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关于小型水电站的建设对生态环境的影响

作者

王丽君

湖南中嘉泰禾环境科技有限公司 湖南长沙 410000

在全球能源结构调整和可持续发展理念下,小型水电站具有可再生、清洁环保的特点,成为许多地区能源开发的重要选择。然而小型水电站的建设对生态环境会产生一定影响。从工程建设到长期运行,其对河流生态系统、生物多样性、局部气候等方面都会产生 系列作用,所以要全面且深入分析小型水电站建设对生态环境的影响,尤其对潜在问题进行分析和处理,以便实现能源开发与生态保护的平衡发展目标。

1 小型水电站建设对生态环境的积极影响

1.1 替代传统能源减少污染排放

小型水电站以水能为动力来源,是一种清洁能源,与煤炭、石油等传统化石能源发电相比,其在运行过程中不产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及大量的固体废弃物等污染物。其对缓解大气污染、应对气候变化等有非常重要的积极意义,能够改善区域空气质量,降低酸雨、雾霾等环境问题的发生频率。

1.2 调节局部气候

小型水电站建设形成的水库,具有一定的水体面积,水体的蒸发作用会增加周边空气湿度,在夏季起到降温作用,冬季则能在一定程度上减缓降温速度,对局部小气候产生调节效果 [1]。水库周边的植被因水分条件改善,生长更为茂盛,植物的蒸腾作用能够进一步增强空气湿度调节能力,促使周边区域气候更加宜人,有利于生态系统中动植物的生存和繁衍。

1.3 改善区域水资源利用条件

部分小型水电站通过水库蓄水和调 ,能够在枯水期为下游地区提供稳定的水资源供应,为农业灌溉、生活用水需求等提供基本保障。 缺水地区 小型水电站将丰水期多余的水量储存起来,在枯水期有序释放,能够避免水资源短 的土地退化、植被枯萎等生态问题,对维持区域生态系统的稳定和可持续发展具有积极作用。小型水电站建设流程,如图1 所示

图1​​小型水电站建设流程

2 小型水电站建设对生态环境的消极影响

2.1 改变河流自然水文特征

小型水电站的建设会改变河流的天然径流状态,由于水库蓄水会导致上游水位上升,形成人工湖泊,而下游河流流量在发电期间由于水量被截留 时段又会因放水而出现流量波动。此时受到这种不稳定径流变化的影响,势必会打破河流原 系统的正常功能 [2]。水库的蓄水作用会导致水流速度减缓,大量泥沙在库区内沉积, 长此以往,水库库容会逐渐减小,影响水电站的使用寿命和调节能力。下游河道由于上游泥沙截留,来沙量减少,会引起河床下切、河岸侵蚀等问题,进而威胁到周边基础设施安全和生态环境稳定

2.2 影响水质

水库形成后的水流速度变缓,水体的自净能力下降,大量的营养物质容易在库区内积聚,一旦周边存在农业面源污染、生活污水排放等情况,势必会导致水体中氮、磷等营养元素超标,引发藻类大量繁殖,进而造成水体富营养化。尤其对于较深的水库容易出现水温分层现象,表层水温受气温影响较大,而底层水温相对较低且较为稳定。在水电站放水发电时,若放出的是底层低温水,会使下游河道水温骤降,对水生生物的生长、繁殖和代谢产生不利影响。

2.3 破坏生物多样性

小型水电站大坝的建设成为鱼类洄游的物理屏障,许多鱼类具有洄游习性,需要在不同的水域环境中完成产卵、育幼、生长等生命活动,而大坝的存在会切断鱼类的洄游通道,促使鱼类无法到达适宜的繁殖场所,长久下来势必会造成鱼类种群数量减少、种质资源衰退等问题。库蓄水淹没森林、草地、湿地等大量的陆地生态系统,导致许多动植物栖息地丧失,且河流生态系统的改变,促使水生生物栖息地变得破碎化,生物之间的交流和基因传递受到阻碍,对生物多样性也会产生一系列的影响。

2.4 引发地质灾害

在山区建设小型水电站时,开挖山体、修筑大坝等工程建设活动会破坏山体原有的地质结构稳定性,特别是在工程选址和建设过程中对地质条件评估不足,容易引发山体滑坡、泥石流等地质灾害 [3]。此时不仅威胁到工程建设人员和周边居民的生命财产安全,而且还会还破坏大量的植被和生态环境。

3 小型水电站建设时的生态环境保护对策

3.1 科学规划与合理选址

3.1.1 前期调研

工作人员借助卫星遥感、无人机测绘等技术,获取高精度的地形地貌数据,绘制详细的地形图,分析山体坡度、山谷走向、河道弯曲度等特征。 钻探、物探等手段,了解地层结构、岩石性质、地质构造,从中确定建设区域 地质灾害 还要收集建设区域及周边长期的水文资料,利用实地测量和水文模型 析不同季节、不同年份的水资源状况,评估可开发利用的水能资源量。根据河流的生态需水量, 生态系统健康的最小流量,为后续规划设计提供依据,确保水电站建设不会过度截取水资源,避免影响下游生态环境

3.1.2 区域水能资源统筹规划

在全面调研的基础上对区域内的水能资源进行综合评估,确定可开发的水电站规模和数量,不仅要考虑水能资源的理论蕴藏量,还要结合生态环境承载能力、社会经济需求等因素,合理确定开发强度,避免过度开发导致生态环境恶化。对于河流流域要进行梯级开发规划,统筹考虑各水电站的布局和建设顺序。在规划过程中,注重上下游、干支流之间的协调,合理分配水资源,保障生态用水需求,并优化梯级水电站的调度运行方式,提高水能资源利用效率,以此来减少对生态环境的不利影响。

3.1.3 生态保护专项规划

根据生态环境调研结果,明确划定生态敏感区,在规划中严格避让自然保护区、风景名胜区、饮用水水源保护区、重要湿地等这些生态敏感区域,确保其生态功能不受破坏。还要制定生态修复与补偿规划,明确在水电站建设和运行过程中对受损生态环境的修复措施和补偿机制,并建立生态补偿资金保障机制,确保生态修复和补偿工作的顺利实施。

3.2 优化工程设计

在小型水电站设计中安装智能 准控制和实时监测 工作人员利用电磁流量 与水电站运行管理系统相 用生态泄流管道, 同鱼类的习性和洄游特 和水流速度,确保鱼类 鱼类找到洄游通道入口。还 人工鱼巢用混凝土管、废旧轮胎等材料构建, 型 设现状,如图2 所示

图2​​小型水电站建设现状

针对水库出现的水温分层问题, 利用分层取水设计来进行操作,在大坝设置多层取水口,根据不同季节和下游生态需求,选择合适深度的水体下 在水库 设置人工曝气装置、生态浮岛等水质调控设施,其中人工曝气装置能够增加水体溶解氧含量 促进污染物分解, 而生态浮岛通过种植水生植物,能够吸收水体中的氮、磷等营养物质,在净化水为质的基础上,能够防止水体富营养化。

3.3 加强生态修复与补偿

3.3.1 受淹区域植被恢复

对水库蓄水淹没的植被破坏问题,要在库区周边及消落带开展大规模植被恢复工程,优先选择适合的本土植物进行种植,这些植物对当地环境适应性强,能够快速扎根生长,稳固消落带土壤的同时,有利于防止水土流失。还要利用生态袋、三维植被网等工程技术手段,辅助植物生长,提高植被恢复的成活率和稳定性。

3.3.2 受损山体与边坡修复

小型水电站建设过程中的开挖等工程活动易造成山体裸露、边坡失稳等问题,基于此,工作人员利用挂网喷播、客土喷播等技术对受损山体和边坡进行修复 [6]。其中挂网喷播是先在坡面上铺设镀锌铁丝网,将植物种子、土壤、肥料、保水剂等混合物料喷射到坡面上,形成植被生长基础,而客土喷播则是将客土与植物种子等混合后喷射到坡面,以此来为植物生长创造良好条件。除此之外,还能够结合挡土墙、锚杆等工程措施,增强边坡稳定性,防止滑坡、泥石流等地质灾害发生,在植被生长覆盖后,逐步恢复山体的生态景观。

3.3.3 生物栖息地重建

在工程建设区域及周边对生物栖息地重建项目进行合理的规划和建设,尤其对于鸟类栖息地种植多种浆果类、坚果类植物,为鸟类提供食物来源,或者搭建人工鸟巢,满足不同鸟类的筑巢需求。针对两栖动物,通过挖掘小型水塘、设置湿地等方式,营造适宜的栖息和繁殖环境,并种植水生植物,增加栖息地的生物多样性。需要注意的是对于保护和恢复区域内的廊道植被,由于其连接各个栖息地斑块,所以能够形成完整的生态网络,以便促进生物的迁徙和基因交流。

3.3.4 水生生态系统修复

为弥补水电站建设对鱼类资源的影响,相关单位要开展人工增殖放流活动,根据河流原有鱼类群落结构和生态需求,选择合适的鱼类品种以及具有重要生态价值的土著鱼类进行苗种培育 [7]。在鱼类繁殖季节前,将培育好的鱼苗投放到河流中,投放时要注意鱼苗的规格、数量和投放地点,确保鱼苗能够顺利存活和生长。还要加强对放流区域的渔业资源监测和管理,禁止非法捕捞,为鱼类生长创造良好的生态环境。在修复河流生态廊道时要恢复河流的自然形态和生态功能,对由于水电站建设而改变的河道进行生态修复。需要注意的一点就是对于拆除部分的硬质护岸要及时恢复天然的河岸带植被,种植芦苇、菖蒲等水生植物,形成多样化的河岸生态系统。通过河道清淤、疏浚等措施,恢复河流的浅滩和深潭结构,为水生生物提供适宜的栖息和繁殖场所,或者合理调整水库的调度方式,在非发电时段增加下泄流量,模拟自然洪水过程,促进河流生态系统的物质循环和能量流动,以便更好修复受损的河流生态廊道。另外,针对水库和下游河道出现的水质恶化问题,需要利用多种水体生态修复技术,在水库中构建人工湿地,种植芦苇、香蒲等湿地植物,并借助植物的吸收、吸附和微生物的分解作用,去除水体中的氮、磷等污染物,净化水质。在下游河道及时投放有益微生物菌剂,促进水体中有机物的分解,以此来提高水体的自净能力,并加强对周边污染源的治理,实现对农业面源污染、生活污水排放等合理管控,以便从源头上为水体生态环境质量提供基本保证。

3.3.5 建立健全生态补偿机制

在生态补偿机制构建和实施 方为生态补偿的主要责任主体,补 受损区域以及为生 补偿相结合的方式 偿等需求,而实物补 后政策补偿则包括给予 虑生态环境损害程度、 ,对生态环境价值进行量 ,对补偿资金进行统 运营方的缴纳外,还要 建立健全资金使用审 社会监督,或者引入第三方审计机构,对生态 、透明和高效提供保障。

小型水电站建设对生态环境的影响是多方面的,不能否定小型水电站的价值,也不能忽视其带来的生态环境问题。所以要通过科学规划、合理设计、生态修复等一系列措施,减轻小型水电站建设对生态环境的负面影响,实现能源开发与生态保护的协调发展,提高小型水电站的建设质量,促使其成为推动区域可持续发展的主要动力。

[ 1 ]赵文通 , 贺蔚 , 赵先富 , 等 . 小水电站对赤水河连通性影响评估及恢复对策 [ J ] .湖泊科学 ,2025,37(01):253-265.

[2] 庞金龙 , 张跃驰 . 我国农村小水电站发展现状与策略研究 [J]. 海河水利 ,2024,(11):8-11.

[3] 余丽娟 . 小型水电站生态流量监测问题及系统构建策略 [J]. 地下水 ,2024,46(04):266-267+307.[4] 陈林 , 曹伟伟 , 张鹏伟 , 等 . 小型水电站开发和生态环境保护协调发展的问题探讨——以叶尔羌河小水电站为例 [J]. 地质论评 ,2024,70(S1):333-334.

[5] 苏婷婷, 张志奇. 浅谈内蒙古自治区小水电站生态流量保障工作[J]. 内蒙古水利,2024,(01):73-74[6] 皮玉红. 锦江干流小水电建设对水生态环境影响研究[J]. 水利规划与设计,2022,(08):54-57.

[7] 杨浩动 . 文县小水电站生态流量环境保护探析 [J]. 科技资讯 ,2021,19(33):89-91.

[8] 郑舒雯. 钦州市小型水电站生态流量调查及保障措施[J]. 广西水利水电,2021,(04):39-4

作者简介:王丽君(1988.11-),女,汉族,工程师,本科,四川宜宾,主要工作方向:环境影响评价等环保咨询类