水利水电工程水环境影响评价工作等级判据探讨论文
摘 要:根据水利水电工程水环境影响的特点,综合考虑工程特性、水域规模和功能要求,提出了水利水电工程水环境影响评价工作等级判据,并将其用于不同类型、规模的水利水电工程进行验算,结果表明,所判别的水环境影响评价工作等级与实际工作要求相符,可以为地面水环境影响评价技术导则的有效执行提供参考资料。
关键词:水环境;评价工作等级;水利水电工程
1 水利水电工程水环境影响特点
水利水电工程往往需要拦河筑坝,抬高水位,引水发电或灌溉,其水环境影响的特点是运行期基本不排放污染物,但筑坝需阻断河流、调节水量,导致下游出现减水河段,改变了水文、泥沙情势,引起水环境条件变化,进而对水质、水生生物带来影响[1-2]。水利水电工程水环境影响主要体现在: 1)施工期生产、生活废水排放对水质的影响; 2)运行期水文、泥沙情势变化的影响; 3)运行期水温、水质变化的影响; 4)运行期水中气体过饱和的影响。除了施工期排放生产、生活废水外,其他阶段基本不排放废水,其影响主要体现在水文情势变化方面。
2 水环境影响评价工作等级判别及其存在问题
地面水环境影响评价技术导则根据建设项目的污水排放量、污水水质的复杂程度、受纳水域的规模及水质要求进行地面水环境影响评价工作级别的划分[3]。这种划分是以建设项目必然排放污(废)水为前提,没有考虑建设项目引起水文情势变化的影响。在水利水电工程建设项目环境影响评价中,往往以施工期废水排放作为水环境影响评价等级判断的依据,这种判断存在片面性。例如,一个具有多年调节性能水库的水电站,大坝为黏土心墙堆石坝,由于筑坝材料绝大部分为土石料,混凝土用量极少,只有泄洪建筑物和引水发电系统需要混凝土,水利水电工程最大的废水来源———施工期砂石料冲洗废水大幅减少,若按地面水环境影响评价导则判别其评价工作等级,结果往往是三级,但多年调节的水库在运行期对水环境的影响是十分显著的,评价工作中,其水量、水温、水质变化预测需要采用数值模型,实际工作量和工作难度远远超过按地面水环境影响评价导则所确定评价工作等级规定内容和深度。又如,引水式电站由于闸坝等混凝土使用量相对较少,同样按照地面水环境影响评价技术导则判别得到的评价工作等级也是较低的,但引水式电站造成一定距离的减水河段对水环境、生态环境的影响是显著的。为了弥补地面水环境影响评价导则判据的不足,在以往水利水电工程水环境影响评价中,其评价工作等级的确定,以施工期废水排放作为参考,综合考虑工程特性、水文情势变化和河流水功能要求确定合理的评价工作等级,但一直没有统一规范的判据。
3 水利水电工程水环境影响评价工作等级判别准则
对于河流、湖库水文情势影响类的项目,往往因河流流速、水量、水温发生变化,导致浊度、水质、河道形态、生态环境系统的结构和功能发生变化。引起这些变化的程度,主要与水库调节性能、水温结构和引(调)水量有关。
水库的调节性能主要由水库规模和河流径流量决定[4],可以分为日调节、周调节、月调节、季调节、年调节和多年调节等几种类型。日调节、周调节和月调节3种类型水电站的水库库容小,只能根据上游的来流情况、电力系统对电量调节的要求进行昼夜、旬间流量调节。季调节和年调节类型的水电站具有相对较大的水库库容,它们可以根据当年河流的来流情况,在某一季节如汛期少发电多蓄水,所蓄的水量留在另一季节如枯水期多发电,对流量调节作用较大。多年调节型的水电站具有巨大的水库库容,它可以根据历年来的水文资料和当年的水文资料确定当年的发电量和蓄水量,将丰水年所蓄水量留到平水年或枯水年来发电,还可以实现削减洪峰和错开洪峰的目的,对天然河流径流和洪水调节作用显著。水库调节性能可根据有效库容占多年平均径流量的比重(称库容系数)来判定,即:库容系数(β)=水库有效库容/多年平均年径流量(1)当β<0·02时,水库为日调节型; 0·02≤β<0·20时,水库为季调节型; 0·20≤β<0·30时,水库为不完全年调节型; 0·30≤β<0·50时,水库为年调节型;β≥0·5时,水库为多年调节型。
为了便于比较,以总库容代替式(1)中的有效库容,据初步统计,有效库容一般为总库容的20%~70%,从偏保守考虑,取70%,并取α=多年平均年径流量/水库总库容,则当α>35时,水库为日调节型;3·5<α≤35时,水库为季调节型;2·3<α≤3·5时,水库为不完全年调节型;1·4<α≤2·3时,水库为年调节型;α≤1·4时,水库为多年调节型。
水库水温结构也可根据多年平均年径流量与总库容的比值(α)来判定[5-7]。则当α>20时,水库水温为混合型;10<α≤20,水库水温为不稳定分层型;α≤10,水库水温为稳定分层型。对照2项判别指标,不完全年调节、年调节、多年调节型水库水温结构为稳定分层型,日调节型水库水温结构为混合型,季调节型水库水温结构3种可能都存在,综合2项指标,同时考虑水体规模大小,并取α为整数,得到以α为指标的水利水电工程水环境影响评价等级判别标准(表1)。表1的水体规模分为大、中、小规模3种,划分标准同HJ/T 2·3—93《环境影响评价技术导则 地面水环境》。
对于引水式电站或有(引)调水功能的水库,可能造成下游河流减水或脱水,河流水环境和生态系统受到影响[8],这时,水环境影响评价级别的判别还应考虑(引)调水量的大小。目前,确定河流生态需水量的方法很多[9-12],其中,Tennan提出了历史流量法[10],他认为多年平均流量的10%是保持大多数水生生物短时间生存所推荐的最低瞬时流量;多年平均流量的30%是保持大多数水生动物有良好的栖息条件所推荐的基本流量;多年平均流量的60%是大多数水生生物在主要生长期提供优良至极好的栖息条件所推荐的基本流量。保护鱼类、野生动物、娱乐和有关环境资源的河流流量状况如表2所示。该方法的优点是不需要现场测量,年平均流量可以从河流上水文站的.历史监测资料获得,是非现场测定类型的标准测定方法,具有宏观的定性指导意义。在美国,该方法通常用在优先度不高的河段研究河流标准量推荐值,或作为其他方法的检验。
王西琴等[13-16]采用不同方法估算黄河下游、淮河、海河、滦河的河道基本生态需水量,依据生态环境质量的不同分别占生态环境需水量的8%~41%, 5%~27%, 4%~22%, 54%,黄淮海平原河道的最小生态环境需水量为多年平均径流量的15%,湖泊生态环境需水量依据生态环境质量的不同分别占降水资源总量的4·72%~8·81%;吴世勇等[17]采用不同方法研究了雅砻江河流生态流量。
根据研究成果,综合考虑水体规模,得到以引(调)水量为指标的水利水电工程水环境影响评价等级判据。
上述指标没有考虑影响水体的环境敏感程度,为此,可通过补充说明的方式加以修正,对于跨流域引水的、可能影响大型河流感潮河段咸潮的建设项目,评价工作等级应不低于二级,涉及水生生物(含产卵场)保护区、水源保护区等敏感保护目标的项目,评价等级应提高一级。
判别水环境评价工作等级时,应分别采用HJ/T2·3—93中表2和笔者推荐的判据(表1, 3)进行判别,取等级高的作为水环境影响评价工作等级。
4 验证分析
采用HJ/T 2·3—93和笔者推荐的判据(表1,3)分别对34项水利水电工程水环境影响评价等级进行测算,所选取的有大、中、小型工程和不同调节性能的工程,涉及河流有大、中、小型河流,具有较好的代表性。验证结果表明:采用HJ/T 2·3—93判别, 34个项目中,水环境评价等级属于一、二、三级的项目分别有1个, 9个和24个,而实际评价中,考虑了工程特性、水文情势变化和河流水功能要求,评价工作等级属于一、二、三级的项目分别为5个, 12个和17个;与采用HJ/T 2·3—93和笔者推荐判据综合判别得到的结果(水环境评价等级属于一、二、三级的项目分别为5个, 12个和17个)完全一致。
由于考虑了水文情势的变化,采用笔者推荐的判别方法,能更全面地反映水环境影响评价实际工作的重要性、工作量和难度。
5 结论
针对HJ/T 2·3—93《环境影响评价技术导则地面水环境》在水利水电工程水环境影响评价工作中存在的不足,根据水利水电工程水环境影响特点,提出了2项判别指标,即年径流量与水库总库容的比值、引水流量占平均流量的比例,前者主要反映了水库调节性能和水温结构对水环境的影响,后者主要反映了河流减水或脱水对水环境的影响。
在具体应用中,可采用HJ/T 2·3—93规定的污水排放量指标和笔者建议的2项指标分别判断,取三者级别最高者作为该项目水环境影响评价工作等级。
参考文献
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