搜索
水利水电工程地质学期论文大型水电站兴建对生态环境的影响分析王文进（兰州大学,兰州730000）摘要：概括了水电站的建设对水文过程、河流及下游湿地地貌、生物多样性、水质等多方面的影响，并对这些影响进行分析，总结为直接影响、间接影响、对原有地貌的影响。关键词：水电站;生态环境;影响分析1前言从古至今，河流就是人类赖以生存的重要资源。作为人类文明的重要发源地，河流为人类的生存和发展提供了灌溉、养殖、航运等多重服务功能。进入现代文明后，人类对河流的开发日益加剧，其中拦河建坝修建水电站就是一个典型的代表。电站的修建给人类带来了巨大的经济和社会效益。如伏尔加河流域通过多个大中型水电站的建设使得该区成为前苏联经济最为发达的地区之一［1］。近年来，我国水电站的建设更是发展迅速，其中仅云南省已规划建设的大型水电站就有50多座［2］。而2003年开始运行的三峡水电站更是引起了世界的高度关注。不可否认，水电站的建设不仅产生了巨大的防洪、发电、航运等经济效益，同时作为一种相对清洁的发电模式，还有效地保护了环境，产生了巨大的环境效益。然而任何水利工程的兴建对于河流及人类社会来说都是把双刃剑，水电站在给人类带来经济和环境利益的同时，也对河流及其下游生态系统产生了多层次的负面影响，如导致下游湿地生态系统退化、生物多样性下降等,因此认知兴建大型水电站对生态环境的影响对于正确认识水电站的综合效益、指导水电站的兴建具有重要的意义。当前有关水电站建设对生态环境影响的研究均是基于某一水电站的水平上进行的，系统总结性的研究仍比较欠缺。本文试图对其进行总结归纳。2水电站建设对生态环境的影响2.1对河流及下游生态系统水文过程的影响水电站的兴建从根本上改变了河流原有的水文情势，引起水文过程输移规律的变化，并对下游湿地生态系统产生深远影响。具体来讲，水电站对水文过程的影响可分为以下几个方面:首先水电站的兴建可以通过控制水流量来影响下游的水位、流量、洪水频率等。如石虎塘航电枢纽工程的兴建使得下游最高水位在非洪水期明显降低［3］;三峡水电站的兴建对下游水文的影响更是显著:由于其具有110.8亿m3的防洪库容，使得下游洪水爆发频率急剧下降。此外水电站的兴建还改变了水文时空分布不均的现象。使得下游水资源的分配更加趋于均匀，这对于降低下游洪水爆发的频率及维持下游灌溉、航运等活动在枯水季节的正常运行都是有利的。再次，水电站由于拦截大量流水，使得上游泥沙得到一定程度的沉降，进而导致下游湿地生态系统受泥沙淤积的程度逐渐减弱。拒不完全统计，水库拦截泥沙率从33%～99%变化不等。如尼罗河阿斯旺电站修建后使得下游Gaafra站含沙量由原来的3760ppm下降到现在的46ppm［4］，这有利于下游湿地生态系统服务功能的维持和保护。2.2对河道及下游生态系统微地貌的影响河道的稳定性对于维系沿岸人民生命财产的生命安全具有重要的作用。因此，水电站的兴建对河道结构影响的研究也一直是研究的热点问题之一。水电站的修建不可避免地会对河道的深度、宽度等形态特征产生影响。水流是河道及下游生态系统地貌塑造的直接动力。径流量、变幅、各流量级持续时间等多个水文要素决定了水沙的造床动力特征。通常认为水电站的兴建将有利于下游河道的稳定性发展。这是因为水库的修建可以使流量过程更加趋于平和。然而在不同的河流中，水文情势的变化对河道影响的机理及结果又存在差异性。除了对河道影响外，水电站的兴建还对下游生态系统的地形地貌产生影响。如三峡工程的运行可通过长江中下游河段泥沙运动的调整来影响鄱阳湖区洲滩的稳定性，导致梅家洲等区域湖底不断抬高，进而影响洲滩自身的演变进程［5］。2.3对河流及下游生态系统动植物多样性的影响水利水电工程地质学期论文生物多样性是指一定范围内多种多样活的有机体有规律地组合所构成的稳定的生态综合体。可分为物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。生物多样性是人类赖以生存的物质基础。水电站修建后所导致水文过程的改变及相应的江湖关系调整是导致下游河流湖泊等湿地生态系统生物多样性变化的根本原因。其中水沙情势的变化是直接驱动力。当前有关水电站修建对生物多样性的研究较多，且主要集中于动植物两个方面。通常认为水电站的兴建会降低动植物的多样性水平。水电站的修建阻隔了洄游性鱼类的通道，导致洄游性鱼类种群显著下降，且这种影响可能是毁灭性的。此外，水电站的兴建还可以通过影响下游河道的水温、水体理化性质等途径改变鱼类及其他水生生物的区系组成。如三峡电站建成后，洞庭湖、鄱阳湖鱼苗大量减少，许多名贵经济鱼类极近灭绝。然而对于一些有害生物而言，水电站的兴建还可能提高其多样性水平。如三峡运行后洞庭湖东方田鼠的数量呈不断增加的趋势，这主要是由于水位下降导致洲滩出露时间增加。对植物而言，水电站建设所形成的水库会造成一些当地特有植物物种的丧失，还会导致下游湿地植被生物多样性的下降并推动植被演替的进行。此外，水电站的修建还会导致下游湖泊滩地大量裸露，大量湿地植被被开垦为农田，进而加速了湿地植物多样性减少，严重破坏了区域生态平衡。2.4对河流及下游湿地水质的影响水电站的修建改变了水沙情势，导致河流及下游湿地水文周期及滞留时间产生变化，进而影响水污染物的稀释和扩散，使得水环境质量发生显著变化。如三峡工程修建后，每年的1～4月份，增加的泄流量导致鄱阳湖湖水的稀释、净化程度降低，同时还有可能加重鄱阳湖水体的富营养化，进一步影响湖区鱼类、候鸟及人类的健康［5］。不仅如此，水电站放水冲刷时，还将导致吸附在泥沙表面的重金属重新释放到水体中，加重水体重金属污染的程度。然而，水环境受多重复杂因素的影响，迄今为止，对水电站与其下游水质关系的认识尚未十分明确。尤其是水质与水文过程变化的作用机理尚未引起足够的重视。3大型水电站对环境的影响分析3.1对生态环境的直接影响大型水电站的工程规模较大，对环境的影响也就会随之增加。建设中占有土地、开挖对森林指标、生物资源的砍伐和毁坏将对工程周边的环境造成直接影响，并因此导致陆生植物生存和栖息的环境减少，导致工程周围的植被遭到破坏，并可能影响整个生态环境。3.2对生态环境的间接影响首先是对水生生态的影响，水电工程中大坝建设是对河水的人为干预，使其成为了中间断流的河流，此种情况无疑将影响河流中水生生物的生活习性，如洄游性鱼类的影响，从繁殖的角度看是毁灭性的。其次，水电站大坝会改变水文情况，河流流速会变缓，这种改变对原有生物也是一种负面影响，因为水温、流速、水位的变化都将影响水生生物的固有习性，从而改变其生活的周期，从而导致整个河流的水生生态环境发生重大改变。最后，对生物的分布情况产生影响，大坝修建形成的水库，会使得原有的生物栖息地发生改变，原本可以进行上下游交替的生物资源会因为无法产生“流动”，从而导致水生生物的分布发生改变。另外，原有的陆生动物栖息地也会因为水位的上涨而发生改变，这对于陆生生物也是一个不小的负面影响。3.3改变原有地貌水电站修建时需要动用大量的土石方，并对材料场地的植被造成破坏，施工裸地面积也随着工程量的增加而扩大，这无疑加剧因人为干预而引发的水土流失。无计划和组织较差的土方开挖往往会导致水库周边地质地貌发生改变，从而造成地质结构失稳，再加上降水的影响，就会直接导致库区水土流失加剧，最终将破坏整个水库乃至大坝的稳定性。参考文献［1］何用．水沙过程与河流生态环境作用初步研［D］．武汉:武汉大学，2005．［2］何玉芹，欧晓昆．云南省水电站开发对生态环境的影响及保护对策［J］．云南环境科学，2006，25(2)．［3］詹寿根．石虎塘航电枢纽工程对水文情势影响的分析［J］．人民长江，2008，39(19)．［4］孙昭华．水沙变异条件下河流系统调整机理及其功能维持初步研究［D］．武汉:武汉大学，2004．［5］吴龙华．长江三峡工程对鄱阳湖生态环境的影响研究［J］．水利学报，2007，(增刊)．［6］彭应登．区域开发环境影响评价研究进展［J］．环境科学进展，1999，7(4)．