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长江流域水利水电工程与河湖健康保护研究

2020-08-13刘兆考李红清杨寅群杨梦斐

水利水电快报 2020年1期
关键词:长江流域水利水电工程

刘兆考 李红清 杨寅群 杨梦斐

摘要:回顾了新中国成立以来长江流域水利水电工程规划与建设情况,按区域分析了长江治理、开发利用的环境制约问题。以保护流域生态环境,维护河湖健康为目标,分别从规划阶段和工程建设阶段阐述了促进水利水电工程建设与生态环境保护可持续发展的措施。从流域与整体角度,提出了践行新理念、完善规划体系、强化监督管理、强化技术支撑、强化信息化建设等更好保护河湖健康的对策措施建议。

关键词:河湖健康;河湖保护;水利水电工程;长江流域

中图法分类号:TV213 文献标志码:A DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.01.012

文章编号:1006-0081(2020)01-0067-06

1 长江流域水利水电工程规划与建设概况

1.1 长江干、支流规划

新中国成立以来,为治理水旱灾害,综合利用和保护水资源,长江水利委员会(曾名长江流域规划办公室,以下简称“长江委”)开展了大量规划研究工作,形成了以長江流域综合规划为主导、专业规划为骨干、主要支流综合规划和专项规划为补充的流域规划体系,为长江流域保护开发利用水资源和防治水害提供了科学基础和规划依据。

根据党中央、国务院的部署,长江委于1959年编制完成《长江流域综合利用规划要点报告》,该报告以长江中下游防洪为首要任务,构想三峡工程、南水北调等远景规划,谋划长江治理宏伟蓝图。21世纪以来,随着流域经济社会的快速发展、水情工情的变化及治水理念的革新,长江委与时俱进地开展了两轮长江流域综合规划的修订工作,1990年《长江流域综合利用规划简要报告(1990年修订)》获国务院批准,2012年《长江流域综合规划(2012~2030年)》获国务院批复,为流域水利建设和管理提供了可靠基础和依据。

进入新时期,长江保护与治理进入了快速发展新阶段。长江委全面开展了长江主要支流、重要区域规划工作,编制完成雅砻江、岷江、汉江干流、湘江、资水、沅江、赣江、抚河、信江、洞庭湖区、鄱阳湖区等长江重要支流湖泊综合规划,开展了长江口综合整治开发规划,系统制定了防洪、河道治理、蓄滞洪区建设等一批重大专业、专项规划。

长江委高度重视规划阶段的生态环境保护工作。早在《长江流域综合利用规划简要报告(1990年修订)》中,即纳入了水资源保护和环境影响评价的内容;《长江流域综合规划(2012~2030年)》确立了水资源与水生态环境保护作为流域综合规划四大体系之一的重要地位,明确将环境目标纳人规划目标之中。党的十八大以来,生态文明建设纳入“五位一体”总体布局,党中央作出了推进长江经济带发展重大战略部署,强调长江共抓大保护、不搞大开发。长江委坚决贯彻落实中央决策部署,紧紧围绕共抓大保护总体要求,在近年来开展的重要支流规划修编过程中,全面协调水利水电工程建设与生态环境保护的关系,抚河、赣江、信江、湘江、资水、沅江等一批重要支流规划相继完成修编并获批,为助推长江经济带科学、绿色、可持续发展提供了规划依据。

1.2 长江流域治理与水资源开发利用情况

根据各项规划,历经几十年的实施,长江流域已逐步建立了防洪减灾体系、水电开发与综合利用体系、水资源配置体系以及水资源与水生态环境保护体系等。

目前,长江流域已基本建成了以堤防为基础,三峡工程为骨干,其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治相配合,平垸行洪、退田还湖、水土保持等工程措施与防洪非工程措施相结合的长江防洪减灾体系。已建成堤防总长约7.3万km,于支流已建成水库5.19万座,总库容约4141亿m3,大型水库329座,其中防洪骨干水库52座,总防洪库容629亿m3

长江是我国水力资源最丰富的河流,流域水力资源理论蕴藏量3.05亿kW,经济可开发量约占全国总量的60%[1]。长江于流葛洲坝、三峡、溪洛渡、向家坝等大型水电站相继建成,乌东德、白鹤滩水电站正在建设。流域内金沙江水电基地、雅砻江水电基地、大渡河水电基地、乌江水电基地、长江上游水电基地、湘西水电基地、闽浙赣水电基地江西部分等水电基地已基本形成。截至2017年,长江流域已(在)建水电站装机容量约23.7万MW[2]。

南水北调中线、东线工程已建成通水,引汉济渭、引江济淮、滇中引水、鄂北水资源配置等引调水工程等相继开工建设,流域基本建成以大中型骨干水库、引水、提水、调水工程为主体的水资源配置体系。目前,长江流域年供水能力约2300亿m3,灌区15.6万处,有效灌溉面积达1633.33万hm2[2]。

长江干线航道实施了大量航道系统整治工程,通航条件逐步改善,通航能力明显增强。2017年长江干支流通航里程约7.1万km,货物运输量达47.14亿t[2]。长江流域水利水电工程建设情况见表1。

70a来,从防洪工程、供水灌溉工程到水资源保护和水环境治理工程、水生态保护与修复工程等,通过长期系统的工程建设,长江流域治理与保护工作取得显著成效,不仅在防洪、供水、发电、航运方面发挥了综合效益,同时也获得了巨大的环境效益。长江干流已投运葛洲坝、三峡、溪洛渡、向家坝4座巨型水电站,累计发电量相当于节约标准煤消耗7.6亿t,减少二氧化碳排放19.4亿t[3];南水北调中线工程通水以来,累计输水进京45亿m3,北京地下水位连续3a回升;三峡水库和汉江中下游梯级积极开展生态调度,鱼类均出现繁殖响应,产生了良好的生态效应。流域内水利水电工程建设为保障流域水安全和生态安全、推动长江经济带发展提供了有力支撑。

2 长江流域水利水电工程建设环境制约问题

长江流域水资源开发利用不可避免地存在一定的生态环境制约问题,不同区域存在不同的敏感制约性问题,系统研究与识别长江流域水资源开发利用的生态环境制约问题,优化长江流域综合规划、长江重要湖泊与主要支流综合规划,可为重要工程环境论证、保护河湖健康等提供重要依据。

2.1 长江上游区主要环境制约问题

长江上游区垂直落差大,生态系统多样,珍稀特有生物丰富,生态敏感性高,分布有大量自然保护区、风景名胜区、森林公园、地质公园等生态敏感区,形成了多类型、多层次的自然与文化资源保护体系,其中又以自然保护区和森林公园为主。生态极度敏感区、高度敏感区主要集中在江源区、金沙江流域上游、长江干流上游宜宾至重庆和赤水河流域[4]。

长江上游区水资源开发利用以水力发电为主,分布有我国五大水电基地,其中金沙江干流共规划有27座梯级。随着规划梯级的逐步实施,将显著改变流域水文过程、水沙分配,水生生境片段化对鱼类和水生生态系统影响较为重大,同时库区淹没和占地对野生动植物及其生境、陆生生态系统的影响也不容忽视,大量移民安置也将对区域环境造成压力。以上这些因素都是长江上游区水利水电工程建设运行的主要环境制约因素。

2.2 长江中下游区主要环境制约问题

长江中下游地区河网密布,湖泊众多,边滩、沙洲、故道、湖泊、沼泽湿地广泛分布,鱼类和其他水生生物往返于江湖之间进行越冬、繁殖、摄食、生长,形成了江湖一体的中下游水生态环境。重要水生动物、鸟类栖息地和珍稀水生动物集中分布区是中下游江段典型的生态敏感区[5]。

长江中下游区治理开发的重点是防洪治涝、中小水利水电工程、跨流域引调水和河道整治等。防洪治涝工程建设会占用河滩湿地,中小水利水电工程建设对水生生态和水文情势会产生影响,众多跨流域引调水工程对长江流域水资源产生叠加影响,河道整治对河流底质产生扰动,涉及裁弯取直的工程改变河流形态。由此产生的对水资源、水生态以及湖泊湿地生态的影响,是长江中下游区治理开发需要重点关注的问题。

2.3 长江河口区主要环境制约问题

长江河口地处长江三角洲冲积平原,区域地貌简单、气候温和、水资源充沛,人类活动频繁,开发程度高。受地理位置、区域气候、水文条件及人类活动等多种因素制约和影响,长江口生境变化和生物资源分布的季节性差异显著,生态与环境具有过渡性、多样性、脆弱多变、敏感性高等典型特征。

长江口区治理开发的重点是治涝及深水航道治理。大量沟渠和闸站工程可能造成局部水环境恶化,河口深水航道整治涉及众多自然保护区和生物栖息地,对河口湿地生态将产生一定影响。同时,目前长江口区面临区域水质下降、咸潮入侵等问题,已成为典型的水质型缺水区。因此,水环境、湿地生态和水生态是长江口区治理开发需要重点关注的问题。

2.4 水电开发环境影响及河湖健康面临的主要问题

经过70a治理开发,长江流域防洪能力显著提升,供水安全保障程度全面提高,农田水利工程基础不断夯实,航运条件得到显著改善。但同时,部分地区对水资源的不合理开发利用也对流域河湖健康造成了一定不利影响,且不利影响在部分水资源和水能资源开发程度较高的支流表现还比较突出。

(1)河流形态及水文情势方面。拦河闸坝的建设和工程调度运行改变了上下游的河流形态和径流过程。部分引水式电站不能保障生态流量下泄,坝下河段减(脱)水现象比较普遍,如岷江上游从天龙湖水电站至映秀湾水电站河段总长约147km,其中减(脱)水河段长度约98.6km,约占该河段长度的67.1%,对水域形态和河流水生生境造成较大影响[6]。

(2)水环境方面。根据《2018年长江流域及西南诸河水资源公报》,对1261个水功能区水质进行达标评价,达标的水功能区占评价水功能区总数的79.9%,仍有20.1%的功能区水质尚不满足水质管理要求。365座水库的水质评价结果显示,有7.7%的水库水质为Ⅴ类~劣Ⅴ类。由于库区平均流速比建库前明显变缓,水体自净能力和环境容量有所下降,三峡水库蓄水后库区部分支流富营养化状况有加重趋势[7]。

(3)水生态方面。长江水生生物多样性指数持续下降,中华鲟、达氏鲟(长江鲟)、胭脂鱼、“四大家鱼”等鱼卵和鱼苗大幅减少。长江水生态问题是水体污染、过度捕捞等诸多因素共同作用的结果,但拦河建筑物造成水生生境片段化,水库淹没使部分鱼类生境消失对水生生物的影响亦不可忽视。

(4)湿地生态方面。三峡工程运行后,长江中下游江湖关系出现新变化;部分引调水工程及水库等工程运行,改变河流或湖泊的水文条件,造成湿地面积和类型的变化;引水式电站下游减水河段水位下降,导致下游河流两岸湿地面积相应减小,从而使得上下游河滩地附近湿生植物的生长受到影响。

3 水利水电工程建设环境保护措施

3.1 规划阶段的生态环境保护措施

规划阶段环境影响评价的有效介人,可从源头预防或减缓流域水资源开发利用可能导致的流域性环境问题,也能从系统的角度对流域水利水电工程的环保措施进行统筹布局,对流域生态环境保护具有重要的指导意义。规划编制单位要始终坚持规划与环评互动,按照生态环境保护的新形势、新要求,不断促进规划方案与生态环境保护要求相协调,促进生态环境保护措施体系日趋完善,为长江流域主要河流及重要湖泊生态保护与河湖健康提供源头保障。

(1)对于规划方案的比选,规划环评要早期介入,把环境条件作为方案比选的关键限制因素之一,進行方案的综合比选论证,筛选不利环境影响最小的方案反馈至规划,作为规划的推荐方案。

(2)要遵守法律法规规定,充分考虑“生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线、环境准人清单”等刚性约束,对规划方案提出相应的环境影响减缓措施,从源头规避或减轻规划实施的生态环境影响。

(3)对开发利用程度较高的河流,应开展回顾评价,归纳总结流域开发中存在的生态环境问题,提出规划调整意见和建议,以理顺、规范已实施工程和规划工程,规划实施的同时使流域生态环境得到保护与修复。

3.2 水利水电工程建设的环境保护对策措施

经过近70a的艰苦奋斗,长江治理与保护事业已经取得伟大成就,但与推动长江经济带高质量发展的要求相比较,仍存在一定差距,如防洪减灾能力存在短板,流域水资源供需矛盾依然突出。水利基础设施补短板的现实需求决定了在今后一个时期内,仍然要做好堤防、蓄滞洪区、重点水源工程和重大引调水工程等水利水电工程建设。长江水利水电工程建设必须按照“在保护中发展”的治江理念,统筹做好水环境、水生态、陆生生态、湿地生态等环境保护。

3.2.1 水环境保护

水利水电工程蓄水后,库区水动力条件发生变化,水体自净能力可能有所降低,需高度重视水库库区,特别是支流库湾的水环境保护,加强库区及减水河段污染源治理、库底环境清理。三峡工程在建设过程中,结合城(集)镇迁建在库区建成城镇生活污水处理厂60座,淘汰不符合区域环境保护要求的落后企业1345家,实施了4期库底清理。水环境保护措施的实施有效保障了三峡库区水质安全,水库蓄水后库区水质基本维持在Ⅱ类[7]。

具有城乡供水任务的水源工程,要按照水源地规范化达标建设的要求,提出划定饮用水水源保护区、设置隔离防护带等措施。作为南水北调中线工程水源地,丹江口水库肩负着一库清水送北京的历史重任。2015年,湖北、河南两省人民政府相继印发丹江口水库湖北、河南辖区饮用水水源保护区划分方案,并制定了严格的水源地保护措施,确保了水源地水质长期稳定达标。

引调水工程既要考虑调出区水量减少对水环境的影响,又要重视调人区废污水排放量增加对水环境的影响,制定切实可行的水源及下游区水环境保护措施和受水区水污染防治规划,支撑和指导输水线路水质保障和受水区水污染防治工作。

水利水电工程引起水温变化和气体过饱和可能对农业、渔业、水生生物造成不利影响,应研究分层取水、优化调度运行方式和泄洪方式等措施。雅碧江锦屏一级水电站坝高305m,其水库水温为稳定分层型,启用3层叠梁门分层取水后,经实测在2016年3月提高下泄水温约1.6℃[8]。

3.2.2 水生态保护

在长江干、支流建设水利水电工程,应优先采取栖息地保护措施,避让水生生态敏感区。为减轻和补偿工程建设对长江鱼类资源的不利影响,有必要建立珍稀特有鱼类自然保护区,鱼类替代生境等措施,为有效保护开发河段稀特有鱼类和土著鱼类发挥积极作用。

造成鱼类洄游受阻的工程,应采取减缓阻隔、恢复水生生境连通的过鱼措施。造成水生生物资源损失的,要采取促进资源恢复的措施,如生境修复、增殖放流等措施。

水库工程需根据坝址下游鱼类繁殖需求开展生态调度;引调水工程需结合输水河道和调蓄湖泊水位变化要求开展生态调度。2011~2018年,三峡工程已开展12次试验性生态调度。通过连续实施生态调度,宜昌江段近年四大家鱼年均繁殖规模已经回升至20世纪90年代水平,长江中游其他产漂流性卵鱼类种群资源也得到有效恢复[9]。

河湖整治与防洪除涝等工程对河流或湖泊底栖生境造成较大影响的,需采取底栖生物增殖放流措施。灌区工程、引调水工程应考虑在引水渠首设置拦鱼设施。河湖整治与防洪除涝工程采用生态友好型护岸(坡、底)材质和型式,优化工程设计,避免天然河道大范围渠化,维持湖泊形态和岸线曲率。

3.2.3 陆生生态保护

长江流域分布有大量的生态敏感区,对维持流域生物多样性和保障流域生态安全具有重要战略意义。对涉及生态敏感区的水利水电工程项目,应采取选址选线避让、关键时期避让、施工组织与工艺优化等措施。对珍稀濒危野生植物、古树名木、极小种群的保护应优先采取避让、围栏、挂牌、养护等就地保护措施;难以就地保护时,采取迁地保护措施。对珍稀濒危野生动物、特有种与极小种群及其生境造成影响的,应采取生境保护、生境修复、迁地保护等措施;对具有迁徙行为的野生动物产生影响的,采取迁徙通道保护与修复措施。

对陆生植被产生破坏的,需要结合水土保持措施提出恢复方案,明确植物物种选择、配置、抚育、管护等要求。对形成明显消落带的大型工程,提出消落带植被恢复方案或试验性恢复要求。

3.2.4 湿地生态保护

工程设计阶段主要从坝址选择、施工布置、水库正常蓄水位、工程调度运行等方面,优化工程设计方案,尽可能减少工程对天然湿地的不利影响,避让湿地生态敏感区。明确生态流量泄放要求,并加强工程生态流量监管,保障工程下游河道生态需水。严格落实湿地保护法律法规和规章制度的相关要求,严格限制湿地公园内的水资源开发利用。

4 河湖健康保护对策措施

4.1 转变观念,完善规划体系

(1)践行新理念。进入新时代,人民群众对优质水资源、健康水生态、宜居水环境有了新期待,长江大保护、长江经济带发展赋予了新任务。维护流域河湖健康,必须践行新理念,强化水资源保护,要坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,树立山水林田湖草是一个生命共同体的系统思维和绿水青山就是金山银山的理念,坚持“生态优先、绿色发展”“共抓大保护、不搞大开发”的原则,统筹协调长江水利水电工程建设与河湖健康保护需求,按照水资源、水生态、水环境、水灾害统筹治理,综合施策,推动流域水生态环境状况持续好转。

(2)完善规划体系。把新理念贯穿在新时代规划工作中,推动综合规划转观念、专业规划守红线、保护规划落实新要求。在流域综合规划方面,以习近平总书记系列重要讲话精神引领长江干、支流综合规划修编,优化规划框架体系,把保护摆在更加突出的位置;完善河湖健康保护控制指标,作为综合规划控制指标的重要组成部分,彻底改变“重治理开发、轻保护”的规划模式。在专业(专项)规划方面,严守生态保护红线,科学安排水旱灾害防治和水资源开发利用布局,把水旱灾害防治和水资源开发利用对水生态环境的影响严格控制在自然生态系统允许的范围内。在水资源与水生态环境保护规划方面,要对已实施规划的环境影响开展后评价,及时发现和协调规划实施中生态环境保护方面的问题,研究新时期水资源保护规划编制思路、内容,要结合生态文明建设、空间管控、河(湖)长制、生态环境保护等新要求,以“保障水安全、改善水环境、修复水生态、强化监督管理”为目标,研究提出涵盖“水质、水量、水生态、水空间”保护的新时代水资源保护规划体系。

4.2 创新机制,强化监督管理

(1)创新体制机制。探索建立由相关部委、流域管理机构、流域省级人民政府参加的长江流域水生态环境保护与修复工作联席会议制度。建立生态需水保障机制,强化水利工程统一调度管理,推动全面开展流域控制性工程水量、水质、水生态联合调度,推进长江流域控制断面生态水量监督管理,强化水利水電工程最小下泄水量监管和小水电生态流量监管,切实保障河湖生态流量(水量),保障河湖生态系统健康。

(2)重视工程建设环境管理。针对水利水电工程建设特点,加强工程建设期与运行期生态环境保护管理。工程建设过程中加强工程建设环境管理、环境监理、生态环境监测,同时对重大生态环境影响问题同步开展科研与技术攻关研究;工程运行后,需要加强生态调度、生态环境保护监督性监测、工程环境影响后评估等工作,并加强工程运行期生态环境管理。

(3)完善水资源保护监督管理。①落实最严格的水资源管理制度,严守水资源开发利用总量控制、用水效率控制红线,强化水资源承载能力刚性约束,严格考核评估与监督;②提出水资源保护管控要求,通过建立河湖长制评价考核机制,促进污染物总量减排要求的落实,积极推进环境准人清单管理;③以最严格的水资源管理制度和河(湖)长制为抓手,提升水资源节约保护监管与执法能力,建立流域执法与区域执法相结合的联合执法机制。

4.3 以管理需求为导向,强化技术支撑

(1)强化基础理论及关键问题研究。针对上游区、中下游区和河口区面临的不同环境制约问题,加强研究,分类施策。在上游区开展以金沙江、雅砻江、岷江、沱江、嘉陵江、乌江为重点的流域梯级开发累积生态环境影响及调控模式研究。在中下游区持续开展三峡工程运行对两湖湿地与水生态的影响研究、南水北调中线工程调水对汉江中下游生态环境影响及补偿措施研究。在长江河口区开展大型引调水工程叠加影响下的河口盐水人侵影响研究、控制性工程调控一泥沙与营养物通量变化-河口及近海生态环境响应关系研究。开展流域特别是重点农牧区、灌区面源控制对策研究,提升河湖水污染防治能力,全面提升与保护河湖水环境质量。

(2)重视生态保护与修复研究。持续开展长江流域重要河湖健康评估、河湖生态流量(水量)现状调查与分析、生态流量保障措施、生态流量管理与监督技术等系统研究,全面系统地保护河湖水生态水环境健康。开展梯级水库联合生态调度研究与实践。有效应对江湖关系变化,着力改善江湖关系,促进河湖健康。探索推进实施江河湖库水系和水生生物洄游通道连通性恢复工程,推动长江中下游通江湖泊生物通道修复试点。加强湿地保护与恢复,加强高原湖泊及其人湖河道生态修复与治理。

4.4 完善监测监控体系,强化信息化建设

(1)完善监测监控体系。建立和完善以“水资源质量、生态水量、水生态”为重点的监测体系,并对重要断面、重点区域、重点工程实施重点监测,还要加强自动监测和遥感监测,全面提升水资源保护综合监控能力。定期监测与评估,从水文水质、水生态及湿地生态等自然属性方面动态评估流域河湖健康状况变化,针对影响河湖健康状况问题提出相应的对策措施,为流域水资源开发利用提供依据和保障。

(2)强化信息化建设,为管理提供数据支撑。充分利用已有工作成果,构建流域河湖健康保护数据库,提升流域河湖健康保护信息管理能力,推动建立共建共享的数据库与数据平台。要积极推进流域水资源保护管理有关的调查与资料收集整理工作,积极推进长江经济带资源环境数据库完善建设,适应新要求,满足流域水资源保护和管理的基本信息支撑。

参考文献:

[1]水利部长江水利委员会.长江治理开发保护60年[M].武汉:长江出版社,2010.

[2]水利部长江水利委员会.长江治理与保护报告[R].武汉:水利部长江水利委员会,2019.

[3]中国长江三峡集团有限公司.环境保护年报2018[R].北京:中国长江三峡集团有限公司,2019.

[4]李德旺,李红清,雷明军,等.长江上游生态环境敏感度与水电开发生态制约研究[M].武汉:长江出版社,2016.

[5]长江水资源保护科学研究所,水利部中国科学院水工程生态研究所.长江流域水资源开发利用生态与环境制约问题辨识[R].武汉:长江水资源保护科学研究所,2008.

[6]长江水资源保护科学研究所.长江片干支流主要控制断面生态流量现状调查与分析[R].武汉:长江水资源保护科学研究所,2019.

[7]中国水电工程顾问集团有限公司.长江三峡水利枢纽工程竣工环境保护验收调查报告[R].北京:中国水电工程顾问集团公司,2014.

[8]长江技术经济学会,长江水资源保护科学研究所,水利部中国科学院水工程生态研究所,长江梯级开发生态环境状况调查及对策建议[R].武汉:长江技术经济学会,2019.

[9]任贤.三峡水库2019年度生态调度监测研究工作启动[DB/OL].http://www.sohu.com/a/317108098-696766,2019-05-28.

(编辑:李慧)

收稿日期:2019-11-04

作者简介:刘兆孝,男,所长,孝呀受级高级工程师,主要从事流域水资源保護规划、管理与研究等工作。E-mail:731275562@qq.com

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