水電開發(fā)對(duì)河流水沙特性影響綜合評(píng)價(jià)方法

為探討西藏水電開發(fā)對(duì)河流生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響,采用比較變化程度的定量分析方法,分析了雅魯藏布江二級(jí)支流巴河流域上所建設(shè)的六〇六水電站、雪卡水電站和老虎嘴水電站對(duì)河流水文情勢、水溫、水質(zhì)及水生物的影響,得到巴河徑流基本不受影響、泥沙減少、水溫略有升高、水質(zhì)基本不變和對(duì)魚類有一定影響的結(jié)論,為研究西藏大規(guī)模開發(fā)水電資源對(duì)河流的影響提供一定的借鑒作用.

針對(duì)跨境河流水電開發(fā)國際影響問題,采用層次分析法,將水電開發(fā)的國際影響分為需求、利益、權(quán)利和主權(quán)4個(gè)層次進(jìn)行分析研究。在深入分析跨境河流水電開發(fā)可能引起的影響的基礎(chǔ)上,篩選關(guān)鍵因子,建立指標(biāo)體系。研究關(guān)鍵因子的變化導(dǎo)致不同層面的國際影響,并提出解決跨境河流水電開發(fā)國際影響問題的建議,為政府決策提供參考依據(jù)。

以灤河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域,基于swat模型模擬1976-2012年灤河流域的水沙過程,分析2000年京津風(fēng)沙源治理項(xiàng)目實(shí)施前后流域產(chǎn)水產(chǎn)沙時(shí)空格局變化;研究1980-2010年流域景觀格局變化特征,揭示景觀格局變化的水沙響應(yīng);應(yīng)用spearman相關(guān)分析法分析流域景觀格局變化對(duì)水沙過程的影響.結(jié)果表明:與20世紀(jì)80年代相比,2010年流域林地和建設(shè)用地增加,其他用地類型減小;流域景觀集中程度提高、連通性變優(yōu)、優(yōu)勢斑塊顯著、形狀趨于規(guī)則、多樣性減少、破碎化程度降低、景觀類型向非均衡方向發(fā)展;流域年均地表徑流減少9mm,產(chǎn)水量增加5.44mm,產(chǎn)沙減小1.59t/hm2;地表徑流減少區(qū)域占全流域89.32％,產(chǎn)水量增加區(qū)域占76.71％,產(chǎn)沙量減少區(qū)域占93.89％;地表徑流、產(chǎn)水、產(chǎn)沙與林地面積呈負(fù)相關(guān),產(chǎn)水與草地面積呈正相關(guān),地表徑流、產(chǎn)沙與農(nóng)業(yè)用地面積呈正相關(guān);地表徑流、產(chǎn)水、產(chǎn)沙與景觀形狀、shannon\"s均勻度、景觀分離度呈正相關(guān),與蔓延度、最大斑塊指數(shù)呈負(fù)相關(guān);產(chǎn)水、產(chǎn)沙與斑塊密度和shannon\"s多樣性指數(shù)呈正相關(guān);工程治理后,流域年均徑流量與產(chǎn)沙量顯著下降,產(chǎn)水產(chǎn)沙高值區(qū)顯著縮小,產(chǎn)沙關(guān)鍵區(qū)域仍需治理.

河流水電開發(fā)在緩解水資源和電能短缺問題的同時(shí),對(duì)庫區(qū)及其下游的生態(tài)環(huán)境也帶來了一些負(fù)面效應(yīng)。這些影響主要體現(xiàn)在:(1)工程施工惡化周邊生態(tài)環(huán)境;(2)水庫蓄水導(dǎo)致庫區(qū)生態(tài)變遷;(3)引水式電站改變壩下缺水段生境特征;(4)河流水沙變化破壞下游河道及河口區(qū)的水—鹽、水—沙平衡。針對(duì)水電開發(fā)所帶來的這些問題,提出了幾條應(yīng)對(duì)措施,以弱化其負(fù)面影響。這些措施包括:(1)進(jìn)行流域開發(fā)規(guī)劃,重視水電開發(fā)規(guī)劃的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作;(2)優(yōu)化工程設(shè)計(jì),預(yù)防或減少水土流失;(3)加強(qiáng)工程環(huán)境監(jiān)理,明確環(huán)境管理職責(zé);(4)加強(qiáng)水電建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)化;(5)優(yōu)化水庫運(yùn)行管理,減輕生態(tài)沖擊。

梅溪河流域?qū)俚湫偷纳絽^(qū)型河流,在梅溪河水能規(guī)劃工作中,力求做到慎重選擇規(guī)劃方案,注意生態(tài)用水,注意水量平衡,盡量保護(hù)耕地,規(guī)劃龍頭水庫等,這些內(nèi)容集中反映了山區(qū)河流水能規(guī)劃的普遍規(guī)律,必須按照規(guī)范要求詳細(xì)論述,使規(guī)劃科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn),同時(shí)規(guī)劃成果也應(yīng)適時(shí)修改,與時(shí)俱進(jìn),使之更加符合客觀實(shí)際。

介紹尼洋河流域左岸支流——巴河的水電開發(fā),重點(diǎn)分析水電工程的興建對(duì)巴河陸生生物、水生生物、景觀生態(tài)等的影響。提出合理開發(fā)水電工程和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的幾點(diǎn)防治措施:規(guī)劃和處理好水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境的影響關(guān)系;施工期盡量減少干擾,嚴(yán)格按照各類法規(guī)進(jìn)行;竣工期注重植被恢復(fù),完善各類景觀恢復(fù)措施;運(yùn)行期注意調(diào)節(jié)徑流,保證河流最小生態(tài)水量。

進(jìn)入新世紀(jì),中國開始了一輪前所未有的河流水電開發(fā)熱潮。以岷江為例,其上游干流已建成和在建的電站就有6座,支流水庫不下10座。由于岷江水電的利用方式主要是引水式的梯級(jí)開發(fā),水庫容量小,調(diào)節(jié)能力弱,對(duì)河流的改造作用大,已經(jīng)使得岷江上游多處河段河床干涸,河流的自然生境和景觀發(fā)生了很大變化。解決這些問題的關(guān)鍵在于加強(qiáng)執(zhí)行流域總體規(guī)劃,對(duì)電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行規(guī)則進(jìn)行重新審訂,保證河流的最低流量,挽救瀕于險(xiǎn)境的水體生態(tài)系統(tǒng)。

環(huán)境影響后評(píng)價(jià)是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的一個(gè)新的分支，也是我國環(huán)境影響評(píng)價(jià)的一個(gè)新的方向，目前我國尚無環(huán)境影響后評(píng)價(jià)的相關(guān)規(guī)范和導(dǎo)則，本文根據(jù)大渡河干流水電開發(fā)現(xiàn)狀和環(huán)境保護(hù)要求，提出了流域水電開發(fā)環(huán)境影響后評(píng)價(jià)的必要性、重要意義和工作思路，為進(jìn)一步探討流域水電環(huán)境影響后評(píng)價(jià)提供參考。

金沙江干流上游河段水電規(guī)劃擬推薦12級(jí)開發(fā),總裝機(jī)容量13800mw,其中推薦崗?fù)小⒉_、葉巴灘、拉哇、蘇洼龍5個(gè)電站為位于川藏界河段的近期工程,涉及區(qū)域均不在省級(jí)電網(wǎng)的覆蓋之內(nèi)。本文結(jié)合西藏境內(nèi)金沙江一級(jí)支流的情況,簡要闡述金沙江一級(jí)支流開發(fā)對(duì)解決干流水電施工用電的相關(guān)分析。

水利工程是我國的重點(diǎn)工程項(xiàng)目之一,它對(duì)我國的河流生態(tài)系統(tǒng)有很重要的影響,尤其對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響.研究人員通過對(duì)水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能的影響進(jìn)行分析,建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和定量化的評(píng)價(jià)方法.下面,本文將就水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響評(píng)價(jià)方法進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的探究.

通過分析水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響,建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和定量化的評(píng)價(jià)方法.評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的原則、對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的分類和指標(biāo)確定等.本文將河流生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能分為四類即供水及與供水量相關(guān)的航運(yùn)和水電功能、生態(tài)支持功能、調(diào)節(jié)控制功能和文化美學(xué)功能.依據(jù)不同的功能類型,應(yīng)用以前的研究成果,針對(duì)水利工程產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)如生物多樣性的變化和河流凈化功能的變化,確定了不同的測度指標(biāo),并建立了相應(yīng)的數(shù)量化評(píng)價(jià)方法,主要包括指數(shù)法和boddo模型方法,這些方法將有助于對(duì)水利工程的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行深入的分析與評(píng)價(jià).

大規(guī)模的水電開發(fā)在推動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善能源結(jié)構(gòu)、應(yīng)對(duì)氣候變化等方面發(fā)揮了重要的作用,但在快速開發(fā)的過程中,也對(duì)河流生態(tài)環(huán)境帶來了一定的影響。在概述國內(nèi)外水電開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,從生境和生物兩個(gè)方面,系統(tǒng)地論述了水電開發(fā)對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的影響內(nèi)容,概述了當(dāng)前我國水電開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)的政策、生態(tài)環(huán)境保護(hù)性對(duì)策措施及體制機(jī)制等,探討了當(dāng)前相關(guān)研究中存在的多以大中型水利水電工程為主、對(duì)小水電梯級(jí)開發(fā)的研究不足,以局部尺度為主、對(duì)流域尺度的研究較少,以宏觀定性研究居多,對(duì)定量研究較少等問題。

本文從河流的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能出發(fā),分析了水電開發(fā)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響,提出開展河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值評(píng)估,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償,是實(shí)現(xiàn)水電資源可持續(xù)利用的現(xiàn)實(shí)道路。

珠江流域地域遼闊。珠江水能資源豐富,在促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用。分析珠江水電開發(fā)現(xiàn)狀及水電開發(fā)對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的影響,研究并提出減少對(duì)生態(tài)環(huán)境不利影響及保護(hù)的對(duì)策措施。

田納西河是美國第五大河，水能資源豐富。流域面積10．675km2，干流全長約1050km，落差約130m。降雨年內(nèi)分布比較均勻；多年平均流量為1850m3／s，相應(yīng)年徑流量約為584億m3。田納西河水能資源開發(fā)度達(dá)87%。

提出了計(jì)算“流量”,即計(jì)算受水電開發(fā)影響的河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值變化量的評(píng)估思路和方法,并以廣東省河源市風(fēng)光水利樞紐工程為案例進(jìn)行了定量分析。在對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上,根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能可能受到水電開發(fā)影響的現(xiàn)實(shí)情況和影響特征,選擇適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算的方法和參數(shù),計(jì)算受影響的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值變化量。案例研究結(jié)果表明,風(fēng)光水利樞紐工程開發(fā)方案引起的河流生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化的正效益為7676萬元/a,負(fù)效益為-3894萬元/a,負(fù)效益占到其正效益的一半以上,說明該工程開發(fā)對(duì)東江河流生態(tài)系統(tǒng)的消極負(fù)面影響也是不容忽視的,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)補(bǔ)償措施。

利用wrf中尺度天氣預(yù)報(bào)模式,從拓寬大渡河整個(gè)干流的水體分布與改變單一水庫(瀑布溝水電站水庫)的水體覆蓋兩個(gè)角度,對(duì)比分析下墊面水體變化對(duì)區(qū)域氣候的可能影響.結(jié)果表明:整個(gè)干流水體變化和瀑布溝水庫水體加寬后所產(chǎn)生的氣候效應(yīng)類似,均表現(xiàn)為對(duì)水體附近區(qū)域的局地影響.年平均氣溫在水體附近區(qū)域下降0.2～0.4℃,冬季平均氣溫小幅升高,春季、夏季和秋季的平均氣溫降低;冬季、春季和秋季的降水量變化不明顯,在河流兩岸的年平均降水量、夏季降水量有所減少;相對(duì)濕度在水體區(qū)域微弱增加,平均風(fēng)速變化不大.

針對(duì)龍灘工程對(duì)各環(huán)境因子復(fù)雜的影響需進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，以便了解工程興建前后的環(huán)境總體情況，以及工程的可行性，并為選擇工程方案提供科學(xué)依據(jù)。采用多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)法及灰色關(guān)聯(lián)分析綜合評(píng)價(jià)法對(duì)龍灘水電工程環(huán)境影響進(jìn)行了分析后，認(rèn)為工程興建是可行的。

人類在生產(chǎn)過程中修建各種不同的攔河水利工程,不僅造成河流流量、徑流、含沙、泥沙輸送等河流特性的年內(nèi)分布和總量的變化,而且對(duì)水利工程上下游河段水環(huán)境乃至整個(gè)生態(tài)壞境產(chǎn)生一定的影響,并由此影響到區(qū)域內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此,研究分析攔河水利工程運(yùn)行后,工程上下游河段河流特征變化情況,對(duì)于編制影響區(qū)域水利、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等各類規(guī)劃,進(jìn)行水利工程后評(píng)價(jià)涉及的社會(huì)影響評(píng)價(jià)、環(huán)境影響及水土保持評(píng)價(jià)、綜合評(píng)價(jià),合理進(jìn)行水資源管理,擬定應(yīng)對(duì)水利工程不良影響的對(duì)策均有積極意義。作者以洮河九店峽水利樞紐工程建成后對(duì)洮河的河流特性影響為研究對(duì)象,分析了自2008年工程建成運(yùn)行后,洮河李家村水文站流量、徑流、輸沙等河流特性年內(nèi)和年際變化情況,研究成果將對(duì)流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)等具有積極的作用。

在喀斯特地區(qū),較大的地表坡降和坡地開發(fā)強(qiáng)度導(dǎo)致承載在地表景觀上的污染物因地勢和降水加倍遷移到河水中。以赤水河流域中上游為研究區(qū),分別在全子流域、子流域坡地、子流域陡坡地三個(gè)層面上提取景觀結(jié)構(gòu)、景觀開發(fā)強(qiáng)度和景觀格局指數(shù),研究各級(jí)坡地景觀特征對(duì)水質(zhì)的影響。結(jié)果表明:(1)與總林地相比坡林地對(duì)水質(zhì)潛在的\"匯\"作用更加顯著;占總耕地面積不足1/7的陡坡耕地、卻對(duì)河水中總磷(tp)和氨氮(nh3-n)濃度大小貢獻(xiàn)顯著(相關(guān)系數(shù)為0.608和0.614)。(2)景觀開發(fā)強(qiáng)度與各水質(zhì)污染物指標(biāo)呈現(xiàn)顯著而穩(wěn)定的正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)最高達(dá)0.960,它比單個(gè)景觀對(duì)水質(zhì)指標(biāo)更具解釋能力。(3)斑塊形狀復(fù)雜度、景觀多樣性、景觀分離度均與水質(zhì)污染物指標(biāo)呈高度或顯著正相關(guān),且隨著地形坡度的增大,水質(zhì)污染物指標(biāo)對(duì)景觀散布與并列指數(shù)(iji)和農(nóng)香多樣性指數(shù)(shdi)越來越敏感。故減少對(duì)坡地尤其是陡坡地景觀的不當(dāng)人為干擾,對(duì)喀斯特地區(qū)流域水質(zhì)保護(hù)有重要意義。

在喀斯特地區(qū),較大的地表坡降和坡地開發(fā)強(qiáng)度導(dǎo)致承載在地表景觀上的污染物因地勢和降水加倍遷移到河水中。以赤水河流域中上游為研究區(qū),分別在全子流域、子流域坡地、子流域陡坡地三個(gè)層面上提取景觀結(jié)構(gòu)、景觀開發(fā)強(qiáng)度和景觀格局指數(shù),研究各級(jí)坡地景觀特征對(duì)水質(zhì)的影響。結(jié)果表明：（1）與總林地相比坡林地對(duì)水質(zhì)潛在的“匯”作用更加顯著;占總耕地面積不足1/7的陡坡耕地、卻對(duì)河水中總磷（tp）和氨氮（nh3-n）濃度大小貢獻(xiàn)顯著（相關(guān)系數(shù)為0.608和0.614）。（2）景觀開發(fā)強(qiáng)度與各水質(zhì)污染物指標(biāo)呈現(xiàn)顯著而穩(wěn)定的正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)最高達(dá)0.960,它比單個(gè)景觀對(duì)水質(zhì)指標(biāo)更具解釋能力。（3）斑塊形狀復(fù)雜度、景觀多樣性、景觀分離度均與水質(zhì)污染物指標(biāo)呈高度或顯著正相關(guān),且隨著地形坡度的增大,水質(zhì)污染物指標(biāo)對(duì)景觀散布與并列指數(shù)（iji）和農(nóng)香多樣性指數(shù)（shdi）越來越敏感。故減少對(duì)坡地尤其是陡坡地景觀的不當(dāng)人為干擾,對(duì)喀斯特地區(qū)流域水質(zhì)保護(hù)有重要意義。

　泥沙是黃河來源面最廣的非點(diǎn)源污染物,對(duì)排入黃河的污染物具有顯著的吸附效應(yīng),成為污染物的載體,對(duì)黃河水環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響.文中研究了黃河泥沙的顆粒級(jí)配、礦物組成、化學(xué)組成、有機(jī)質(zhì)含量、ph值、界面效應(yīng)和電化學(xué)性質(zhì)等特性,分析了黃河泥沙對(duì)水環(huán)境影響的雙重性,闡述了黃河泥沙對(duì)水環(huán)境監(jiān)測、水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)以及水污染預(yù)測與控制的影響.