黄河上游已建水电站的环境效益

简介： 对黄河上游龙羊峡-青铜峡河段40年来已建7座梯级水电站的环境效益进行初步回顾，通过资料分析提出了已建梯级水电站对库区、库周和下游带来的正面和负面的环境效益。
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中图分类号：X 2 文献标识码：A
　　黄河干流上游龙羊峡至青铜峡（简称龙-青）河段全长约1 023 km，该河段自1961年11月盐锅峡水电站建成至今，从上游至下游已建成龙羊峡、李家峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、大峡和青铜峡等7座梯级水电站。形成了以龙羊峡为“龙头”水库，梯级水电站联合运行的格局。承担着向陕、甘、青、宁电网供电以及防洪、防凌、灌溉、供水等综合利用任务。本文根据国家电力公司西北勘测设计研究院、地方有关部门的研究专题以及收集到的有关资料，对黄河上游已建电站的建设和运行给库区、库周和下游带来的环境效益初步进行了回顾，其环境效益见表1。
1 对库周局地小气候的影响
　　龙-青河段地处我国西北内陆，属高原大陆性气候，流域大部分地区处于干旱、半干旱地区，平均年降水量250～300 mm，而蒸发量则达1 500～2 000 mm，蒸发强烈。但该河段的7座梯级水库的“库区效应”，对库周局地微小气候有一定的改善作用。7座梯级水库中以龙羊峡、刘家峡和李家峡水库库容和水库水面最大，3座水库的基本情况见表2。
　　青海省气象局在研究青海省湖泊气候效应的基础上，利用龙羊峡蓄水后1987年至1989年三年完整的气象资料，对地处干旱、半干旱地区的三大型水库中面积最大的龙羊峡水库的“水库效应”进行研究。研究结果表明，龙羊峡水库的“库区效应”主要表现降雨、湿度和风频的改变。
　　（1）降雨：表现在沿库10 km条带内的降雨量增加38~9.5 mm，增加幅度在12%~3%；并且夜雨量占总降水量的65.1%。
　　（2）相对湿度：在距离库岸数百米之内春季增加5%，夏冬季增加11%，冬季增加24%，离库岸较远的共和站（距库9～10 km），其直接影响已不明显。
　　（3）风频：表现为库区静风频率减少。
　　水库蓄水后，使库周局地降雨量和湿度增加，改善了局地小气候，对影响带内植被的生长有利。由于龙羊峡位于高寒半干旱地区，年蒸发量远远高于年降雨量，因此龙羊峡水库对改善局地气候的范围是局部的，对改善库周原有沙化作用也是十分有限的。
2 对鱼类种群和产量的影响
　　水库蓄水前，龙羊峡-刘家峡河段内由于水流湍急、水温低，浮游动植物比较贫乏。鱼类品种较少，繁殖力和产量也低。龙-青河段未进行过全面系统的水生生物调查与研究，但根据中科院西北高原生物研究所和青海省水产研究所等单位的研究资料表明，黄河上游青海干流段鱼类以鲤科鱼类为主，其次有鳅科和鲶科，原有本地鱼类约有20种。由于人类的捕捞、水质的污染以及大坝的阻隔使得花斑裸鲤、厚唇重唇鱼、平鳍鳅鮀等已难以捕到。
　　2.1 水库对渔类种群的影响
　　已建的数座水库，由于水流和生境的改变，使一些喜流水或激流水的鱼类进入黄河支流或库尾，如由于刘家峡、盐锅峡、八盘峡3座梯级水电站的建设，使喜激流生境黄河鮈部分入洮河，部分留在大坝以下，库区极少见。
　　大坝的建设使得降河洄游鱼类在坝下游消失，如刘家峡水库建设后，原在兰州段河道可见到的花斑裸鲤、厚唇重唇鱼等降河洄游鱼类，现已难以见到。
　　水库的形成有利于浮游动植物和底栖生物的增殖和发展，以及喜静水鱼类的生长。水库投放家鱼，使得库内优势鱼种逐渐被家鱼取代。如草鱼、鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、团头鲂和土著鲫成为库内优势种。
　　可见由于大坝的阻隔作用、水流条件的改变等原因的影响，使鱼类种群发生了一定的改变。
　　2.2 对渔业生产的影响水库建成后为库区渔业的发展提供了有利的条件，水库开展网箱养鱼，经济效益大大增加。
　　刘家峡水库库容57亿m3，水面面积1.2万hm2(18万亩)，刘家峡、八盘峡和盐锅峡3座水库共有宜鱼面积1.3万hm2(20余万亩)。永靖县所辖7个沿黄的乡镇从事渔业生产，2000年全县渔业产值391.73万元，占全县农业产值的8.6%，尤其是川水河谷区，水产养殖成为其主导产业。
3 改善下游水质的作用
　　河流在枯水期由于流量小，对稀释局部河水的污染很不利。刘家峡下游的兰州市是一座以化工工业为主的城市，市区现有人口181.54万人。黄河兰州河段要接纳城市排放的各种工业污水和城市生活污水，由于龙羊峡和刘家峡梯级水库的水量调节，使枯水期流量增大，对下游兰州市排放的污水起到稀释作用。根据黄河兰州断面天然及实测流量统计资料表明刘家峡建库后（1969年-1986年）枯水期（11月-4月）和特枯期（1月-2月）平均流量比天然状况下平均流量分别增加288 m3/s、133 m3/s、；龙羊峡建库后由于两个水库的联合运行，兰州断面在枯水期和特枯期水量分别增加177 m3/s、243 m3/s，水量增加率达到86.8%和39.7%。具体见表 4。
　　2000年黄河兰州段新城、包兰桥和什川三个地表水水质监测资料如下：
　　（1）新城是黄河进入兰州市的水质监测断面，该监测断面各项指标监测结果除粪大肠菌群为Ⅳ类水质外，其余指标均满足地表水环境质量Ⅱ类标准的要求。
　　（2）包兰桥是黄河流出兰州市的水质监测断面，该监测断面溶解氧含量由9.41降低到9.03，五日生化需氧量、非离子氨、硝酸盐、石油类、挥发酚、粪大肠菌群等监测指标均有不同程度的增加，其中挥发酚和粪大肠菌群为Ⅴ类水质外，其余水质指标满足Ⅱ类水质标准的要求。
　　（3）什川是兰州市下游约60 km的水质监测断面，该监测断面石油类、五日生化需氧量、非离子氨等监测指标比包兰桥有所降低外，挥发酚和粪大肠菌群尚未得到恢复。
　　兰州河段虽接纳了城市排放的各种工业污水和城市生活污水，由于龙羊峡和刘家峡梯级水库的水量调节，使兰州市枯水期排放的污水得到的稀释作用。近几年兰州市加大了对污水治理的力度，使得黄河段兰州市的水质得到改善。
4 热量、水量调节对坝下游的防凌作用
　　位于水库下游的河道，其水温往往受到水库放流温度所支配。兰州上游刘家峡水库建成后，下游河道水温发生规律性变化，每年3月~8月，水温比建库前明显降低，尤其是4～5月，水温降低3℃～4℃，8月至次年2月，水温明显升高，11月份小川测站升高6.1℃。由于冬季水温升高，使得刘家峡水库下游200km长河道凌害缓解或消失。自盐锅峡电站1961年投入运用后，兰州河段已不再封冻，自1968年刘家峡水电站建成后，兰州河段成为常年畅流河段，青铜峡水库以下几十公里范围内已不再封冻。刘家峡建库前后小川至石嘴山河段11月份水温沿程变化见表5。
5 旅游资源的增加黄河上游梯级电站的兴建，给当地增加了新的旅游资源。
　　5.1 龙羊峡水电站
　　龙羊峡水库东端是险峻的龙羊峡谷、瓦里关山、查纳山，西端是河卡南山。南北两岸是木格滩和塔拉台。青海省人民政府已将龙羊峡列为经济建设成果展示性旅游区，也是我国西部旅游热线上的名胜之一。参观者既可以看到水电站的宏伟建筑，又可以领略到特异的高峡平湖的自然风光。龙羊峡水电站是海南藏族自治州继青海湖、日月山之后的又一旅游景点。
　　5.2 刘家峡水电站
　　地处我国丝绸之路旅游热线上的刘家峡水电站，是我国1960~1970年代最大的水电站，中央领导人多次到刘家峡电站视察，刘家峡水库旅游资源有人文景观，库尾有著名的炳灵寺石窟。据永靖县1999年统计，该县全年共接待游客12.6万人次，旅游综合收入达500万元左右；在2000年“五一”期间，共接待游客约5万多人。
6 文物古迹保护水库淹没涉及到文物古迹的淹没，在文物古迹调查后进行试掘和价值评估，对水库淹没处理设计提出保护方案。
　　6.1 龙羊峡水库
　　龙羊峡水库库区及其周围地区的共和县和贵南县的部分地区古生物化石丰富。采集到的动物化石标本数十个品种2000余件。这些标本对研究青藏高原古地质、地貌的形式，古气候的演变和黄河的形成和发育史以及古物物群、生态环境，提供了宝贵的实物资料。在挖掘中，发现旧石器时代的石斧、刮皮器；中石器时代的打制石器；新石器时代的石器骨器；青铜时代的齐家文化墓葬品；卡约文化的墓葬品。这些出土文物均保存在青海省文化馆。
　　6.2 刘家峡水库
　　刘家峡水库区邻近黄河谷地，是我国西北远古文化发展中心地区之一。在调查范围内发现古代176处遗址，计有甘肃仰韶、齐家、汉代文化。这些遗址不仅为解决甘肃地区远古文化的分期问题提供大量的物质文化资料，而且是研究中国古代艺术的宝库。炳灵寺石窟属于国家级保护文物，该石窟位于刘家峡水库淹没区边缘。石窟内有北魏、唐、宋、元、明等朝代的佛像、雕刻及壁画。为使石窟免遭水库回水淹没破坏，采取了顺河围堤保护坡脚的筑堤防护措施。为了防止水库高水位时个别佛龛被淹没，1985年汛前又进行了灌浆处理。
7 节能减排、改善环境空气质量
　　7.1 节能减排
　　我国能源生产中煤炭居首，2000年我国生产原煤约10亿t，其中用于发电的原煤约为5亿t，占原煤生产量的50%。水力发电不仅可以节约煤炭资源，而且没有污染，是最清洁的一次能源。截至2000年底，黄河上游已建成7座水电站，累计发电量3192.27亿kW·h。如与燃煤电站相比（煤耗按380 g/kW·h 标煤计取），累计可为国家节约标煤1.213亿t，减少温室气体——CO2的排放量约为3.5亿t，并可以减少各种气体和灰渣的排放，其减排量见表6。
　　7.2 改善环境空气质量
　　青海省位于我国西部10省市的中心地带，也是我国长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地，水力发电量在该省占绝对优势。根据2000年统计资料该省总装机容量为378.1万kW，其中水电装机容量达到293.2万kW，占全省总装机容量的77.6%；该省2000年总发电量为133.79亿kW·h，其中水力发电量为107.69亿kW·h，占全省发电量的80.5%。
　　青海省高耗能工业占有较大比重。2001年青海省高耗能工业（铝、硅铁和碳化硅）共耗电能67.452亿kW·h，约消耗掉青海省年发电量的50%。较充足的水电能源为该省利用自身优势资源，发展高耗能产业提供了保障条件。
　　近几年青海省的城市空气监测结果表明，该省城市环境空气呈煤烟型污染，其中以尘类污染为主，主要污染物为总悬浮颗粒物和降尘。这主要是由于小冶炼等造成的。如果不采用清洁的电能作为能源，青海省的城市空气污染会比现在严重的多，因此，可以认为青海省的水力发电为改善当地城市空气污染状况作出了显著的贡献。
8 拦截、处理坝前漂浮物对景观的改善
　　近年来漂浮物在坝前积聚现象在许多水电站发生，严重时不仅影响水电站的运行，而且对景观产生影响。兰州市是我国重要的化工基地，黄河干流自西向东穿过兰州市区，大峡水电站位于兰州市的下游约60 km，漂浮物在坝前聚集现象十分严重。电站投资700万元在大坝前设置浮漂式围栏，购置打捞船等，打捞和处理漂浮物。近年来每年打捞和处理漂浮物约1 500 m3，改善了景观与环境。