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水电建设的生态环境影响与作用

已有 2506 次阅读 2011-6-23 11:45 |系统分类:科普集锦| 环境, 生态, 科学发展, 水电

张博庭2011.6.232011中国清洁电力论坛上的发言

 

众所周知,过量的温室气体排放是人类发展的最大难题。为了适应人类社会发展能的需要,未来我国清洁能源(包括水电、核电、风电、太阳能发电等)发电装机容量及发电量比重不断增大。 

 

一、           水电是最重要、最经济、最有效的清洁电力

大型水库电站具有水资源调节、防洪、发电、灌溉供水、航运、水土保持、生态环境保护等功能,在满足人类经济社会发展的用水需求、防洪安全、能源安全和粮食安全等方面发挥着重要作用。但同时社会上也有另外一种说法是,水电建设破坏生态环境。

 

二、水电开发建设破坏生态环境吗?

水电建设的生态作用是有利的。生态影响是有利有弊的,通过科学的开发和管理措施,我们可以把生态影响中的决大多数的弊转化为利。

2.1 水电对生态环境的作用
水利水电工程的防洪、供水、发电、航运作用,本质上这些都是它的生态保护作用。

1、洪涝灾害,造成人类社会大量的人员财产损失,是对人类生态的极大破坏。

2、水资源的匮乏所造成的严重的生态灾难,只能靠水库的蓄水调节来解决。

3、人类当前最大的生态环境难题就是二氧化碳的过量排放,清洁发电就是最重要的生态保护。

4、航运的燃料消耗仅为路面交通的1/7,河流水库化之后,化石燃料消耗又要大幅度的降低。(三峡蓄水后航运的单位能耗降低46%,相当于节煤近千万吨。

2.2水电对生态环境影响的辩证分析

尽管水电拦河筑坝,占用土地阻碍某些鱼类的洄游是客观存在的。然而,世界上根本就没有不影响自然生态平衡的人类活动。人类活动只要占用土地、水面,就要改变自然生态和环境。相对来说水电大坝占用土地或者水面之后,是把原来的自然生态转变为水库湿地的生态。湿地的生态环境作用非常重要,我们人类文明发展到今天的矛盾,决不是担心湿地太多了,而是湿地的不断减少。所以,关于水电大坝破坏生态环境的指责,大都是舆论反复炒作的结果。事实上水电大坝的建设是人类为数不多的环境保护工程,走遍全世界几乎没有哪一座水库大坝建成之后,不是风景秀丽的旅游度假胜地。

2.3水电的不利生态影响是可以克服的

即便水电工程对生态环境的不利影响,严格来说并不能够称为是破坏。因为只有在水坝建设的不够科学,或者建成后管理得不好才有可能造成生态破坏的。而在实践中违背自然规律、严重影响生态环境的水坝,往往不可能被容许建造。即使建造了也不能让它投入运行。例如我国的三门峡。很多人都认为四川岷江的水电开发是破坏生态的典型。大量的引水式电站造成了很多河段的干涸,严重的影响了河流生态。但这些并非不可解决的,三门峡我们已经进行了科学的改造,岷江的问题可以参考挪威的水电经验。

挪威的水电绝大多数都是引水式的开发,他们为什么就没有出现我国岷江的问题呢?他们严格的管理水电站的运行,必须要保证一定的生态流量下泄。流量太小了怎么办?他们就建了很多滚水坝,以保证在水资源很少的情况下河流的基本生态。

2.4水电建设对鱼类生态环境的影响分析

水电建设对生态环境例如水生生物确实有影响,尤其是对于洄游性鱼类的洄游。所以,从一百多年以前。我们刚开始建水电站。我们的工程师就知道要修鱼道了。现在,通过建设鱼梯、鱼道、捕捞辅助过坝、人工增殖等各种技术,基本上已经可以解决洄游性鱼类的洄游问题了。

其它的一些所谓水电大坝生态影响的说法,未必就是科学的。例如,目前大家比较认可的说法之一,是三峡大坝建成后长江的四大家鱼数量明显减少,渔业经济受到巨大损失。但是,确切的说这未必就是三峡大坝带来的问题。因为我们无法找到另外一个没有建三峡的长江进行比较,到底是不是由于三峡大坝造成了长江鱼类资源的大幅下降。不过,我们倒是可以提供一些数据和照片,来说明问题。(胡佛水库中的鱼插图)

我国的新安江水库建成后,由于水域面积扩大、水质变好,几十年来当地的鱼获总量增加了300倍。美国的胡佛大坝建成之后,由于没有遭到水污染的伤害,也很少有人过度的捕捞水库中的鱼,静水性的鱼类得到了大幅度的增长,目前几乎已经到了鱼多成灾的地步。同样的大坝、同样的水库,为什么结果完全相反呢?这是不是能说明,目前长江的四大家鱼的减少,可能是别的原因呢?

还有鱼类专家说长江里大都是激流性的鱼类,它们的卵只能在流动的水中成活。也有人说长江的鱼类产卵要得到涨水的信号。现在为了防洪你把洪峰搞没了,所以,鱼就不爱产卵了。对于这种说法,我们相信它是有一定事实依据的,但是,这些鱼类的比重有多大?而且它们所形成的这些习惯,是不是由于长江的环境造成的?那么这种习惯会不会随着长江水文情势的变化也发生变化呢?其实,水坝建成了之后,并不会完全改变一条河流的激流状态。不仅在每个水坝的泄水区,其水文状态一定是接近激流,而且在很多支流上,激流状态也是改变不了的。所以,在一条激流的河上建水坝之后,将会增加生境的多样性,应改是有利于水生生物的多样性。

例如,大渡河和著名的世界自然遗产九寨沟都是岷江的支流,所不同一个至今是激流奔腾的河流,一个是在被很多地震的堰塞坝截成了一串串湖泊。经过一段时间的进化,我们发现九寨沟的生态和生物多样性要比大渡河丰富的多。为什么呢?很显然,九寨沟不仅具有激流、静水的生境多样性,而且水环境容量也比大渡河要大得多。

这就是天然水库的生态环境作用的最好说明。不过,对于人造的水库,往往由于建成后人口大幅的聚集,河流沿岸的社会环境发生了非常大的变化,所以,我们已经分不出来某些河流生态环境的变化,是水坝的作用还是人口增加的作用了。

2.5水电建设对河流水温生态的影响分析

再比如,我国一些生态学者认为高坝水库分层形成的低温水下泄,会对鱼类生长造成严重的影响。因此,他们要求我国的高坝必须花费巨额的费用增加水库分层取水的设施。

由于我们对河流水温和鱼类的关系了解得不够全面,生态学者们自己也说不清楚水温的高低对各种鱼类到底有什么影响。所以,索性就来一个要求你不能改变原有的环境,就是进行生态保护。我们却确切的知道,目前美国的大坝分层取水,取得是水库下层中的低温水。而根据我国生态学家的意见修建的分层缺水设施,取得全都是水库上层的高温水。这两种完全相反的取水方式,是不是也足以说明,水坝的水温作用其实也是有利有弊的呢?

其实,水电的生态环境问题本质上是土地生态环境与湿地生态环境的转换的问题。我国黄河上的青铜峡水库,建成几年后形成了我国北方最重要的湿地保护区,水库建成后新增保护区的物种上百种,真正把昔日的黄土高坡,变成了名副其实的塞上江南。自从黄河的小浪底水库能够控制水流以后,不仅黄河10年不再断流,而且在出海口东赢出现了两个湿地,引来了400多种候鸟。09年春天,华北、华中遭遇了严重的旱灾,小浪底紧急调水三十多亿立米水,使山东、河南粮食产量超历史纪录。如果没有小浪底水坝,黄河的这些巨大的生态变化都只能是梦想。

2.6水电建设的地质减灾害作用

水能丰富的地区就是地质灾害高发区。因为江河水流含有巨大的能量,长期冲击河谷,造成河床不断下切的必然结果。只有把水能资源利用起来发电,才能从根本上减少地质灾害产生的成因,从而减少地质灾害。一般来说水电工程修建之后,除了上面的河流消能减灾的原因,还将从另外二个方面改进原有的自然边坡的地质条件:一个是对主要的滑坡体进行人工排除,或者护坡(包括混凝土喷涂、打入抗剪滑桩和预应力锚索固定等)处理。另一个是水库蓄水的初期,是一个水库新库岸的不稳定期和再造期,是隐性的地质灾害的集中释放期。

不过,由于通过建水电站治理地质灾害需要一个过程,具有明显的滞后性。因此,我国的三峡建成后的蓄水的初期地质灾害反倒有所的增加的现象,也是非常正常的。

水库初期蓄水发生滑坡情况的前提,是需要边坡本身就具备产生滑坡(或者说潜在的滑坡)的水文和地质条件。在这种地质条件下,即便没有水库的水位变化,在强烈的连续降雨的情况下,只要边坡的土壤吸收了足够的水分,也可能会造成同样孔隙水的压力加大,从而产生滑坡的现象。例如,2009年台湾省的8.8暴雨泥石流和我们20108.8的舟曲泥石流,都是一些潜在的滑坡体在暴雨中得到了释放。

由于水库的建设将会释放周围潜在的地质滑坡体,因此水电开发最终将有助于减轻地质灾害。(地震后的沙牌水电站上、下游插图)从国际上来看,情况也是一样。法国是世界上水能资源开发利用最充分的国家之一。开发程度接近100%。由于河水的能量不会再用来冲击河谷制造地质灾害,因此,同时样是水电开发非常密集的法国的地质灾害,却非常非常少。

 

三、为什么往往是水电开发程度越高的国家和地区生态环境越好?

3.1、水电是可持续发展的基石

水电是技术成熟的可再生能源,可再生能源最显著的优点就是它可以重复利用,源源不断,但是,它也有致命的弱点,就是不能保存。如果你不开发利用,它就要随着时间流逝。

在这方面,风能、太阳能、生物质能等各种新型的可再生能源的技术目前还不够十分成熟,开发成本和效率都还难以满足大规模电网的需要。水电是目前唯一可以进行商业化大规模应用的可再生资源。所以,世界上的所有发达国家都是优先开发利用水电,把可保存的化石能源尽量留给后代。

3.2、水电是现代文明的保障

尽管世界各国的地理环境不同,各国水资源和水能资源的天然条件具有很大的差别,但是,一个非常明显的现实却是:水电开发程度较高的国家更发达生态环境也更好。目前,发达国家平均在70%上,非洲地区还不足8%

因为,任何大型的水资源调控水库一定就是大型水电站,一个国家的水电开发程度的高低,与其对水资源的开发程度暨调控能力肯定是成正比。同时解决水多﹑水少这个最主要水资源矛盾的最根本途径,就是要修建大型水库﹐在洪水期拦蓄洪水,枯水期提供水资源,变水害为水利。

例如:美国目前建有大小水坝八万多座﹐水库总库容约为1.3万亿立方米。目前中国虽然水坝数量名义上比美国还多,但是水库总库容仅为美国的一半﹐如果以人均水库蓄水量来比较﹐中美差距在十倍以上。由于缺乏水库的调蓄能力,我国一方面洪涝灾害频发﹐另一方面又是干旱严重﹐水资源严重短缺﹑水污染严重。从本质上说﹐这些都是由于可控制的水资源总量不足造成的。解决这些问题的根本途径只能通过建立具有调蓄功能的龙头水库﹐增加可控制的水资源总量。(图 人均库容与人类发展指数关系)( 几个典型国家的人均库容数)

为什么全世界都毫无例外的表现出,水资源开发程度与经济发展成正比的特点呢?水是生命之源,水资源问题是一个社会的生存和经济发展的前提保障。没有水资源的保障,任何社会都无法维持正常的生存和发展,所以,就更谈不上可持续发展了。水电特别是大型水电的开发就是水资源的开发,而水资源的开发,则是一个国家现代化文明的保障。

3.3、水电是减排温室气体的主力

水电是当今世界上替代化石能源的第一主力。在目前的技术水平下,人类替代化石能源最有效、最可行的还是水电。目前世界上凡是水电资源丰富而且开发程度高的国家的温室气体排放问题,都能得到很好的解决。如果我国的水电能得到最充分的开发利用,那么我们至少每年还可以多减排20亿吨二氧化碳。

 

四、水电破坏生态的误解很大程度上在于我们的科学素养

由于我国社会的整体科学素养不高(平均只有3.27%),一些公众对人与自然的关系的理解还存在着很大的误区。因为,改造自然的欲望是人类文明的根本动力,如果我们的祖先当初也总是想等到所有问题都搞清楚之后,才开始改造自然的努力,那么我们现在就一定还是生活在树上的猴子。

人的认识是永远没有止境的,无论慎重到什么时候,人类改造自然的行为也一定要有代价。正确的发展(改造自然)方式不是否定发展、害怕发展,而是要用科学的方法和技术的进步不断地把发展的代价降低。这就是要科学发展。

从以人为本的科学发展观出发,我们对生态的影响,生态环境好坏的理解,一定不能脱离人。生态实际上是关于物种和环境之间相互作用的一种状态。我们现在如果脱离人去评价生态环境的好坏是错误的,不同的物种对生态环境的要求标准是截然不同的。

自由流淌的河流、任意泛滥的洪水在史前的远古时代和人烟稀少的无人区、生态保护区完全是应该提倡的。但是,在现代化的社会,自由流淌的河流决不是保护河流生态的好办法。因为,人的存在是一个客观现实,努力创造一个适应人类生存的人工自然,是构建生态文明的基本前提。这是经过无数实践检验过的真理。

因此,必须承认改造自然是不仅是人类文明则最基本属性,而且也是生态文明的基本属性。

五、结论

1、水电这种大自然赋予我们人类的宝贵资源,必须在人类文明的进程中充分发挥出它的作用。

2、科学的开发利用水电是最重要的生态保护措施。人与自然的和谐不同于动物与自然的和谐,必须建立在能动的改造自然基础上。

3、不科学的开发和利用水电一定会对生态环境产生不利影响。因为在这方面社会强调的已经比较多了,所以,本文没有多强调。但并不是说它不重要。水电开发必须尊重自然规律,必须注重环境友好的科学开发。在改造自然的过程中,实现人与自然的和谐。避免再出现三门峡那样的教训。同时,在科学开发建设的基础上还要注重科学管理。黄河小浪底的经验;岷江水电的教训;联合国的水资源报告都证明了科学管理的重要性。

4、提高科学素养,普及水利水电科学知识,取得社会公众理解、支持,是保障我国水电科学的开发、科学的管理的当务之急。



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1 袁斌

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