沅水流域梯级开发下游段环境影响评价

科研管理　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—２４６９．２０１５．０５．０１５　水利规划与设计　２０１５年第５期　沅水流域梯级开发下游段环境影响评价　殷国仕，刘华平，王勇泽　（湖南水利水电职业技术学院，湖南长沙４１０１３１）　摘要：水能资源不耗费水资源量，不会带来环境污染，得到了各国的大力推崇。我国地势条件独特，水能资源丰　富，为我国经济发展起到了推动作用，有利于经济的健康可持续发展。然而，水电工程带来巨大效益的同时，也　带来了较多的环境问题，制约了河流生态系统的健康发展。流域梯级开发的环境影响具有累积性和系统性，单个　工程的评价不能代替流域的环境影响评价。因此，需要在单个工程环境影响评价的基础上进行综合分析，对区域　环境质量有一个更为准确的分析，本文基于沅水流域下游段为例，进行了梯级开发环境影响评价模型的构建，并　进行了模型验证，结果与实际情况较为贴近。　关键词：环境影响评价；指标体系；综合评价模型；沅水流域　中图分类号：Ｘ３７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—２４６９（２０１５）０５—００４３．０４　１　流域概况　沅水是长江第三大支流，也是洞庭湖水系湘、　资、沅、澧四水中水量最大、水能资源蕴藏量最丰　专家咨询和最终确定三个阶段。　本文中评价指标体系的构建遵循了科学性、实　用性和独立性等原则，从整体触发并进行分解，最　终确定评价指标体系。　富的河流。沅水发源于贵州省都匀县的云雾山和麻　江县的平越山。沅水流域覆盖湘西、黔东、渝东与　鄂西部分地区，流域南北长而东西窄略呈自西南斜　向东北的矩形。总流域面积９００００ｋｉｎ　，其中：湖　３　评价模型　由于梯级开发的层次性和模糊性，正是基于这　种特点，本文以层次分析法和模糊理论为基础，构　南省占５７．３％，贵州省占３４．１％，重庆和湖北共　占８．６％。流域属东亚季风区，为亚热带季风气　候，流域内温湿多雨，四季分明，多年平均气温在　ｌ４．３ｑＣ一１７．２ｃ【＝之间，有自西向东递增的趋势，极　端最低气温在一６￣Ｃ以下（一月份），极端最高气温　为４２．５℃（八月份）。流域降雨受季风和地形影响，　一建了一个多级综合评价模型。其思路是现将整体进　行逐层分解，然后自下而上进行分析评价。本文将　沅水流域上、中、下三段，各段包含若干水电工　程，先对单项工程对环境因子的影响进行评价，然　后评价各段工程对该河段环境的影响，最后综合各　区域得到区域环境影响　，生态因环境因子化分具　体见图１。　３．１评价范围　般以南部和北部山区的降水量较多，中部偏西地　区降水量较少，多年平均降水量为１０９０～１５０６ｍｍ。　２环境影响评价指标体系　环境影响分析中，评价指标至关重要…。一个　沅水流域生态系统是一个复合的大系统，梯级　水电工程对流域环境的影响广泛而深刻，如果笼统　地以整个流域为研究对象，其评价结果缺乏一定的　科学合理的评价指标体系应该是自然环境和社会环　境各环境因子综合的系统，其构成决定了评价结果　的合理性和准确性。　准确性，不能真实地反映水电工程对某些小区域的　影响程度。沅水流域梯级开发分为３个小区域：上　游段：托ＶＩ水电站（大型）；中游段：洪江水电站　（中型）、安江水电站（中型）、铜湾水电站（中型）、　沅水流域梯级水电开发环境影响研究范围广，　影响因素多，建立一个具备科学性、技术性、综合　性及实用性的指标体系是一项复杂而又繁琐的工　作　。　。环境评价指标体系的建立一般要初步分析、　作者简介：殷国仕（１９６２年一），男，教授级高工。　湖南省水利厅课题：湘财农指［２００８］１９２号．２００８．１２　・４３・　２０１５年第５期　水利规划与设计　科研管理　清水塘水电站（中型）、大伏滩水电站（中型）、渔　潭水电站（中型）；下游段：五强溪水电站（大型）、　凌津滩水电站（大型）。　本研究以沅水流域梯级水电工程在湖南省境内　下游段的范围作为研究区域。　Ｉ　堡　堕里王　Ｊ　匝匦叵　圃　围　匝垦互　回　面　丽再　图１生态环境因子　３．２水平年选择　由于各段水电工程建成和投产的时间不同，流　域梯级水电开发造成的环境影响具有动态性和可变　蚕　性。因此提及水电开发环境影响评价需要选取一个　基准年来进行，本次研究选取了电站全部投产的　２０２０年作为评价基准年。　３．３评价模型　３．３．１　各个水电工程对环境因子影响隶属度和权　值计算　（１）隶属度分析　单个工程环境影响质量的确定取决于各环境因　子对环境质量等级的隶属度，隶属度的确定思路是　将收集到基本数据进行标准化处理，通过特尔斐法　来进行处理　。本次研究通过专家咨询和打分的方　法初步确定各环境因子的隶属度。　Ｉ　－　１２　…　ｍ　Ｉ　２ｊ　‘■Ｉ　㈩　指标对评语级的隶属程度比　一茎　．　　．：’　，２，，ｏ　ｏｍ　ｏ　ｒ　为各　４沅水流域下游段环境影响评价　。　（２）各指标权值计算　各因子对上级环境质量的影响程度不同，必须　赋予一定的权值　。。　的确定采用改进的层次分　析法来确定。　３．３．２各层次模糊综合评价　流域梯级水电开发环境影响是多层次多因素的　・４４・　评价模型，需要逐层进行计算　。　（１）评价指标对环境因子的影响　多级模糊综合评价模型采用求积再求和的　方法，其信息损失量少，具有较高的评价　精度。　Ｅ　：∑Ｒ。×　（２）　式中：Ｅ　——指标体系中Ｄ级评价指标对相应　ｃ级生态环境因素的影响程度；　尺　——单个评价指标对不同评价等级的　隶属度；　——环境因子权重；　ｎ——环境因子总数。　（２）环境因素对工程区域的环境影响　根据上步可以得到个环境因素对各工程的环境　影响，在此基础上，对各河段的环境质量进行分析　评价，构建二级评价矩阵，则对第Ｐ工程有：　Ｅ　＝∑Ｅｉ×　（３）　式中：Ｅ。——Ｐ工程环境影响综合评价集；　Ｅ　——各个环境因素对不同评价等级的　隶属度；　环境因素权重；　ｍ——环境因子总数。　（３）环境影响综合评价　根据第二步的计算得到的是各工程的环境影响　评价结果，然后根据各河段不同工程的环境质量状　况，对其进行加权计算，得到河段的环境质量值，　三级评价模型为：　ｆ　Ｅ＝∑Ｅ　×　（４）　式中：Ｅ——区域环境影响综合评价；　Ｅ　——各工程对不同评价等级的隶　缸程　…　…一…一……一…一　根据上节中构建的多级环境评价模型，以沅水　流域下游段为例进行了模型验证，从底层到高层进　行了评价。　４．１三级评价单元　４．１．１　确定综合权重　根据改进的层次分析法，咨询专家意见进行评　、　科研管理　水利规划与设计　２０１５年第５期　判矩阵的构建。水文泥沙子系统判断矩阵见表１：　进行了标准化处理，得出了工程前后的环境质量标　表１水文泥沙系统评判矩阵　准值，见表２。　ｃ１水文泥沙　Ｄ１　Ｄ２　Ｄ３　特征向量　特征值　ＣＩ　ＣＲ　表２水文泥沙环境质量指标及权重　Ｄ１　１　６／４　７／３　０．４７８　Ｃ层　Ｄ层　编号　综合权重　ｅ　Ｄ２　４／６　１　６／４　Ｏ．３１５　３　０　Ｏ　流量　Ｄ１　０．４７８　Ｏ．６　Ｄ３　３／７　４／６　１　０．２０７　水文泥沙　输沙量　Ｄ２　Ｏ．３ｌ５　０．８　泥沙颗粒级配　Ｄ３　０．２０７　０．７　将评判矩阵录人ｍａｔｌａｂ，得出矩阵的最大特征　值及其特征向量，即权重ｗｌ，见表１。从表中的ｃＩ　同理，可以得出各个评判因子的生态环境　和ＣＲ值可以看出，水文泥沙矩阵具有较好的一致　质量指标值和各生态环境子系统的环境指　性。其他环境系统评判矩阵的构建同上。　标值。　４．１．２　确定子系统的隶属度向量　通过对各子系统的权重和因子指标值进行期望　根据沅水流域下游段环境资料，对各因子数据　值分析，得出各个子系统的期望值，见表３。　表３各个子系统期望值　环境因子　水文　泥沙　环境　地质　水质　土壤　植被　陆生　生物　水生　生物　局地　气候　社会　经济　人群　健康　文物　景观　环境指标　０．６８４　０．４７８　０．４８８　０．５３９　０．４２１　０．５８０　０．５０７　０．５３６　０．５３８　０．５４０　４．２二级评判系统　，　３，　，ｖ５）＝（０，０．３，０．５，０．７，１．０）。　４．２．１　评价权重、系统期望值确定　（１）确定权重　本文划分了５个评判等级（各层次评判等级相　同样，根据专家打分确定权重。两个水电　同）：极不利影响、不利影响、一般影响、较有利　工程环境子系统评判矩阵、可靠度矩阵见表４　影响、有利影响）。评判等级的标准向量为。Ｖ＝（ｖｌ，　和表５。　表４五强溪水电站自然环境系统评判矩阵及特征向量　环境系统　水文　环境　水质　土壤　陆生　水生　局地　社会　人群　文物　泥沙　地质　植被　生物　生物　气候　经济　健康　景观　水文泥沙　ｌ　６／４　１　５．５／４．５　５．５／４．５　４．５／５．５　１　６．５／３．５　６．５／３．５　１　环境地质　４／６　１　４．５／５．５　３．５／６．５　１　４／６　４，６　１　ｌ　３．５／６．５　水质　１　５．５／４．５　１　３．５／６．５　６．５／３．５　ｌ　１　７．５／２．５　５．５／４．５　ｌ　土壤植被　４．５／５．５　６．５／３．５　６．５／３．５　ｌ　ｌ　４．５／５．５　４．５／５．５　５．５／４．５　１　４．５／５．５　陆生生物　４．５／５．５　１　３．５／６．５　１　１　３．５／６．５　４．５／５．５　６．５／３．５　５．５／４．５　４．５／５．５　水生生物　５．５／４．５　６／４　ｌ　５．５／４．５　６．５／３．５　１　１　６．５／３．５　５．５／４．５　１　局地气候　１　６／４　１　５．５／４．５　５．５／４．５　１　１　１　１　４．５／５．５　社会经济　３．５／６．５　ｌ　２．５／７．５　４．５／５．５　３．５／６．５　３．５／６．５　ｌ　ｌ　４．５／５．５　３．５／６．５　人群健康　３．５／６．５　ｌ　４．５／５．５　ｌ　４．５／５．５　４．５／５．５　１　５．５／４．５　１　４．５／５．５　文物景观　ｌ　６．５／３．５　１　５．５／４．５　５．５／４．５　１　５．５／４．５　６．５／３．５　５．５／４．５　ｌ　・４５・　２０１５年第５期　水利规划与设计　科研管理　表５凌津滩水电站自然环境系统评判矩阵及特征向量　环境系统　水文　环境　水质　土壤　陆生　水生　局地　社会　人群　文物　泥沙　地质　植被　生物　生物　气候　经济　健康　景观　水文泥沙　ｌ　６／４　１　６．５／３．５　６．５／３．５　１　５／５　７．５／２．５　６．５／３．５　１　环境地质　４／６　１　４／６　３．５／６．５　１　４／６　４／６　１　１　３．５／６．５　水质　５／５　６／４　ｌ　ｌ　６．５／３．５　１　ｌ　７．５／２．５　５．５／４．５　１　土壤植被　３．５／６．５　６．５／３．５　ｌ　ｌ　６．５／３．５　３．５／６．５　ｌ　５．５／４．５　１　４．５／５．５　陆生生物　６．５／３．５　１　３．５／６．５　３．５／６．５　１　３．５／６．５　５．５／４．５　５．５／４．５　５．５／４．５　４．５／５．５　水生生物　１　６／４　ｌ　６．５／３．５　６．５／３．５　１　６．５／３．５　６．５／３．５　７．５／２．５　１　局地气候　１　６／４　１　ｌ　４．５／５．５　３．５／６．５　１　１　ｌ　４．５／５．５　社会经济　２．５／７．５　１　２．５／７．５　４．５／５．５　４．５／５．５　３．５／６．５　１　１　４．５／５．５　３．５／６．５　人群健康　３．５／６．５　１　４．５／５．５　１　４．５／５．５　２．５／７．５　１　５．５／４．５　ｌ　４．５／５．５　１　文物景观　ｌ　６．５／３．５　１　５．５／４．５　５．５／４．５　１　５．５／４．５　６．５／３．５　５．５／４．５　把２个表中的数据输入程序，即可求出自然环　（２）确定环境子系统期望值　境系统影响因子的综合权重，２个电站的权重系数　将前一单元计算出来的生态环境影响期望值、　见表６。　上一步计算出来的综合权重ｗ（表６）以及评判等级　表６各子系统的期望值　Ｖ输入程序，计算出自然环境系统隶属于各等级影　权重系数　响的隶属度向量，五强溪的隶属度为Ｏ．５４，凌津　环境系统　五强溪　凌津滩　滩为０．５６。　水文泥沙　０．１３Ｏ　０．１６８　４．２．２　环境因子、各工程及各区域权重确定　环境地质　０．Ｏ５３　０．０４８　（１）利用层次分析法将前面建立的环境影响因　水质　０．１３Ｏ　０．１３７　素、水电工程做两两比较，在综合多个专家的意见　土壤植被　０．０９９　０．０９０　后，列出了各因素、各工程和各区域的判断矩阵，　陆生生物　０．０７８　０．０８４　见表７。　水生生物　Ｏ．１４４　０．１８５　表７下游两个水电工程判断矩阵　局地气候　Ｏ．１ｌ２　０．０７３　区域　五强溪　凌津滩　社会经济　０．０４４　０．０３９　五强溪　１　４．５／５．５　人群健康　０．０７３　０．０５３　凌津滩　５．５／４．５　１　文物景观　０．１３７　０．１２３　（２）一致性检验　判断矩阵构造元成后，需要对兵进仃一致性　通过计算得出下游２个水电站判断矩阵的最大　检验。　特征值为２，根据式ＣＩ：　和查表得出的ＲＩ　五强溪：Ａｍ日　＝１ｏ．２１　ｃ，＝　＝ｏ．０２３　—ｌ　值，可以计算出每个矩阵的一致性比率ＣＲ值（ＣＲ　ＣＲ＝丽ＣＩ＝０＝．０５２　ＣＩ／ＲＩ），为０，均小于０．１０，各矩阵均具有完全　一致性。　凌津滩：Ａ…：１０．４４　ＣＩ：　：０．０５ｏ　ｎ—ｌ　（３）各指标权重的确定　ＣＲ＝丽ＣＩ：Ｏ下游２个水电工程判断矩阵归一化的特征向　．０８９　量，ｂ＝（０．４，０．６）。　２个电站的ＣＲ均小于０．１，因而认为该评判　４．３　区域环境影响评价　矩阵具有满意的一致性。　将上节中计算出的下游五强溪（下转第８２页）　２０１５年第５期　水利规划与设计　科研管理　执行分区段、分层次栽种。　现生态式样，水清景美，以修复措施为主；路桥可　视段突出景观效果，以绿化植物坡为主；汇流及入　海口湿地段实现净化水质功能，以水生植物为主。　６结论和建议　６．１改变观念、合理利用资金　只有分类施治才能既实现控制投资又发挥河道的功　能性，不能千篇一律。　６．４树立荣辱观念，治理脏、乱、臭　在资金有限的情况下，我们应推进河流整体达　标工程的建设，设定“流域规划，全面达标，分年　实施，逐条销号”的治理目标。争取每年对一条重　点河流进行集中治理，修一条固一条，固一条美一　条。确保无复修率。　６．２　扩大河道行洪能力　维护环境靠大家，从根本上树立荣辱观念，各　家自扫门前雪的时代过去了。督促各街道通过开展　立警示牌、广播宣传、贴标语、开宣传会、发宣传　单、普法等多方式、多渠道、长时间的大力宣传，　使之成为一种新农村的建设性文化，让老百姓意识　到环境建设人人有责，从而达到从源头上阻断各种　对河道污染和破坏现象的目的。　近几年，金州新区高速发展，昼夜间楼房林　立。随之而来的河道被压缩，水面被缩宰。为了抵　御这些人为灾害，我们的做法是加高培厚堤防，修　筑混凝土河床和浆砌块石岸墙，采用硬质铺装等。　然而，被渠道化了的河道负面影响是明显的。建议　采取“裁弯取直”的办法疏浚河道，以增加河道的　行洪能力。引进国外的先进技术如植物造景墙、生　态装饰墙等，在立面空间狭窄的情况下改善河道的　相信经过不断的努力，金州新区生态河道建设　定能成为区域建设的领头军，为金州新区成为国家　级新区奠定坚实的基础。　参考文献　［１］孟丽．城市水系对建设生态园林城市作用的探讨［Ｊ］．水利规划　与设计，２０１４（０１）．　生物多样性特征，提高河道的自净功能。　６．３因地制宜。分类施治　河道建设应因地制宜，从水生态系统的客观要　求出发，确定分类施治主要措施，河道的水源涵养　段，侧重河流生态，以植物措施为主；村镇段要体　［２］郭晓玮．科学的植物配置是塑造中小河流生态景观的重要途径　［Ｊ］．水利建设与管理，２０１２（０９）．　［３］徐如海，石渑尘，苏蕾，于世杰．浅议河道生态修复的理念和措　施［Ａ］．辽宁水利学会２０１１年学术年会论文集［ｃ］，２０１１（１１）．　（上接第４６页）和凌津滩水电站的隶属度和权重代　人程序，计算出下游区域环境特征值，其值为　０．５５２。根据五个评判等级（各层次评判等级相　生较不利影响。沅水梯级水电开发改变了原有的径流　形态，对河道生态环境的发展带来了一系列的影响，　今后还要密切关注环境的变化，并进行动态评价。　参考文献　［１］水电与可持续发展北京宣言［Ｎ］．人民日报，２００４—１１—５０．　［２］张博庭．我国的水电开发与环境保护［Ｊ］．水电及中国农村电气　化，２００７（０６）：２Ｏ－２２．　同）：极不利影响、不利影响、一般影响、较有利　影响、有利影响）。评判等级的标准向量为　：　（　１，　２，　３，　，ｖ５）＝（０，０．３，０．５，０．７，　１．０）。可以看出沅水下游区域环境评价综合值位于　Ｖ３和Ｖ４之间，属于一般影响，工程对区域造成的　环境影响较小。　［３］２００７－－２０１０年中国水电行业发展趋势决策咨询及行业竞争力分　析投资预测研究报告，ｈｔｌｐ：／／一．ｈｄｅｎｉｒ．ｅｏｌｎ／ａｒｔｉｅ｜ｅ／ｙｊｂｌ１／　Ｏ１／１６３７８．ｈｔｍ１．２００７－１２－２６　５　小结　梯级水电开发环境影响评价是累积性、综合性　的评价，多级模糊综合评价模型最上层的评价值为　［４］崔民选主编．２００７中国能源发展报告［Ｍ］．北京：中国社会科　学院社会科学文献出版社，２００７．　［５］李朝霞，牛文娟．水电梯级开发对生态环境影响评价模型与应　用［Ｊ］．水利发电学报，２００９，２８（Ｏ２）：３５—４０．　［６］王威，葛再立．我国环境影响评价的现状与发展［Ｊ］．黑龙江科　技信息，２００７（Ｏ７），１３０・１３０．　综合评价值，反应区域水电开发的综合环境影响，　根据其评价值确定最终的环境质量值及环境质量　等级。　［７］徐中民，张志强．可持续发展定量研究的几种新方法评价［Ｊ］．　中国人口・资源与环境，２０００，１０（０２）：６０—６４．　［８］王晓蕾，周勤．关于珠江流域水环境与生态安全问题的探讨　［Ｊ］．水利规划与设计，２００５，４（０２）：２３　２９．　本次评价发现沅水下游段的五强溪水电站和凌　津滩水电站造成的环境影响总体为一般，对水文泥　沙和社会经济产生较有利影响，对水质、水生生物产　．８２・