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水利水電工程水環(huán)境影響評價工作等級判據(jù)探討論文
摘 要:根據(jù)水利水電工程水環(huán)境影響的特點,綜合考慮工程特性、水域規(guī)模和功能要求,提出了水利水電工程水環(huán)境影響評價工作等級判據(jù),并將其用于不同類型、規(guī)模的水利水電工程進行驗算,結(jié)果表明,所判別的水環(huán)境影響評價工作等級與實際工作要求相符,可以為地面水環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則的有效執(zhí)行提供參考資料。
關(guān)鍵詞:水環(huán)境;評價工作等級;水利水電工程
1 水利水電工程水環(huán)境影響特點
水利水電工程往往需要攔河筑壩,抬高水位,引水發(fā)電或灌溉,其水環(huán)境影響的特點是運行期基本不排放污染物,但筑壩需阻斷河流、調(diào)節(jié)水量,導(dǎo)致下游出現(xiàn)減水河段,改變了水文、泥沙情勢,引起水環(huán)境條件變化,進而對水質(zhì)、水生生物帶來影響[1-2]。水利水電工程水環(huán)境影響主要體現(xiàn)在: 1)施工期生產(chǎn)、生活廢水排放對水質(zhì)的影響; 2)運行期水文、泥沙情勢變化的影響; 3)運行期水溫、水質(zhì)變化的影響; 4)運行期水中氣體過飽和的影響。除了施工期排放生產(chǎn)、生活廢水外,其他階段基本不排放廢水,其影響主要體現(xiàn)在水文情勢變化方面。
2 水環(huán)境影響評價工作等級判別及其存在問題
地面水環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則根據(jù)建設(shè)項目的污水排放量、污水水質(zhì)的復(fù)雜程度、受納水域的規(guī)模及水質(zhì)要求進行地面水環(huán)境影響評價工作級別的劃分[3]。這種劃分是以建設(shè)項目必然排放污(廢)水為前提,沒有考慮建設(shè)項目引起水文情勢變化的影響。在水利水電工程建設(shè)項目環(huán)境影響評價中,往往以施工期廢水排放作為水環(huán)境影響評價等級判斷的依據(jù),這種判斷存在片面性。例如,一個具有多年調(diào)節(jié)性能水庫的水電站,大壩為黏土心墻堆石壩,由于筑壩材料絕大部分為土石料,混凝土用量極少,只有泄洪建筑物和引水發(fā)電系統(tǒng)需要混凝土,水利水電工程最大的廢水來源———施工期砂石料沖洗廢水大幅減少,若按地面水環(huán)境影響評價導(dǎo)則判別其評價工作等級,結(jié)果往往是三級,但多年調(diào)節(jié)的水庫在運行期對水環(huán)境的影響是十分顯著的,評價工作中,其水量、水溫、水質(zhì)變化預(yù)測需要采用數(shù)值模型,實際工作量和工作難度遠遠超過按地面水環(huán)境影響評價導(dǎo)則所確定評價工作等級規(guī)定內(nèi)容和深度。又如,引水式電站由于閘壩等混凝土使用量相對較少,同樣按照地面水環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則判別得到的評價工作等級也是較低的,但引水式電站造成一定距離的減水河段對水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的影響是顯著的。為了彌補地面水環(huán)境影響評價導(dǎo)則判據(jù)的不足,在以往水利水電工程水環(huán)境影響評價中,其評價工作等級的確定,以施工期廢水排放作為參考,綜合考慮工程特性、水文情勢變化和河流水功能要求確定合理的評價工作等級,但一直沒有統(tǒng)一規(guī)范的判據(jù)。
3 水利水電工程水環(huán)境影響評價工作等級判別準(zhǔn)則
對于河流、湖庫水文情勢影響類的項目,往往因河流流速、水量、水溫發(fā)生變化,導(dǎo)致濁度、水質(zhì)、河道形態(tài)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。引起這些變化的程度,主要與水庫調(diào)節(jié)性能、水溫結(jié)構(gòu)和引(調(diào))水量有關(guān)。
水庫的調(diào)節(jié)性能主要由水庫規(guī)模和河流徑流量決定[4],可以分為日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、月調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)等幾種類型。日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)和月調(diào)節(jié)3種類型水電站的水庫庫容小,只能根據(jù)上游的來流情況、電力系統(tǒng)對電量調(diào)節(jié)的要求進行晝夜、旬間流量調(diào)節(jié)。季調(diào)節(jié)和年調(diào)節(jié)類型的水電站具有相對較大的水庫庫容,它們可以根據(jù)當(dāng)年河流的來流情況,在某一季節(jié)如汛期少發(fā)電多蓄水,所蓄的水量留在另一季節(jié)如枯水期多發(fā)電,對流量調(diào)節(jié)作用較大。多年調(diào)節(jié)型的水電站具有巨大的水庫庫容,它可以根據(jù)歷年來的水文資料和當(dāng)年的水文資料確定當(dāng)年的發(fā)電量和蓄水量,將豐水年所蓄水量留到平水年或枯水年來發(fā)電,還可以實現(xiàn)削減洪峰和錯開洪峰的目的,對天然河流徑流和洪水調(diào)節(jié)作用顯著。水庫調(diào)節(jié)性能可根據(jù)有效庫容占多年平均徑流量的比重(稱庫容系數(shù))來判定,即:庫容系數(shù)(β)=水庫有效庫容/多年平均年徑流量(1)當(dāng)β<0·02時,水庫為日調(diào)節(jié)型; 0·02≤β<0·20時,水庫為季調(diào)節(jié)型; 0·20≤β<0·30時,水庫為不完全年調(diào)節(jié)型; 0·30≤β<0·50時,水庫為年調(diào)節(jié)型;β≥0·5時,水庫為多年調(diào)節(jié)型。
為了便于比較,以總庫容代替式(1)中的有效庫容,據(jù)初步統(tǒng)計,有效庫容一般為總庫容的20%~70%,從偏保守考慮,取70%,并取α=多年平均年徑流量/水庫總庫容,則當(dāng)α>35時,水庫為日調(diào)節(jié)型;3·5<α≤35時,水庫為季調(diào)節(jié)型;2·3<α≤3·5時,水庫為不完全年調(diào)節(jié)型;1·4<α≤2·3時,水庫為年調(diào)節(jié)型;α≤1·4時,水庫為多年調(diào)節(jié)型。
水庫水溫結(jié)構(gòu)也可根據(jù)多年平均年徑流量與總庫容的比值(α)來判定[5-7]。則當(dāng)α>20時,水庫水溫為混合型;10<α≤20,水庫水溫為不穩(wěn)定分層型;α≤10,水庫水溫為穩(wěn)定分層型。對照2項判別指標(biāo),不完全年調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)、多年調(diào)節(jié)型水庫水溫結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定分層型,日調(diào)節(jié)型水庫水溫結(jié)構(gòu)為混合型,季調(diào)節(jié)型水庫水溫結(jié)構(gòu)3種可能都存在,綜合2項指標(biāo),同時考慮水體規(guī)模大小,并取α為整數(shù),得到以α為指標(biāo)的水利水電工程水環(huán)境影響評價等級判別標(biāo)準(zhǔn)(表1)。表1的水體規(guī)模分為大、中、小規(guī)模3種,劃分標(biāo)準(zhǔn)同HJ/T 2·3—93《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 地面水環(huán)境》。
對于引水式電站或有(引)調(diào)水功能的水庫,可能造成下游河流減水或脫水,河流水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)受到影響[8],這時,水環(huán)境影響評價級別的判別還應(yīng)考慮(引)調(diào)水量的大小。目前,確定河流生態(tài)需水量的方法很多[9-12],其中,Tennan提出了歷史流量法[10],他認(rèn)為多年平均流量的10%是保持大多數(shù)水生生物短時間生存所推薦的最低瞬時流量;多年平均流量的30%是保持大多數(shù)水生動物有良好的棲息條件所推薦的基本流量;多年平均流量的60%是大多數(shù)水生生物在主要生長期提供優(yōu)良至極好的棲息條件所推薦的基本流量。保護魚類、野生動物、娛樂和有關(guān)環(huán)境資源的河流流量狀況如表2所示。該方法的優(yōu)點是不需要現(xiàn)場測量,年平均流量可以從河流上水文站的歷史監(jiān)測資料獲得,是非現(xiàn)場測定類型的標(biāo)準(zhǔn)測定方法,具有宏觀的定性指導(dǎo)意義。在美國,該方法通常用在優(yōu)先度不高的河段研究河流標(biāo)準(zhǔn)量推薦值,或作為其他方法的檢驗。
王西琴等[13-16]采用不同方法估算黃河下游、淮河、海河、灤河的河道基本生態(tài)需水量,依據(jù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的不同分別占生態(tài)環(huán)境需水量的8%~41%, 5%~27%, 4%~22%, 54%,黃淮海平原河道的最小生態(tài)環(huán)境需水量為多年平均徑流量的15%,湖泊生態(tài)環(huán)境需水量依據(jù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的不同分別占降水資源總量的4·72%~8·81%;吳世勇等[17]采用不同方法研究了雅礱江河流生態(tài)流量。
根據(jù)研究成果,綜合考慮水體規(guī)模,得到以引(調(diào))水量為指標(biāo)的水利水電工程水環(huán)境影響評價等級判據(jù)。
上述指標(biāo)沒有考慮影響水體的環(huán)境敏感程度,為此,可通過補充說明的方式加以修正,對于跨流域引水的、可能影響大型河流感潮河段咸潮的建設(shè)項目,評價工作等級應(yīng)不低于二級,涉及水生生物(含產(chǎn)卵場)保護區(qū)、水源保護區(qū)等敏感保護目標(biāo)的項目,評價等級應(yīng)提高一級。
判別水環(huán)境評價工作等級時,應(yīng)分別采用HJ/T2·3—93中表2和筆者推薦的判據(jù)(表1, 3)進行判別,取等級高的作為水環(huán)境影響評價工作等級。
4 驗證分析
采用HJ/T 2·3—93和筆者推薦的判據(jù)(表1,3)分別對34項水利水電工程水環(huán)境影響評價等級進行測算,所選取的有大、中、小型工程和不同調(diào)節(jié)性能的工程,涉及河流有大、中、小型河流,具有較好的代表性。驗證結(jié)果表明:采用HJ/T 2·3—93判別, 34個項目中,水環(huán)境評價等級屬于一、二、三級的項目分別有1個, 9個和24個,而實際評價中,考慮了工程特性、水文情勢變化和河流水功能要求,評價工作等級屬于一、二、三級的項目分別為5個, 12個和17個;與采用HJ/T 2·3—93和筆者推薦判據(jù)綜合判別得到的結(jié)果(水環(huán)境評價等級屬于一、二、三級的項目分別為5個, 12個和17個)完全一致。
由于考慮了水文情勢的變化,采用筆者推薦的判別方法,能更全面地反映水環(huán)境影響評價實際工作的重要性、工作量和難度。
5 結(jié)論
針對HJ/T 2·3—93《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地面水環(huán)境》在水利水電工程水環(huán)境影響評價工作中存在的不足,根據(jù)水利水電工程水環(huán)境影響特點,提出了2項判別指標(biāo),即年徑流量與水庫總庫容的比值、引水流量占平均流量的比例,前者主要反映了水庫調(diào)節(jié)性能和水溫結(jié)構(gòu)對水環(huán)境的影響,后者主要反映了河流減水或脫水對水環(huán)境的影響。
在具體應(yīng)用中,可采用HJ/T 2·3—93規(guī)定的污水排放量指標(biāo)和筆者建議的2項指標(biāo)分別判斷,取三者級別最高者作為該項目水環(huán)境影響評價工作等級。
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