水电站建设对水环境的影响及保护措施
摘要：水电站建设对环境影响是多方面的。本文以漫水河水电站为例，重点对期对水环境的影响进行了研究。分析了水电站建设对水环境、水文情势、水生生物、水温可能造成的不利影响，并针对这些影响提出了相应的环境保护措施。
关键词：水电站；环境影响；保护措施
中图分类号：X37 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0218-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.129
Abstract： The construction of hydropower station has many influences on the environment. The paper focused on the research of effect on water environment by using the example of Manshuihe hydropower station. The paper analyzes the adverse effects of hydropower station construction on water environment， hydrological situation， aquatic life and water temperature， and puts forward corresponding environmental protectiveactions for these effects.
Keywords： Hydropower station； Environmental impact； Protectiveactions
水力資源是一项可再生资源，也是一项清洁能源。在水资源丰富的地区建造水电站，符合我国节约资源和保护环境的基本国策。我国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均位居世界前列。要正确处理水电站建设与环境保护之间的关系，就必须事实求是地分析水电站建设可能导致的环境问题，并提出经济合理有效的环境保护措施，确保水电开发事业健康有序发展。
1 水电站概况
漫水河水电站位于霍山县漫水河镇，漫水河发源于金寨县境内的沈家大湾，流域全长30.74km，流域面积100.38km2，河道平均比降11.1‰，流域平均宽度3.27km，流域形状系数0.13，多年平均降雨量1529mm，多年平均径流深833mm，多年平均流量2.59m3/s。漫水河水电站水库正常蓄水位344m，发电死水位336.5m，总库容99.2万m3，调节库容29.1万m3，库容系数0.4%。水库运行方式为等出力控制，根据有关规定，调节时段选用日，多年平均发电量为992万kW·h，保证电量236万kW·h，保证出力282kW。
漫水河水电站工程的主要任务是发电，承担着霍山县电网的高峰负荷，其供电范围为皖中电网。该电站具有一定调节性能，在大电网的小范围内承担峰荷，减少大电网调峰压力，同时对全县已建径流式水电站作径流补偿调节，以提高小水电的总体效益。
2 施工期对水环境的影响及保护措施
施工期间产生一定的生产废水和生活污水。生产废水主要是混凝土拌合站的废水，来源于混凝土养护用水、混凝土转筒和料罐冲洗，其主要污染物为SS，pH值偏碱性。在施工过程中，分别在砂石料加工系统和混凝土拌合系统旁修建了蓄水沉淀池和用防水布制作的简易蓄水池，对生产废水进行沉淀处理后回收用于施工过程，不外排，可以将对漫水河水质的影响降到最低。
生活污水主要含COD、BOD5和SS，施工期生活污水产生量不大。在施工营地修建排水设施和化粪池，实施雨污分流，生活污水经过化粪池处理后用抽水泵抽出，用于厂区内绿化植物的灌溉，不外排。化粪池底泥由附近农民定期清掏用于农家肥。
3 运营期对水环境的影响及保护措施
水力发电为清洁能源，水电站运营期间，本身不产生水污染物，库区河段流态基本维持天然状态，其水质主要取决于上游来水的水质。建设单位加强了对水库水质的管理，定期进行水库漂流物清理工作，防止发生水体富营养化现象。
水电站项目建成以后运营期间，电站常住工作人员2人，生活污水产生量小，依托毗邻厂房的居民自建旱厕，由附近村民定期清掏用于田地农家肥，盥洗等生活污水收集后用于厂房绿化用水。
4 对水文情势的影响
4.1 对库区河段水文情势的影响
漫水河水电站水库建成后使库区河段的水位、水域面积、流速等发生变化。电站建成后，由于坝体的拦截作用，库区水位抬升，但水位变幅较小。库区河段的水域面积较天然状态下已明显扩大。大坝阻隔导致水库区的流速较天然状态下减缓。以上均会对坝址上游水库区河段的水文情势产生一定影响。
4.2 对坝后减水河段水文情势的影响
漫水河水电站为引水式开发，设计引用最大流量为4.76m3/s，电站引水发电后，导致坝址下游至清水河与漫水河交汇处之间约9km天然河道的水文情势发生一定变化。由于坝下1km处有龙井河流域（清水河在霍山县境内主要支流，长6km，流域面积为14km2）的来水在坝下1km左右汇入清水河，即使在枯水期脱水段仍能保持0.28m3/s的地表径流量[1]。且漫水河电站年发电小时数为2388h，发电时间只占全年时间的1/4，而漫水河电站水库调节库容只有29.1万m3，是不完全的日调节水库，不能存水；不发电时，绝大部分的入库水都要从坝顶溢流下泄，因此形成不完全的脱水段。电站下泄生态用水量采取生态放空洞的方式进行，经公众参与走访调查，自电站建设以来，生态用水下泄量能够满足清水河减水河段的河道生产生活和生态用水需求，即使在枯水期，生态用水下泄流正常，减水河段用水水流正常。
4.3 坝后减水河段下泄生态用水量措施
根据国家相关法律法规，在河流上建设水工程不允许造成断流影响，电站在设计和建设时，必须考虑下泄生态用水量，避免因断流对下游河段水生生物及其他水资源利用产生的不利影响。经分析，漫水河水电站建成后，坝址下游会形成减水河段，该河段无居民生活用水、航运等要求，因此下泄水量主要为河道基流生态用水。根据国家环境保护总局《关于印发水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）的函》的要求，取漫水河水电站多年平均流量的10%，即0.259m3/s作为生态用水量。
建设单位采取的措施是利用放空洞，设置控制闸门，孔径0.60m，本工程水库正常蓄水位344m，通过生态放流管下泄生态用水，厂房中控室对生态放流情况进行实时视频监控。根据以上条件，可计算出正常蓄水位下生态放空洞水流流速为：V=[2g×（344-328）]0.5=17.71m/s，由此求出放空洞流量为：Q=V×A=17.71×0.282=5 m3/s。
根据上述计算结果，正常蓄水位下生态放空孔内流速可达5m3/s，遠大于要求下泄的生态流量要求。因此，生态放空孔的设置符合要求，水电站采取的生态流量下放设施是可行和可靠的。
5 对水生生物的影响及保护措施
漫水河水电站工程建成运营后，坝体的阻隔作用、水文情势变化、下游减脱水会对鱼类的生长、发育、繁殖、种群的扩张和物种的繁衍产生一定的影响。本地区鱼类以江河平原复合体为主，根据资料区域内河流主要鱼类约有14种，隶属于4目6科。其中鲤科鱼类10种，为主要鱼类种群，无珍惜鱼类，且鱼类数量较少，也无长距离洄游鱼类。项目建设虽引起环境变化，但未造成鱼类栖息地变迁，对河流中鱼类栖息影响较小且满足就地保护要求。
目前，针对水电工程对鱼类的影响，采取的保护措施主要有3种：设置过鱼通道、建设鱼类增殖站和设置鱼类保护区。鱼类保护区的建设主要是针对大型水电站而言，如果库区支流中有保护鱼类或有重要经济价值的鱼类、特有鱼类比较集中的栖息地，则可以根据需要在支流中设置鱼类保护区。漫水河中无珍惜鱼类，且鱼类数量较少，设置鱼类保护区显然是不合理的。过鱼通道主要为保护洄游性鱼类而设，但由于受流速、鱼的洄游能力及洄游习性等的影响，一种鱼道只能对个别鱼类有效果，而且过鱼通道的建设必须在深入研究洄游鱼类的生态习性基础上方可设计、建设。漫水河中无长距离洄游鱼类，过鱼通道的建设也受到相应的限制[2]。增殖站的适用条件则很宽松，对任何需要增殖保护的鱼类都可适用，而且不受大坝高低的限制，是目前水电工程中使用最多的鱼类保护措施。运营期水电站工作人员定期监测上下游鱼类种群生存状况，如对其生存条件产生较大影响，应选择合适区域建设鱼类增殖站。
6 低温水下泄影响
水电站建设引起的水温变化对鱼类、农作物会产生一定的影响。鱼类的摄食强度、产卵、生长率、疾病等都受水温的影响，在适当的水温范围内，鱼类的生理活动才能正常进行，水温直接影响到鱼类各项生理活动的强度。当水温降低幅度过大，鱼类产卵期会推后甚至于出现不产卵的情况，低温水同样会造成鱼类生长缓慢[3]。同样，水电站下泄的低温水灌溉将对农作物产生不利影响。如水稻在分蘖期（6月）的水温低于23℃将延迟出穗，受低温水影响，易发生贪青晚熟和倒伏现象，影响水稻成熟及产量。
对于水库水温是否分层，区别方法较多，一般常用的是通过水库水替换次数指标α和β经验性标准来判别。α=年流入重量/水库总容积；β=一次洪水总量/水库总容积。当α<10，认为水库是稳定分层型；若α>20，认为水库为混合型。对于洪水期如按α判别为分层型，而在洪水时实际可能是混合型，因此洪水时以β指标作为第二判别标准[4]。当β<1/2时，洪水对水库水温分层几乎没有影响；若β>1，认为在洪水时可能是临时性混合型。
漫水河水电站为混合型水库，水温分层不明显。水库表层水温和下层水温与上下游河道内水温相比变化不大，对鱼类生长、产卵的影响很小。利用水库下泄河水进行农田灌溉时，为避免水温变化导致农作物减产，可采取先把河水引入水塘，几天后水温恢复正常再用于灌溉的办法；或者选择在早上或傍晚时分进行农作物的灌溉浇水，避免“日烧病”对农作物的危害。
7 结论与建议
在水资源丰富地区进行水电站建设，大力利用水资源，是一项利国利民的工程，但水电站建设给当地环境造成的影响同样不可忽视。水电站建设对水环境的影响最为明显，施工期生产废水、运营期生活污水排放均可能影响地表水体水质；坝体对河流的拦截作用会造成下游减脱水，同样会影响水生生物生存环境；水温的变化可能对鱼类和农作物造成影响[5]。因此，水电站在建设和运营过程中要切实落实环境影响评价报告中提出的各项环境保护措施，将对环境的影响降到最低，促进人与自然和谐发展。
参考文献
[1]黄祖亚，蔡品彦.水口水电站对闽江水环境影响的研究[J].水文， 2001， （Z1）-（s1）：46-49.
[2]谭奇林.常规水电站的环境影响及对策[J].水电站设计， 2007， 23（3）：27-29.
[3]郭明战，简华丹.引水式水电站对生态环境的影响及保护对策[J].轻工科技， 2009，25（12）：97-97.
[4]王炳美，黄康培.大型水电站施工期对环境影响评价及保护措施[J].山西建筑， 2007，33（3）：332-333.
[5]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].环境科学导刊， 2006，25（2）：17-19.
收稿日期：2018-04-23
作者简介：徐欣荣（1984-），男，工程师，研究方向为环境影响评价与竣工环境保护验收。
关键词：水电站；环境影响；保护措施
中图分类号：X37 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0218-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.129
Abstract： The construction of hydropower station has many influences on the environment. The paper focused on the research of effect on water environment by using the example of Manshuihe hydropower station. The paper analyzes the adverse effects of hydropower station construction on water environment， hydrological situation， aquatic life and water temperature， and puts forward corresponding environmental protectiveactions for these effects.
Keywords： Hydropower station； Environmental impact； Protectiveactions
水力資源是一项可再生资源，也是一项清洁能源。在水资源丰富的地区建造水电站，符合我国节约资源和保护环境的基本国策。我国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均位居世界前列。要正确处理水电站建设与环境保护之间的关系，就必须事实求是地分析水电站建设可能导致的环境问题，并提出经济合理有效的环境保护措施，确保水电开发事业健康有序发展。
1 水电站概况
漫水河水电站位于霍山县漫水河镇，漫水河发源于金寨县境内的沈家大湾，流域全长30.74km，流域面积100.38km2，河道平均比降11.1‰，流域平均宽度3.27km，流域形状系数0.13，多年平均降雨量1529mm，多年平均径流深833mm，多年平均流量2.59m3/s。漫水河水电站水库正常蓄水位344m，发电死水位336.5m，总库容99.2万m3，调节库容29.1万m3，库容系数0.4%。水库运行方式为等出力控制，根据有关规定，调节时段选用日，多年平均发电量为992万kW·h，保证电量236万kW·h，保证出力282kW。
漫水河水电站工程的主要任务是发电，承担着霍山县电网的高峰负荷，其供电范围为皖中电网。该电站具有一定调节性能，在大电网的小范围内承担峰荷，减少大电网调峰压力，同时对全县已建径流式水电站作径流补偿调节，以提高小水电的总体效益。
2 施工期对水环境的影响及保护措施
施工期间产生一定的生产废水和生活污水。生产废水主要是混凝土拌合站的废水，来源于混凝土养护用水、混凝土转筒和料罐冲洗，其主要污染物为SS，pH值偏碱性。在施工过程中，分别在砂石料加工系统和混凝土拌合系统旁修建了蓄水沉淀池和用防水布制作的简易蓄水池，对生产废水进行沉淀处理后回收用于施工过程，不外排，可以将对漫水河水质的影响降到最低。
生活污水主要含COD、BOD5和SS，施工期生活污水产生量不大。在施工营地修建排水设施和化粪池，实施雨污分流，生活污水经过化粪池处理后用抽水泵抽出，用于厂区内绿化植物的灌溉，不外排。化粪池底泥由附近农民定期清掏用于农家肥。
3 运营期对水环境的影响及保护措施
水力发电为清洁能源，水电站运营期间，本身不产生水污染物，库区河段流态基本维持天然状态，其水质主要取决于上游来水的水质。建设单位加强了对水库水质的管理，定期进行水库漂流物清理工作，防止发生水体富营养化现象。
水电站项目建成以后运营期间，电站常住工作人员2人，生活污水产生量小，依托毗邻厂房的居民自建旱厕，由附近村民定期清掏用于田地农家肥，盥洗等生活污水收集后用于厂房绿化用水。
4 对水文情势的影响
4.1 对库区河段水文情势的影响
漫水河水电站水库建成后使库区河段的水位、水域面积、流速等发生变化。电站建成后，由于坝体的拦截作用，库区水位抬升，但水位变幅较小。库区河段的水域面积较天然状态下已明显扩大。大坝阻隔导致水库区的流速较天然状态下减缓。以上均会对坝址上游水库区河段的水文情势产生一定影响。
4.2 对坝后减水河段水文情势的影响
漫水河水电站为引水式开发，设计引用最大流量为4.76m3/s，电站引水发电后，导致坝址下游至清水河与漫水河交汇处之间约9km天然河道的水文情势发生一定变化。由于坝下1km处有龙井河流域（清水河在霍山县境内主要支流，长6km，流域面积为14km2）的来水在坝下1km左右汇入清水河，即使在枯水期脱水段仍能保持0.28m3/s的地表径流量[1]。且漫水河电站年发电小时数为2388h，发电时间只占全年时间的1/4，而漫水河电站水库调节库容只有29.1万m3，是不完全的日调节水库，不能存水；不发电时，绝大部分的入库水都要从坝顶溢流下泄，因此形成不完全的脱水段。电站下泄生态用水量采取生态放空洞的方式进行，经公众参与走访调查，自电站建设以来，生态用水下泄量能够满足清水河减水河段的河道生产生活和生态用水需求，即使在枯水期，生态用水下泄流正常，减水河段用水水流正常。
4.3 坝后减水河段下泄生态用水量措施
根据国家相关法律法规，在河流上建设水工程不允许造成断流影响，电站在设计和建设时，必须考虑下泄生态用水量，避免因断流对下游河段水生生物及其他水资源利用产生的不利影响。经分析，漫水河水电站建成后，坝址下游会形成减水河段，该河段无居民生活用水、航运等要求，因此下泄水量主要为河道基流生态用水。根据国家环境保护总局《关于印发水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）的函》的要求，取漫水河水电站多年平均流量的10%，即0.259m3/s作为生态用水量。
建设单位采取的措施是利用放空洞，设置控制闸门，孔径0.60m，本工程水库正常蓄水位344m，通过生态放流管下泄生态用水，厂房中控室对生态放流情况进行实时视频监控。根据以上条件，可计算出正常蓄水位下生态放空洞水流流速为：V=[2g×（344-328）]0.5=17.71m/s，由此求出放空洞流量为：Q=V×A=17.71×0.282=5 m3/s。
根据上述计算结果，正常蓄水位下生态放空孔内流速可达5m3/s，遠大于要求下泄的生态流量要求。因此，生态放空孔的设置符合要求，水电站采取的生态流量下放设施是可行和可靠的。
5 对水生生物的影响及保护措施
漫水河水电站工程建成运营后，坝体的阻隔作用、水文情势变化、下游减脱水会对鱼类的生长、发育、繁殖、种群的扩张和物种的繁衍产生一定的影响。本地区鱼类以江河平原复合体为主，根据资料区域内河流主要鱼类约有14种，隶属于4目6科。其中鲤科鱼类10种，为主要鱼类种群，无珍惜鱼类，且鱼类数量较少，也无长距离洄游鱼类。项目建设虽引起环境变化，但未造成鱼类栖息地变迁，对河流中鱼类栖息影响较小且满足就地保护要求。
目前，针对水电工程对鱼类的影响，采取的保护措施主要有3种：设置过鱼通道、建设鱼类增殖站和设置鱼类保护区。鱼类保护区的建设主要是针对大型水电站而言，如果库区支流中有保护鱼类或有重要经济价值的鱼类、特有鱼类比较集中的栖息地，则可以根据需要在支流中设置鱼类保护区。漫水河中无珍惜鱼类，且鱼类数量较少，设置鱼类保护区显然是不合理的。过鱼通道主要为保护洄游性鱼类而设，但由于受流速、鱼的洄游能力及洄游习性等的影响，一种鱼道只能对个别鱼类有效果，而且过鱼通道的建设必须在深入研究洄游鱼类的生态习性基础上方可设计、建设。漫水河中无长距离洄游鱼类，过鱼通道的建设也受到相应的限制[2]。增殖站的适用条件则很宽松，对任何需要增殖保护的鱼类都可适用，而且不受大坝高低的限制，是目前水电工程中使用最多的鱼类保护措施。运营期水电站工作人员定期监测上下游鱼类种群生存状况，如对其生存条件产生较大影响，应选择合适区域建设鱼类增殖站。
6 低温水下泄影响
水电站建设引起的水温变化对鱼类、农作物会产生一定的影响。鱼类的摄食强度、产卵、生长率、疾病等都受水温的影响，在适当的水温范围内，鱼类的生理活动才能正常进行，水温直接影响到鱼类各项生理活动的强度。当水温降低幅度过大，鱼类产卵期会推后甚至于出现不产卵的情况，低温水同样会造成鱼类生长缓慢[3]。同样，水电站下泄的低温水灌溉将对农作物产生不利影响。如水稻在分蘖期（6月）的水温低于23℃将延迟出穗，受低温水影响，易发生贪青晚熟和倒伏现象，影响水稻成熟及产量。
对于水库水温是否分层，区别方法较多，一般常用的是通过水库水替换次数指标α和β经验性标准来判别。α=年流入重量/水库总容积；β=一次洪水总量/水库总容积。当α<10，认为水库是稳定分层型；若α>20，认为水库为混合型。对于洪水期如按α判别为分层型，而在洪水时实际可能是混合型，因此洪水时以β指标作为第二判别标准[4]。当β<1/2时，洪水对水库水温分层几乎没有影响；若β>1，认为在洪水时可能是临时性混合型。
漫水河水电站为混合型水库，水温分层不明显。水库表层水温和下层水温与上下游河道内水温相比变化不大，对鱼类生长、产卵的影响很小。利用水库下泄河水进行农田灌溉时，为避免水温变化导致农作物减产，可采取先把河水引入水塘，几天后水温恢复正常再用于灌溉的办法；或者选择在早上或傍晚时分进行农作物的灌溉浇水，避免“日烧病”对农作物的危害。
7 结论与建议
在水资源丰富地区进行水电站建设，大力利用水资源，是一项利国利民的工程，但水电站建设给当地环境造成的影响同样不可忽视。水电站建设对水环境的影响最为明显，施工期生产废水、运营期生活污水排放均可能影响地表水体水质；坝体对河流的拦截作用会造成下游减脱水，同样会影响水生生物生存环境；水温的变化可能对鱼类和农作物造成影响[5]。因此，水电站在建设和运营过程中要切实落实环境影响评价报告中提出的各项环境保护措施，将对环境的影响降到最低，促进人与自然和谐发展。
参考文献
[1]黄祖亚，蔡品彦.水口水电站对闽江水环境影响的研究[J].水文， 2001， （Z1）-（s1）：46-49.
[2]谭奇林.常规水电站的环境影响及对策[J].水电站设计， 2007， 23（3）：27-29.
[3]郭明战，简华丹.引水式水电站对生态环境的影响及保护对策[J].轻工科技， 2009，25（12）：97-97.
[4]王炳美，黄康培.大型水电站施工期对环境影响评价及保护措施[J].山西建筑， 2007，33（3）：332-333.
[5]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].环境科学导刊， 2006，25（2）：17-19.
收稿日期：2018-04-23
作者简介：徐欣荣（1984-），男，工程师，研究方向为环境影响评价与竣工环境保护验收。
