劉涵希

(福建省水利水電勘測設計研究院有限公司，福建 福州 350001)

為了解洪口水電站運行多年后產生的環(huán)境影響，項目組于2020年7月1日—3日及2020年7月27日—28日對水電站庫尾、庫中、壩前、廠房及壩址下游至入?？谒蚣皟砂兑恢厣椒秶M行水環(huán)境、水生態(tài)及陸生生態(tài)調查，分析環(huán)境保護措施效果，結合水電站環(huán)境影響評價及流域水質常規(guī)監(jiān)測資料進行回顧性評價，總結工程建成運行后對生態(tài)環(huán)境產生的長期性及累積性影響。根據(jù)回顧性評價情況，總結工程建設和運行過程中的環(huán)境保護問題，提出環(huán)保措施及管理改進建議，為流域內相關項目的環(huán)境保護工作提供指導。

1 項目概況

洪口水電站位于福建省寧德市蕉城區(qū)洪口鄉(xiāng)，為壩后式電站，開發(fā)任務以發(fā)電為主，兼顧下游防洪。壩址控制流域面積1701km2，水庫總庫容4.497億m3，為大(2)型水庫，正常蓄水位以下庫容4.32億m3，調節(jié)庫容2.404億m3，為年調節(jié)水庫。電站安裝2臺發(fā)電機組，裝機容量2×100MW。該電站為本河段引水式電站，但引水距離短僅600m，近似于壩后式水電站。10多年來，工程情況良好。

2 已有環(huán)境保護措施效果評價

2.1 水環(huán)境保護措施效果評價

該電站在辦公生活區(qū)、廠房各設置1座化糞池，生活污水和食堂廢水經(jīng)化糞池處理后用于周邊植被灌溉。根據(jù)現(xiàn)狀水質調查結果，水電站生產生活污水對河道影響較小。

2.2 陸生生態(tài)保護措施效果評價

項目陸生生態(tài)保護措施基本達到原環(huán)評的要求，并通過建設項目竣工水土保持及環(huán)境保護驗收。電站建成運行時間超過10年，原來的施工區(qū)及施工便道均已被植被覆蓋，且植被恢復較好。

2.3 水生生態(tài)保護措施效果評價

水電站壩高130m未設置過魚設施。早期建設的電站工程基本沒有考慮保護魚類正常繁殖和生長設施的建設，存在魚類洄游通道阻隔的情況。

當?shù)睾Ｑ鬂O業(yè)部門從2012年開始連續(xù)多年在電站所在流域、開展水生生物資源增殖放流活動。增殖放流的魚苗包括四大家魚(即青魚、草魚、鰱魚、鳙魚),以及當?shù)氐匿в涡贼~類，包括黑脊倒刺鲃、香魚等。放流的魚苗為專業(yè)魚苗養(yǎng)殖公司培育，苗種規(guī)格整齊、規(guī)格達標、質量優(yōu)良。在此次實地調查中，本流域發(fā)現(xiàn)了較多的洄游性魚類，增殖放流效果顯著。因此，流域上游和下游的增殖放流措施很好地保持了當?shù)厮虻纳锒鄻有浴?/p>

3 環(huán)境影響后評價

3.1 水文水資源影響

水庫建成后，原河流的基本水文特征發(fā)生變化，壩前水位明顯抬升，水庫水深從壩前至庫尾都有不同程度的增加，庫內水面面積和體積大量增加，水面比降變緩，流速減小。根據(jù)2010年10月—2020年12月水庫運行資料，水庫常年主要運行水位在143.8～160.7m之間，比建庫前水位抬升64.9～94.1m。因水位抬升，壩前水深增加，水面變寬，庫區(qū)河段的水域面積由原河道的0.9km2，增加至正常蓄水位時的8.92km2，是天然狀態(tài)下的9.9倍。大壩阻隔導致庫區(qū)河段流速不同程度減緩，越靠近壩址，減緩越明顯，至壩前接近為0。

水庫為年調節(jié)水庫，對年際徑流量改變不大，主要對年內水量分配發(fā)揮蓄豐補枯的調節(jié)作用。建庫前水電站斷面的多年平均最枯月流量、多年平均枯水期流量分別為18.2m3/s和38.2m3/s，建庫后對應的多年平均最枯月流量、多年平均枯水期流量分別為33.5m3/s和44.3m3/s，有利于改善枯水期的水環(huán)境及水生態(tài)。水庫汛期削減洪峰可減小洪水對下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影響。

目前水庫生態(tài)流量主要通過電站發(fā)電機組泄放，根據(jù)下泄流量監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)，電站生態(tài)流量泄放保障率相對較低，擬啟動下泄生態(tài)流量措施改造工程。結合水生態(tài)現(xiàn)狀調查，當電站下泄不小于最小生態(tài)流量時，下游各斷面的水深、流速等參數(shù)能滿足水生態(tài)系統(tǒng)(魚類生存)最基本要求。電站主要運行工況為下泄生態(tài)流量、單機半發(fā)、單機滿發(fā)、雙機滿發(fā)等工況，發(fā)電運行工況對下游流量、流速以及水位等存在一定影響，采取生態(tài)泄放措施后影響將有所減小。

3.2 水環(huán)境影響

根據(jù)項目組2020年7月在黛溪電站、園坪電站及后壟二級電站斷面水質采樣分析的結果，水庫上游來水按河道評價水質良好，但按湖庫標準評價總氮、總磷濃度較高。

根據(jù)水電站環(huán)境影響評價資料，水電站建成前庫區(qū)總磷濃度為0.02～0.04mg/L，總氮濃度為0.91～1.11mg/L，根據(jù)項目組2020年7月在庫區(qū)水質采樣分析結果，水電站建成后，庫區(qū)總磷濃度為0.05～0.17mg/L，庫區(qū)總氮濃度為1.25～2.5mg/L，庫區(qū)的總氮濃度、總磷濃度較水庫建成前明顯增加，水庫的營養(yǎng)水平由中營養(yǎng)上升為輕度～中度富營養(yǎng)，水庫庫區(qū)的總氮濃度、總磷濃度及富營養(yǎng)化指數(shù)均有上升趨勢[1]。水庫上游調查單元對總氮貢獻較大的污染源為種植業(yè)及城鎮(zhèn)生活，對總磷貢獻較大的污染源為畜禽養(yǎng)殖、種植業(yè)及城鎮(zhèn)生活。水庫的魚類養(yǎng)殖污染源雖占比不高，但對庫區(qū)水質的影響最為直接，使得湖庫富營養(yǎng)化的趨勢增加。根據(jù)項目組2020年7月在庫區(qū)分層取水采樣分析結果，7月份庫區(qū)水位141.11～142.79m時，庫區(qū)表層與底層溫差為8～9℃，水深0～15m之間水溫變化較大。水庫庫表溶解氧較高，隨著水深的增加溶解氧降低，表層到底層溶解氧最多相差6mg/L。

根據(jù)項目組2020年7月在水庫下游各橋梁采樣分析結果，水庫下游河道受發(fā)電尾水影響，電站下游溶解氧濃度較正常值低2～4mg/L，部分時段低于4mg/L，溶解氧濃度到電站下游7km左右能恢復。受發(fā)電尾水影響，7月電站下游溫度較正常值低1～2℃，水溫到電站下游35km左右才能恢復。對比壩址下游自動站水溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及當?shù)貧鉁財?shù)據(jù)，大部分時段自動站監(jiān)測的水溫變化幅度較日氣溫變化幅度小，電站下泄水溫對下游河道的水溫影響較大的月份集中在4—8月。流域的魚類主要在4—6月繁殖，水庫下游5—6月的平均水溫基本滿足魚類繁殖水溫要求。5月和6月、9月和10月為水稻的抽穗揚花期，在此期間自動站監(jiān)測水溫基本能達到水稻抽穗揚花水溫要求。從水質監(jiān)測結果看，電站不發(fā)電時的部分時段水質較發(fā)電時段略差，但基本能達標。下游監(jiān)測斷面水質達標率較高，電站的建設未對下游河道的環(huán)境容量產生較大不利影響。

3.3 水生態(tài)影響

根據(jù)水電站環(huán)境影響評價資料，2002年水電站開發(fā)前庫區(qū)及其下游溪段浮游植物的種類數(shù)為61種，平均密度為26.25×103～104×103個體數(shù)/L，優(yōu)勢種以典型的嗜營養(yǎng)類型為主，種類組成中，嗜營養(yǎng)耐污類型和嗜寡-中營養(yǎng)類型兼而有之[1]。根據(jù)項目組2020年7月水生態(tài)采樣分析結果，水電站壩前及壩址下游溪段浮游植物的種類數(shù)40～28種，壩前浮游植物的平均密度為69598×103細胞數(shù)/L，與2002年的調查相比，密度大幅升高，主要是嗜營養(yǎng)耐污性藍藻數(shù)量激增所致。壩址下游的平均密度為199×103細胞數(shù)/L，與2002年相比明顯上升，優(yōu)勢種不明顯。

根據(jù)水電站環(huán)境影響評價資料，2002年水電站開發(fā)前庫區(qū)及下游溪段浮游動物有35種，各個斷面浮游動物平均值為495個/L[1]。綜合評價水體為貧-中營養(yǎng)水平，水質屬輕-中度污染類型。根據(jù)2020年7月水生態(tài)采樣分析結果，水電站壩前浮游動物有36種，密度為144991個/L，與2002年開發(fā)前的調查結果相比大幅度提升，庫前浮游動物的種類組成及優(yōu)勢種均以典型的嗜營養(yǎng)耐污類型占絕對優(yōu)勢。綜合評價庫區(qū)水體為富營養(yǎng)水平，水質為中度污染類型。壩址下游的浮游動物密度為1744個/L，與2002年的相比明顯上升，優(yōu)勢種為嗜營養(yǎng)耐污類型。

總體而言，庫區(qū)調查水體從中營養(yǎng)水平發(fā)展為富營養(yǎng)水平，水質從輕-中度污染發(fā)展為中污染類型。壩址下游調查溪段水體水生生物種類及數(shù)量分布雖然有所變化，但該溪段水體的營養(yǎng)水平及水質類型基本上仍然保持輕-中營養(yǎng)和輕-中度污染范圍，變化并不十分明顯。

根據(jù)流域歷史資料整理得知，歷史上霍童溪干流及其支流淡水魚類(包括河口魚類)共有85種，隸屬14目28科69屬，其中河口魚類有33種，其余52種為純淡水魚類。根據(jù)項目組2020年7月水生態(tài)采樣分析結果，水庫庫區(qū)和水庫壩址下游分別有魚類22種和32種；從實地捕獲的魚類種類和數(shù)量上分析，流域內的魚類資源有下降的趨勢，個體普遍存在小型化趨勢；主要經(jīng)濟魚類及其比重發(fā)生了一定變化，以人工養(yǎng)殖的草魚、鳙、鰱為主，一些曾經(jīng)十分重要的經(jīng)濟魚類數(shù)量減少，如日本鰻鱺和花鰻鱺。大壩阻隔了魚類洄游，可能對河流連通性造成一定影響，魚類生境破碎化。生態(tài)流量泄放保障程度不高對魚類也產生了較大不利影響。

3.4 陸生生態(tài)影響

水庫沿庫周緣一重山范圍內主要為常綠闊葉林、馬尾松林、杉木林和部分茶園、果園，臨水邊主要有部分綠竹叢、麻竹叢，野生動植物種類較為豐富。水庫淹沒區(qū)有名木古樹26株，香樟359株，紅豆杉10株等，雖然已經(jīng)辦理相關林業(yè)手續(xù)，但仍對植物物種多樣性的造成一定影響。由于水庫調蓄運行和自然條件等原因，水位發(fā)生頻繁的大幅度波動，水庫周邊消落帶漫灘濕地和植被系統(tǒng)容易遭受破壞，庫區(qū)消落帶高低差約有20m左右。受電站放水影響，電站下游河道存在水位差，使河道形成一個消落帶。水庫壩下至柏步村河岸，為巖質基底，被水流沖刷侵蝕幅度較小，而柏步村到河口段，地勢平緩，岸基大部分為土質岸線，為沙質河床，存在一定幅度的沖刷狀態(tài)。由于水庫建成后，特大洪水被削峰，帶來的底沙減少，河水對河道沖刷減輕，邊灘、沙洲停止發(fā)育，形成以楓楊、綠竹為建群種的河岸林帶，以及斑茅、芒、蘆竹、蘆竹、卡開蘆、海芋、苞子草等為優(yōu)勢種的河灘灌草叢，形成較為穩(wěn)定的江心綠洲。

水庫蓄水淹沒及水工建筑物建設改變了土地利用類型，使得林地轉變?yōu)樗蚣敖ㄔO用地，對在上述區(qū)域棲息、覓食的動物生境造成了永久性的侵占。庫區(qū)水位漲落形成消落帶，影響兩棲動物的繁殖。壩址下游減水河段的兩棲動物生存的水域環(huán)境發(fā)生變化，水量減小，進而影響兩棲類動物產卵、孵化和幼體生長。兩棲類的虎紋蛙、黑斑側褶蛙、棘胸蛙，爬行類的中華鱉，獸類的水獺等種群數(shù)量呈下降趨勢。水庫運行期間水位的漲落使?jié)q落區(qū)域(消落帶)植物物種數(shù)量比過去大幅度減少，導致爬行動物的隱蔽場所和食物都大大減少，對在此區(qū)域活動的北草蜥、蘭尾石龍子、赤鏈蛇、銅蜓蜥、王錦蛇、原矛頭蝮、草腹鏈蛇等有一定影響。植被減少導致森林性鳥類種類和數(shù)量有所減少。

水庫建成后水域增加，漁游蛇、赤鏈華游蛇、鉛色水蛇、中國水蛇、山溪后棱蛇等水棲性爬行動物的種類和種群數(shù)量也有增加趨勢。電站、水庫運行期在庫尾和水庫周邊地區(qū)形成了淺水帶，為各種水鳥提供了良好的棲息地和覓食地，白鷺、池鷺、斑魚狗、普通翠鳥、白鹡鸰、白骨頂、小鸊鷉、紅尾水鴝、黑背燕尾、斑嘴鴨等水鳥的種類和種群數(shù)量也有增加趨勢。電站廠區(qū)內與人類活動和居住密切相關的嚙齒類動物(如褐家鼠、屋頂鼠等)的數(shù)量有一定幅度增加。此外，一些伴人居鳥類的種類和種群數(shù)量有所增加。

3.5 減排及其他效益

水電是可再生的清潔能源，生產、傳輸和使用都較方便，可直接替代其他化石能源，產生環(huán)境效益。水電站2009—2019年年均發(fā)電量為4.7919億kW·h。2020年全國6000kW及以上火電廠供電標準煤耗304.9g/kW·h，單位火電發(fā)電量煙塵、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分別為0.032g/kW·h、832g/kW·h、0.160g/kW·h、0.179g/kW·h[2]。將水電站發(fā)電量換算成標準煤，水電站年減少耗煤量146105.03t。水電站替代火電年減排煙塵15.33t，二氧化碳398686.08t、二氧化硫76.67t，氮氧化物85.78t。電站開發(fā)緩解了區(qū)域用電緊張，特別是該電站有調峰功能，保障了區(qū)域供電安全。水庫兼顧防洪效益，減小下游洪災損失。水電站的建設增加了地區(qū)財政收入及提供了就業(yè)崗位。

4 結論和建議

水庫建成后原河流的基本水文特征發(fā)生變化，庫區(qū)水位比河道天然水位抬升，水面變寬，流速變緩，受發(fā)電調度影響庫區(qū)水位變幅較大；水庫壩址下游存在0.6km減脫水段，生態(tài)流量靠電站放水下泄，下泄流量保障率有待提高。水庫的蓄豐補枯有利于保障電站下游枯水期的流量。浮游動植物調查和水質監(jiān)測結果表明，庫區(qū)總氮、總磷等指標偏高，水體受到污染，富營養(yǎng)化趨勢明顯，主要原因是庫區(qū)上游污染源及庫區(qū)投餌網(wǎng)箱養(yǎng)殖仍未有效控制且?guī)靺^(qū)水溫、流速等環(huán)境有利于藻類繁殖；發(fā)電調度對電站下游的納污能力影響不大，對水溫及溶解氧有一定不利影響。水電站建設對魚類等水生生物有一定不利影響。水庫淹沒對植物物種多樣性造成一定影響；庫區(qū)及壩址下游存在一定消落帶。流域內的兩棲類動物數(shù)量呈下降趨勢，水棲性爬行動物及水鳥數(shù)量有增加的趨勢。相關建議如下。

①加強水電站生態(tài)流量泄放措施建設及執(zhí)行，保障最小下泄流量。未來新建或改擴建水庫電站在下泄最小生態(tài)流量的基礎上，充分考慮下游魚類等水生生物要求以及敏感期生態(tài)需水要求，提出更高的生態(tài)調度要求。對具有調蓄能力的水庫，應合理利用其特性，通過蓄豐補枯，改善下游枯水期水環(huán)境。

②加強流域水污染防治和植被修復。持續(xù)推進農業(yè)面源污染治理，科學控制農藥及化肥使用量；加強城鎮(zhèn)和農村生活污水收集處理能力建設，提高污水處理設施氮磷去除水平；合理規(guī)劃水產養(yǎng)殖規(guī)模，嚴格控制水庫庫區(qū)投餌類網(wǎng)箱養(yǎng)殖，強化對流域范圍內總磷、總氮等指標排放控制。開展水庫削落帶、減脫水段等生態(tài)修復，改善生態(tài)景觀。

③加強流域魚類資源保護。在有條件的流域開展魚類棲息地保護，不新增未設置過魚設施的閘壩，減少水利工程對魚類資源產生的不利影響；定期采取適當?shù)娜斯ぴ鲋撤帕鞔胧涌祠~類資源恢復；加強生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)多樣性保護知識宣傳，提高社會公眾保護河流生態(tài)、保護魚類資源意識。