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農村水電工程在施工期,會破壞陸生動物的棲息地,惡化河道岸邊爬行類動物的生存環境,驅趕長期生存的地面動物及鳥類,導致部分動物直接死亡。農村水電工程運行期間會淹沒大量植被生境,造成物種滅絕;破壞低海拔草木灌叢中陸生動物的生活范圍,同時縮小它們的棲息地,對一些動物的生活習性會產生影響。社會環境的影響:由于水電站工程存在不同程度的水庫淹沒,造成部分農田被淹沒。當地農民群眾很容易就地毀林開荒,可能造成新的水土流失。水土流失嚴重:由于隧洞、壩址、廠房基礎開挖等產生大量的土石方棄碴,開挖裸面及棄碴場若不及時采取措施易造成水土流失等,據甸尾水文站1965—1985年資料表明,中小型水庫浸沒造成的水土流失,致使水庫泥沙淤積量增加[6],如表1所示。針對這些日益嚴重的生態環境問題,樊新中[7]第30卷第3期長江科學院院報Vol.30No.32013年3月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteMar.2013指出要實現水電開發與環境、社會的和諧發展,必須認真貫徹落實科學發展觀,樹立水能開發新理念,建立水電開發的良性循環機制,建設環境友好、社會和諧的農村水電。
農村水電站生態環境補償措施
通過對已建農村水電站存在的生態環境問題進行研究,并結合農村水電站的特點,給出了一些解決農村水電站生態環境問題的方法,以期達到農村水電站建設與生態環境相平衡的發展目標。
修建過魚建筑物農村水電一般建在山區河流中,其中有些洄游性魚類需要到上游產卵,魚卵孵育成小魚后,小魚再游向下游發育成長。擋水建筑物建成后致使河流隔斷,阻止了洄游性魚類繁殖生活的通道,使洄游性魚類不能到上游產卵。國內已建的農村水電站很少考慮洄游性魚類的生活習性,樞紐布置時一般沒有考慮過魚建筑物或者相應的保護措施,致使某些洄游性魚類數量減少甚至消亡。同時致使魚類種群結構單一,產量急劇減少,嚴重影響以魚類為食物的動物的生存和繁殖[8]。如:1996年蘭州大學生命科學學院對黃河蘭州段漁業資源進行了調查[9],結果顯示,由于電站的修建和運行,黃河河口段自1996年至今除捕到少量的鯽魚、鯉魚、蘭州鯰及泥鰍外,無其他魚類捕撈記錄。為了更好地保護洄游性魚類、當地的生態環境和生物的多樣性,在魚類種類繁多的流域內水電樞紐布置時需要布置過魚建筑物或者采取相應的保護措施。目前國外一些發達國家[10]考慮到回游性魚類產卵問題,在進行水電樞紐布置時,根據魚類生活習性精心設計過魚建筑物,結果表明合理的過魚建筑物可以較好地保護洄游性魚類。如:法國的泰德萊小水電站,裝機容量680kW,設計水頭3.7m,為了保護洄游性魚類,泰德萊小水電站在改造過程中修建了仿自然魚道。監測結果證實了魚道的有效性。
合理布置引水建筑物農村水電站在進行規劃時為了充分利用水資源,在一條河流上需要修建上下游互相聯系的一系列水電站,這些水電站稱為梯級水電站。梯級水電站一般在上游梯級建造較大的龍頭水庫,通過引水建筑物將水庫或上游河段中的水引到水電站進行發電[11]。目前有些已建農村梯級水電站和引水式水電站中,由于引水建筑物布置和設計不合理,沒有充分考慮當地的水文特征,致使引水建筑物的引水口和下游水電站間河段干枯,出現斷流,從而危害整個河流的生態系統,造成魚類大面積死亡。
部分壩體采用植被護坡農村水電站壩體一般采用混凝土護坡,與周圍景觀不協調,同時也減少了壩區附近生物的棲息地。為了增加農村水電站的美觀度和保護生態環境,可利用生物控制或生態建造壩區坡面工程。植被護坡[12]主要是利用活性植物并結合一些特定的土工合成材料等工程材料,在坡面構建一個具有自生長能力的功能系統,通過生態工程系統的自支撐、自組織與自我修復等功能來實現壩坡的抗沖刷、抗滑動、壩坡加固和生態恢復,以達到減少水土流失,維持生態平衡以及美化環境等目的。
庫區修建人工浮島農村水電修建大壩蓄水改變了河流的基本水文特征,原河道徑流在時間、空間上的分布將發生變化,致使局部水環境惡化。同時由于水庫蓄水淹沒,造成部分淺水魚類、水生生物以及鳥禽類等失去棲息地和玩樂場所。針對以上修建擋水建筑物可能會遇到的生態環境問題,可在農村水電站的庫區內修建人工浮島。人工浮島[13]是在水體上建造浮島,栽種植物。人工浮島具有凈化水體,不同浮島植物對污染物的去除率[14]如表2所示。另外,人工浮島也可為動物提供棲息地,增加水域生物多樣性美化水域景觀以及削波護岸等功能。
合理確定下泄生態流量在開發農村水電站時,生態流量的多少對于水利樞紐布置比較重要[15-17]。生態流量設計過多則造成水資源的浪費,過少則對生態環境造成嚴重坡壞。若沒有充分考慮河流的生態流量問題,可能造成局部河段斷流干枯,嚴重影響附近居民的生活,以及破壞該流域內水生生物、魚類和沿岸動植物的生境。因此,要保護生態環境,避免水資源掠奪式開發,就必須在水資源配置中,保證生態環境在一定的時空范圍內擁有符合質量和數量要求的水量。
結論
農村水電的開發建設不能以犧牲環境和整體長遠的經濟社會利益為代價,應當充分考慮水資源的生態功能、環境功能和景觀功能的綜合開發模式。水電工程項目的選擇、建設和運營要與生態系統保護和環境建設相適應,真正體現生態效益、經濟效益和社會效益的統籌兼顧。通過分析研究可得出主要結論如下:(1)農村水電站的開發在一定程度上可以促進農村經濟和社會的發展,同時其對生態環境也產生了負面影響。建設農村水電站需要保護河流生物的多樣性,盡量降低其對生態系統和環境的負面影響,尋求合理的解決方法,以期達到農村水電站建設與生態環境相平衡的發展目標。(2)針對農村水電站對生態環境的負面影響,結合河流生態水力學和生態水工學等,給出了農村水電站可采用的一些解決生態環境問題的方法以及生態補償措施,這些方法和措施在一定程度上可以減少農村水電站對生態環境的影響,達到保護生態系統和環境的目的。(3)由于農村水電站所在流域不同,流域的生態系統和環境也不同,具有不同流域的脆弱敏感生態環境影響因子,因此農村水電站在選擇解決生態環境問題方法時,需要考慮流域的脆弱敏感生態環境影響因子,確定合理的生態環境保護方案和措施。(4)對于以上給出的一些生態環境問題的解決方法和補償措施,農村水電站在具體實施過程中可能會出現新的問題,需要進一步的研究。
作者:孫慧龔壁衛胡波單位:長江科學院水利部巖土力學與工程重點實驗室