”的可持續發展原則,經過多年實踐,形成了從規劃、建設、運行全過程的生態環境保護措施體系,極大程度地減緩了水電開發對生態環境的影響。


        規劃階段,堅持生態優先,按照預防、減緩、補償、修復的順序,綜合考慮各種因素,擬定流域環境保護措施體系與總體布局,協調好開發與保護的關系;建設階段,在流域生態保護總體布局的基礎上,開展水環境、水生生態、陸生生態等環保措施的設計和建設工作,確保環境保護“三同時”得到落實;運行階段,注重各項環境保護設施的運行和效果評價,加強生態環境監測和環境管理體系建設,不斷優化提升環境保護設施運行效果。


        水環境保護措施主要包括:生態調度、生態流量泄放、水溫恢復、水庫水質保護、施工廢(污)處理等;水生生態保護措施主要包括生態調度、棲息地保護、過魚設施、魚類增殖放流、生境修復等;陸生生態保護措施包括庫周防護林建設、水庫消落帶治理、生態廊道建設、特殊植被就地保護與異地人工構建、植被恢復,保護植物、狹域種、古樹名木的就地保護、移栽、種質資源保護,動物救護、重要動物棲息地避讓及人工營造、動物食源地建設、動物通道等。此外,在規劃和設計階段,還需開展重要專題研究、環境監測、環境管理等措施,以確保各項環境保護措施得到有效落實,切實起到環境保護的目的。


        為加強我國水電工程生態環境保護措施的理論研究和實踐,依托大渡河安谷水電站資源環境優勢,建成了我國第一個天然河網環境下的露天生態試驗基地,也是世界范圍內現存調控能力最強的露天試驗場——安谷生態試驗場,可有效指導我國水利水電工程以及河湖濕地的生態保護和修復工作,具有理論與實踐的雙重意義。

         

         

        大渡河安谷水電站生態試驗場

        三、規劃階段主要生態環境保護措施

        梯級水電開發對流域生態環境的影響具有復雜性、區域性、累積性、長期性、潛在性等特點,因此,在流域水電規劃環評階段主要是以避讓預防為主,減緩修復為輔的原則規劃環境保護措施體系。通過綜合比選環境影響、水庫淹沒、建設條件及電力需求等因素,從環境保護的角度論證規劃梯級的實施方案和開發時序,對從源頭上控制水電開發強度起到了重要作用。


        在瀾滄江水電規劃階段,為避讓“三江并流”世界自然遺產地、芒康滇金絲猴自然保護區、鹽井鹽田歷史遺跡、土著魚類棲息地等生態保護目標,經過分段規劃環評和全流域規劃環評研究,取消了卡貢、果念等5個梯級,減少裝機21.9%,共保留天然河段305.2公里。金沙江上游水電規劃貫徹“生態優先、適度開發”的原則,推薦實施方案共8個梯級,未開發河段總長289.1km,占規劃河段總長的37.4%,避讓了金沙江上游規劃河段沿岸所有的自然保護區,保留了規劃河段奔達、洛須、瑪曲匯口等多個魚類產卵場,以支流為替代生境實現了波羅鄉附近產卵場的生態功能,擬定了以預防規避措施為主,最小化、減量化及修復補救措施為輔的環保措施體系。

        四、實施階段主要生態環境保護措施

        (一)水環境保護措施

        1、生態流量泄放和生態調度

        生態流量是滿足水電工程下游河段保護目標生態需水基本要求的流量及過程,包括水生生態需水、河流濕地需水、水環境需水、景觀需水、入海河口生態需水和河道地下水補給需水等。


        主要生態流量保障措施形式包括承擔基荷任務、設置生態小機組、單獨設置生態流量泄放設施等。采用生態小機組的工程如馬馬崖一級、灘坑,硬梁包、安谷、綽斯甲、托口等水電站;采用單獨設置生態流量泄放洞(管)的工程有錦屏二級、兩河口、楊房溝、卡拉、大華橋、烏弄龍、蘇洼龍、金沙、金川等水電站;大部分工程采取承擔基荷任務的方式保障生態流量。同時配套建設流量在線自動監測系統或定期上報制度等技術手段和管理措施來保障生態流量按要求泄放。生態流量下泄已成為水電工程最基本的環保措施要求。


        生態調度是指以滿足生態需水為目標的水庫運行調度方式,也是一項重要的河流生態修復措施,制定合理的水庫調度規程,泄放合適的流量維持一定的流態和水位過程以實現如魚類繁殖等重要生態功能,減緩或彌補水電工程對生態環境的影響。為滿足長江“四大家魚”自然繁殖需求,2011~2016年,三峽水庫連續6年開展了8次生態調度試驗,2017年以來,溪洛渡、向家壩和三峽3座水庫每年均聯合開展生態調度試驗。歷年生態調度期間向家壩下游和葛洲壩下游江段均監測到了魚類繁殖響應現象,在連續多年生態調度以及漁業資源保護等管控措施下,“四大家魚”產卵量呈現出逐年上升趨勢,其中葛洲壩下游宜都江段“四大家魚”產卵量從2011年的0.25億顆增加到2019年的30億顆。


        2、分層取水

        為減緩水庫下泄低溫水對環境和生態的不利影響,提出了一系列工程和非工程措施來實現水庫水體內熱量調節和管理,包括多孔式、多節式、鉸鏈式和虹吸式的分層取水,設置水溫控制幕,破壞取水口附近溫躍層,以及設置小型人工蓄水池進行人工晾曬和放置增溫等其他補救措施。


        分層取水作為減緩水庫下泄低溫水影響的主要措施,在近年來已實施的高壩大庫水電工程中已有較為廣泛的應用。如金沙江烏東德、白鶴灘、溪洛渡水電站,大渡河雙江口、金川,雅礱江兩河口、錦屏一級,浙江甌江灘坑,貴州北盤江光照,湖北婁水江坪河,瀾滄江糯扎渡水電站等,均采用疊梁門型式。三板溪電站采用隔水幕墻的方式,董菁水電站采用了前置擋墻的方式改善下泄水溫。目前糯扎渡、溪洛渡、光照、灘坑水、錦屏一級水電站電站都開展開展了分層取水的調度試驗,均取得一定效果。

         

         

        建設中的瀾滄江糯扎渡水電站分層取水口

        (二)水生生態保護措施

        水電工程對水生生態的影響相對較大,因此在水生生態保護和修復方面開展的研究和實踐也是最多的。除前面提到的生態流量、生態調度、分層取水外,還有過魚設施、魚類增殖放流、魚類棲息地保護、河流連通性恢復等措施,以減緩工程建設和運行對魚類等水生生物的影響。


        過魚設施是減緩水電工程大壩阻隔影響,恢復河流連通性的重要手段,主要包括魚道、仿自然旁通道、升魚機、集運魚系統、網捕過壩,以及不同過魚方式的組合方案。


        魚類增殖放流已經成為減緩水電開發對魚類資源及水生生態系統影響最常見、最成熟的措施之一。據不完全統計,目前國內已有近50多座水電站采取了魚類增殖放流措施,承擔相關工程影響河段珍稀特有魚類及土著魚類等保護對象的增殖放流工作,同時還開展魚種人工繁育技術研究等工作。

         

         

        金沙江烏東德水電站魚類增殖站

         

         

        瀾滄江糯扎渡水電站魚類增殖站


        水生生物棲息地保護是在水電規劃和建設階段均會重點考慮的保護措施之一。對生態環境現狀較好的河段,可進行就地保護;對于已經受人類干擾,但有保護價值的河段,可采取必要的生態修復措施,恢復其水文節律、連通性等以滿足魚類生存、繁育及完成生活史的生境條件。目前,在瀾滄江流域、大渡河流域、雅礱江流域、北盤江流域、金沙江流域等均有實施。通過監測,被列為棲息地保護的河段,特別是較為完整的支流,魚類種類和資源量較之前都有了大幅提高。


        目前,金沙江、雅礱江、大渡河、紅水河、黃河、烏江等主要水電基地在規劃環評和項目環評的指導下,均已系統實施了生態保護與修復的各項措施,有效地減緩了水電工程的生態影響。以瀾滄江為例,截至目前,干流已建、在建共12個梯級,為做好流域的生態環境保護工作,除在規劃階段做出避讓外,開發過程中采取了多種保護措施落實流域生態修復。其中,在糯扎渡、黃登電站建成疊梁門分層取水設施,提高電站下泄水溫,降低對魚類產卵影響;在國內率先開展支流保護工作,拆除苗尾電站庫區支流基獨河已建電站,恢復了天然河道并設置為水產種質資源保護區;在黃登電站庫區支流德慶河建立魚類棲息保護地;在功果橋、龍開口建設了人工魚巢,在烏弄龍、大華橋開展了魚類棲息地營造,在烏弄龍、里底、功果橋、糯扎渡、龍開口開展了網捕過壩,有效保護流域魚類資源。在糯扎渡、功果橋、黃登電站建成魚類增殖放流站,實現巨魾、瀾滄裂腹魚、后背鱸鯉等11種魚類人工增殖,截至2019年底已放流人工增殖的土著魚類252.87萬尾;為解決高壩過魚問題,在充分調研和研究的基礎上,2019年相繼建成了黃登、大華橋、烏弄龍升魚機,成為國內水電行業水生生態保護示范工程。

         

         

        瀾滄江黃登水電站升魚機

        (三)陸生生態保護措施

        避讓是水電工程陸生生態保護優先采取的措施,尤其是在工程涉及到珍稀、瀕危、特有保護物種及其重要生境時,需通過優化工程設計、劃定保護小區等方案避免樞紐工程區、水庫淹沒影響保護物種生存和繁衍。


        在難以實施避讓措施的情況下,水電工程需根據陸生生態保護對象的生物學特征和生態學習性,采取相應的減緩措施,陸生植物可采取就地保護、遷地保護、建設種質資源保護等措施。古大樹常用保護措施包括就地保護、掛牌保護、建立自然保護點以及遷地保護,其中遷地保護技術包括移植前準備、移植工程技術和移栽后的養護管理技術;高陡邊坡植被恢復技術主要包括:植被混凝土生態防護技術、飄臺種植槽生態修復技術、生態袋生態修復技術、喀斯特地區灌木護坡技術等。


        陸生動物可采取建設野生動物救護站、動物通道、營造人工生境等保護措施,野生動物生境再造技術主要包含:野生動物現有生境調查技術、動物生態習性調查技術、擬選地生境的構建技術等。在區域生態系統受損或涉及特殊植被的情況下,可采取生態恢復、異地補植、生態系統構建等措施。


        龍灘電站為緩減陸生生態的影響,建設了廣西天峨縣龍灘大峽谷珍稀植物園、塘英野生珍稀植物保護園、見石蘭花基地保護園,廣西樂業縣雅長林場二溝分場珍稀植物園、花坪分場蘭花植物園,貴州羅甸縣煙山珍稀植物保護園、天峨關國營林場珍稀植物保護園,貴州望謨縣復興鎮者康村磨窯洞珍稀植物移植園等,這些珍稀植物保護園均已建成并通過有關部門的專項驗收,水庫淹沒區內分布的部分珍稀植物,部分生長旺盛、觀賞價值高的古樹以及珍稀植物已經集中遷往保護地,植物遷移保護效果顯著。


        烏江的彭水、思林電站針對黑葉猴的保護,營造黑葉猴食物林和棲息地保護、動物保護站,減緩電站對野生動物的影響,糯扎渡電站建設動物救護站,實現蓄水對野生動物的保護,對蜂猴、白鷴等對28種120多頭(條)野生動物實施了救護、暫養工作,并根據動物專家的鑒定,對部分動物實施了野生放養工作。

         

         

        瀾滄江糯扎渡水電站珍稀植物園

        五、企業社會責任感顯著提高

        水電行業對環境保護的認識不斷提高,環境保護工作日益受到重視,“生態優先”理念已逐漸成為業界共識。各大型水電開發企業均成立了專門的環境保護管理機構,對推動水電行業環保隊伍專業化、促進行業環保技術進步等發揮了重要作用。例如,瀾滄江、金沙江上、中、下游、雅礱江、烏江等流域水電開發公司均成立了流域環境保護管理機構,中國長江三峽集團公司探索建立了流域生態環境保護基金,對協調解決流域水電開發和環境保護問題發揮了重要作用。


        瀾滄江作為一條著名的國際河流,水電開發中的環保問題同樣受到下游國家的高度關注,切實做好環境保護工作,是落實我國政府睦鄰、安鄰、富鄰政策的必然選擇。在開展大量研究工作的基礎上,確立了針對下游的生態保護方案,在日常調度中嚴格保障下泄流量和水位波動,保障下游生態、航運等需求,充分尊重和兼顧了下游國家的利益。2016年湄公河大旱期間,華能瀾滄江公司根據國家安排,應越南等國政府要求對湄公河進行緊急補水,有效緩解了下游旱情。老撾總理波松·布帕萬、泰王國大使馬納塔、湄公河委員會首席執行官杰瑞米·博德等一大批下游國家政要在瀾滄江流域各電站考察時,對我國在瀾滄江流域開展的工作給予了高度贊許。


        長江流域水電工程為長江流域防洪、供水、航運、河口生態保護等方面均發揮了重要作用。黃河流域水利水電工程的調度,為黃河流域供水、生態流量保障、三角洲濕地生態保護提供了水資源保障基礎。珠江流域水電工程聯合調度為珠江口壓咸補淡,保障粵港澳供水做出了巨大貢獻。

        六、結語

        中國水電在40年間取得了巨大進步,是國家高比例可再生發展的重要組成部分,為國家提供了大量清潔能源,水電站的綜合利用功能為防洪、供水、航運等發展發揮了重要作用。與此同時,水電行業環境管理制度、技術標準體系、環保措施規劃設計、環境監測及效果評估等方面均實現了快速發展和突破,水電環保工作取得了顯著的成績。


        隨著我國大型水電基地建設格局逐步形成,剩余未開發的水電資源主要集中在西南地區,更需要堅持生態優先、綠色發展,加強水電規劃與生態保護紅線劃定的對接,做好與國土空間、主體功能區規劃相協調。堅持保護效果導向,落實生態環境保護措施,加強分層取水、生態流量泄放、水質保護、魚類增殖放流站、過魚設施、魚類棲息地保護、動植物保護等保護效果監測評估,提升保護效果。結合長江、黃河等流域大保護,開展重點區域生態修復,系統開展水電能源基地多目標調度研究,開展生態流量科學泄放研究。加大生物重要棲息地保護力度,實施水生生物產卵場、索餌場、越冬場和洄游通道等關鍵生境保護修復工程。以《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》為指引,全面深化未來水電生態環境保護工作。

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