（水文学及水资源专业论文）察尔森水利枢纽环境管理规划研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 我匡i 是水幂u 大国，建国以来共建成各种水库8 万余座，取得了巨大的经济效益和社 会效益，与此同时水利枢纽作为人为的工程对周围环境也有着巨大的影响，这些影响有 些是好的，有些是坏的。随着社会经济的发展，人类对水的需求量会越来越大，需要有 更多水利枢纽发挥重要的作用，因此水利枢纽的数量还会增加，对周围环境的影响也会 越来越大。同时由于水利枢纽的运行维护需要大量资金，所以如何有效防止水利枢纽所 带来的种种不利影响以及如何能使水利枢纽的运行维护尽量少占用国家成本成，为社会 各界及有关人员密切关注的课题。因此，有必要对水利枢纽环境管理与规划的问题进行 深入研究和探讨。 本文以察尔森水利枢纽的环境管理规划为研究背景，作了以下几个方面的工作： 分析察尔森水利枢纽的生态环境现状；对察尔森库区附近进行水土流失的治理；对 察尔森库区进行生态恢复：对察尔森水库进行环境治理；对察尔森水库旅游业的发 展提出了构想。文章首先讨论了水利枢纽的环境影响，然后重点研究了水利枢纽库区水 土流失的原因与背景，进而提出了治理水利枢纽库区水土流失的方法，并且讨论了水库 周边区域的生态破坏和生态恢复。在对水库库区水土流失治理和生态建设的基础上，对 水库库区进行整体环境的改善和管理。另外结合察尔森水利枢纽的地理位置优势，设计 修建旅游景点，大力发展水库的旅游业。水库的环境建设和旅游业发展是相互影响和相 互促进的，水库的环境建设为发展水库旅游业提供了基础和环境，而水库旅游业的发展 为水库的环境建设提供了一部分资金和进一步建设的动力。 从本文的研究可以看出，水库库区水土流失的治理成为水库环境建设和生态恢复 的基础，通过对生态系统的保护使其自然恢复以及配合科学合理的人工措施使库区的生 态系统得到恢复。随着库区生态系统的逐步恢复和植被覆盖率的提高，水土流失治理的 成果也将得到巩固：库区的水土流失治理和整个生态系统的状况改善，只是水利枢纽 环境建设的基础条件，在这个基础上应该对库区的建设和布局进行统筹规划，在改善水 库库区整体环境的同时，也给水库的工作人员和库区周围的居住人口提供一个良好的生 活和工作环境；在库区环境改善的同时，要结合当地的资源，充分发挥水库的优势， 大力发展水库旅游业。 关键词：水库环境建设和管理；水库环境影响；水库水土保持；水库生态恢复：水库旅游 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 t h ee n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n tp r o j e c ts t u d i e s o fc h a e r s e nr e s e r v o i r a b s t r a c t t h ec o n s t r u c t i o no fw a t e rc o n s e r v a n c yi nc h i n ah a sa c h i e v e d a g r e a t s u c c e s s c h i n ah a sb u i i tu pm o r et h a n8 0 ，0 0 0v a t i o u sk i n d so fr e s e r v o ir s a l t o g e t h e r ，w h i c hh a v em a d e t h ee n o r m o u se c o n o m i cb e n e f ita n ds o c i a lb e n e f it m e a n w h i i e ，t h e r e s e r v o i r sb u i l t u p h a v em a d ee n o r m o u si n f l u e n c eo n s u r r o u n d i n g s ，s o m eo fw h i c h i sg o o dw h i l es o m ei sb a d w i t ht h ed e v e lo p m e n t o fs o c i a l e c o n o m y ，t h eh u m a n s d e m a n df o rw a t e rw i i ib el a r g e ra n dl a r g e r ， t h e r e f o r e ，t h eq u a n t i t yo fr e s e r v o i r sw i l li n c r e a s e ，w h i c hw i l lb r i n g m o r e a n dm o r e i m p a c t s o fr e s e r v o i r so n s u r r o u n d i n g e n vir o n m e n t s in e et h e o p e r a t i o n a n dm a i n t e n a n c eo fr e s e r v o i r sc o s tal a r g ea m o u n to fm o n e y ，t h e i s s u e so fw e a k e n i n gt h er e s e r v o i ra d v e r s ee f f e c ta n dr e d u c i n gt h er e s e r v o i r c o s to fo p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c eh a v eb e e nb r o u g h tt op u b l i ca t t e n t i o n n i s n e c e s s a r y t om a k ea d e e p r e s e a r c hi nt h ee n v i r o n m e n t a l p l a n n i n g a n d m a n a g e m e n to ft h er e s e r v o i r t h ep a p e rm a i n l yf o c u s e so nt h ee n v i r o n m e n t a lp l a n n i n ga n dm a n a g e m e n to f c h a e r s e nr e s e r v o i r t h ef o l l o w i n gw o r kh a sb e e nd o n e ： a n a l y s e st h e c u r r e n t e c o l o g i c a l s i t u a t i o no fc h a e r s e nr e s e r v o i r ：c a r r i e so nw a t e ra n ds o i l c o n s e r v a t i o nn e a rt h er e s e r v o i ra r e a ；r e s t o r et h ee c o s y s t e mo fr e s e r v o i r ： c a r r i e s o nt h e i n t e g r a t e d e n v i r o n m e n tm a n a g e m e n ta n di m p r o v e m e n t o f t h e r e s e r v o i r ；p u t sf o r w a r dt h ei d e ao fd e v e l o p i n g t h et o u r i s ti n d u s t r yo ft h e r e s e r v o i r t h i s p a p e r f i r s td i s c u s s e st h ee n v i r o n m e n t a l i m p a c t o ft h e r e s e r v o i r s ，t h e ni n v e s t i g a t e s t h er e a s o n sa n db a c k g r o u n do fw a t e ra n d s o i 】 l o s s a n dt h e np u t sf o r w a r dam e t h o dt om a i n t a i nw a t e ra n ds o i lc o n s e r v a t i o n o fr e s e r v o i r t h e p a p e r a l s od i s c u s s e st h ee c o l o g i c a l d i s r u p t i o n a n dt h e e c o s y s t e m r e s t o r a ti o no ft h er e s e r v o i r s i tisn e c e s s a r y t o i m p r o v e t h e 大连理工大学硕士学位论文 i n t e g r a t e d e n v i r o n m e n to ft h er e s e r v o i ro n t h eb a s i so fc a r r y i n go nw a t e r a n ds o i lc o n s e r v a t i o na n de c o l o g i c a lc o n s t r u c t i o no fr e s e r v o i ra r e a b e s i d e s c o m b i n i n gt h eg e o g r a p h i c a lp o s i t i o na d v a n t a g eo ft h er e s e r v o i ri na d d i t i o n 。 i ti s p o s s i b l et od e s i g na n db u i l dt h es c e n i cs p o t t o d e v e l o pt h er e s e r v o i r t o u r i s t e n v i r o n m e n t a lc o n s t r u c t i o no ft h er e s e r v o i r a n d 。d e v e l o p m e n t o f t o u r i s th a v ei n f l u e n c e e de a c h o t h e r j t h a ti st o s a y ，t h e e n v i r o n m e n t a l c o n s t r u c t i o no ft h er e s e r v o i rh a so f f e r e dt h ef o u n d a t i o na n de n v i r o n m e n tf o r t h et o u r i s t d e v e l o p m e n t o fr e s e r v o i r v i c e v e r s a ，t h ed e v e o p m e n t o ft h e r e s e r v o i rt o u r i s th a so f f e r e ds o m em o r ef u n da n dt h ep e r s p e c t i v ef o rf u r t h e r e n v i r o n m e n t a lc o n s t r u c t i o no ft h er e s e r v o i r a sc a nb es e e ni nt h i s p a p e r ，w a t e r a n ds o i lc o n s e r v a t i o no fr e s e r v o ir a r e ai st h ef o u n d a t i o no ft h ee n v i r o n m e n t a lc o n s t r u c t i o na n dt h e e c o s y s t e m r e s t o r a t i o n ，w i t ht h eg r a d u a lr e c o v e r yo ft h ee c o s y s t e mo fr e s e r v o i ra r e a a n d i m p r o v e m e n t o ft h e v e g e t a t i o nc o v e r a g er a t e ，t h e a c h i e v e m e nlo fw a t e r a n ds o l lc o n s e r v a t i o nw i l lb ec o n s o l i d a t e dt o o ：w a t e ra n ds o i lc o n s e r v a t i o n o fr e s e r v o i ra r e aa n dt h e e c o s y s t e m r e s t o r a t i o na r e j u s t t h eb a s i c c o n d i t i o n so fe n v i r o n m e n t a lc o n s t r u c t i o no ft h er e s e r v o i r 、b a s e do nw h i c h t h eo v e r a l lc o n s t r u c t i o na n dm a n a g e m e n ti nr e s e r v o i rs h o u l db ep l a n n e d i t i s i m p o r t a n t t o p r o v i d eag o o dw o r k i n ge n v i r o n m e n tf o rb o t hr e s e r v o i rs t a f f a n dr e s i d e n tp o p u l a t i o na r o u n dw h e nt h ei n t e g r a t e de n v i r o n m e n to fr e s e r v o i r a r e ah a sb e e n i m p r o v e d c o m b i n i n gl o c a lr e s o u r c e s ，w e s h o u l dm a k ef u ll u s e o ft h ea d v a n t a g e so ft h er e s e r v o i rt od e v e l o pr e s e r v o i rt o u r i s ts i n c e t h e e n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o no fr e s e r v o i ra r e ah a sb e e ni m p r o v e d k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n t a lc o n s t r u c t i o na n dm a n a g e m e n to f t h er e s e r v o i r ；e n v i r o n m e n t a l i m p a c to f t h er e s e r v o i r ；r e s e r v o i rw a t e ra n ds o i lc o n s e r v a t i o n ；t h ee c o s y s t e mr e s t o r a t i o no f t h er e s e r v o i r ；t h er e s e r v o i rt o u r i s t 大连理工太学硕士学位论文 1 绪论 从1 9 4 9 年建国以来，我国共建成水库8 万余座，取得了巨大的经济效益。但是长 期以来，水电工程的建设者往往偏重于从技术、经济角度考虑问题，对优化设计、降低 造价和缩短工期给予高度重视，而对环境影响则考虑很少甚系未予以考虑。这种对环境 只知索取不讲保护的做法，在水库淹没、浸没、淤积、坍岸、移民、水土流失、森林消 亡、水质、水温、物种、健康等方面引发了一系列问题。自7 0 年代后期以来，随着越来 越多的水电站建成投产，尤其是一些大型水电站的兴建，对生态环境的影响随着时间的 推移而逐渐暴露。随着环境问题在全世界得到越来越多的关注，中国水库的环境问题也 得到了社会各界的广泛关注。 1 1 问题的提出和研究的意义 1 1 1 水利枢纽的功能 为了综合利用水利资源，常常需要把几种不同类型的水工建筑物修建在一起，协 同工作，用来控制水流( 兼收经济及施工和管理之便) ，这些水工建筑物的综合体称为水 利枢纽。水利枢纽依其主要功用来分，有蓄水枢纽、取水枢纽等；依其主要服务部门来 分，有发电枢纽、灌溉取水枢纽、综合利用水利枢纽( 由于水利事业的综合性，大多数 水利枢纽都具有程度不同的综合利用性) 等；依其拦河坝建筑材料的不同来分，有当地 材料坝枢纽和非当地材料坝枢纽；依其水头的大小来分，有高、中、低水头水利枢纽 ( 一般1 0 4 0 m 为中水头) 等。 水利枢纽的功能主要有以下几个方面： ( 1 ) 防洪 我国东部有面积广大的冲积平原，处于各大江河的中下游，地面高程大都在河流汛 期洪水位以下，需要靠提防和水利设施来保护。通过修建各种水库来达到洪期蓄洪，进 而达到调节洪水进程，完成防洪的目的。 ( 2 ) 农田水利 通过修建有水利工程附属的引水、输水和配水建筑物，以及排水、集水设施，形成 良好的灌溉排水系统，使农田旱则可灌，涝则能排，以保证农作物的正常生长。 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 ( 3 ) 水利发电 天然河道蕴藏着巨大的能量，水流能量的大小是由水体的重量和其落差的乘积来确 定的。水利发电是在河流上筑坝或其他的水利设施，集中河道分散的落差取得水头和调 节径流取得流量，引导水流通过水电站厂房中的水轮发电机组，将水能转换为机械能和 电能。 ( 4 ) 给水和排水 居民区、工矿企业、交通运输的生活用水和生产用水的供给，工业废水、污水、可 能的暴雨积水的排除，称为给排水。 为实现供水、必须修建取水建筑物，沉沙池、输水、净化设施，泵站以及供水管网 等，将水送至用水单位。排水则需要通过排水管道( 下水道) ，将污水、工业废水送至 污水处理厂集中处理，再由排水阉或抽水泵站排入容泄区。 ( 5 ) 航运及水产养殖 内河航运是利用水的浮力，以河流为航道的客、货运输，水运具有运量大、运费低 等优点。发展航运的工程措施主要是疏竣天然河道，开挖运河或修建水坝提高水位等专 门的建筑物。在水库枢纽区还需兴建船只过坝的专门建筑物，如船闸、升船机等。 1 1 2 水利枢纽环境管理规划的含义 所谓环境是指主体( 或研究对象) 以外，围绕主体、占据一定的空间，构成主体 生存条件的各种物质实体或社会因素的总和，是生命有机体及人类生产和生活活动的载 体。所谓主体是指研究的对象，即中心事物。环境总是相对于某项中心事物而言。它因 中心事物的不同而不同，即随中心事物的变化而变化f 6 2 j 。 水利枢纽环境是指以水利枢纽工程为中心，在一定范围内与水利枢纽发生联系的 自然环境、社会经济、风土人隋等各种物质实体和人类社会活动的总和【6 3 】。 水利枢纽环境管理规划是指，为了使水利枢纽周边环境及社会经济与水利枢纽的 协调良性发展，合理安排自身的活动。它包含以下内涵： ( 1 ) 水利枢纽环境管理规划研究对象是“水利枢纽一社会一经济一环境”这一个大 的复合生态系统，它是指与水利枢纽发生关系的整个区域。 大连理工大学硕士学位论文 ( z ) 水利枢纽环境管理规划使该系统协调发展，维护系统的良性循环，以谋求系统 最佳发展。 ( 3 ) 水利枢纽环境管理规划要依据水利原理、社会经济原理、生态原理、系统理论 和可持续理论，这充分体现了水利环境管理规划的交叉性、边缘性。 ( 4 ) 水利枢纽环境管理规划的主要内容是合理安排自身活动和对周边环境的影响， 其中即包括对水利枢纽的活动提出符合环境保护需求的约束条件，也包括对环境保护和 建设的安排和部署。 ( 5 ) 水利环境管理规划是在一定条件下的优化，它必须符合特定的历史时期的经 济、技术发展水平和能力。 1 1 3 问题提出和研究的意义 随着科学技术和生产的发展，人类对自然的改造越广泛，越深入，在水利建设方 面，出现了众多的水库，大中型水电站以及跨流域调水的巨型工程，还有与水利有关的 匿湖造田、毁林垦山等等。大型水利工程的兴建，对社会繁荣，生产发展以及防止水患 灾害将会起着巨大的作用。但是，由于水利工程的兴建，特别是大中型水利水电工程， 对环境产生的各种影响，既有有利的影响方面，也有不利的影响方面。过去人们只注意 水利工程对环境有利的影响，故称“水利”。而忽视对环境的不利影响，致使那些不利 影响可能造成不可估量的损失，反过来给人类一种不可减免的“惩罚”。 对于水利枢纽所产生的各种环境影响，应该尽量扩大其对环境影响的有利一面，而 避免或减少水利枢纽对环境的不利影响。 1 2 水利枢纽的环境问题 河道上修建大坝挡水，与引水、泄水建筑物一起形成水利枢纽。水库储丰补枯，调 节天然径流，尽可能按社会经济和生态环境用水要求控制或调节下泄流量，达到除水害 兴水利之目的。水利工程对生态环境系统的影响十分复杂、深刻广泛和持久。有些影响 是直接的，有些是间接的；有些是明显的、可预见的，有些是潜伏的、不可预见的。因 此，水利枢纽的环境问题需要人们足够的重视。 由于水利枢纽对环境有着各种不同的影响，进而在水利枢纽附近会形成具有一定特 点的水利环境。水利枢纽环境有以下的特点： 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 表1 - 1 水利枢纽环境影响的利与弊 正面 实例分析 负面 实例分析 效益效益 三峡水利枢纽是在长 江上修建的世界最大水电 站，具有巨大的防洪、发 引起滑坡、泥石流和洪水。 电、航运等综合效益。三 1 9 9 8 年夏季，继福建闽江、广西 减轻洪峡工程主要目标是防洪，引起地 西江洪水之后，长江、嫩江和松花 灾、旱总库容3 9 3 1 0 3 m 3 ，防洪质、洪 江又发生了全流域性的特大洪水。 灾库容2 2 1 5 1 0 w ，能有涝灾害 灾害波及2 9 个省( 直辖市、自治 效控制上游洪水，削减中 区) ，受灾人口2 2 3 亿，毁坏房 游地区的洪峰流量，提高 屋4 9 7 万间，死亡3 0 0 4 人，直接 防洪能力，防止长江两岸 损失1 6 6 6 亿元人民币 发生毁灭性灾害 海河流域修建的水库库容与本 提供清 三峡大坝装机2 6 台，流域多年平均径流量的比值高达 洁能 总装机容量1 8 2 0 x引起河1 0 9 ，上游干流被截，下流河道枯 源、减 1 0 4 k w ，年发电量8 4 7 道断流竭，华北平原历史上大片沼泽湖泊 轻环境 1 0 8 k w h 几乎消失殆尽，水文环境发生彻底 污染 改变 全国目前的地下水区域性降落 水利枢纽工程可以增漏斗多达1 4 9 个，漏斗面积1 5 ，8 提供和 加航道长度，提供航运等l o k m 2 ，多年平均超采地下水高达 改善航 级。珠江百色水利枢纽，地下水8 0 1 0 8 m 3 ，漏斗摄深处达l o o m ， 使南宁广州8 5 4 k m 航超采全国有5 0 多座城市不同程度出现 j , e 运干线建成国家级航道，地面沉降塌陷、裂缝等破坏现象。 通航2 1 0 3 t 级船队导致水质恶化、耕地盐碱化和海水 倒灌 人们在流入湿地的河流上建了 2 0 世纪8 0 年代初， 不少的水库，并在水库的下游开辟 了灌区，切断了湿地的水源供应， 北京附近的密云水库和怀 并将部分湿地开垦成粮田，大大缩 改善水柔水库的主要功能为：防 湿地破小了湿地的面积。大面积的芦苇塘 质、提洪、灌溉、工农业用水和 搦i 变成了湿草甸，湿草甸又变成了干 供水源发电。在库区周围禁止发 草甸，局部地区出现了荒漠化。栖 展旅游、网箱养殖和矿产 身湿地鱼类和其他水生动物的回游 开发等社会经济活动 通道被切断，对湿地生物多样性构 成了严重的影响和威胁 大连理工大学硕士学位论文 三峡水库面积l0 8 4 k r n 2 ，淹没 陆域面积6 3 2 k m 2 ，涉及湖北、重 庆市共2 0 个县( 区) ，全部或部 三峡工程建成后，新 淹分淹没县级以上城镇1 3 座，集镇 创增湖泊1 1 处，岛屿1 4 没土t 1 6 座；工程建设需1 7 年时间， 造和改处，支流上游开发峡谷3 7 地，造实际需迁移安置人口1 1 3 万；库区 善旅游条，溶洞1 5 个，三峡库区 成移民移民是一个复杂的社会问题，涉及 与娱乐将成为观光、娱乐、科学 问题移民补偿与就业保障、安置与生态 探险和多功能旅游区 环境保护、迁建与经济和教育发展 等一系列的问题，处理不好易造成 移民回流 ( 1 ) 水利枢纽工程形成的复杂网络系统，对不同时空尺度下的自然环境、社会环境和 经济环境具有重大的影响。 ( 2 ) 建成的水利枢纽工程部分或完全成为自然环境的组成部分。 ( 3 ) 水利工程枢纽周围的自然环境和社会经济环境对水利工程的结构、功能和正常 运行产生一定的影响。 ( 4 ) 人类的主观意识是水利枢纽工程建设和运行的决定性的因素，与自然规律相违 背的观念和行为是导致生态环境负面效应的重要原因岬j 。 事实证明，单靠水利工程不能解决所有的洪涝早灾等问题，应该走向生态经济的生 态水利模式。所谓生态经济型的生态水利模式，就是要坚持“全面规划、统筹兼顾、标 本兼治、综合治理”的原则，全面系统研究和正确处理水资源开发、利用、保护、管 理、经营和生态环境之间的相互关系，做到大气水、地表水、土壤水、地下水以及雨 水、污水资源化统筹，水量、水质并重，开源、节流并重，点污染和非点污染齐抓，上 下游、左右岸兼顾，目前和长远结合，工程措施和非工程措施并举，除水害、兴水利、 化害为利，依法治水，以维护水土资源可持续利用，保护生态过程和生命支持系统，能 动的使人类生活经济系统和自然生态系统在时空上协调发展。该模式是体现水资源的 “综合开发、合理利用、积极保护、科学管理、高效经营”的水利发展模式。 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 1 3 水利枢纽环境治理综述 l ，3 1 国内水利枢纽环境治理研究 我国是水利大国，建国以来共建成各种水库8 万余座，取得了巨大的经济效益和社 会效益，但是与此同时水利枢纽作为人为的工程对周围环境也有着巨大的影响，这些影 响有些是好的，有些是坏的。 长期以来，由于社会背景、技术手段等原因，水利水电工程在水库淹没、浸没、淤 积、坍岸、移民、水土流失、森林消亡、水质、水温、物种、健康等方面引发了一系列 问题。随着三峡工程的兴建，在水库兴建过程中和水库兴建后对环境、生态、社会经 济、历史文物等的影响问题上，也得到人们的关注和对其进行研究和探讨。 根据我国环境和水库兴建的特点，国内水库产生的主要环境问题有以下几个方面 【1 也8 , 9 , 1 4 , 。在水库兴建后，由于水库水位的抬高，会造成大量的土地淹没，进而引发 水库库区的移民问题，并且由于库区移民同时会带来移民的安置和移民过程中造成的生 态破坏；在水库兴建过程中，由于施工建设和一些人为原因会造成大量的水土流失， 并且在水库建成后，由于库内水位的变化也会造成库岸线的水土流失；会改变库区周 围的生态环境，进而影响库区周围的生态系统，有时会造成生态系统的退化；在水库 建成后，随着水面的增加，蒸发量的增大，会改变当地的局部气候 8 , 9 , 1 1 】：水库的兴建 会改变河流的径流过程，并且由于河流上游的流速变慢，会造成水库的泥沙淤积；在 水库蓄水后，水库内的水体由动态水变为静态水，会造成水质的改变，影响鱼类等水生 物的生存环境，同时也对水库下游造成一定的环境影响。 针对以上的问题，现在国内的科研人员和工程人员提出很多有益的想法和建议， 如：重视水库的移民闯题，因为这是大型水库能否修建成功的关键，对水库移民进行 统筹规划，妥善安置移民的生活、就业、上学的各种问题；加大对水库修建过程中水 土流失的控制，对建成水库造成的水土流失进行逐步的治理；注重对库区周围物种的 保护和生态系统的重建与恢复，尤其是国家珍惜物种和濒危物种，进行专门的研究； 对库区的浸没带进行治理，种植植被防止水土流失的加剧：在库区周围建设生态林 区，防止水土流失和进行生态恢复：对河流内有回游习性的鱼类予以考虑。例如：中 大连理工大学硕士学位论文 华鲟为产卵回游鱼类，三峡工程修建后，断绝了它回游的可能性，但是技术人员对中华 鲟进行人工繁殖后，再投苗入江已经取得了成功【1 4 】。 1 3 2 国外水利枢纽环境治理研究 自从2 0 世纪5 0 年代以来，为了缓解能源危机和充分利用水利资源，世界各国都修 建了大量的水利枢纽工程。世界上的发达国家在获得水利资源的同时也没有忽视水利枢 纽对环境的巨大影响，采取了一系列的措施使水利设施对环境的影响向好的方面靠拢， 而避免使水利枢纽产生巨大的环境问题。 以法国为例，在实行水资源全面管理，要求新建坝能增加枯水流量、防洪或综合利 用的同时，研究新坝和老坝对当地环境的影响，成为选择水库设计或运行方案越来越重 要的条件口】。 法国对水利枢纽的管理方面有以下几个特点： ( 1 ) 基本能源：对于法国电力公司来讲，水力发电是具有较大经济效益的有效手 段。由于其调度迅速，应用灵活，因而成为实现发电用电平衡的一个重要因素，特别是 在峰荷期间。 ( 2 ) 发展旅游：法国电力公司将水库水域开辟为水上体育运动和娱乐的场所。旅游 活动集中在7 月份和8 月份。旅游活动通常可与发电相协调，即在秋初耗电量增长期， 使水库拥有足够的库容。 ( 3 ) 综合利用：水资源的管理不仅对于发电，而且对于整个国民经济来讲都是重要 的。1 9 9 0 年，法国电力公司与国家签订了一份关于抗旱行动计划的议定书。在该议定 书条款范围内，法国电力公司可将水库蓄水供团体使用。 新水电工程的设计，必须考虑水对于人类和自然界的其他用途。阿尔代什河的开发 就是说明这一问题的实例。 阿尔代什省位于法国南部，有一些景色秀丽的风景区。但夏季经常发生旱灾，河流 枯竭。对于该地区的居民来说，水管理是一个大问题。已制定了一个开发和管理水资源 的雄心勃勃的计划。为了实现这些目标，应恢复河床的水质，开发利用自然环境和协调 开展各种水上活动。法国电力公司和地方行政部门共建了两座多目标水坝，即韦里埃尔 桥坝和皮洛朗坝。这两座水库可满足各种用水的需要，如环境、农业、旅游和发电。 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 ( 4 ) 水资源管理：塞纳河流域水库管理省际协会( i i b r s ) 是马恩水库、塞纳水库、 奥布水库和帕钠西埃尔水库的业主，这4 座水库均建在巴黎上游塞纳河流域内。能够增 加枯水流量和减少塞纳河及其支流的洪水。 塞纳河流域的这几座水库对巴黎盆地的环境起重要作用。水库能调节河水流量，开 发成为旅游和休养场所，对加快当地经济发展具有不容忽视的作用。这些水面更有利于 特殊生态系统的发展。奥布、塞纳和马恩水库按拉姆萨尔协定，属国际重要湿润带的鸟 类栖息区。塞纳水库和奥布水库座落在东方森林公园。主要旅游活动都与水库有关，如 舢板、摩托艇、游泳、垂钓和候鸟区系的观察等。 马恩水库是西欧最大的人工湖。该水库是特殊的鸟类区系庇护所，被列为鸟类重点 栖息区( z i c o ) ，是灰白色鹤歇息的最好地方，也是绿头鸭和厚头啸翁最好的越冬 地。因此，观察水库的候鸟是一项重要的活动，水面上设置了一些供鸟类筑巢的木排， 有助于观察候鸟的活动。水库还是大量水生生物的生长地。水库养殖着多种鱼类( 鲤 鱼、冬穴鱼、欧编、自斑狗鱼) ，吸引了众多垂钓者。夏季水库放空对旅游可能是 一个不利因素。因此，计划在水库浅水区设置隔堤，以少量的水形成较大的水面，用于 旅游。 从法国对水利枢纽的管理可以看出：修建大型水库为沿岸的社会经济发展提供了良 好的机会。除能发电、防洪、增加枯水期流量以及供水外，水库的水面也是极有吸引力 的，对当地的发展有重要的意义。与旅游活动有关的这种作用，目前已越来越有发展前 途。 但是，应该具有以下条件： ( 1 ) 水库及其环境的自然特征应适宜，如水库面积、水质、气象、交通等。 ( 2 ) 根据优先管理的原则，水库应纳入依靠水面具有的潜力的开发方案。建坝造成 的当地环境的变化，可能出现新的生态资源和景观资源。 ( 3 ) 由于旅游季节有可能发生较大水位变化而危及旅游活动，需进行一些辅助旅游 设旌的建设( 隔堤、飘浮装置、不同高程的交通网和库岸观景点) 。 大连理工大学硕士学位论文 1 4 本文工作 本文工作主要分成五个部分 ( 1 ) 分析察尔森水利枢纽的生态环境现状 根据察尔森水库的自然条件、地理位置、水库修建的经过和运行的状态等资料，分 析察尔森水库及其周边地区的生态环境的现状，水土流失和生态破坏的的原因。 ( 2 ) 对察尔森库区附近进行水土流失的治理 根据察尔森水库周边地区水土流失的原因和现状，对察尔森水库库区进行水土流失 的治理，根据其水土流失的严重程度和不同的特性，分为坝上治理区、坝下治理区、影 响治理区，并且在库区内铺设灌溉系统，巩固水土流失的治理成果。 ( 3 ) 对察尔森库医进行生态恢复 根据察尔森的自然条件和生态破坏及当前的生态情况，确定了水库库区生态系统重 建的方向，提出了植被恢复的方法和植被修复的具体措施以及具体植被种类的选择，并 且研究了植被恢复中应注意的问题。 ( 4 ) 对察尔森水库进行环境治理 根据察尔森水库环境治理的总体需要，规划了察尔森水库内的交通网络，规划了具 体景观点的详细分布，设计了一些景观点的内容和结构。 ( 5 ) 对察尔森水库旅游业的发展提出了构想 在国内大力发展水库旅游业和兴安盟旅游业迅猛发展的背景下，分析和确立了察尔 森水库发展水库旅游业的可能性和必要性，明确了察尔森水库在兴安盟整体旅游业发展 中的位置以及它和其他旅游中心区域的关系，并且提出了察尔森水库旅游业的开发方向 和侧重点。 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 2 察尔森水利枢纽环境管理规划的综述 2 1 察尔森水利枢纽的概况 察尔森水利枢纽位于嫩江支流洮儿河中游，坝址在内蒙古自治区兴安盟科尔沁右 翼前旗察尔森镇北1 7 k m 处( 见图2 1 察尔森地理位置图) ，坝址以上流域面积为 7 7 0 0 k m 2 ，水库总库容1 2 5 3 亿m 3 ，水库修建于1 9 7 3 年，坝身为粘实心坝( 见图2 2察尔森水利枢纽地形图) ，是以防洪、灌溉为主，结合发电、养鱼等综合利用为内 容的大型水利枢纽工程，该工程对根治水库下游洮儿河沿岸的水旱灾害起着重要的作 用。 圈2 一l察尔森地理位置图 大连理工大学硕士学位论文 2 ，1 1 自然条件 察尔森地处松嫩平原的西部，大兴安岭东麓，该地区冬季严寒漫长，夏季酷热短 促，年平均气温1 4 2 9 0 c ，最低气温- - 3 8 6 。c ，最高气温4 2 7 。c ，初霜期在l o 月上 旬，终霜期在4 月下旬。多年平均降雨量仅为4 0 0 - , - 4 5 0 m m ，濒临生态降雨量的警戒 线，而年降雨量的约8 5 发生在扣8 月份，因此干旱和洪水交替发生，不利于生态环境 的恢复和建设。 图2 2 察尔森水利枢纽地形图 21 2 工程性环境问题 察尔森枢纽工程建设前，经过长期的自然演化，该地区有良好的森林草原与灌木 草原植被，水土流失轻微。自1 9 7 3 年施工开始起，由于工程建设中土、砂、石料开 挖，建设占地和建设民工的人为活动，使该地区的原生地貌和森林植被受到极大的破 坏，生态环境日益恶化，水土流失不断加剧。在水库建设期间，从1 9 7 3 年开工到1 9 7 5 年，共有民工2 万余人参加水库建设。当时民工的居住、取暖、做饭等等，全部靠就近 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 上山砍伐树木来解决。因此，3 年间将大坝下游右岸西侧和左岸北山一带的天然次生林 砍伐一空。施工中开挖的五个土石料场形成了6 3 3 3 h m z 的裸露剖面，造成陔地区水土 流失严重。水库建成以后，在正常水位时共有9 9 3 k m 长的库岸线受到水库波浪的冲 淘，造成岩体和土体的破坏，进而被冲入库内，造成库区淤积。 地理上，察尔森深居内陆，气候干燥、少雨、多风，生态条件恶劣，地表植被覆 盖率低。又加上，冬季与夏季的温差极大，植被破坏后，很难重新恢复。另外，在这样 恶劣的自然条件下，察尔森水库建成后，对于施工期间造成的植被破坏和工程痕迹，没 有及时采取积极的措旌加以修复，是水土流失现象持续发生的另一个因素。 2 1 3 生态环境现状 由于生态破坏带来的一系列的灾害，使人们认识到生态建设的重要性，察尔森水库 管理局在近几年也实施了一些生态建设的措施，例如：封山育林、禁伐禁牧、边坡防 护、灌溉系统的铺设、废弃料坑的植被恢复等等。因而，库区内部分地区的植被覆盖情 况已经得到了一定的改善。 图2 3 水土流失现状摄影目标位置图 大连理工大学硕士学位论文 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 边坡经过多年的治理情况已经大有好转，基本情况是有些地方已经被植被覆盖，但 是还有部分地方仍是裸露的土沙地，在有暴雨的情况下仍然会产生水土流失。图2 3 是 水土流失现状摄影目标的位置图。照片( 1 ) _ 卅0 分别示出了代表地点的地表现状。 但是察尔森自然条件恶劣，虽然经过2 0 多年的恢复建设，察尔森水库坝下工程断 面的水土保持和生态建设状况仍需要进一步的加强和改善。主要表现在：施工料场的 某些工程断面没有得到有效治理，土坡较大，土质松散，很不稳定；受到雨水冲刷后， 形成纵横交错的沟壑，更加剧了土壤侵蚀；局部地区的地表植被稀疏，覆盖率非常低 下，有些地方甚至寸草不生，尚没有形成表层根系结构，自然恢复的基础条件差，恢复 速度非常有限：植物品种单调，协调机制薄弱，几乎没有抵抗外来干扰的能力，遇到 干旱、风沙，采伐放牧等影响，很难得到恢复；另外，在生态景观上也显得荒芜潦倒， 延续性差，缺乏持久生机；地形地物杂乱无章，特色不突出，主题不鲜明，从而造成 利用困难，吸引力差的结果，与察尔森水库这一科尔沁草原上的唯一水域景点的旅游地 位极不相称。 大连理工大学硕士学位论文 2 2 察尔森水利枢纽环境管理规划的主要内容 根据察尔森水利枢纽的自身特点和情况，环境管理规划的主要内容有以下三个部 分。 22 1 对库区进行水土流失的控制和重建周边的生态系统 针对察尔森水库的前述环境条件和环境现状，在生态系统重建上，要充分重视当 地的自然条件和生态结构，采取人工干扰和自然恢复相结合的方法。首先，人工创造生 态环境恢复的初始条件和规模，依靠非自然实现生态系统的内部整合和稳定态的形成。 具体的人工措施如下： ( i ) 控制水土流失，进行植被恢复； ( 2 ) 引入先锋树种或草种，加强先锋树种在生态恢复中的作用； ( 3 ) 优化人工群落结构，增强生物多样性，使系统趋向稳定； ( 4 ) 创造供水条件，培育初始植被群落。 2 2 2 对库区进行环境建设 环境是人们工作和生活的基础，而一个好的环境可以提高人们的生活质量和工作 效率，同时察尔森水库的环境建设也为水库旅游业的发展提供了坚实的基础。 库区环境规划的主要内容为：以坝下料坑附近为中心，对水库的环境进行治理， 并为了发挥察尔森水库在地区经济和社会发展中的作用，适应日益增长的旅游业发展的 需要，进行规划理念的提炼和目标景观的设计。 主要修建的项目有：在上坝道左侧的一块空地上修建水利知识博物馆；在坝下电 厂的前面修建休闲区，既可以供电厂员工休息，也可以给来水库游玩的人们提供一个好 的去处；在坝下果园的边上，修建大棚生态园，使来此的游人们在不同的季节都能有新 鲜美昧的水果；充分利用坝下的料坑，现在料坑周围的植被茂盛、景观优美并且场地宽 阔，因此可以在左侧料坑周围修建一个休闲长廊，在右侧料坑的附近修建一个小型的游 乐场，并且在游乐场的旁边修建一个水库施工设备、工艺、材料展览场，使它与坝上的 水利知识博物馆相对应；在溢洪道下面的小水坑中修建简易的小鱼塘，供游人来此垂 钓：在紧靠坝下的人工湖上修建淡水水生鱼馆。这些景观的布置，具体见图5 - 2 察尔 森水库坝下景观布置细部图。 察尔森水利枢纽环境管理规划研究 察尔森水利枢纽环境的建设目标：通过对察尔森水利枢纽周围环境的建设和水土 流失区域的治理，可以减少各种自然灾害的发生，增加枢纽运行寿命，并且为在水库的 工作和在水库周围生活的人们提供一个良好的环境。通过对库区周边的植被恢复和水土 保持，基本上可以防止库区山洪和泥石流两种自然灾害的发生；并且通过库区景观的建 设和周边环境的绿化美化，可以促进察尔森水库旅游事业的发展，带动周边的经济。 2 3 促进察尔森水库旅游业的开发 在当今全国范围内的水边旅游、水库旅游资源开发的快速发展情况下，察尔森水 库更有其优势所在。首先，察尔森空气清新，周围没有工业污染，为到此旅游的人提供 了良好的环境。其次，察尔森的交通便利，它距乌兰浩特市只有3 0 公里的距离，通过 乌兰浩特的自阿铁路线是旅游者主要的交通选择，贯穿吉林、内蒙古腹地的“1 1 1 ”国 道经过门前，这样公路交通也十分方便，是自主驾车旅游的良好驿站和观光网点。第 三，察而森水库的鱼是优良的淡水鱼，价廉物美，不可错过，草原水域的水文化建设更 有特色。第四，察尔森的旅游开发的大环境很好，它位于乌兰浩特市与阿尔山市的必经 之路上，而阿尔山市和乌兰浩特市正是兴安盟的旅游中心，也是未来旅游开发的中心， 借着地利之便，察尔森完全可以趁势而起。 察尔森水库作为察尔森旅游开发的中心，其地位不言而喻。除了水库以外，还有 各种的自然景观、文化、古迹等等的旅游资源，如：察尔森国家森林公园、靶场、中村 事件纪念碑、王爷庙等等，可以统筹规划，共同开发，具有很好的开发潜力。 2 3 1 生态建设的效益 通过对察尔森水库的生态环境治理，使察尔森水库自身及其周边地区的社会、经 济、生态、环境朝着良性的方向发展，达到社会效益、经济效益和生态效益三者的和谐 统一。 生态效益是指生态建设对人类社会有益的全部效益，察尔森水库生态建设的生态 效益主要包括水