水庫生態(tài)調(diào)度

我國政府提出，要促進人與自然和諧相處，建設(shè)與生態(tài)友好的社會。我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃》提出，“在保護生態(tài)基礎(chǔ)上，有序地開發(fā)水電?！彼客羲≌\部長提出：“必須高度重視水電發(fā)展中的生態(tài)問題，正確認識水電開發(fā)與生態(tài)的關(guān)系，科學評價大壩可能導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問題”怒江開發(fā)之爭……社會對于大壩工程生態(tài)問題的普遍關(guān)注

第七章.水庫生態(tài)調(diào)度

2003年3月14日，華電集團與云南省政府簽署了《關(guān)于促進云南電力發(fā)展的合作意向書》，云南省政府表態(tài)支持華電集團開發(fā)云南電力資源，支持怒江開發(fā)；6月14日，云南華電怒江水電開發(fā)有限公司組建；7月18日，云南華電怒江六庫電站正式掛牌成立。按照規(guī)劃，2003年內(nèi)將開工建設(shè)六庫電站，同時啟動馬吉、碧江、亞碧羅、瀘水、賽格和巖桑樹電站的設(shè)計工作。

9月初，這個總投資近1000億元的工程在國家環(huán)?？偩值摹碍h(huán)境影響評價”程序上一度擱淺。反對理由：

一、包括怒江在內(nèi)的“三江并流”是在久遠的地球演化過程中形成的獨特的自然資源，并已于2003年被聯(lián)合國列入世界自然遺產(chǎn)名錄，該遺產(chǎn)的保護十分重要，我們應(yīng)該信守對世界遺產(chǎn)的承諾;

二、怒江天然大峽谷具有多重不可替代的重大價值；

三、怒江是我國與東南亞淡水魚類區(qū)系最為重要的組成分；

四、怒江中下游所處的橫斷山區(qū)，怒江等大河沿斷層發(fā)育，新構(gòu)造運動活躍。在其高山峽谷區(qū)修建干流大型電站，必須關(guān)注水土流失、滑坡/泥石流和可能的地震災(zāi)害的危害，工程的經(jīng)濟壽命可能遠較預(yù)期設(shè)計的??；

五、怒江大峽谷干流電站將產(chǎn)生大量生態(tài)移民；

六、怒江州的貧困，是多種原因造成的，不可能依靠修建大型水電站脫貧。

1人類社會與生態(tài)系統(tǒng)共享水資源2水利水電工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫3水庫的生態(tài)調(diào)度生態(tài)系統(tǒng)生物

能量－太陽能氣候－降雨、光照、氣溫、風等生境

基質(zhì)和介質(zhì)－水、巖土、空氣等物質(zhì)代謝原料－無機鹽、腐殖質(zhì)、氧氣、氮氣等植物（生產(chǎn)者）動物（消費者）微生物（分解者）植食動物一級肉食動物二級肉食動物1.人類社會與生態(tài)系統(tǒng)共享水資源1.1人類對水的依賴性我國水資源總量為28405億m3。2002年全國總用水量達到5497億m3.其中農(nóng)業(yè)用水3736億m3,全國人均綜合用水量428m3。2003年我國水電發(fā)電量2830億千瓦小時，2004年水電總?cè)萘客黄?億千瓦。水資源是保障人民健康、糧食安全、能源安全、生態(tài)安全的重要戰(zhàn)略資源。2.2生態(tài)系統(tǒng)對水的依賴性水是生物群落生命的載體，又是能量流動和物質(zhì)循環(huán)的介質(zhì)。河流走廊生態(tài)系統(tǒng)示意河流食物網(wǎng)示意

水是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分水文循環(huán)養(yǎng)分循環(huán)氣候系統(tǒng)能量交換食物鏈據(jù)估計陸生生態(tài)系統(tǒng)大約消耗了三分之二的陸地降雨，總量估計達到7.18×105億m3，主要以蒸發(fā)蒸騰的方式加入水文循環(huán)。陸地生態(tài)系統(tǒng)直接影響河流徑流條件。河流的流量、流速、水深、水溫和水文周期以及河流的地貌學特征，直接影響生物棲息地質(zhì)量。2.2生態(tài)系統(tǒng)對水的依賴性

2.3河流生態(tài)價值河流生態(tài)價值利用價值非利用價值直接利用價值間接利用價值水體自凈涵養(yǎng)水份穩(wěn)定氣候美學功能自然物種生物多樣性尚未感知影響水資源開發(fā)利用食品藥品工業(yè)原料1.4對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫

在自然河流經(jīng)歷的數(shù)萬以至數(shù)百萬年的演變過程中，受到自然界和人類活動的雙重干擾，這種干擾或者壓力在生態(tài)學中稱為脅迫（stress）。自然界，地殼變化、氣候變化、地震、火山爆發(fā)、山體滑坡等，河流生態(tài)系統(tǒng)生物生境生物生物入侵水大氣全球變化大氣污染酸雨土地水土流失土壤污染城市化工業(yè)生活廢水－水質(zhì)污染超量引水<最低生態(tài)需水量毀林、圍墾－河湖退化水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫對于生物群落的損害據(jù)聯(lián)合國《世界水資源開發(fā)報告》（2002）估計，地球生態(tài)系統(tǒng)中，與陸地水源密切相關(guān)的生物有24％的哺乳動物和12％的鳥類受到生存的威脅。目前考察過的占總數(shù)1/10的魚類中，有1/3面臨絕種。由于棲息地環(huán)境被干擾，陸地的水域生態(tài)多樣性普遍下降。1.5人類社會與生態(tài)系統(tǒng)共享水資源生態(tài)系統(tǒng)淡水資源人類社會什么是人與自然和諧？1.承認：不僅人類的生存高度依賴于河流，自然生態(tài)系統(tǒng)也對河流存在著高度的依賴性。2.承認：不但人類擇水而居，河流也是數(shù)以百萬計的生物物種的棲息地。3.承認：健康的生態(tài)系統(tǒng)為當代人類提供了生態(tài)服務(wù)功能，人類對它的損害反過來損害人類當前和長遠利益。2.水利水電工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫近一百多年來利用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，對河流的大規(guī)模開發(fā)利用，興建了大量工程，改變了河流的地貌學特征。有學者估計，至今，全世界有大約60％的河流經(jīng)過了人工改造，包括筑壩、河道渠道化、裁彎取直等。水利工程給人類帶來了巨大的經(jīng)濟利益和安全保障。全世界壩高超過15米或庫容超過300萬立方米的大壩有45000座。其中大約40000座大壩是在1950年以后建設(shè)的。壩高超過150米或庫容超過250億立方米的大壩有305座。（ICOLD，2000）。建壩最多的國家依次為中國、美國、前蘇聯(lián)、日本和印度。貴州光照水電站大壩

二灘水電站大壩

水利工程對河流的脅迫河流非連續(xù)化河流渠道化河道直線化河床斷面幾何規(guī)則化河床材料硬質(zhì)化裁彎取直其它筑壩筑堤筑壩造成的生態(tài)脅迫筑壩河流的非連續(xù)化水庫運行改變河流的水文條件及水文周期規(guī)律水庫運行引起河流地貌學特征變化筑壩引起順水流方向的非連續(xù)化河流的“連續(xù)性概念”(continuumconcept)，用以說明河流生態(tài)系統(tǒng)是一種開放的、流動的生態(tài)系統(tǒng)。河流的連續(xù)性(continuum)：水文學連續(xù)性營養(yǎng)物質(zhì)輸移的連續(xù)性信息流的連續(xù)性生物群落的連續(xù)性。物質(zhì)流：營養(yǎng)物質(zhì)以河流為載體，隨著自然水文周期的豐枯變化以及洪水漫溢，進行交換、擴散、轉(zhuǎn)化、積累和釋放。

信息流：洪水周期變化對于聚集在河流周圍的生物是一種特殊的信號，這些生物依據(jù)這種信號進行繁殖、產(chǎn)卵和遷徙，也就是說河流還肩負著傳遞生命信息的任務(wù)。生物群落連續(xù)性：沿河的水生與陸生生物隨之生存繁衍，相應(yīng)形成了上中下游多樣而有序的生物群落，包括連續(xù)的水陸交錯帶的植被，自河口至上游洄游的魚類以及沿河連續(xù)分布的水禽和兩棲動物等，組成了具有完善結(jié)構(gòu)與功能的河流生態(tài)系統(tǒng)。

大壩將河流攔腰斬斷，形成了河流的非連續(xù)性特征，改變了連續(xù)性河流的規(guī)律。由于水庫泥沙淤積及營養(yǎng)物質(zhì)被截流，大壩下游河流走廊的營養(yǎng)物質(zhì)輸移擴散規(guī)律也發(fā)生改變。不設(shè)魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。改變了信息流規(guī)律鰣魚鱘魚洄游小黃魚水庫運行改變河流的水文條件及水文周期規(guī)律

1改變了下游水文條件從水庫中超量引水用于供水、灌溉等目的，使大壩下游水量銳減，引起河流干涸與斷流。地下水位下降。

2.水文脈沖規(guī)律的均一化自然河流的水文周期有明顯的豐枯變化，河流生物隨之呈現(xiàn)脈沖式的周期變化。水庫的調(diào)度服從于發(fā)電、供水和防洪等需求，使年內(nèi)徑流調(diào)節(jié)趨于均一化，對河流走廊產(chǎn)生壓力。改變了河流生態(tài)系統(tǒng)的信息流的規(guī)律水庫運行引起河流地貌學特征變化在庫區(qū)，由于水庫泥沙淤積，不僅影響水庫壽命，也改變了棲息地狀況截留了河流的營養(yǎng)物質(zhì)，造成“生態(tài)阻滯”，在庫區(qū)局部可能產(chǎn)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象在大壩下游，因為水流攜沙能力增強，加劇了水流對于河岸的沖刷，可能引起河勢變化，改變了生物棲息地狀況。水利水電工程對生態(tài)脅迫的后果表現(xiàn)為河濱植被、河流植物面積減少，魚類的產(chǎn)卵條件發(fā)生變化，鳥類、兩棲動物和昆蟲的棲息地改變或避難所消失。水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能隨之發(fā)生變化，特別是生物群落多樣性將隨之降低。

3.水庫的生態(tài)調(diào)度構(gòu)建與生態(tài)友好的水利工程技術(shù)體系兩種對立的理論資源主義（Resourcism），主張最大限度持續(xù)地開發(fā)可再生資源。自然保護主義（Preservationism），其主要觀點是對于自然界中的尚未開發(fā)區(qū)域，反對人類居住和進行經(jīng)濟開發(fā)。對于水利工程對于生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，存在著兩種認識及兩種對策。一種是片面強調(diào)水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的負面影響，對新建大壩和水利工程一律反對，主張拆壩。在西方國家一些極端環(huán)保主義組織和人士就持這種態(tài)度，是一種“因噎廢食”的路線。另一種認識是正視這些負面影響，對水利工程的工程理念進行反思，以“趨利避害”的態(tài)度，改進和完善水利工程的規(guī)劃和設(shè)計技術(shù)，構(gòu)建與生態(tài)友好的水利工程技術(shù)體系

環(huán)境技術(shù)生態(tài)模型人類生態(tài)系統(tǒng)清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟生態(tài)工程立法全球環(huán)境問題：氣候變化，酸沉積物，臭氧損耗,熱帶雨林減少……自然河流生態(tài)系統(tǒng)人類活動水文條件變化河流地貌特征變化被干擾的河流生態(tài)系統(tǒng)人類活動傳統(tǒng)治污技術(shù)環(huán)境立法資源管理生態(tài)水利工程水文條件改善棲息地建設(shè)清潔生產(chǎn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)超量用水污染毀林圍墾水利水電工程物種恢復(fù)造林水土保持城市化生態(tài)工程學的定義1993年美國科學院所主辦的生態(tài)工法研討會中對生態(tài)工程學（Ecologicalengineering）定義為：“將人類社會與自然環(huán)境相結(jié)合，以達到雙方受益的可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計方法?！保?993年）生態(tài)工程包括河流、湖泊、濕地、礦山、森林、土地及海岸等的生態(tài)建設(shè)。生態(tài)水利工程學定義生態(tài)水利工程學（Eco-HydraulicEngineering）作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學。生態(tài)水利工程學的研究對象河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃方法；河流整治生態(tài)技術(shù)；水庫生態(tài)調(diào)度技術(shù)污染水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)；河流生態(tài)健康評估技術(shù)……什么是水庫生態(tài)調(diào)度？水庫生態(tài)調(diào)度是從管理的角度，通過水庫的合理調(diào)度，在滿足經(jīng)濟社會需求的前提下，兼顧河流的生態(tài)健康和可持續(xù)性需求的技術(shù)方法。河流生態(tài)調(diào)度是河流生態(tài)補償?shù)闹匾侄沃?。水庫生態(tài)調(diào)度的任務(wù)1.盡可能恢復(fù)河流的連續(xù)性2.盡可能保證水庫下游的生態(tài)需水，盡可能模擬自然水文周期3.盡可能恢復(fù)生境的空間異質(zhì)性，改善生物棲息地質(zhì)量水庫生態(tài)調(diào)度研究難點1權(quán)衡經(jīng)濟社會效益與生態(tài)效益的關(guān)系，建立相應(yīng)的法規(guī)、模型和評估指標體系，涉及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估，綠色GDP等，3E平衡：簡言之，就是在經(jīng)濟發(fā)展(Economy),社會公平(Equity)和保護生態(tài)（Ecology）這3E間尋求平衡。2建立各個利益相關(guān)者的協(xié)調(diào)機制，防洪、發(fā)電、灌溉、供水、航運、漁業(yè)、旅游等部門利益的協(xié)調(diào)，建立水利、生態(tài)、環(huán)境、水電等跨學科合作體系。3如何兼顧河流全流域、大壩上下游、梯級水庫聯(lián)合運行的利益和生態(tài)效益4關(guān)注中國國情和每條河流的個性，尋找合理調(diào)度的關(guān)鍵點約束條件：自然、經(jīng)濟、社會、歷史、文化、人口調(diào)控空間、措施、技術(shù)5.若干技術(shù)難點水庫合理調(diào)度與河流營養(yǎng)物輸移轉(zhuǎn)化規(guī)律變化與提高生物多樣性的相關(guān)關(guān)系水庫泥沙淤積問題筑壩引起河流地貌學特征的演變與棲息地質(zhì)量關(guān)系及其補償大壩泄水孔口合理調(diào)度，克服水庫溫度分層現(xiàn)象及水流含氧量降低對于魚類影響自然水文周期規(guī)律模擬與下游生物群落多樣性的相關(guān)關(guān)系大壩下游地表水（藍色水）、土壤水（綠色水）和地下水的聯(lián)合調(diào)控問題通過合理調(diào)度控制水庫富營養(yǎng)化生態(tài)修復(fù)的評估方法和指標體系