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中国流域库坝工程开发的生态效应与生态调度研究

信息来源: 规划部     发布日期:2016-06-07

本书由中国科学院地理科学与资源研究所鲁春霞组织编写,环境保护部吴晓青副部长为其撰写序言,汇集了“十一五”期间环保公益性行业科研专项经费项目的代表性成果。本书思路清晰,论点鲜明,深入浅出,可以为水利水电开发活动中的生态环境保护工作,水利水电类规划环评的有效落地,以及我国流域水利水电资源的合理有序开发提供了丰富、翔实的数据和方法支撑。不仅适用于资源生态和资源环境领域的科技人员,非专业技术人员也能够通过本书总体掌握流域开发活动的整体生态环境影响。

本书以流域开发的核心环节——库坝工程为切入点,通过分析现代流域库坝工程开发的生态效应及其特征,对中国流域库坝工程开发向高坝大库、全流域和梯级密集开发等方向发展及其引发的生态效应发展趋势进行剖析;应用构建的生态效应评价指标体系对已经完成工程开发的猫跳河和白洋淀流域展开案例研究;为建立流域库坝工程开发的生态约束阈值和准则,提出了流域水利水电资源综合开发强度阈值并完成了中国二级流域的库坝工程开发生态效应敏感性分区;针对已经开发的流域提出基于生态保护目标的工程调度准则。

读书心得:由于流域水能水资源开发利用活动本身具有复杂性,涉及水电、供水、灌溉、调水、防洪等众多开发行为,同时其对水文水资源、水环境、水生态、河流地貌等各环境要素的影响途径也相互关联,错宗复杂,过去我对于这一研究领域的理解不够深入透彻,在业务工作中常遇到难以较好的厘清各类水利水电开发活动与生态环境的耦合关系等问题。

本书开篇提出库坝工程开发与流域自然发育呈现的逆向过程关系,在这种逆向开发过程中,包括库坝及相关水工设施在内的水利水电工程建设便成为流域开发生态效应发生的起点及其扩展的动力来源。简明扼要的阐明了流域开发活动的本质特征,其生态效应的产生归根结底也是由于自然和人文两大生态系统共同演进的过程造成的现代流域生态系统的发育冲突,即生存用水与发展用水的需求冲突、河流多功能利用的相互冲突。能够激起读者进一步探索这一技术领域的浓厚兴趣。选取黄河和汉江两处具有不同生态环境特点的河流在开发过程中其生态系统变化的具体表现为流域库坝开发的水文效应、污染生态效应和生物学效应提供了生动形象的佐证。建立生态敏感性评价指标体系,进行综合生态效应敏感性评价与分析,并开展了流域开发的生态阈值及相关准则研究,这对于规划环评从区域角度把握流域开发建设活动,划定生态空间管控区域具有重要指导意义。在此基础上,本书通过收集大量国内外资料,提出的水利工程生态调试准则框架可以作为水利水电规划实施过程中满足生态环境需水量及过程重要手段。

通过阅读本书,我从区域角度了解了全国生态环境状况及对水利水电开发的敏感性的区域分布特征,进一步掌握了库坝工程建设与生态环境演变的关系,对于加强业务知识的深度和广度大有帮助。

精彩书摘:流域水资源开发的生态约束准则

尽管对流域水利水电资源开发强度的增大已经引发了一系列生态效应,但对水利水电资源需求的持续增加,无法也不可能阻止流域开发活动的步伐。为了协调水利水电资源开发利用与生态环境保护的关系,实现流域人文生态系统与自然生态系统的和谐演进,促使未来流域库坝工程开发更加符合自然生态规律,制定流域水利水电工程开发的生态约束准则,保障流域水利水电工程开发有序和适度地进行具有十分重要的支撑作用。下面是本研究提出的生态约束准则。

生态底线约束准则

流域开发的生态底线就是维持河流的生命功能。基于这一原则,提出以下约束准则。

准则1  水利水电工程开发不能导致河道断流,必须维持河流的生态基流。把生态基流要求作为水利水电工程开发许可的基本条件,确保干支流和河湖水系的连通性。生态基流确定可根据有无水生珍稀物种或特有物种来区分;有水生珍稀物种或特有物种河流的生态基流必须根据珍稀物种或特有物种的繁殖发育周期需求为依据来确定。

准则2  流域水利水电工程开发必须确保能够维持流域珍稀物种、地方种的可持续种群数量及栖息空间。对可能导致珍稀物种和地方特有种灭绝的水利水电工程采用一票否绝制度。

准则3  水利水电工程开发与运行不能导致一定河段水环境质量低于水环境功能分区规定的水质标准。水利水电工程所在区域必须根据库区水环境容量制定区域社会经济发展的主要污染物排放量,进行总量控制。

流域水利水电资源适度开发原则

流域水利水电资源的适度开发是建设水生态文明、实现人与自然河流生态系统和谐共生的基本保证。

适度开发意味着必须保留充足的和必要的天然河段,因此,坚持河流分级开发管理是约束控制流域过度开发的重要手段和基本准则。水利水电资源综合开发强度保持在适度范围内则是维护河流生态系统健康的基本条件。水利水电资源综合开发不仅包括河道内水资源的开采利用还包括为发电而占用大量水资源的水电开发。水电开发尽管没有大量的水资源消耗但占用大量水资源,同样会产生生态效应。对流域水利水电综合开发强度的适度控制才能保障流域水资源多功能的协调利用。

准则1  坚持流域分级开发管制原则。根据流域生态目标的重要程度进行流域分级,确定不同分级类型的开发程度。禁止对分布有世界遗产地、国家级自然保护区、国家风景名胜区、珍稀水生生物栖息地、少数民族的神山圣湖以及地质条件脆弱、生态敏感性高的流域或河段进行水利水电工程开发,以保留原始流域生态系统或相对完整的自然河流河段。

开展流域分级分类研究,例如,澳大利亚首都区把河流生态系统分为自然生态系统、供水类生态系统、已改变的生态系统和新建生态系统四个类型,并根据四个类型确定生态管理目标。本研究完成的全国二级流域水利工程生态效应敏感性分区为流域开发的分级分类管理提供了一种思路与方法。

准则2  必须坚持流域水利水电资源综合开发的最大强度约束原则。主要流域不仅要设定水利工程开发的最大引水量,同时要设定水电最大开发强度,确保水利水电资源综合开发不损害河流生态系统健康。

开展流域综合开发阈值研究,确立流域水利水电资源综合开发的最大阈限。本研究初步计算表明,中国2030年水利水电资源综合开发强度35%为宜,其中水利资源开发强度25%,水电开发强度50%。

准则3  坚持流域梯级开发强度的生态约束准则。基于河流分级类型相邻大坝之间的距离以不产生生态累积效应为原则。

开展流域梯级开发强度的生态约束因子研究,确定生态约束因子的优先次序,基于优先生态约束因子计算相邻大坝之间的合理距离。可依据流域水利工程水环境生态效应和生物学效应的敏感度确定。生态约束因子优先次序生态学效应的极敏感区和高敏感区以水生生物为优先生态约束因子,根据水生生物的生存条件要求确定梯级开发密度;水环境生态效应的极敏感区和高敏感区以河道污染物扩散能力大小确定梯级开发密度。

已开发流域的生态效应管控原则

准则1  水利水电工程生态效应高敏感度流域(或河段)的生态约束准则。以全国主体功能区划为基础,筛查和确定流域开发生态效应敏感性要素,以此为生态约束因子,进行流域开发的生态效应敏感性管理分类分级,对高敏感度河流或河段禁止继续开发;

准则2  对水利水电资源综合开发最大阈值且导致流域水系连通性和生境受到破坏的流域,须制定恢复生态基流措施,逐步恢复河流生态系统的结构和功能。

 

环境保护部环境工程评估中心团委

2016年2月2日

 


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