周厚貴

（中國葛洲壩集團公司，湖北 宜昌 443002）

0 引言

充足的能源、良好的生態(tài)環(huán)境是21世紀社會經(jīng)濟系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)和保證。水電作為清潔、可再生能源，是當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，會同水電工程產(chǎn)生的防洪、灌溉、航運、供水等綜合效益，在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用[1，2]。然而，受對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)認識程度的限制，以及對環(huán)境保護重視程度的不足，以往的水電工程建設(shè)產(chǎn)生了不同程度的環(huán)境影響。

由此，水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響已逐步受到廣泛關(guān)注，這也是能源與環(huán)境關(guān)系在水電工程建設(shè)領(lǐng)域的反映。水電工程建設(shè)發(fā)展的制約因素也從資金制約、技術(shù)制約轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)環(huán)境制約。在水電工程建設(shè)過程中，如何在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)運行良好的前提下，發(fā)揮水電工程的預(yù)期效益，實現(xiàn)水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)，達到經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益的共贏，是水電工程建設(shè)的重中之重。

相應(yīng)地，目前對有關(guān)水電工程建設(shè)中生態(tài)環(huán)境保護問題的研究工作也已廣泛展開，分別從技術(shù)層面、管理層面、體制層面、理念層面開展了諸多積極的探索和嘗試，在工程實踐中取得了顯著的效益。而在以上各類研究工作中，有關(guān)水電工程建設(shè)中生態(tài)環(huán)境保護理念的研究是其他研究工作的基礎(chǔ)和導(dǎo)向，是后續(xù)工作正確與否的保證。

為此，本文從水電工程建設(shè)的實際出發(fā)，以生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的基本理論為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地考慮水電工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系，提出了水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造理念和基本原則，并進行了初步的探討。

1 水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響

1.1 水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的改善作用

水電工程通過改變水資源在時間和空間上的分布，實現(xiàn)為社會經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)服務(wù)的目的。水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的改善作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）發(fā)電。水力發(fā)電作為清潔可再生能源，是當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。通過水力發(fā)電減少了煤炭、石油等不可再生資源的消耗，相應(yīng)減少了二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放量，對于減輕空氣污染、緩解全球變暖具有重要意義。以我國三峽工程為例，每年可減少5 000萬t標煤消耗，減排1億t二氧化碳。大型、特大型水電站的建設(shè)，僅發(fā)電這一項就可產(chǎn)生顯著的生態(tài)環(huán)境效益。

（2）防洪、供水、灌溉。嚴重的洪澇災(zāi)害和持續(xù)的干旱將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重的破壞，是典型的生態(tài)環(huán)境災(zāi)害[3]。歷史上的特大洪災(zāi)和旱災(zāi)及次生災(zāi)害對生態(tài)環(huán)境乃至社會秩序的破壞仍在警醒著世人。水電工程可實現(xiàn)水資源在時空分布上的均衡，顯著減輕和緩解洪澇災(zāi)害，是對原生態(tài)自然環(huán)境的有效改善。以我國在建的南水北調(diào)工程為例，該工程的建設(shè)將在很大程度上解決我國西北和華北地區(qū)水資源嚴重短缺問題。一方面，能有效滿足這些地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展對水資源不斷增加的需求；另一方面，還能夠減少對當(dāng)?shù)厮Y源的開采程度，確保當(dāng)?shù)?0%的生態(tài)環(huán)境保證用水不受擠占，從而為這些地區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和改善提供必要的前提條件。

（3）航運。通過水庫的修建可抬高上游水位并改善下游河道流態(tài)，提高河道的通航里程和運輸能力，由此節(jié)約同等運輸能力的道路運輸方式需要的土地資源，并減少燃油尾氣排放量。

（4）改善氣候小環(huán)境和水流條件。由于人造湖泊即水庫的產(chǎn)生，增加了局部區(qū)域的蒸發(fā)量和濕度，改善了相應(yīng)區(qū)域的小氣候環(huán)境，對植被和農(nóng)作物產(chǎn)生一定的有利影響。此外，水庫修建后的河流流態(tài)更適合在靜水中生活的魚類的生長繁殖。

（5）產(chǎn)生新的人文景觀和自然景觀。水庫蓄水后可能產(chǎn)生新的人文景觀，并形成由山景、水景、大壩等構(gòu)成的水庫景區(qū)。

（6）其他環(huán)境效益。由于水電工程的建設(shè)及資金投入，帶動了地方經(jīng)濟的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善、技術(shù)水平的升級，由此也將帶來可觀的環(huán)境效益。如旅游資源的開發(fā)，生態(tài)農(nóng)業(yè)園的興建，工業(yè)生產(chǎn)由粗放型到科技環(huán)保型的轉(zhuǎn)變等等。

1.2 水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的不良影響

當(dāng)然，在看到水電工程建設(shè)帶來巨大生態(tài)環(huán)境效益的同時，也應(yīng)該看到由于對生態(tài)環(huán)境認識與重視程度不足、建設(shè)理念不科學(xué)等造成的對生態(tài)環(huán)境的不良影響[3]。水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的不良影響主要包括以下幾方面：

（1）土地淹沒與水庫移民。大型水電工程的修建會淹沒土地資源，淹沒植被或耕地，減少野生動物的生存空間；同時移民搬遷與重建可能造成潛在的水污染、水土流失等環(huán)境問題。

（2）河流阻斷及流量、流態(tài)、水溫的改變對生物的影響。由于大壩的修建阻斷了河流，阻斷了洄游魚類的通道；部分魚類不適應(yīng)建壩后的下游流量、流態(tài)；水庫深層泄水的低水溫對下游動植物和農(nóng)作物的冷侵害。

（3）淹沒歷史古跡及文物。水庫蓄水將淹沒庫區(qū)內(nèi)一定水位以下的歷史古跡與文物。

（4）其他影響。如：庫區(qū)淤積對土壤鹽堿化的影響；河道流速變緩降低了水體的自凈能力；清水下泄對下游岸坡的影響；下游水情變化對河口生態(tài)環(huán)境的影響；施工過程的 “三廢”、施工區(qū)植被破壞及水土流失等。

1.3 水電工程建設(shè)與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系

自然界及自然生態(tài)系統(tǒng)按照自身的規(guī)律演化，是一個動態(tài)平衡系統(tǒng)。其演化的根本規(guī)律是不以人類意志和活動而改變的[4]。水電工程建設(shè)作為人類活動的一部分，處在整個自然界中，受自然演化規(guī)律的影響和制約，同時也改造了自然、影響了自然界的演化方向。

在自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的動態(tài)演化過程中，自然力與人力的共同作用決定了其演化方向。無任何人類活動的自然界本身也存在洪災(zāi)、旱災(zāi)、火災(zāi)、滑坡、泥石流、地震等破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象。在人力的作用下，可能加劇自然災(zāi)害，也可能減緩或消除災(zāi)害。其關(guān)鍵取決于自然力與人力的合力是否遵循自然演化的根本規(guī)律。

因此，在水電工程建設(shè)中，人類只能在自然規(guī)律的整體框架下從事相關(guān)工作，認識并利用自然規(guī)律，使自然界朝著有利于生態(tài)環(huán)境的方向發(fā)展，才能使水電工程發(fā)揮預(yù)期的整體效益，實現(xiàn)工程與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)。

1.4 對水電工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的認識過程

從水電工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的基本關(guān)系出發(fā)，縱觀水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的有利與不利影響可以看出，在合理利用自然規(guī)律的前提下，水電工程建設(shè)將帶來良好的生態(tài)環(huán)境效益，反之將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

在水電工程建設(shè)史上，人們對生態(tài)環(huán)境影響的認識和重視程度經(jīng)歷了以下幾個階段：

（1）粗放無序期。在這一階段，尚未認識到水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，無視對生態(tài)系統(tǒng)的保護，其基本思想來源于 “人定勝天”的理念。這一階段的水電工程建設(shè)追求單純的工程效益，無視工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響或破壞，以及由此產(chǎn)生的一系列其他負面效益，其最終結(jié)果可能導(dǎo)致工程建設(shè)的綜合效益低下或得不償失。

（2）事中控制或事后修復(fù)期。在這一階段，逐步認識到水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的不良影響，但生態(tài)環(huán)境的保護對策主要限于事中控制或者事后修復(fù)，包括對在第一階段水電工程建設(shè)中的遺留生態(tài)環(huán)境問題的事后修復(fù)。這一時期尚未從根本上認識水電工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，從源頭上實現(xiàn)水電工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)、平衡。

（3）和諧發(fā)展期。在這一階段，人們已逐步認識到水電工程建設(shè)作為人類活動的一部分，需要在工程建設(shè)的各階段統(tǒng)籌考慮生態(tài)環(huán)境問題，實現(xiàn)工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，其基本思想與 “天人合一”的理念一致，也是科學(xué)發(fā)展觀在水電工程建設(shè)中的具體體現(xiàn)。

從 “人定勝天”到 “天人合一”的認識轉(zhuǎn)變，為實現(xiàn)水電工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展奠定了思想基礎(chǔ)，相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展則為其提供了技術(shù)支持與保障。

對于如何實現(xiàn)水電工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，從辯證唯物論的基本思想出發(fā)，基于自然界演化的基本規(guī)律和人力與自然力相互作用規(guī)律，本文提出了水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造的理念和基本原則，并進行了初步探討。

2 水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造的基本原則

2.1 基本概念

水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造是指在水電工程建設(shè)和運行過程中，在充分認識和利用自然規(guī)律的前提下，使水電工程建設(shè)和運行的各環(huán)節(jié)與自然規(guī)律實現(xiàn)良好結(jié)合，充分發(fā)揮對生態(tài)環(huán)境有利的一面，消除不良環(huán)境影響的發(fā)生，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的再造。

水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造分為兩個層次：首先，通過水電工程建設(shè)消除原自然生態(tài)系統(tǒng)中的不良環(huán)境因素，如洪災(zāi)、旱災(zāi)、河道斷流等；其次，通過水電工程的建設(shè)與運行，發(fā)揮水電工程的良好生態(tài)環(huán)境效益，如發(fā)電、灌溉、供水等環(huán)境效益及次生效益。

2.2 基本原則

水電工程建設(shè)需要在科學(xué)理論的指導(dǎo)下，系統(tǒng)、全局地實施生態(tài)環(huán)境再造，需要遵循的基本原則主要包括以下幾方面：

（1）認識生態(tài)系統(tǒng)的自然規(guī)律是基礎(chǔ)。水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造的基礎(chǔ)是充分認識自然規(guī)律，即自然系統(tǒng)的演化規(guī)律是水電工程規(guī)劃、設(shè)計、施工與運行的基礎(chǔ)。包括河流泥沙運動及庫區(qū)淤積變化規(guī)律、流量流態(tài)變化規(guī)律及下游生態(tài)需水量要求、深庫高壩水溫分層分布規(guī)律及下游動植物對水溫的適應(yīng)性及演變規(guī)律、河口生態(tài)環(huán)境演化規(guī)律、水體自凈及污染物遷移規(guī)律、地下水變化規(guī)律，以及移民區(qū)社會發(fā)展規(guī)律。

（2）遵循生態(tài)系統(tǒng)自然規(guī)律是關(guān)鍵。在認識生態(tài)系統(tǒng)自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造的關(guān)鍵是遵循、利用自然規(guī)律，在自然規(guī)律的引導(dǎo)下從事各項工作，通過自然力與人力的合力實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的良好再造。

（3）宏觀生態(tài)再造與微觀生態(tài)再造并重。在水電工程建設(shè)的生態(tài)環(huán)境再造中，需要從宏觀和微觀角度綜合考慮相關(guān)問題，在實現(xiàn)微觀生態(tài)環(huán)境再造的基礎(chǔ)上實現(xiàn)宏觀生態(tài)環(huán)境的再造。如在水電工程建設(shè)中，不僅要考慮全流域（跨流域需要考慮多個流域）在水電工程建設(shè)前后生態(tài)環(huán)境的變化與再造、整個生物群落生存環(huán)境變化及良好環(huán)境的再造等宏觀問題；也需要考慮河道流量變化、某一河道自凈能力變化及再造措施；同樣需要考慮施工期的施工機械運行廢棄物處置、開挖部位的水土流失與控制等局部問題。

（4）時間尺度的完整性。再造的時間尺度為水電工程的整個生命周期，即在水電工程的施工建設(shè)期、生產(chǎn)運行期及退役拆除后的整個生命周期內(nèi)的生態(tài)環(huán)境再造。當(dāng)前對水電工程退役拆除后的生態(tài)環(huán)境影響研究工作尚顯不足。

（5）空間尺度的多維性。再造的空間尺度為水電工程修建的各相關(guān)要素，包括上下游、左右岸、地上地下、庫區(qū)及影響區(qū)、下游河道及河口等。

（6）技術(shù)措施與管理制度并重。在水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造過程中，除了通過技術(shù)措施利用自然規(guī)律外，需要有各項管理制度的配套實施。如，生態(tài)環(huán)境再造需要完善的庫區(qū)及下游河道排污管理制度、移民區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等的輔助。

3 水電工程建設(shè)的生態(tài)環(huán)境再造理念

水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造理念的核心在于：如何通過工程建設(shè)實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境新的、有序的、良好的、穩(wěn)定的平衡。其理念主要反映在以下4個方面：

（1）從本質(zhì)上講，水電工程開發(fā)建設(shè)過程是對某一尺度原有生態(tài)平衡狀態(tài)的破壞，從這個角度理解，“水電工程開發(fā)”與 “生態(tài)環(huán)境破壞”有相似之處。這一方面生態(tài)環(huán)境保護遭到背離，另一方面生態(tài)環(huán)境恢復(fù)幾乎難以做到，且沒有必要；但在水電工程建設(shè)完成后，經(jīng)過一段時期的生態(tài)調(diào)整與自然演化，將形成新的生態(tài)平衡，這一狀態(tài)即構(gòu)成“再造”。由此，如能在水電工程建設(shè)前，對演變后達到穩(wěn)態(tài)的、新的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)作出準確的預(yù)測，則可引導(dǎo)生態(tài)環(huán)境向更好的方向轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化再造的目的。特別要防止不斷的、恢復(fù)性的再造活動，因為每一次再造都要經(jīng)歷破壞原有平衡到建立新的平衡的過程，要求在工程建設(shè)前制訂出整體規(guī)劃與生態(tài)環(huán)境再造方案，達到 “一次再造成型”的效果。

（2）水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造是有目的地開發(fā)利用水能資源中的正常活動。破壞是無序的、不計后果的，而再造則是在相關(guān)科學(xué)理論的指導(dǎo)下進行的有規(guī)劃、有序、跟進的活動。此外，再造過程中不排除會對生態(tài)環(huán)境某一方面或局部產(chǎn)生不良影響，但總體是有利于生態(tài)環(huán)境的，不能把再造說成是蓄意破壞[5]。

（3）從開發(fā)到恢復(fù)新的平衡達到 “再造”目的，所需要的時間取決于對自然規(guī)律的遵循程度。遵循自然規(guī)律則不僅快，而且十分平順；在違背自然規(guī)律的情況下，一方面達到新的平衡需要的時間多，另一方面，恢復(fù)后的自然狀態(tài)也將偏離預(yù)期的方向。

（4）現(xiàn)代水電工程建設(shè)具有典型的生態(tài)環(huán)境再造特征，追求經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益的共同提高。在不斷發(fā)展與成熟的水利科學(xué)、工程科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等學(xué)科與技術(shù)的支撐下，現(xiàn)代水電工程建設(shè)在建設(shè)前都已對潛在的生態(tài)環(huán)境問題進行了充分的論證、預(yù)測與規(guī)劃，在遵循和利用自然規(guī)律的前提下，引導(dǎo)生態(tài)環(huán)境向更好的方向發(fā)展，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的良好再造[6]。

4 結(jié)語

水電工程建設(shè)在緩解能源壓力、改善水資源的時空分布等方面具有顯著效益，科學(xué)的水電開發(fā)對于改善能源結(jié)構(gòu)與環(huán)境均具有積極作用。但如何避免水電工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的負面影響，改善生態(tài)環(huán)境，是當(dāng)前水電工程建設(shè)面臨的重大問題。

本文從自然系統(tǒng)演化的基本規(guī)律、人力與自然力相互作用的基本關(guān)系出發(fā)，基于生態(tài)系統(tǒng)基本理論，提出了水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造的理念。水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造的目的在于：在水電工程建設(shè)和運行過程中，在充分認識與利用自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，使水電工程建設(shè)和運行的各環(huán)節(jié)與自然規(guī)律實現(xiàn)良好結(jié)合，充分發(fā)揮對生態(tài)環(huán)境的有利影響，消除不良環(huán)境影響的發(fā)生，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的再造。

水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造強調(diào)對自然規(guī)律的遵循與合理利用，追求水電開發(fā)的經(jīng)濟目標、社會目標與生態(tài)目標的共同實現(xiàn)。本文對水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境再造的基本概念、基本原則、基本理念作了初步探討，以期為水電工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工與運行提供有益的借鑒。

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