水利水电工程对环境的影响及其对策研究报告.docx

水利水电工程对环境的影响及其对策研究报告 陈龙 付兆灏 李相南指导老师： 水文水资源研究所 田富强摘要：中国作为一个水利大国、农业大国，治水的重要性就显得尤为突出。而随着中国经济的发展，鳞次栉比的水利工程也拔地而起，在国民经济中发挥着至关重要的砥柱作用。与此同时，水利工程所导致的众多问题也随着时间的推移接踵而至，对此，本文综合各方观点，对水利水电工程在人文环境、自然生态环境和经济环境三个大方面的影响进行了探究；并综合实际情况对一些问题提出了可行性的建议与对策。关键词：人文环境 自然生态环境 经济环境 生态近几年由于我国经济的快速发展，国民经济建设对于电力的需求也在日益增长。特别是在2011年国家出台“一号文件”之后，我国的水电工程建设投入更是在不断的加大中。过多过快的水电工程建设难免会对人文环境、生态环境和经济环境造成相当的影响。我国的水利水电建设面临着艰巨的任务。在环境影响方面，与其它工程相比，水利水电工程有其突出的特点：影响地域范围广阔，影响人口众多，对当地社会、人文、经济、生态环境影响巨大，外部环境对工程也同样施以巨大的影响。目前，整个社会对环境问题越来越重视，对环境质量要求越来越高，广义上的环境问题已成为制约水利水电工程发展的关键性因素。要正确地处理好水电工程建设与环境问题的内在矛盾，平衡环境与工程建设的可持续发展关系，从根本上解决水电工程与环境的冲突，就必须正确地认识到水电工程的问题所在，对症下药，才能实现我国水电事业的快速健康发展。从广义上看，水电工程对环境的问题主要体现在三个方面：（一）对人文社会环境的影响；（二）对自然生态环境的影响；（三）对经济环境的影响。一 水利水电工程对人文社会环境的影响分析1， 建设征地与移民安置问题建设征地与移民安置问题是水利工程建设中大课题，其对环境的影响是深远的。兴建水库，淹没土地，必将使人地矛盾更加紧张。如果移民未加妥善安置，还会造成毁林开荒，引起水土流失等问题。同时，水电工程建设对当地土地资源造成一定的压力，涉及村组的人均耕地数量减少，在一定程度上影响村民的生产和生活方式，水利设施动辄成千上万亩地，这样庞大的政府征用地必然会引发许许多多的社会问题，这些社会问题看似与环境无关，其实在移民的安置过程中，房屋修建、生产发展规划配套设施建设及土地改良等，都将扰动移民安置区的地表植被、造成水土流失。以三峡水利水电工程为例，三峡库区将淹没陆地面积632 km2 ,移民总数超过110 万人。移民政策的调整表现为: 将原计划在三峡库区就地后靠搬迁的部分农村移民,远迁到库区以外的经济发达地区,至今已经搬迁移民近40 万,外迁的有10 万。对一批原计划搬迁重建的工矿企业实行破产或关闭,据资料统计,三峡库区原有1599 个工矿企业中有1013个实行了破产或关闭。2， 文物古迹和自然景观保护问题我国历史悠久，是一个历史文明古国，文物古迹分布广，面积大。文物古迹作为中华民族的宝贵财富，它反映了一个历史时期的社会制度、社会生产、社会风情、科学技术、军事和历史等，对历史研究具有重要意义，对古代科学技术的研究具有重要价值。而水利水电工程的建设必将在一定程度上影响到这些宝贵的文化遗产的维护。因此，在水利工程的建设中须要对重要的古迹要进行防护、迁移、仿制并进行录象保存。如三门峡水利枢纽、三峡水利枢纽等，都采取了文物保护措施。三峡水库蓄水后，库区著名的文物古迹和三峡峡谷险、秀、奇、幽等自然景色并无明显不利影响，并且创造和改善了旅游环境，三峡工程不仅保留了“高峡出平湖”的景观，而且小三峡及沿线峡谷也将更加秀丽，形成了坝区独特的风景。3， 人身健康和安全问题不少疾病如阿米巴痢疾、伤寒、疟疾、细菌性痢疾、霍乱、血吸虫病等直接或间接地都与水环境有关。如丹江口水库、新安江水库等建成后,原有陆地变成了湿地,利于蚊虫孳生,都曾流行过疟疾病由于三峡水库介于两大血吸虫病流行区(四川成都平原和长江中下游平原) 之间,建库后水面增大,流速减缓,因此对钉螺能否从上游或下游向库区迁移并在那儿孳生繁殖,都是需要重视的环境问题。二 水利水电工程对自然生态环境的影响分析1， 对水文的影响水利工程的建设改变了天然河流的水文特征和结构。在河流上建坝，使上游水流速减缓、水深增大水体自净能力减弱；库区水体增大后，水温结构也会发生变化对水体密度、溶解氧、微生物和水生生物都产生影响，下游河道的径污比和鱼类繁殖条件发生变化；水库蓄水后可引起周围地区的地下水位上升，导致土壤环境变化等。2， 对泥沙淤积的影响水利工程的建设将改变库区和下游河道泥沙的输移和沉积模式。以三门峡水利水电工程为例，为了使黄河下游地上河不再淤高。设计时想把黄河的泥沙全部拦截在三门峡水库内，使黄河下游变清，这种做法严重损害了上游的渭河，并且设计中没有设置底孔排沙系统，后经两次改建渭河下游泥沙仍大量淤积，这不仅使蓄水库容减少而且形成了“地上河”经常引起洪涝灾害。据有关数据统计，三门峡水库于1960 年开始蓄水,一年半后,15 亿t 泥沙全部淤在潼关三门峡河段,潼关河床抬高4. 5 m。淤积带延伸到上游的渭河口,形成拦门沙,两岸地下水位也随之抬高,从而造成两岸农田次生盐碱化。另外，以1964年苏联在埃及尼罗河上修建的阿斯旺大坝为例，在大坝建成前尼罗河每年向地中海输送泥沙并使之向海岸淤积的速度和海水对岸边的侵蚀速度大致相等。大坝建成后，泥沙被截留在水库内，地中海岸的冲刷得不到补偿，固有的自然平衡状态受到破坏。3， 对库区及其周边气候的影响一般情况下，在水利工程建成之后，对库区及其周边环境的大气环流必然会造成一定的影响，原有的陆地气候将因为水电工程的蓄水而变得湿润，使库区微气候环境条件有所改变，包括气温、风速、湿度、降水等。（1） 对降雨量的影响i， 水库的降雨量将有显著上升。由于水库蓄水的原因，导致库区的蒸发量增加，从而使得降雨量增加；ii， 降雨的空间与时间分布将发生变化。由于水库的低温效应影响，一般情况下，库区的蒸发量将加大，空气变得湿润，从而导致库区和周边地区的降雨量有所减少，而一定距离的外围地区降雨而有所增加。同时，对于大型水库，由于夏季水库的水温较之稍低，气层稳定，大气对流变弱，从而导致降雨量下降；而冬季由于水温较高，大气对流变强，从而导致降雨量上升。（2） 对水库水温结构的影响水利水电工程对水库水温结构的影响主要分为两个类型：混合型和分层型。一般来说，混合型的水温结构对环境的影响比分层型小。水库水温的变化主要取决于水温的分层温度高低的变化。水库下部的低温水对农作物、水生生物、人类生活等产生危害：造成农作物（主要是水稻）减产。影响水生生物（主要是温水鱼类）的生长和繁殖。不利于工作、学习和娱乐。（3） 对水质的影响水利工程的建设对水质会产生一定的影响。一方面水体经过长距离的输送或一定时间的贮藏，都会使复氧过程充分，从而丰富了水体潜在的环境容量资源。另一方面在库区内水位抬高，水流缓慢，不利于污染物的扩散。河流中原本流动的水在水库里停滞后便会发生一些变化。如水库水温有可能升高,水质可能变差,特别是水库的沟汊中容易发生水污染,如水华现象的出现;水库蓄水后,随着水面的扩大,蒸发量的增加,水汽、水雾就会增多,等等。这些都是修坝后水体变化带来的影响。水库蓄水后,对水质可产生正负两方面的影响。(1) 有利影响:库内大体积水体流速慢,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;库内流速慢,藻类活动频繁,呼吸作用产生的co2 与水中钙、镁离子结合产生caco3和mgco3 并沉淀下来,降低了水体硬度。(2) 不利影响:库内水流流速小,降低了水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力,因此复氧能力减弱,使得水库水体自净能力比河流弱;库内水流流速小,透明度增大,利于藻类光合作用,坝前储存数月甚至几年的水,因藻类大量生长而导致富营养化;被淹没的植被和腐烂的有机物会大量消耗水中的氧气,并释放沼气和大量二氧化碳,同样导致温室效应;悬移质沉积于库底,长期累积不易迁移,若含有有毒物质或难降解的重金属,可形成次生污染源。 （4） 对库区地质土壤的影响 水库中由于大量水体的聚集，会使库区地壳结构的地应力发生变化，容易诱发地震，特别是随着高坝水库的修建强烈的水库地震时有发生。同时，由于库区水位的上升，从而导致库区土壤的抗剪能力降低，易发生塌方，库岸滑坡等现象。水利工程的建设对土壤环境的影响也是有利有弊，一方面通过筑堤建库、疏通水道等措施，保护农田免受淹没冲刷等灾害；通过拦截天然径流、调节地表径流等措施补充了土壤的水分改善了土壤的养分和热状况。另一方面水利工程的兴建也使下游平原的淤泥肥源减少，土壤肥力下降。同时输水渠道两岸由于渗漏使地下水抬高，造成大面积土壤的次生盐碱化和沼泽化。例如，阿斯旺大坝的兴建使泥沙淤积在水库内，汛期不再出现洪水泛滥肥沃两岸的土地。三峡水库的中下游地区大面积低湖田面临沼泽化威胁，渍害田比例增大。（5） 对水生生物的影响修筑堤坝将使鱼类特别是洄游性鱼类的正常生活习性受到影响，生活环境被打破，严重的会造成灭绝。例如：长江特有的白甲鱼、岩原鲤、中华鲅在渔业产量中的比重已很少，特别是白暨豚近几年来的种群数量急剧下降。水利工程的建设使自然河流出现了渠道化和非连续化的态势，这种情况造成库区内原来的森林、草地或农田被淹没水底，陆生动物被迫迁徙。以长江葛洲坝工程为例,下泄流量为41 30077 500 m3/ s ,氧饱和度为112 %127 %,氮饱和度为125 %135 %,致使幼鱼死亡率达32.24%。4， 对生物化学循环“碳循环”的影响我们知道，水库和一些大型水利工程的修建将会导致当地环境发生相应的变化，在宏观上，这些变化表现为当地环境气候、降水、温度等方面的改变，但是在微观上，由于水下有机物发酵，使水库及其他人工水体和自然湖泊、湿地、森林和稻田一样会释放出c02和甲烷(ch4)，从而导致这些人工水体有自己的碳平衡，即碳元素获得、转化与释放的总量保持平衡。进而参与到“碳循环”之中来。例如，沉入水底的树干、树枝慢慢地腐烂并分解出c02和ch4。不过他们依然是惰性的。此外，这些人工水体里面的浮游动植物也和在自然湖泊或海洋里一样参加了短周期碳循环。这个过程是形成碳酸盐的主要步骤，其中的碳元素隔绝在石灰岩和白垩中(生产水泥和石灰过程中加热石灰石也会释放出c02，即释放了隔绝的碳元素)。同时，由方程式：casi03+2h20+2c02一cacq+c02+2h20+sio2可知，作为短期碳循环的一部分，水库建筑物通过呼吸作用等可以给碳循环圈提供大量的co2和含碳化合物，因此水库作为一个暂态水生态系统，如果把淹没区域中的生物分解、水生初级产物、从上游引入c02、从下游输出c02和有机碳以及水库的沉淀考虑在内，这个生态系统最终会达到一个碳平衡。三， 水利水电工程对经济环境的影响分1， 对中国国内经济环境影响。众所周知，我国一直是一个农业大国，农业的发展和水利的发展也息息相关。立足水电工程，致力农业发展，才能从根本上解决三农问题的症结。首先，我们以云南省的农业代表城市曲靖市为例，简 要地解析水利水电工程，主要是农田水利工程对经济环境的影响。 曲靖市由于地处西南地区，其水资源较为缺乏，因此在这种处境下曲靖市政府在全市的几个典型试点大力推广高科技农业技术，并在几个农业大区建立了“国家级高科技节水农业试验田区”。以曲靖市中心区麒麟区为例，麒麟区总共有十个村委会，其中有两个村委会发展了现代农业的管理模式。这些试验田均采用了企业化管理的规范模式。在种植区中，种植的作物以蔬菜为主，平均每一季种植20余种蔬菜。在这些农田中，蔬菜每年可以种植5至7季，这样相比于传统的种植模式提高了产量。这些农田都采取了现代农业技术，在育苗期，主要是利用营养液培养，待植物长大后将植株移植到农田进行管理。其中，部分种植采取了大棚种植，这样也为减短了农作物的培养周期，使农作物有更好的生长环境。据了解，两个村委会共有农田10000亩，其中大棚面积达到2000亩，每亩产值近20000元。这些农田水利工程使得老百姓摆脱了靠天吃饭的局面，也节省出了大量的劳动力，提高了农民的收入，大幅度改善了当地人民的生活环境，加速了当地的经济发展。而就曲靖市总体情况来说，曲靖市全市范围内现共有水库621座，水容161773万立方米，实有耕地289415公顷，总播种面积745692公顷，平均每亩耕地有水5589立方米，平均每亩种植作物有水2169立方米，占有率高。但是据我们调查，这些水利设施分布不均，大多集中于坝区，其有效灌溉面积167730公顷，灌溉面积占总耕地面积57.96%，达到旱涝保收面积105560公顷，旱涝保收面积占总耕地面积的36.47%，42.04%63.26%土地面积仍然摆脱不了“靠天吃饭”的尴尬局面。从而可以看出，农田水利水电工程的缺乏严重制约了农业生产的发展，从而也导致了当地经济发展滞后的现象。我们再看到位于云南省文山壮族自治州的富宁县弄桑村，在该地区，石块占据了耕地的大部分面积，水利水电工程设施相当缺乏。在石缝之间和部分旱地栽种的玉米无法满足村民的生活需要，村民依靠政府每人每天一斤的救济粮来维持生计；每个家庭的主要收入都来源于年轻人外出打工，年收入最多不超过1000元。针对此情况，富宁县采取了积极有效的措施，在一号文件下发之后，大量投入资金发展建设急需的各种水利水电设施，特别注重发展“五小水利”设施。（见附表1-5）据预期，在这些设施全部完工之后，当地的经济发展特别是农业经济发展将彻底解决工程性缺水问题，人均收入也将增长50%以上，从而带动当地经济的发展。表一：富宁县水利发展五小水利项目“十二五”规划表（小水窖）从云南省曲表二：富宁县水利发展五小水利项目“十二五”规划表（水池）表三：富宁县水利发展五小水利项目“十二五”规划表（坝塘）表四：富宁县水利发展五小水利项目“十二五”规划表（小渠道）表五：富宁县水利发展五小水利项目“十二五”规划表（小泵站）从云南省曲靖市和富宁县的经济对比现象可以看出，农田水利工程得不到发展，当地的经济必将在相当程度上受到影响。特别是作为以农业为主要产业的地区，要从根本上解决经济发展滞后的问题，其很重要的一步就是因地制宜，大力发展水利工程建设。2， water management in “poverty alleviation”全球减贫计划据统计，由于目前将近75%的贫困者是农民，因此，提高农业收入不仅仅是中国国内拉动经济增长的一个必要因素，也是世界反贫困进程的核心要素。联合国调查报告也充分说明了这一点“estimates show that growth in the agricultural productivity of small farmers is, on average, at least twice as effective in benefiting the poorest half of a countrys population as growth generated in nonagricultural sectors.”而世界“农业脱贫”这条路和中国所面临的问题是一样的那就是water management，即我们所说的农田水利问题。在20世纪60年代至70年代的“green revolution”中，农业灌溉问题成为了“激发亚洲农业潜力，减少贫困”的关键因素之一。从1961年到2002年，随着各国政府致力于保障粮食安全，提高公众福利，引导经济增长，该项目中，以一些南亚国家为例，这些在近四十年间大力修建水利灌溉工程，从而使得灌溉面积已增长了近乎一倍，而谷物产量也随之增长了137%，而其他地区只增长了3%左右。另外，1997年由日本国际合作银行资助的斯里兰卡水利工程项目，到2005年已收效显著。据2007年由斯里兰卡政府调研，提高水利灌溉效率和扩大灌溉面积能够在很大程度上提高当地居民的家庭收入，解决他们的贫困问题；在2002年，有57%的当地居民处于贫困线以下，而在2007年该数字已降到了43%。四，对策和建议 水利工程对环境的影响是广泛而深远的，这些影响不仅仅局限于人们所熟知的生态环境方面，还集中地体现在人文、经济发展等方面。“人”与“水”都在不断的相互影响之中改变着自身状态，也改变着对方的处境。（其相互影响流程见附图1）我们在兴建水利工程的同时要特别注意水利工程作为新生的环境组成与其他各环境组成的协调和平衡问题。使它们组成一个更为和谐的水资源系统。当前水利工作者急需树立起环境保护的意识，充分意识到环境问题在水利工程建设中的重要地位，现代水利事业发展方向是变工程水利为资源水利，达到经济效益、社会效益和环境效益的统一。我们主要可以从以下几个方面来考虑相应的对策和一些可行性建议：（1） 在水利工程施工之前，我们须对当地环境以及水利工程的效益进行综合分析，因地制宜，全面规划，尽可能地将可能带来的危害降到最低。对于移民问题，也要有完善的政策，使移民能长期共享水电开发的效益。 （2） 在施工建设期间，要完善有关法律，强调施工期间对环境保护的重要性，保证施工过程安全环保地进行，对于一些不利环境保护的行为进行有效及时的处理。