水能是我国的重要能源资源，水电水利工程对国家经济建设和社会发展具有重大作用。从我国能源发展战略和水电资源的再生特性，水电在能源发展和电力建设规划中需有适当比例，开发建设合理规模水电是必要的。但水电水利工程也会产生一定的负面环境影响，尤其是流域梯级水电建设影响范围广、因素复杂、周期长，有些影响具有累积和滞后效应，甚至有不可逆的影响。水环境与水生生态保护既是目前水电水利工程建设面临的敏感性问题，又是环境影响评价与环境管理的薄弱环节，过去资金和技术是制约水电水利建设的主要因素，现在环保和移民已成为水电水利发展的瓶颈，要妥善处理好发展与保护的矛盾，对水电水利建设生态保护问题的长期性、复杂性有足够的认识，坚持“统筹规划、保护优先、有序开发、严格准入、强化监管”。环保等有关部门与建设、设计、环评、科研单位共同努力，围绕水电水利建设中的河道生态用水、缓减低温水影响及鱼类保护等若干环保关键技术问题开展科研与工程实践尝试，取得了初步成果。
一、关于河道生态用水计算与解决措施
引水式和混合式电站引水发电以及堤坝式电站调峰运行将使坝下河段减(脱)水，调水、引水和供水等河道外用水水利工程也将造成下游河道减(脱)水，水文情势的变化将对水生生态、生产和生活用水、河道景观等产生一系列的不利影响。为维护河流的基本生态需求，水电水利工程必须下泄一定的生态流量，使河流水电动能经济规模和水资源配置向“绿色”方向发展。
1、河道生态用水需要考虑的因素
（1）工农业生产及生活需水量；
（2）维持水生生态系统稳定所需水量；
（3）维持河道水质的最小稀释净化水量；
（4）维持河口泥沙冲淤平衡和防止咸潮上溯所需水量；
（5）水面蒸散量；
（6）维持地下水位动态平衡所需要的补给水量；
（7）航运、景观和水上娱乐环境需水量；
（8）河道外生态需水量，包括河岸植被需水量、相连湿地补给水量等。
2、河道生态用水的计算方法和原则
维持水生生态系统稳定所需水量的计算方法较多，目前常用的有水文学法、水力学法、组合法、生境模拟法、综合法等。河道外生态需水量计算方法包括直接计算法与间接计算法。最小稀释净化水量计算方法有7Q10法、稳态水质模型法、环境功能设定法等。工农业生产及生活需水量应根据用水对象的具体需要予以确定。维持河口泥沙冲淤平衡和防止咸潮上溯所需水量以及航运、景观和水上娱乐环境需水量，应根据环境对河道控制断面的水位、水深、流速、水面宽等水文情势特征值的要求，采用水力学模型定量计算获得。水面蒸散量应根据当地气象特征和水面面积，采用数学模型定量计算获得。
河道生态用水量的计算需开展多方法、多方案的比选。维持水生生态系统稳定所需最小水量一般不应小于河道控制断面多年平均流量的10%（当多年平均流量大于80m3/s时按5%取用），在生态系统有更多更高需要时应加大流量，不同地区、不同规模、不同类型河流、同一河流不同河段的生态用水要求差异较大，应针对具体情况采取合适计算方法予以确定；应根据生态系统不同月份、不同季节对流量的要求，给出年内下泄流量过程线；工农业生产、生活需水量和最小稀释净化水量计算需考虑经济社会发展趋势。
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3、生态流量下泄方式及监控系统
根据目前国内外水电水利工程实践，生态流量下泄方式可采取如下措施加以保证：
（1）水电工程枢纽布置中，在大机组之外单独设置“小机组”，承担泄放流量任务；
（2）承担基荷发电任务，通过电站本身发电下泄生态流量；
（3）在枢纽布置中单独设置生态流量泄放设施，明确运行方案；
（4）结合工程本身引水、泄流永久设施，修建改建生态流量泄放设施。
此外，有必要在水电水利工程建立下泄流量自动测报和远程传输系统，可适时优化泄水调度，便于工程生态流量泄放调度管理和环保主管部门监督。
二、关于水电水利工程下泄低温水影响及对策措施
多年调节、年调节、不完全年调节及季调节等调节性好的水库建成运行，将对库内的热量起到调节作用，水库在沿水深方向上呈现出有规律的水温分层，大致表现为：冬季库区趋于等温分布，下泄水温较天然情况高；春、夏季库表水温高，库底水温低，下泄水温较天然情况低。下泄低温水可对鱼类造成突出的不利影响，可导致鱼类区系组成发生变化。低温水会对农作物产生“冷害”影响，造成减产甚至绝产。
1、低温水预测计算可首先对水库水温结构进行简易判别，方法主要有：参数α-β判别法、密度佛汝德数判别法、水库宽深比判别法等。在此基础上对水库水温计算，方法主要有：中国水科院方法、东勘院计算方法等经验法，以及垂向一维模型、立面二维模型和三维模型等数学模拟法。
2、为减轻水库下泄低温水对下游造成的不利影响，保护下游生态系统的良性循环，应考虑采取分层取水、合理利用水库洪水调度运行方式、宽浅式过水断面的灌溉渠道、“田间调温”等措施，其中采用分层取水是目前缓减低温水影响的最有效办法。
三、关于鱼类保护
水电水利工程拦河建筑物使河流水生生境片断化，阻隔鱼类洄游通道，阻碍上下游鱼类种质交流。库区水深、流速等水文情势的变化会造成原有水生生境的改变甚至消失，致使鱼类区系组成发生变化，特别是珍稀保护、特有物种的消失。水电水利工程泄流消能可造成水体溶解气体过饱和，对部分鱼类特别是幼鱼造成严重影响。
针对以上影响，可采取以下保护措施：
1、在珍稀保护、特有、具有重要经济价值的鱼类洄游通道建闸、筑坝，须采取过鱼措施。对于拦河闸和水头较低的大坝，宜修建鱼道、鱼梯、鱼闸等永久性的过鱼建筑物；对于高坝大库，宜设置升鱼机，配备鱼泵、过鱼船，以及采取人工网捕过坝措施。同时应加强过鱼措施实际效果的监测，并据此不断修改过鱼设施设计，调整改建过鱼设施，优化运行管理。
2、工程建成运行造成鱼类资源量减少，应实施人工增殖放流措施。对于大中型水电水利工程，应在适当的地点建立鱼类增殖站，长期运行，由工程业主承担费用、负责建设和管理；对于增殖鱼类苗种已市场化，可定期购买鱼苗放流；对于流域梯级开发项目，可统筹考虑几个相互联系紧密的梯级联合修建增殖站。重点增殖放流国家、地方保护及珍稀特有鱼类和重要经济鱼类，适当提高放流规模和规格。没有成熟繁殖技术的需开展鱼类保护关键技术研究。建立水生生态环境监测系统，长期监测鱼类增殖放流效果。
3、工程建设使鱼类“三场”和重要栖息地遭到破坏和消失，应尽量选择适宜河段人工营造相应水生生境。
4、可在社会和自然条件适宜河段设立鱼类保护区和禁渔区。
5、对存在气体过饱和影响的水电水利工程，需采取对策措施，如调整泄流建筑物形式；适当延长泄流时间，降低泄流量；多种设施合理组合泄流措施等。
四、建议
1、鉴于过去一些水电水利工程的经验和教训，为了协调环保要求与工程主体设计之间的关系，在涉及枢纽总体布置、水资源配置、动能经济计算等重大设计内容的环保措施，应在规划、预可（项目建议书）阶段予以尽早考虑。
2、为实现水资源开发利用和生态保护的共赢，建议在水电水利工程设计和实际运行过程中，实施生态调度。生态调度方案考虑因素包括：下游河道生态用水需要、缓解下泄低温水影响需要、鱼类洄游和产卵需要、降低大坝泄流造成水体溶解气体过饱和程度的需要、水体水质保护和防治富营养化的需要等方面。
3、积极借鉴国外水电水利工程周期性换发许可证的运行期监督管理制度，探索我国水电水利工程运行期环境管理制度，落实水电水利工程水环境和水生生态保护设施与措施的正常运行。
论文作者:程珽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/18
标签：水电论文; 鱼类论文; 河道论文; 水利工程论文; 生态论文; 需水量论文; 流量论文; 《基层建设》2018年第5期论文;