水電開發

水能資源潛在藴藏量的基本公式如下： 式中N為計算河段的出力,以千瓦計;Q1和Q2分別為計算河段首末兩斷面上的流量值，以米3/秒計；H為計算河段的毛水頭,以米計。公式中的流量可採用Q95、Q50及Q平均等各種流量分別計算，得出各該流量下相應的水能資源藴藏量。 　根據世界能源會議統計，全世界的理論水能資源為44.28萬億千瓦時/年,相當於平均出力50.5億千瓦，可能開發的水能資源為9.8萬億千瓦時/年,可能總裝機容量22.6億千瓦，其中發達國家約佔30%多，發展中國家約佔60%多。 　1984年統計，全世界已開發水電裝機容量5.67億千瓦，年發電量2.04萬億千瓦時，開發利用程度達20.8%。水電裝機佔總裝機的23.5%，水電發電量佔總發電量的21.2%。由於水電資源的開發，全世界每年節約標準煤約6億噸以上。各國水電開發程度不同，包括中國在內的10個電力大國的水電開發程度情況如表所示。

水電開發 當今，中國水電產業已邁入大電站、大機組、高電壓、自動化、信息化、智能化的全新時代，引領着世界水電乃至清潔能源行業的發展。以中國三峽、中國電建、中國能建等為代表的中國企業，以實施國家戰略部署、加快“一帶一路”能源基礎設施建設為契機，以全面整合行業資源、實現中國水電“編隊出海”為抓手，以海外市場全流域規劃建設運營、推動國際水電可持續發展為目標，以水電全產業鏈的核心能力為依託，打造中國水電“走出去”升級版，中國水電已成為代表國家核心能力的新的國家名片。 ^[1] 

水電開發是一項系統工程，涉及工業與農業，長遠與近期，平時與戰時，防洪、發電、灌溉與航運,水電與火電，發電與用電等多方面的關係,應按照全面規劃、統籌兼顧、綜合平衡的原則，採用多目標決策方法處理。例如，在流域規劃中，應根據綜合利用原則和水文、地理、地質、氣象、社會經濟發展水平等多種因素，選定梯級開發的優化方案。據此選定各級水利樞紐的壩址、決定各級的壩高，以期獲得較高綜合效益。

河流的落差沿河分佈，流量也隨時間地點而變化。為了經濟、有效地利用水能，往往需要在適當地點,人為地集中落差並調節流量,取得有較好經濟效益的水電資源。因此，水電開發方式一般按集中落差的方式和流量調節的程度分類。按集中落差的方式可分為堤壩式水電站、引水式水電站、混合式水電站；按流量調節程度可分為徑流式水電站（即無調節水電站）、日調節水電站、周調節水電站、年（或季）調節水電站、多年調節水電站，以及抽水蓄能電站、潮汐電站。此外，還有海洋能電站等。各類水電站按其調節性能及其在電力系統中的地位和作用,可承擔系統中的峯荷、基荷(見系統綜合負荷曲線),或作抽水蓄能。鑑於水電受季節和年分（豐水年與枯水年）影響較大，它必須與火電開發相互配合。在水電為主國家，為了調峯，往往需建設足夠數量的抽水蓄能電站。

20世紀中葉以後，水電開發的規模和影響不斷擴大。大壩越建越高，水庫越來越大，隨之而來的水庫土地淹沒和移民也越來越多，水電開發對環境的影響也越來越引起人們的關注。例如，哥倫比亞的安芝加亞水庫和中國三門峽水庫都發生嚴重的泥沙淤積,前者經12年將水庫淤滿，後者經多次治理,耗費大量人力、物力。此外，影響大的還有埃及阿斯旺水壩，建成後附近土地漸趨貧瘠，出現沙漠化趨勢。巴西則因環境問題，已將原擬在亞馬孫河上建設的25座水壩全部擱置起來。因此，在選擇水電開發方案時，必須評價其對環境的各種影響，以趨利避害，實現水電開發和環境保護協調發展。

從大系統的觀點來觀察水電資源的開發對環境的影響，就會發現在自然界和社會構成的大系統中，存在着幾個相互聯繫、相互制約的子系統：如自然資源（包括水電資源）系統、生態環境系統、社會經濟系統和人類社會。環境評價就是為了正確地預測和評價建設水電站對環境所造成的影響，從而趨利避害。例如，大型水庫淹沒大面積森林，大型水利設施佔用大量耕地以及庫區大量移民的安置失當都會造成環境的惡性循環。 　美國是世界上最先將環境影響評價制度定為法律的國家。1969年美國製定的國家環境政策法案(NEPA)是要求在水資源規劃中考慮環境目標的第一個法令。1970年頒佈的防洪法案充實和發展了環境法案的內容。同一時期，瑞典也制定了以環境影響評價制度為中心的國家環境保護法。之後一些發達國家，如法國、澳大利亞也先後以法律形式建立了各自的環境影響評價制度。發展中國家(如菲律賓、印度、印尼、泰國等)則從70年代以後開始建立這方面的制度。 中國於1979年9月頒佈的《中華人民共和國環境保護法（試行）》是中國第一部環境立法,其中涉及了水電開發的環境問題。1986年3月，國務院環境保護委員會、國家計劃委員會、國家經濟委員會聯合頒發《建設項目環境保護管理辦法》，進一步明確了凡從事對環境有影響的建設項目都必須執行環境影響報告等的審批制度。據此，原水利電力部制定並頒發了《水利水電工程環境影響評價技術規程》，相應地還規定了環境影響評價的審批制度及對從事環境影響評價單位實行資格審查的制度。

一般分為回顧評價、現狀評價和預測評價3種。

①回顧評價：對已經建成的工程產生的環境影響進行評價，以便了解工程興建後實際影響環境的範圍和環境變化的具體情況，並針對實際出現的不利影響，提出改善措施。回顧評價對於總結經驗、發展環境水利水電開發科學、提高環境影響評價技術，為新建工程的環境影響評價提供科學依據有不可替代的作用。

②現狀評價：對正在施工而沒有做預測評價的工程補作評價，或對已動工興建工程的現狀進行環境影響評價，以便了解工程當前的環境影響狀況，針對不利影響提出改善措施，保證和提高環境質量。

③預測評價：對擬建工程可能對環境的影響作出預測和評估，針對不利影響提出減免或改善措施，為決策部門提供科學的決策信息(如中國三峽工程的多次論證)。

一般包括以下幾點：

①工程建設對環境影響的範圍：應視工程特性、規模和所在地理位置而定。水電開發對環境影響的範圍大致包括：水庫上游、庫區及庫周，下游河段及河口。對於一些特大型水電工程，還應考慮對全流域和相鄰流域的影響。

②環境影響評價中的環境總體層次結構：為了進行環境影響評價,一般將環境總體分為:環境種類、環境組成、環境因子、環境指數四個層次。其中環境因子是整個環境影響評價的基本單元，也是綜合評價的基礎。在篩選環境因子時既要注意選擇能反映主要的影響方面和代表環境質量的綜合因子（這種因子還需易於監測和度量），又要力求少而精，以減少評價的工作量。由選出的同類環境因子羣構成環境組成，由同類環境組成羣構成環境種類，從而構成環境影響評價的環境總體結構層次。

環境種類又稱環境子系統。其劃分各國不盡一致,有時甚至和環境組成類同。例如，美國工程師學會劃分為：土地與生產力，建築物和考古或歷史遺址，野生動物棲息地，美學質量，天然河道的損壞與淹沒，水庫本身的環境影響，蓄水造成的水質變化，水壩作為一個障礙物的影響，溢洪道的影響，對下游的影響，對地下水回灌的影響，週期性淹沒或岸線波動等12個環境子系統；美國墾務局則劃分為：生態學,環境污染，美學,人們關心的事務等4個環境種類;泰國則劃分為：生態的,物理-化學的,人們關心的問題等3個環境種類；國際大壩委員會環境委員會則劃分為：水，植物和動物羣落，氣候，經濟和社會等4個環境種類。中國一般習用自然環境和社會環境兩個環境種類。即使在中國，各工程環境影響評價的環境總體結構層次亦不盡相同，因工程而異，具體工程具體處理。

在環境因子識別的研究中，有的環境影響可以定量研究其環境指數變化值，有的還難於定量化。

評價環境影響時還應注意，工程與環境是互為影響的，工程既可影響環境，而在實施之後又是環境的組成部分。在評價水電開發對環境的影響時，既要研究工程興建後引起環境的改變，同時又要研究環境對工程規劃、設計、施工、管理的要求與反作用，使工程與環境相協調。

水利工程後評價始於1993年，幾年來先後進行了丹江口水利樞紐、高州水庫、韶山灌區、潘家口水利樞紐、陳垓灌區等十幾個工程項目的後評價，部分項目後評價包含有環境影響後評價的內容。為了編制水利水電工程環境影響評價規範，曾開展了盤錦灌區、三門峽水利樞紐等工程的環境影響專題回顧評價。水利工程環境影響後評價開展的時間不長，進行後評價的項目不多，環境影響後評價的理論支持和依據的規程規範比較缺乏。為了更好地開展環境影響後評價，需要對環境影響後評價的概念、作用、方法和內容等進行研究。

2 環境影響後評價的涵義

水利工程環境影響後評價是指建設項目建成並運行一段時間後,通過對實際發生的環境影響進行調查研究，和環境影響預測評價成果進行對比，複核項目對環境影響實際發生情況和預測評價成果的差異，以檢驗環境影響預測成果和環保設計的合理性,並對工程建成後的環境質量進行評價。簡言之環境影響後評價就是評價項目對環境質量、自然資源利用和生態平衡實際產生的影響。

3 環境影響後評價的目的和作用

3.1 對環境影響預測和環保設計成果進行驗證

環境影響評價和環保設計成果是在工程建設前,在調查研究、分析預測的基礎上提出的。預測方法是否合理,參數選用是否恰當,結論是否正確,需要工程運行實踐進行檢驗。通過環境影響後評價,將實際發生的環境影響與環境影響預測評價成果相對照,可以驗證評價方法的合理性和評價結論的正確性。

3.2 為進一步加強工程環境管理提供科學依據

工程項目建成並運行一段時間後,工程項目引起的環境影響逐漸表現出來,環境影響後評價可以通過調查工程建設後環境變化情況,分析環境變化趨勢,找出項目實際存在的有利影響和不利影響因素,提出進一步發揮工程的有利影響和減小不利影響的措施,為進一步加強工程環境管理提供科學依據。黃河三門峽水利樞紐工程環境影響回顧評價,系統總結了工程建成三十多年的環境變化,分析研究了環境演變趨勢,提出了主要影響因素,提出了控制污染、保護水源、消滅鼠害以及切實解決好移民遺留問題等的對策措施,並提出了進一步加強科學研究和環境管理的建議。

3.3 為其它項目環境影響評價和環保設計提供借鑑

水利工程一般規模大,影響範圍廣,影響因子多,環境影響預測評價比較困難。水利工程的環境影響評價在我國起步較晚,八十年代中期才相繼開展,至今只有十幾年的歷史,環境影響評價的理論和方法還很不完善,環境影響預測評價有的還難以定量。通過環境影響後評價,可以探索環境影響評價的理論和方法,使預測方法更為合理，評價結果更加符合實際。環境影響後評價成果,還可為同類項目的環境影響評價和環保設計提供借鑑,如三門峽水利樞紐工程環境影響回顧評價成果為黃河小浪底水利樞紐工程的環境影響評價提供了技術支持,三門峽水温預測模型和參數,運用於小浪底水庫水温預測,取得了較好效果。

3.4 檢查工程項目環保設施“三同時”制度執行情況

《環境保護法》和《建設項目環境保護管理條例》規定,建設項目需要配套建設的環境保護設施,必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用。環保設施竣工驗收,應當與主體工程竣工驗收同時進行。環境保護設施竣工驗收是環境影響後評價的一種形式，通過竣工驗收可以有效地檢查建設單位是否按環境影響報告書(表)的要求建設環境保護設施;檢查施工期間環境保護工作完成情況，一些受到破壞的環境是否已經恢復，檢查施工期間環境監測的開展情況;檢查環境管理機構設置和運行情況。隔河巖水利樞紐工程等通過環保竣工驗收，對工程建設的環保工作進行全面總結,對項目“三同時”執行情況進行了全面的回顧和評價。

3.5 檢查環境監測設施的運行情況,為環境監測斷面和監測項目的調整和優化提供依據

工程項目的環境監測站網設計中,環境監測斷面和監測項目是根據原有的環境條件在預測評價的基礎上進行設置的,與工程運行後的環境狀況可能存在差異，工程投入生產運行後,自然環境條件和社會環境條件也在發生變化,需要根據新的環境狀況對原來的環境監測站網設計進行檢驗。環境影響後評價過程中,對工程投入生產運行後的環境狀況進行系統的調查研究,對污染源的數量和分佈情況進行全面的瞭解,對監測數據進行系統分析,在此基礎上,對環境監測斷面和監測項目進行合理的調整和優化。

4 環境影響後評價的方法和步驟

4.1 環境影響後評價的方法

環境影響後評價的基本方法是有無對比法，即項目建成後實際產生的環境影響和環境質量狀況，與項目建設前環境本底狀況和項目決策過程中環境評價預測成果相比較，通過綜合分析，對工程建成後的環境質量進行評價，確定項目實際存在的有利影響和不利影響因素，提出進一步發揮工程的有利影響和減小不利影響的措施。

4.2 環境影響後評價的步驟

4.2.1 調查收集資料

環境影響後評價需要收集以下五個主要方面的資料。

⑴環境影響評價成果。水利工程可行性研究階段環境影響評價成果資料是開展水利工程環境影響後評價的基礎,工程建設前的環境背景,是環境影響後評價分析工程運行後產生環境影響和環境變化趨勢的前提。各環境要素的預測成果也是後評價複核的主要內容。在環境影響後評價時應收集環境影響報告書及環保部門的審批意見，包括環境監測資料、各環境要素(水質、水温、氣象、土壤、陸生生物、水生生物、人羣健康等)的影響預測成果和擬採取的減免不利影響的環境保護措施等資料。

⑵環境保護設計成果。環境保護措施設計和環境監測站網設計成果是環境保護設施實施的重要技術文件,是檢查環境保護設施“三同時”制度執行情況的依據,也是後評價需要驗證的重要內容。後評價時應收集初步設計階段的環境保護設計成果和審查意見。

⑶施工期間環境保護措施實施的有關資料。施工活動對周圍環境產生不利影響，如排放廢污水、排放廢氣、產生噪聲、破壞植被等，後評價時應收集施工期間環境保護工作開展情況,施工期間環境監測資料，特別是施工臨時佔地的植被恢復和復墾情況。

⑷環境保護設施竣工驗收資料。環境保護設施竣工驗收是水利工程竣工驗收不可缺少的內容，也是水利工程環境管理工作的新內容。環保設施竣工驗收申請報告的內容一般包括前期環保工作及審批情況、應建的環保設施及運行情況、應採取的環保措施及完成情況、環保檔案、環保人員和制度,以及環境監測報告等。後評價時應收集經批准的環境保護設施竣工驗收報告以及有關資料，作為環境影響後評價的重要基礎資料

⑸環境監測資料。環境監測數據是環境質量狀況最直接的反映,也是分析評價環境演變趨勢的重要手段;環境監測數據的完整和準確與否,也是後評價成果是否合理正確的關鍵。後評價時應收集各監測站(點)歷年來的監測資料,包括氣象要素、水質、水温、陸生生物、水生生物等。

4.2.2 編制環境影響後評價工作大綱

通過對收集資料的分析，根據項目特性和環境影響程度，確定後評價的環境因子，制定環境因子評價的技術路線，在此基礎上編寫環境影響後評價工作大綱。

4.2.3 環境影響後評價的實施

根據工作大綱，分因子對工程的環境影響進行評價，在單因子評價的基礎上對工程項目的環境影響進行綜合評價，提出工程環境影響的結論和趨利避害的措施。

4.2.4 編寫環境影響後評價報告

環境影響後評價報告包括工程概況、工程建設前環境狀況、工程環境影響後評價、綜合評價及結論等幾方面的內容。

5 環境影響後評價的主要內容

5.1 對局地氣候影響

水利工程建設使水體面積、體積、形狀等改變,水陸之間水熱條件、空氣動力特徵發生變化,工程建設對水體上空及周邊陸地氣温、濕度、風、降水、霧等產生影響。環境影響後評價主要是複核工程興建後氣温、降水、風速、濕度和霧的實際變化,並與環境影響評價預測成果相對照,在此基礎上預測氣候的變化趨勢,並提出對策措施。

氣温影響主要複核工程影響區年平均氣温,最低月平均氣温、最高月平均氣温、年極端最高氣温、年極端最低氣温的變化。

降水影響主要複核工程影響區年降水量和各季(月)降水量的變化。

風速影響主要複核工程興建後水體上風岸與下風岸年、月平均風速以及瞬時最大風速的變化。濕度和霧主要複核工程影響區年月濕度和霧日數量的變化。

局地氣候影響後評價主要採用統計對比法,將收集的水利工程建設前後氣象要素監測資料進行比較,對比分析建庫前後工程影響區氣候因子的變化趨勢,並與鄰近地區工程建設前後參證站的氣象因子統計值進行比較,確定工程興建對局地氣候的影響範圍和氣象因子的變化趨勢。

5.2 對水温影響

水體的熱量傳輸機理是經過水和大氣的接觸面輸送,通過水體流動傳遞熱量。天然河道水流湍急,水體表面吸收的熱量通過水體紊動迅速傳向整個過流斷面,故天然河道水温呈混合型,水温變化滯後於氣温,呈週期性變化。水庫蓄水後,水深增大,水體交換速度減緩,從而改變了水氣交界面的熱交換和水體內部的熱傳導過程。典型的水庫水温效應表現為水體的垂直方向上的熱分層現象。

水温影響後評價複核內容是:①統計建庫後實測的庫內不同區域各月水温的垂直分佈、橫向分佈、縱向分佈以及水庫各月下泄水温、下泄水温的沿程變化資料，調查下泄水温對水生生物和農作物生長的影響;②將水温結構分層和下泄水温觀測值與預測值進行比較,對環評時採用的經驗公式和預測模型的適用性作出評價。

5.3 水質影響

築壩建庫,庫區水面擴大,水深增加,河水流速變緩,使污染物的擴散能力減弱,庫區水域污染物的濃度、分佈都將發生變化。水庫攔蓄營養物質氮、磷、鉀,促進藻類生長,可能導致富營養化。灌區開發也會對水質帶來不利影響。

水質影響後評價,對水庫工程應複核水庫蓄水後污染來源、分佈,水庫水質變化,水庫富營養化趨勢,庫底淤積物污染物質的富集情況,出庫水質和下游河段水質變化;對灌區開發項目,應複核灌溉對地下水水質的影響,灌溉迴歸水對河流或承泄區水質的影響。此外後評價時尚應收集工程運行後的水質監測資料,對環評中採用的水質模型和預測成果進行驗證,對工程建設中和運行後水質保護措施的執行情況進行評價,並在此基礎上提出應進一步採取的水污染控制的對策措施。

5.4 環境地質影響

水庫蓄水後，庫水的附加荷載及水的滲透壓力，可能改變巖體的應力狀態，產生局部的應力集中，誘發水庫地震。水庫蓄水後，庫水對岸坡的淘刷和浸泡，改變了庫岸原有的穩定狀態，可能產生滑坡塌岸，黃土庫岸滑塌的可能性更大。

環境地質影響後評價主要是調查水庫投入運行後水庫誘發地震發生的時間、震級、震中位置，調查庫岸滑塌的範圍、滑塌量和滑塌區的地質條件，分析產生誘發地震和滑坡塌岸的原因，分析評價誘發地震和滑坡塌岸的發展趨勢，提出工程的安全防範措施；根據實際發生的水庫誘發地震和滑坡塌岸情況，對預測成果進行復核。

5.5 土壤環境影響

灌區開發可能導致地下水位上升，會產生土壤潛育化和次生鹽鹼化;在乾旱、半乾旱地區,水利工程興建如水資源分配不當,可能導致局部地區地下水位下降,使土壤發生沙化。工程施工和移民搬遷破壞植被,會引起新的水土流失。

土壤環境影響後評價主要是複核水利工程投入運行後發生沼澤化、潛育化、次生鹽鹼化、沙化的面積和分佈及其原因，以及需採取的對策措施;複核水利工程建設過程中和建設後水土流失的發生和發展趨勢以及需進一步採取的防治措施。

5.6 陸生生物影響

水庫對陸生植物的影響主要是淹沒影響,對野生動物的不利影響主要是棲息地喪失、覓食地轉移、活動範圍受到限制,許多動物在水庫蓄水後被迫遷移。但水庫蓄水後改善了局地氣候,使庫區周圍的植被類型豐富;灌區開發後提供的濕生環境,適宜於一些水禽棲息。

陸生生物影響後評價,主要是複核工程投入運行後對植物、特別是珍稀植物的影響,複核工程投入運行後動物、特別是珍稀動物的影響;複核採取的珍稀動、植物保護措施的實施效果,並提出需進一步採取的保護措施。後評價可採用調查對比的方法。

5.7 水生生物影響

興建水利工程將影響魚類生活的環境條件。建庫後下遊河道天然水文情勢改變,其中水流狀態和漲水過程的變化對魚類影響較大。水庫蓄水後由於水庫水文條件和營養物質的變化,也會對浮游動植物、底棲動物產生影響。

水生生物影響後評價主要是複核工程興建後對浮游動植物、底棲生物、高等水生植物、魚類及其它水生動物的影響,重點複核對珍稀水生生物的影響;複核對魚類產卵場的影響;複核水生生物保護措施的效果,並提出需進一步採取的保護措施,後評價可採用調查對比的方法。

5.8 人羣健康影響

水利工程興建將不同程度地引發人羣健康問題。由於大面積淹沒、大批人口搬遷以及施工人員集中,為某些疾病的傳播和擴散提供了可能。

人羣健康影響後評價應複核水利工程興建後周圍地區疾病的發生及流行情況,包括:①自然疫源性疾病如血吸蟲病、鈎端螺旋體病、肺吸蟲病、流行性出血熱等的流行頻率及強度;②介水傳染病如肝炎、傷寒、痢疾等的疫情發生及發展趨勢;③蟲媒傳染病如瘧疾、乙型腦炎、絲蟲病等的流行頻率及強度;④地方病如地方性甲狀腺腫、地方性克汀病、地方性氟中毒等的流行頻率及強度等。並應與預測評價成果進行比較,分析產生疾病流行的原因,提出應進一步採取的防治措施。

評價可採用統計對比法,對比分析工程建設前、後各種疾病的發生流行趨勢,並與鄰近地區疾病發生流行趨勢進行比較,評價工程興建對人羣健康的影響。

5.9 水文情勢及下游影響

水利工程建設因攔蓄、調水等改變工程下游來水來沙過程，下游河段流速、流量、水位、泥沙運移規律等有所改變，可能影響下游工農業用水，河道沖刷也可能對下游的水利工程和橋涵等產生影響。

水文情勢及下游影響後評價主要是統計分析工程投入運行後實測的下游來水來沙過程，實際的河道衝淤變化資料，調查對水利工程和橋涵存在的影響，提出進一步減免不利影響的措施；根據實際發生的影響，對環境評價預測成果進行復核。

5.10 文物景觀影響

水利工程建設可能使自然景觀和文物受到淹沒、破壞或干擾，水庫的形成也可能增添新的景觀。文物景觀影響後評價主要是調查自然景觀和文物受影響的程度，分析評價保護措施實施的效果，提出進一步開發利用景觀文物的措施。

5.11 環保設施和監測設施運行情況

環境保護設施指為工程服務和減免工程對環境不利影響需採取的環保設施,包括水質(水温)保護設施、土壤環境保護設施、陸生植物保護設施、陸生動物保護設施、水生生物保護設施、景觀保護及綠化設施、人羣健康保護設施和下游影響補償設施。

環境監測設施指工程完建後為掌握環境要素的動態變化需要建設的監測設施,包括地表水水質(水温)監測設施,局地氣候監測設施,生態監測設施,土壤監測設施,地下水監測設施等。

環境影響後評價主要是複核:①環保設施和監測設施是否按照“三同時”的要求進行建設,環保設施和監測設施是否投入運行,運行情況如何;②是否按環境影響報告書和環境保護設計確定的監測項目、監測斷面、監測因子進行監測,監測數據的準確性和可靠性如何。③監測項目的設置是否能夠反映水利工程投入運行後的環境質量狀況和環境演變趨勢。④在對監測數據進行系統分析的基礎上,對環保設施和監測設施的運行情況進行評價,根據工程運行後產生的環境變化，提出調整監測斷面、監測項目和增設環境保護設施的建議。