黃河上游已建水電站的環(huán)境效益

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簡介： 對黃河上游龍羊峽-青銅峽河段40年來已建7座梯級水電站的環(huán)境效益進行初步回顧，通過資料分析提出了已建梯級水電站對庫區(qū)、庫周和下游帶來的正面和負(fù)面的環(huán)境效益。
關(guān)鍵字：黃河上游 已建電站 環(huán)境效益 回顧

中圖分類號：X 2 文獻標(biāo)識碼：A

　　黃河干流上游龍羊峽至青銅峽（簡稱龍-青）河段全長約1 023 km，該河段自1961年11月鹽鍋峽水電站建成至今，從上游至下游已建成龍羊峽、李家峽、劉家峽、鹽鍋峽、八盤峽、大峽和青銅峽等7座梯級水電站。形成了以龍羊峽為“龍頭”水庫，梯級水電站聯(lián)合運行的格局。承擔(dān)著向陜、甘、青、寧電網(wǎng)供電以及防洪、防凌、灌溉、供水等綜合利用任務(wù)。本文根據(jù)國家電力公司西北勘測設(shè)計研究院、地方有關(guān)部門的研究專題以及收集到的有關(guān)資料，對黃河上游已建電站的建設(shè)和運行給庫區(qū)、庫周和下游帶來的環(huán)境效益初步進行了回顧，其環(huán)境效益見表1。

1 對庫周局地小氣候的影響

　　龍-青河段地處我國西北內(nèi)陸，屬高原大陸性氣候，流域大部分地區(qū)處于干旱、半干旱地區(qū)，平均年降水量250～300 mm，而蒸發(fā)量則達1 500～2 000 mm，蒸發(fā)強烈。但該河段的7座梯級水庫的“庫區(qū)效應(yīng)”，對庫周局地微小氣候有一定的改善作用。7座梯級水庫中以龍羊峽、劉家峽和李家峽水庫庫容和水庫水面最大，3座水庫的基本情況見表2。

　　青海省氣象局在研究青海省湖泊氣候效應(yīng)的基礎(chǔ)上，利用龍羊峽蓄水后1987年至1989年三年完整的氣象資料，對地處干旱、半干旱地區(qū)的三大型水庫中面積最大的龍羊峽水庫的“水庫效應(yīng)”進行研究。研究結(jié)果表明，龍羊峽水庫的“庫區(qū)效應(yīng)”主要表現(xiàn)降雨、濕度和風(fēng)頻的改變。

　?。?）降雨：表現(xiàn)在沿庫10 km條帶內(nèi)的降雨量增加38~9.5 mm，增加幅度在12%~3%；并且夜雨量占總降水量的65.1%。

　?。?）相對濕度：在距離庫岸數(shù)百米之內(nèi)春季增加5%，夏冬季增加11%，冬季增加24%，離庫岸較遠(yuǎn)的共和站（距庫9～10 km），其直接影響已不明顯。

　?。?）風(fēng)頻：表現(xiàn)為庫區(qū)靜風(fēng)頻率減少。

　　水庫蓄水后，使庫周局地降雨量和濕度增加，改善了局地小氣候，對影響帶內(nèi)植被的生長有利。由于龍羊峽位于高寒半干旱地區(qū)，年蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于年降雨量，因此龍羊峽水庫對改善局地氣候的范圍是局部的，對改善庫周原有沙化作用也是十分有限的。

2 對魚類種群和產(chǎn)量的影響

　　水庫蓄水前，龍羊峽-劉家峽河段內(nèi)由于水流湍急、水溫低，浮游動植物比較貧乏。魚類品種較少，繁殖力和產(chǎn)量也低。龍-青河段未進行過全面系統(tǒng)的水生生物調(diào)查與研究，但根據(jù)中科院西北高原生物研究所和青海省水產(chǎn)研究所等單位的研究資料表明，黃河上游青海干流段魚類以鯉科魚類為主，其次有鰍科和鯰科，原有本地魚類約有20種。由于人類的捕撈、水質(zhì)的污染以及大壩的阻隔使得花斑裸鯉、厚唇重唇魚、平鰭鰍鮀等已難以捕到。

　　2.1 水庫對漁類種群的影響

　　已建的數(shù)座水庫，由于水流和生境的改變，使一些喜流水或激流水的魚類進入黃河支流或庫尾，如由于劉家峽、鹽鍋峽、八盤峽3座梯級水電站的建設(shè)，使喜激流生境黃河鮈部分入洮河，部分留在大壩以下，庫區(qū)極少見。

　　大壩的建設(shè)使得降河洄游魚類在壩下游消失，如劉家峽水庫建設(shè)后，原在蘭州段河道可見到的花斑裸鯉、厚唇重唇魚等降河洄游魚類，現(xiàn)已難以見到。

　　水庫的形成有利于浮游動植物和底棲生物的增殖和發(fā)展，以及喜靜水魚類的生長。水庫投放家魚，使得庫內(nèi)優(yōu)勢魚種逐漸被家魚取代。如草魚、鰱魚、鳙魚、鯉魚、團頭魴和土著鯽成為庫內(nèi)優(yōu)勢種。

　　可見由于大壩的阻隔作用、水流條件的改變等原因的影響，使魚類種群發(fā)生了一定的改變。

　　2.2 對漁業(yè)生產(chǎn)的影響水庫建成后為庫區(qū)漁業(yè)的發(fā)展提供了有利的條件，水庫開展網(wǎng)箱養(yǎng)魚，經(jīng)濟效益大大增加。

　　劉家峽水庫庫容57億m3，水面面積1.2萬hm2(18萬畝)，劉家峽、八盤峽和鹽鍋峽3座水庫共有宜魚面積1.3萬hm2(20余萬畝)。永靖縣所轄7個沿黃的鄉(xiāng)鎮(zhèn)從事漁業(yè)生產(chǎn)，2000年全縣漁業(yè)產(chǎn)值391.73萬元，占全縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的8.6%，尤其是川水河谷區(qū)，水產(chǎn)養(yǎng)殖成為其主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

3 改善下游水質(zhì)的作用

　　河流在枯水期由于流量小，對稀釋局部河水的污染很不利。劉家峽下游的蘭州市是一座以化工工業(yè)為主的城市，市區(qū)現(xiàn)有人口181.54萬人。黃河蘭州河段要接納城市排放的各種工業(yè)污水和城市生活污水，由于龍羊峽和劉家峽梯級水庫的水量調(diào)節(jié)，使枯水期流量增大，對下游蘭州市排放的污水起到稀釋作用。根據(jù)黃河蘭州斷面天然及實測流量統(tǒng)計資料表明劉家峽建庫后（1969年-1986年）枯水期（11月-4月）和特枯期（1月-2月）平均流量比天然狀況下平均流量分別增加288 m3/s、133 m3/s、；龍羊峽建庫后由于兩個水庫的聯(lián)合運行，蘭州斷面在枯水期和特枯期水量分別增加177 m3/s、243 m3/s，水量增加率達到86.8%和39.7%。具體見表 4。

　　2000年黃河蘭州段新城、包蘭橋和什川三個地表水水質(zhì)監(jiān)測資料如下：

　?。?）新城是黃河進入蘭州市的水質(zhì)監(jiān)測斷面，該監(jiān)測斷面各項指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果除糞大腸菌群為Ⅳ類水質(zhì)外，其余指標(biāo)均滿足地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　?。?）包蘭橋是黃河流出蘭州市的水質(zhì)監(jiān)測斷面，該監(jiān)測斷面溶解氧含量由9.41降低到9.03，五日生化需氧量、非離子氨、硝酸鹽、石油類、揮發(fā)酚、糞大腸菌群等監(jiān)測指標(biāo)均有不同程度的增加，其中揮發(fā)酚和糞大腸菌群為Ⅴ類水質(zhì)外，其余水質(zhì)指標(biāo)滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　?。?）什川是蘭州市下游約60 km的水質(zhì)監(jiān)測斷面，該監(jiān)測斷面石油類、五日生化需氧量、非離子氨等監(jiān)測指標(biāo)比包蘭橋有所降低外，揮發(fā)酚和糞大腸菌群尚未得到恢復(fù)。

　　蘭州河段雖接納了城市排放的各種工業(yè)污水和城市生活污水，由于龍羊峽和劉家峽梯級水庫的水量調(diào)節(jié)，使蘭州市枯水期排放的污水得到的稀釋作用。近幾年蘭州市加大了對污水治理的力度，使得黃河段蘭州市的水質(zhì)得到改善。

4 熱量、水量調(diào)節(jié)對壩下游的防凌作用

　　位于水庫下游的河道，其水溫往往受到水庫放流溫度所支配。蘭州上游劉家峽水庫建成后，下游河道水溫發(fā)生規(guī)律性變化，每年3月~8月，水溫比建庫前明顯降低，尤其是4～5月，水溫降低3℃～4℃，8月至次年2月，水溫明顯升高，11月份小川測站升高6.1℃。由于冬季水溫升高，使得劉家峽水庫下游200km長河道凌害緩解或消失。自鹽鍋峽電站1961年投入運用后，蘭州河段已不再封凍，自1968年劉家峽水電站建成后，蘭州河段成為常年暢流河段，青銅峽水庫以下幾十公里范圍內(nèi)已不再封凍。劉家峽建庫前后小川至石嘴山河段11月份水溫沿程變化見表5。

5 旅游資源的增加黃河上游梯級電站的興建，給當(dāng)?shù)卦黾恿诵碌穆糜钨Y源。

　　5.1 龍羊峽水電站

　　龍羊峽水庫東端是險峻的龍羊峽谷、瓦里關(guān)山、查納山，西端是河卡南山。南北兩岸是木格灘和塔拉臺。青海省人民政府已將龍羊峽列為經(jīng)濟建設(shè)成果展示性旅游區(qū)，也是我國西部旅游熱線上的名勝之一。參觀者既可以看到水電站的宏偉建筑，又可以領(lǐng)略到特異的高峽平湖的自然風(fēng)光。龍羊峽水電站是海南藏族自治州繼青海湖、日月山之后的又一旅游景點。

　　5.2 劉家峽水電站

　　地處我國絲綢之路旅游熱線上的劉家峽水電站，是我國1960~1970年代最大的水電站，中央領(lǐng)導(dǎo)人多次到劉家峽電站視察，劉家峽水庫旅游資源有人文景觀，庫尾有著名的炳靈寺石窟。據(jù)永靖縣1999年統(tǒng)計，該縣全年共接待游客12.6萬人次，旅游綜合收入達500萬元左右；在2000年“五一”期間，共接待游客約5萬多人。

6 文物古跡保護水庫淹沒涉及到文物古跡的淹沒，在文物古跡調(diào)查后進行試掘和價值評估，對水庫淹沒處理設(shè)計提出保護方案。

　　6.1 龍羊峽水庫

　　龍羊峽水庫庫區(qū)及其周圍地區(qū)的共和縣和貴南縣的部分地區(qū)古生物化石豐富。采集到的動物化石標(biāo)本數(shù)十個品種2000余件。這些標(biāo)本對研究青藏高原古地質(zhì)、地貌的形式，古氣候的演變和黃河的形成和發(fā)育史以及古物物群、生態(tài)環(huán)境，提供了寶貴的實物資料。在挖掘中，發(fā)現(xiàn)舊石器時代的石斧、刮皮器；中石器時代的打制石器；新石器時代的石器骨器；青銅時代的齊家文化墓葬品；卡約文化的墓葬品。這些出土文物均保存在青海省文化館。

　　6.2 劉家峽水庫

　　劉家峽水庫區(qū)鄰近黃河谷地，是我國西北遠(yuǎn)古文化發(fā)展中心地區(qū)之一。在調(diào)查范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)古代176處遺址，計有甘肅仰韶、齊家、漢代文化。這些遺址不僅為解決甘肅地區(qū)遠(yuǎn)古文化的分期問題提供大量的物質(zhì)文化資料，而且是研究中國古代藝術(shù)的寶庫。炳靈寺石窟屬于國家級保護文物，該石窟位于劉家峽水庫淹沒區(qū)邊緣。石窟內(nèi)有北魏、唐、宋、元、明等朝代的佛像、雕刻及壁畫。為使石窟免遭水庫回水淹沒破壞，采取了順河圍堤保護坡腳的筑堤防護措施。為了防止水庫高水位時個別佛龕被淹沒，1985年汛前又進行了灌漿處理。

7 節(jié)能減排、改善環(huán)境空氣質(zhì)量

　　7.1 節(jié)能減排

　　我國能源生產(chǎn)中煤炭居首，2000年我國生產(chǎn)原煤約10億t，其中用于發(fā)電的原煤約為5億t，占原煤生產(chǎn)量的50%。水力發(fā)電不僅可以節(jié)約煤炭資源，而且沒有污染，是最清潔的一次能源。截至2000年底，黃河上游已建成7座水電站，累計發(fā)電量3192.27億kW·h。如與燃煤電站相比（煤耗按380 g/kW·h 標(biāo)煤計?。塾嬁蔀閲夜?jié)約標(biāo)煤1.213億t，減少溫室氣體——CO2的排放量約為3.5億t，并可以減少各種氣體和灰渣的排放，其減排量見表6。

　　7.2 改善環(huán)境空氣質(zhì)量

　　青海省位于我國西部10省市的中心地帶，也是我國長江、黃河、瀾滄江三大河流的發(fā)源地，水力發(fā)電量在該省占絕對優(yōu)勢。根據(jù)2000年統(tǒng)計資料該省總裝機容量為378.1萬kW，其中水電裝機容量達到293.2萬kW，占全省總裝機容量的77.6%；該省2000年總發(fā)電量為133.79億kW·h，其中水力發(fā)電量為107.69億kW·h，占全省發(fā)電量的80.5%。

　　青海省高耗能工業(yè)占有較大比重。2001年青海省高耗能工業(yè)（鋁、硅鐵和碳化硅）共耗電能67.452億kW·h，約消耗掉青海省年發(fā)電量的50%。較充足的水電能源為該省利用自身優(yōu)勢資源，發(fā)展高耗能產(chǎn)業(yè)提供了保障條件。

　　近幾年青海省的城市空氣監(jiān)測結(jié)果表明，該省城市環(huán)境空氣呈煤煙型污染，其中以塵類污染為主，主要污染物為總懸浮顆粒物和降塵。這主要是由于小冶煉等造成的。如果不采用清潔的電能作為能源，青海省的城市空氣污染會比現(xiàn)在嚴(yán)重的多，因此，可以認(rèn)為青海省的水力發(fā)電為改善當(dāng)?shù)爻鞘锌諝馕廴緺顩r作出了顯著的貢獻。

8 攔截、處理壩前漂浮物對景觀的改善

　　近年來漂浮物在壩前積聚現(xiàn)象在許多水電站發(fā)生，嚴(yán)重時不僅影響水電站的運行，而且對景觀產(chǎn)生影響。蘭州市是我國重要的化工基地，黃河干流自西向東穿過蘭州市區(qū)，大峽水電站位于蘭州市的下游約60 km，漂浮物在壩前聚集現(xiàn)象十分嚴(yán)重。電站投資700萬元在大壩前設(shè)置浮漂式圍欄，購置打撈船等，打撈和處理漂浮物。近年來每年打撈和處理漂浮物約1 500 m3，改善了景觀與環(huán)境。