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1、水电站设计D HP S?第 13 卷第 3 期1 9 9 7 年 9 月东江水电站对环境影响的研究薛 ? 联 ? 芳( 中南勘测设计研究院, 长沙, 410014)摘? 要? 以大量调查实测资料为基础, 通过对比建库前后环境因子变化及其过程分析, 对由修建水电站引起的局地气候、 水质、 水温、 水文情势、 库岸稳定、 诱发地震、 水生生物、 陆生生态、 人群健康、 水土流失、 移民环境与区域经济等的变化进行了研究。关键词? 环境影响? 环境监测? 水库淹没? 东江水电站1 ? 前 ? ? 言自 70 年代后期以来, 随着越来越多的水电站建成投产, 尤其是一些大型水电站的兴建, 对生态环境的影响
2、随着时间的推移而逐渐暴露。1979 年, 国家颁布了?环境保护法?, 并实行环境影响评价制度。环境影响评价和环境影响报告书( 表) 成为项目立项的必要程序和必备文件之一。本文将根据对东江水电站环境变化长达 12 年的跟踪监测与调查, 取得的大量实测数据 和调查资料, 对由水电站引起的局地气候、 水质、 水温、 水文情势、 库岸稳定、 水生生物、 陆生生物、 农业生态、 水土流失、 人群健康、 区域经济和景观资源的变化进行了研究, 为水电站环境影响评价提供参考依据。东江水电站位于湖南省东南部湘江支流耒水上游、 距资兴市东江镇上游 11km 的峡谷处, 坝址以上集水面积 4 719km2, 多年平
3、均水量 45 亿 m3。电站枢纽建筑物由混凝土双曲拱坝、大坝两侧潜孔滑雪式溢洪道、 引水道、 坝后式厂房、 左右岸放空洞、 过木设施 6部分组成。水库正常蓄水位 285m, 相应面积 160km2, 相应库容 81?2 亿 m3, 具有多年调节性能。工程以发电为主, 兼有防洪、 航运、 供水、 水库养殖等综合效益。电站装机 4 台, 总容量 50万 kW。 东江水库库区由资兴江库区和耒水干流库区两部分组成。资兴江库区类似湖泊, 长40km, 宽 1 6km, 水深 100 140m, 库容占总库容的 60%以上。耒水干流库区坝前最大水深141m, 长约 72km, 水面狭窄, 为河道型。水库概
4、况见附图。水库淹没影响涉及资兴、 汝城两县的13 个乡 69 个村, 淹没耕地 3 811?3hm2, 森林 6 552?3hm2, 水库移民 53519 人( 1987 年) 。淹没区绝大部分在资兴市境内。东江水电站于 1978 年开工兴建, 1989 年基本完成, 1992 年 7 月水库蓄水至 283m 高程。2 ? 东江水电站环境调查与监测东江水库环境调查与监测始于 1983 年, 至 1986年 8 月下闸蓄水前, 在水库和下游开展了局地气候、 水质、 水生生物监测以及水文、 陆生生物、 社会经济、 人群健康、 土地利用的调查工79作, 取得了反映建库前环境状况的数据和资料, 并进行
5、了环境影响评价, 对兴建水电站可能引 起的生态环境变化进行了预测分析。1986 年 8 月下闸蓄水后, 陆续开展了局地气候、 水质、 水温、 水生生物、 水土流失、 农业生态等的跟踪监测和社会经济、 人群健康等环境专题的调查与综合考察工作。根据点与面、 长期与短期监测相结合的办法, 共设置各类监测站( 点、 断面) 117 个, 至 1995 年 7 月止, 取得了大最实测数据、 图片和文字资料。附图? 水? 库? 概? 况3 ? 东江水电站的环境影响3. 1? 自然环境 3. 1. 1? 水 ? ? 文东江水库蓄水后, 由于水位抬高, 使原来只有 20 40m 的窄小河道水面大大扩宽, 水库
6、平均宽度 2km, 最宽处达到 11km。水流流速减缓, 平均每年库水的交换量等于库容的 3/ 4 4/ 5。由于水库调节作用, 使下游流量年变化较均匀, 年变幅由建库前的 395?8m3/ s 减小到 154?8m3/ s。与天然情况相比, 增加了枯水期流量, 减少了丰水期流量, 尤其对洪峰流量有明显的削减作用, 提高了下游防洪标准。同时, 还提高下游工业生产和农业灌溉用水保证率, 改 善了下游通航条件, 降低了下游与水文因素有关的工程, 特别是水利工程的投资, 增加下游 9个梯级小水电站的保证出力。 3. 1. 2? 水 ? ? 温研究表明: 东江水库水温结构在大部分库段呈稳定分层型, 特
7、别是在支流资兴江原旧市盆地库段, 洪水对水温分层结构几乎无影响。但在干流滁口以上库段, 分层结构不明显。 80水库水温在横向基本呈等温分布, 在纵向存在一定差异, 尤其在夏季, 深( 底) 层差异较大, 至水深 60m 处坝前与上游 40km 处同一深度的水温相差达 15?4? 。水库水温在垂向方向随深度增加而降低: 0 5m 为表温层, 水温随季节变化而变化; 5 40m 为温跃层, 该层水温随深度的变化最大; 40m 以下为滞温层, 水温基本处于稳定状态。 水库水温随深度的季节变化, 在 1 3 月份呈等温状态, 从 4 月份起, 水库的水温分层逐渐明显, 到 7、 8 月份达到完全分层,
8、 库底、 库表水温差达 15? 以上, 此后, 随着气温降低, 温差逐渐减小, 至 12月, 水温又接近于等温状态。水库下泄水水温全年基本稳定在 15? 左右, 属于低温水, 与建库前随气温变化的河水水 温相比有较大变化。随下游沿程距离的增加, 水温逐渐恢复至天然状态, 其变化规律是随下游沿程距离的变化呈指数曲线。夏季低温水恢复距离约 126km。通过对比蓄水前水温预测结果和建库后实测水温发现, 预测误差在水温日变化范围内, 证明环境影响评价中所采用的预测模型和参数确定方法是适用的。 东江水库下泄低温水对下游引水灌溉的农作物产量影响不大, 但对作物生长期有一定影响, 一般延长 5 天左右; 对
9、于需用冷却水的工业企业, 低温水可给企业带来一定的经济效益。3. 1. 3? 水 ? ? 质 与建库前相比, 库区主要污染源和排入水库的污染物成分变化不大, 排入水库的工业废水量较建库前有较大增长, 等标污染负荷比增加 936, 增加幅度 396%; 农业污染因化肥施用量的增加而增加。此外, 水上交通、 旅游也对水库水质产生一定的污染。水库使流速减缓, 形成静水区, 从而使大部分水域在污染物排放量逐年增加的情况下, 由 于水体的自净、 降解作用, 除少数断面的个别项目外, 水质各项指标均符合国家 ?类水质标准,有机物较建库前明显好转, 除汞外, 各种重金属浓度均比建库前降低。磷、 氮浓度也比建
10、库前有所降低, 从总体上看, 水质较建库前好转, 且库中水质较库叉水质好。另外, 由于流速减缓, 不利于进入水库后的污染物扩散稀释, 在局部水域形成岸边污染带。这种现象尤其在水体交换次数少的库叉、 库湾, 以及岸边污染源排放口附近较为突出, 使水质有所下降。3. 1. 4? 库岸稳定东江水库蓄水后, 由于库水浸泡、 暴雨渗透, 在一些地质条件不良的局部岸段出现滑坡塌 岸、 地基下沉现象。1988 1994年共出现 90 次, 其中滑坡塌岸 75 次, 地基下沉 15 次。通过相关性分析发现, 库区滑坡塌岸、 地基下沉出现频率与降雨量、 水库水位变化率有关, 与水库水位高低关系不大。库区降雨强度
11、越大, 水位变化幅度越大, 滑坡塌岸、 地基下沉的频率越高。 此外, 水库诱发地震的问题已由有关专业部门进行研究。3. 1. 5? 对土壤环境的影响东江水库淹没耕地 3811?3hm2, 其中水田占 84% , 旱地占 15% , 淹没的水田大多为土质肥沃的冲积河漫滩和河谷 ? ?阶台地上的良田。至 1992 年底, 后靠安置移民已开发利用土 地 1 638?3hm2, 但水田仅占 9%。库区土地资源结构的变化, 导致种植业结构的重大变化。东江水库兴建引起的水土流失主要表现为两个方面, 一是由于移民安置生产开发引起的水土流失, 二是因淹没城镇的迁建、 交通等基础设施的复建而引起的水土流失。前者
12、尤以新开果园、新垦坡耕地等流失较严重。对试验观测资料的研究表明: 移民开发引起土壤侵蚀量达 63?3 万 t/ a, 以果木林侵蚀最为严重, 一般生产开发初期第一至四年, 土壤侵蚀模数高达 6 000t/ km2?a以上, 第五年后稳定在 4 000t/ km2?a 左右, 年平均侵蚀深度 3?5mm。此外, 不同母质、 不同覆81盖度, 侵蚀程度也不同, 林间套种花生、 豆类、 蔬菜等旱作物, 增加了植被覆盖度, 能有效地减少 侵蚀量。不同母质发育土壤的侵蚀程度大小依次为花岗岩、 砂岩、 石灰岩、 板页岩。东江水库兴建后, 在库周新建公路 186km, 新建和改建乡村公路 745km、 车渡
13、码头 9 座、渠道 246km、 房屋 8 489 座、 砖瓦场 3 个、 矿点 20 余个, 总动土 21?5km2。根据实地调查观测,这些一次性工程建设的边坡和裸土区, 如未受到人为的严重干扰, 一般在 4 5 年后可覆盖满植被, 水土流失逐渐减轻。3. 2? 生态环境3. 2. 1? 陆生动植物 东江水库淹没线以下没有珍稀特有植物, 虽然淹没了部分森林, 但水库蓄水后近 10 年来,已建成高标准果、 茶园 1 333?3hm2, 利用宜林荒山营造速生林 5 066?7hm2, 楠竹 4 000hm2, 丰富了植被类型。由于东江水库 16000hm2水面的调节作用, 为各种植物生长创造了较
14、好的环境, 对改善植物品种也有重要作用。例如, 建库前库区桉树生长缓慢甚至不能存活, 但建库后 引进试种的桉树, 不仅生长良好, 生长速度也非常快, 栽种仅 10 个月胸径已达 7cm, 高 9m 多。由于植被生长条件的改善和水库对人为破坏植被、 捕杀野生动物的阻隔作用, 为野生动物创造了较好的栖息环境。每年春、 夏季节, 成千上万的野鸭子和白鹭留集于东江水库水面, 海 拔 400 1 000m 的森林里, 动物种类和数量均有所增加。建库前很难在库区周围森林里发现的鸟纲和哺乳纲动物, 建库后较容易发现, 尤其是在傍晚更易看到。3. 2. 2? 水生生物对水生生物的研究表明: 水库蓄水后, 除底
15、栖动物外, 藻类、 维管束植物、 水生微生物、 浮游 动物的种群、 数量均有不同程度的增加, 其中种类增加 1 倍左右, 生物量增加 1 6倍。这与东江水库改变了原河流水生生态系统, 形成新的水生生态系统有关。例如, 维管束植物增加的种类主要为湿生植物, 在区域上主要是在水库浅水区、 库叉、 库尾等区域增加较多。 建库后, 在库区共采得鱼类 60 种, 较建库前增加了 6 种。鱼类在种类和数量上均以鲤科为主, 占 56?5%, 经济鱼类占 55% 。通过对鲤鱼鱼体残毒分析发现, 建库后鱼体残毒较建库前降低。可见, 水库使水质得到一定的改善, 减少了鱼类对某些重金属元素残毒的富集。3. 2. 3
16、? 农业生态 气候研究结果表明: 东江水库使冬季极端最低气温升高, 夏季极端最高气温降低, 气温年较差减小, 水库周围空气湿度增大。气候的变化, 对水库周围地区农业生态带来影响。通过观测发现: 水库有利于作物病虫害越冬, 并加速其生长与发展, 水库附近作物病虫害危害比其它 地区病情指数高 10?5% 59?4% 。由于水库对气温的调节作用, 使夏季作物早、 晚稻全生育期延长 1 3 天, 冬季作物油菜缩短 2 3 天。从作物经济产量来看, 不论早、 晚稻还是油菜, 水库附近均低于库周其它地区, 减产 4% 75?5% 。水库形成后, 由于水体对冬季气温的增温效应, 尤其是对极端最低气温的影响, 使库区柑 桔的冻害大为减轻, 这对于库区的柑桔生产乃至其它经济作物的生产, 是极为有利的。3. 2. 4? 下游生态环境据调查分析, 东江水库兴建后, 大坝下游河段的藻类、 原生动物、 轮虫、 枝角类、 桡足类的种类都有一定程度的增加, 而对底栖动物和水生维管束植物的影响较小。从种群和生物量变化 来看, 建库后浮游生物的种群量较建库前增加; 从藻类的组成看,
