韓 睿

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

北方農(nóng)村地區(qū)最重要的水利水電設(shè)施為引水式電站，山丘型河道為農(nóng)村引水式電站主要布設(shè)區(qū)域，也能對農(nóng)村地區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定程度的影響[1]。山丘型河道為農(nóng)村引水式電站主要建設(shè)區(qū)域，因此農(nóng)村引水式電站以梯級分布為主，當(dāng)前，針對傳統(tǒng)梯級農(nóng)村引水式電站生態(tài)環(huán)境影響評估取得一定研究成果[2-6]，這些研究成果大都從梯級農(nóng)村引水式電建設(shè)立項角度出發(fā)，對其生態(tài)環(huán)境影響進行綜合評估，從而提出相對應(yīng)的生態(tài)補償措施[7]。這其中基于生態(tài)能值計算的EF方法應(yīng)用較為成熟[8-12]，但傳統(tǒng)的EF方法由于不能考慮生態(tài)承載可比性，使得其生態(tài)承載能力一般評估值較高，不能有效反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境實際情況。為此有學(xué)者針對傳統(tǒng)基于生態(tài)能值計算EF方法在生態(tài)影響綜合評估中的局限，引入生態(tài)承載可比因子對其進行改進，通過一些水利水電工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境影響評估研究實例表明[13-15]，其生態(tài)環(huán)境影響綜合評總體好于傳統(tǒng)方法，但在農(nóng)村梯級引水式電站還未進行相關(guān)應(yīng)用，為提高農(nóng)村引水式電站生態(tài)環(huán)境綜合評估的合理性，本文結(jié)合改進的EF方法，并以遼寧本溪地區(qū)農(nóng)村梯級引水式電站為具體實例，對比分析改進前后生態(tài)環(huán)境影響綜合評估結(jié)果的客觀性。研究成果對于引水式電站生態(tài)環(huán)境影響綜合評估方法具有重要參考價值。

1 改進的生態(tài)影響綜合評估方法

傳統(tǒng)EF方法主要基于生態(tài)能值對水利水電工程的生態(tài)環(huán)境影響進行影響程度的分析：

A=∑Ci/Pi

(1)

式中，A—不同生態(tài)能值；i—計算電站單元；Pi—不同計算單元生產(chǎn)力初始計算值；Ci—不同計算單元對生態(tài)環(huán)境影響比例，%。

改進的EF方法在傳統(tǒng)生態(tài)能值計算的基礎(chǔ)上對各計算單元進行生態(tài)承載可比性的計算：

(2)

式中，Ag—改進方法下農(nóng)村引水式電站不同目標(biāo)的生態(tài)能值；CM—評估區(qū)域生態(tài)承載比調(diào)整系數(shù)，其計算方程為：

(3)

式中，Ak和AM—不同時期和相同時期的生態(tài)能值。在確定不同目標(biāo)和時期下的生態(tài)能值的基礎(chǔ)上對其能值屬性EF值進行計算：

EF=∑rjAg

(4)

式中，rj—不同生態(tài)能值下的屬性指標(biāo)值。

對不同屬性下的生態(tài)能值屬性進行計算：

EFT=N×EF

(5)

式中，EFT—不同類型下能值屬性總和；N—目標(biāo)屬性種類數(shù)目。

改進的EF方法在計算同期生態(tài)屬性能值的基礎(chǔ)上對不同目標(biāo)生態(tài)承載力屬性值Yj進行計算：

EC=N(ajrjYj)

(6)

式中，EC—評估區(qū)域不同生態(tài)目標(biāo)屬性下的生態(tài)承載力；aj—不同屬性生態(tài)影響面積值，km2。

2 本溪地區(qū)農(nóng)村梯級引水式電站生態(tài)環(huán)境影響評估

2.1 引水式電站基本屬性

以本溪地區(qū)5座小型水電站為分析實例，本溪地區(qū)位于遼寧的東部，山區(qū)河流較多，因此本溪地區(qū)適合于布設(shè)梯級引水式電站，5座電站裝機容量在300～825KW之間，按照裝機容量屬于小二型水電站，各電站年引水量、廢渣占據(jù)河道、電站占據(jù)面積、邊坡水土流失、邊坡植被破壞、引水設(shè)備占據(jù)面積等電站屬性資料主要來源于各引水式電站初設(shè)報告，具體屬性值見表1。

2.2 改進算法下梯級引水式電站生態(tài)能值評估

分別結(jié)合改進前后的EF方法對本溪地區(qū)5座梯級引水式電站的生態(tài)能值進行計算，計算結(jié)果見表2—3。

表3 本溪地區(qū)農(nóng)村梯級引水式電站在改進后算法下的生態(tài)能值評估結(jié)果

從改進前EF算法下本溪地區(qū)梯級引水電站的生態(tài)能值計算結(jié)果可看出，在各目標(biāo)生態(tài)能值中邊坡水土流失和河道減沙脫水兩項屬性值高于其他類型，生態(tài)能值最低的為廢渣占據(jù)河道屬性值，其對于引水式電站而言，其生態(tài)能值影響程度最低。從改進EF算法下各等級生態(tài)能值屬性計算結(jié)果可看出，其各類生態(tài)能值屬性值均要低于改進前，這主要是因為改進的EF增加了各生態(tài)目標(biāo)能值屬性的承載比因子，從而對各類型生態(tài)屬性能值進行相應(yīng)的調(diào)整，降低了各類型生態(tài)能值。

2.3 改進算法下本溪地區(qū)梯級引水式電站生態(tài)承載能力

在各類型生態(tài)能值屬性對比分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合改進前后的EF算法對本溪地區(qū)各小型引水式電站的生態(tài)承載力進行評估。結(jié)果見表4—5。

表4 本溪地區(qū)各小型引水式電站傳統(tǒng)EF算法下的生態(tài)承載力評估結(jié)果

表5 本溪地區(qū)各小型引水式電站改進EF算法下的生態(tài)承載力評估結(jié)果

從改進前后EF算法下本溪地區(qū)各引水式電站生態(tài)承載能力評估結(jié)果可看出，不同電站各類生態(tài)能值屬性下其生態(tài)承載比總體呈現(xiàn)遞減變化，各類型生態(tài)能值屬性下其生態(tài)承載力隨著生態(tài)承載比變化而逐步增加。相比于改進前，改進EF算法下河道減沙脫水生態(tài)能值及生態(tài)承載力高于其他生態(tài)能值，這主要是因為相比于農(nóng)村梯級引水式電站而言，河道減沙脫水其生態(tài)承載比相比較大，因此其生態(tài)承載力要高于其他生態(tài)能值。

2.4 改進算法后梯級引水式電站生態(tài)環(huán)境影響變化率

在各引水式電站生態(tài)能值和生態(tài)承載力評估的基礎(chǔ)上，分別結(jié)合改進前后的EF算法對本溪地區(qū)各引水式電站的生態(tài)影響能值以及生態(tài)承載力變化率進行評估，結(jié)果分別見表6—7。

表6 改進后本溪地區(qū)各梯級引水式電站生態(tài)能值變化率

表7 改進后本溪地區(qū)各梯級引水式電站生態(tài)承載力變化率

從改進算法后本溪地區(qū)各引水式電站生態(tài)能值和生態(tài)承載力變化率評估結(jié)果可看出，采用改進的EF算法后，由于調(diào)整了不同生態(tài)能值屬性指標(biāo)的生態(tài)承載比，提高了各生態(tài)能值屬性合理度，使得其生態(tài)影響評估結(jié)果總體好于改進算法前。通過對本溪地區(qū)各小型引水式電站的生態(tài)能值變化率評估可分析，各引水式電站生態(tài)能值變化率總體在±60%以內(nèi)，各引水式電站生態(tài)能值平均降低率為35.6%，但各生態(tài)能值總體變化幅度不高。相比于改進前，采用改進算法后本溪地區(qū)各引水式電站的生態(tài)承載能力變化幅度有所增加，各電站生態(tài)承載力相比于改進前可平均增加25.3%，這主要是因為改進算法調(diào)整了各生態(tài)能值的生態(tài)承載比。在各類生態(tài)能值屬性指標(biāo)中，邊坡水土流失生態(tài)影響度最高，河道減沙脫水由于生態(tài)能值低使得其生態(tài)環(huán)境影響度總體低于其他屬性指標(biāo)。

3 結(jié)語

(1)在采用改進EF算法進行農(nóng)村梯級引水電站生態(tài)影響評估時，其生態(tài)承載比建議控制在0.5～0.7之間，且調(diào)整系數(shù)宜在0.4～0.5之間。

(2)對于梯級引水式電站而言，邊坡水土流失生態(tài)影響度最高，河道減沙脫水由于生態(tài)能值低使得其生態(tài)環(huán)境影響度總體低于其他屬性指標(biāo)，應(yīng)重點關(guān)注其水土流失的影響。

(3)本文分析的生態(tài)影響指標(biāo)相對較少，后續(xù)還應(yīng)增加區(qū)域水生態(tài)影響指標(biāo)進行多指標(biāo)分析，進一步提高其生態(tài)影響綜合評估的客觀度。