标题：水电开发
概况
水能资源潜在蕴藏量的基本公式如下： 式中N为计算河段的出力,以千瓦计;Q1和Q2分别为计算河段首末两断面上的流量值，以米3/秒计；H为计算河段的毛水头,以米计。公式中的流量可采用Q95、Q50及Q平均等各种流量分别计算，得出各该流量下相应的水能资源蕴藏量。 　　根据世界能源会议统计，全世界的理论水能资源为44.28万亿千瓦时/年,相当于平均出力50.5亿千瓦，可能开发的水能资源为9.8万亿千瓦时/年,可能总装机容量22.6亿千瓦，其中发达国家约占30%多，发展中国家约占60%多。 　　1984年统计，全世界已开发水电装机容量5.67亿千瓦，年发电量2.04万亿千瓦时，开发利用程度达20.8%。水电装机占总装机的23.5%，水电发电量占总发电量的21.2%。由于水电资源的开发，全世界每年节约标准煤约6亿吨以上。各国水电开发程度不同，包括中国在内的10个电力大国的水电开发程度情况如表所示。 
水电开发
原则
水电开发是一项系统工程，涉及工业与农业，长远与近期，平时与战时，防洪、发电、灌溉与航运,水电与火电，发电与用电等多方面的关系,应按照全面规划、统筹兼顾、综合平衡的原则，采用多目标决策方法处理。例如，在流域规划中，应根据综合利用原则和水文、地理、地质、气象、社会经济发展水平等多种因素，选定梯级开发的优化方案。据此选定各级水利枢纽的坝址、决定各级的坝高，以期获得较高综合效益。
方式
河流的落差沿河分布，流量也随时间地点而变化。为了经济、有效地利用水能，往往需要在适当地点,人为地集中落差并调节流量,取得有较好经济效益的水电资源。因此，水电开发方式一般按集中落差的方式和流量调节的程度分类。按集中落差的方式可分为堤坝式水电站、引水式水电站、混合式水电站；按流量调节程度可分为径流式水电站（即无调节水电站）、日调节水电站、周调节水电站、年（或季）调节水电站、多年调节水电站，以及抽水蓄能电站、潮汐电站。此外，还有海洋能电站等。各类水电站按其调节性能及其在电力系统中的地位和作用,可承担系统中的峰荷、基荷(见系统综合负荷曲线),或作抽水蓄能。鉴于水电受季节和年分（丰水年与枯水年）影响较大，它必须与火电开发相互配合。在水电为主国家，为了调峰，往往需建设足够数量的抽水蓄能电站。
环境问题
20世纪中叶以后，水电开发的规模和影响不断扩大。大坝越建越高，水库越来越大，随之而来的水库土地淹没和移民也越来越多，水电开发对环境的影响也越来越引起人们的关注。例如，哥伦比亚的安芝加亚水库和中国三门峡水库都发生严重的泥沙淤积,前者经12年将水库淤满，后者经多次治理,耗费大量人力、物力。此外，影响大的还有埃及阿斯旺水坝，建成后附近土地渐趋贫瘠，出现沙漠化趋势。巴西则因环境问题，已将原拟在亚马孙河上建设的25座水坝全部搁置起来。因此，在选择水电开发方案时，必须评价其对环境的各种影响，以趋利避害，实现水电开发和环境保护协调发展。 
从大系统的观点来观察水电资源的开发对环境的影响，就会发现在自然界和社会构成的大系统中，存在着几个相互联系、相互制约的子系统：如自然资源（包括水电资源）系统、生态环境系统、社会经济系统和人类社会。环境评价就是为了正确地预测和评价建设水电站对环境所造成的影响，从而趋利避害。例如，大型水库淹没大面积森林，大型水利设施占用大量耕地以及库区大量移民的安置失当都会造成环境的恶性循环。 　　美国是世界上最先将环境影响评价制度定为法律的国家。1969年美国制定的国家环境政策法案(NEPA)是要求在水资源规划中考虑环境目标的第一个法令。1970年颁布的防洪法案充实和发展了环境法案的内容。同一时期，瑞典也制定了以环境影响评价制度为中心的国家环境保护法。之后一些发达国家，如法国、澳大利亚也先后以法律形式建立了各自的环境影响评价制度。发展中国家(如菲律宾、印度、印尼、泰国等)则从70年代以后开始建立这方面的制度。 中国于1979年9月颁布的《中华人民共和国环境保护法（试行）》是中国第一部环境立法,其中涉及了水电开发的环境问题。1986年3月，国务院环境保护委员会、国家计划委员会、国家经济委员会联合颁发《建设项目环境保护管理办法》，进一步明确了凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行环境影响报告等的审批制度。据此，原水利电力部制定并颁发了《水利水电工程环境影响评价技术规程》，相应地还规定了环境影响评价的审批制度及对从事环境影响评价单位实行资格审查的制度。环境影响评价类型一般分为回顾评价、现状评价和预测评价3种。 
①回顾评价：对已经建成的工程产生的环境影响进行评价，以便了解工程兴建后实际影响环境的范围和环境变化的具体情况，并针对实际出现的不利影响，提出改善措施。回顾评价对于总结经验、发展环境水利水电开发科学、提高环境影响评价技术，为新建工程的环境影响评价提供科学依据有不可替代的作用。 
②现状评价：对正在施工而没有做预测评价的工程补作评价，或对已动工兴建工程的现状进行环境影响评价，以便了解工程当前的环境影响状况，针对不利影响提出改善措施，保证和提高环境质量。 
③预测评价：对拟建工程可能对环境的影响作出预测和评估，针对不利影响提出减免或改善措施，为决策部门提供科学的决策信息(如中国三峡工程的多次论证)。环境影响识别一般包括以下几点： 
①工程建设对环境影响的范围：应视工程特性、规模和所在地理位置而定。水电开发对环境影响的范围大致包括：水库上游、库区及库周，下游河段及河口。对于一些特大型水电工程，还应考虑对全流域和相邻流域的影响。 
②环境影响评价中的环境总体层次结构：为了进行环境影响评价,一般将环境总体分为:环境种类、环境组成、环境因子、环境指数四个层次。其中环境因子是整个环境影响评价的基本单元，也是综合评价的基础。在筛选环境因子时既要注意选择能反映主要的影响方面和代表环境质量的综合因子（这种因子还需易于监测和度量），又要力求少而精，以减少评价的工作量。由选出的同类环境因子群构成环境组成，由同类环境组成群构成环境种类，从而构成环境影响评价的环境总体结构层次。 
环境种类又称环境子系统。其划分各国不尽一致,有时甚至和环境组成类同。例如，美国工程师学会划分为：土地与生产力，建筑物和考古或历史遗址，野生动物栖息地，美学质量，天然河道的损坏与淹没，水库本身的环境影响，蓄水造成的水质变化，水坝作为一个障碍物的影响，溢洪道的影响，对下游的影响，对地下水回灌的影响，周期性淹没或岸线波动等12个环境子系统；美国垦务局则划分为：生态学,环境污染，美学,人们关心的事务等4个环境种类;泰国则划分为：生态的,物理-化学的,人们关心的问题等3个环境种类；国际大坝委员会环境委员会则划分为：水，植物和动物群落，气候，经济和社会等4个环境种类。中国一般习用自然环境和社会环境两个环境种类。即使在中国，各工程环境影响评价的环境总体结构层次亦不尽相同，因工程而异，具体工程具体处理。 
在环境因子识别的研究中，有的环境影响可以定量研究其环境指数变化值，有的还难于定量化。 
评价环境影响时还应注意，工程与环境是互为影响的，工程既可影响环境，而在实施之后又是环境的组成部分。在评价水电开发对环境的影响时，既要研究工程兴建后引起环境的改变，同时又要研究环境对工程规划、设计、施工、管理的要求与反作用，使工程与环境相协调。水利工程建设水利工程后评价始于1993年，几年来先后进行了丹江口水利枢纽、高州水库、韶山灌区、潘家口水利枢纽、陈垓灌区等十几个工程项目的后评价，部分项目后评价包含有环境影响后评价的内容。为了编制水利水电工程环境影响评价规范，曾开展了盘锦灌区、三门峡水利枢纽等工程的环境影响专题回顾评价。水利工程环境影响后评价开展的时间不长，进行后评价的项目不多，环境影响后评价的理论支持和依据的规程规范比较缺乏。为了更好地开展环境影响后评价，需要对环境影响后评价的概念、作用、方法和内容等进行研究。
2 环境影响后评价的涵义
水利工程环境影响后评价是指建设项目建成并运行一段时间后,通过对实际发生的环境影响进行调查研究，和环境影响预测评价成果进行对比，复核项目对环境影响实际发生情况和预测评价成果的差异，以检验环境影响预测成果和环保设计的合理性,并对工程建成后的环境质量进行评价。简言之环境影响后评价就是评价项目对环境质量、自然资源利用和生态平衡实际产生的影响。
3 环境影响后评价的目的和作用
3.1 对环境影响预测和环保设计成果进行验证
环境影响评价和环保设计成果是在工程建设前,在调查研究、分析预测的基础上提出的。预测方法是否合理,参数选用是否恰当,结论是否正确,需要工程运行实践进行检验。通过环境影响后评价,将实际发生的环境影响与环境影响预测评价成果相对照,可以验证评价方法的合理性和评价结论的正确性。
3.2 为进一步加强工程环境管理提供科学依据
工程项目建成并运行一段时间后,工程项目引起的环境影响逐渐表现出来,环境影响后评价可以通过调查工程建设后环境变化情况,分析环境变化趋势,找出项目实际存在的有利影响和不利影响因素,提出进一步发挥工程的有利影响和减小不利影响的措施,为进一步加强工程环境管理提供科学依据。黄河三门峡水利枢纽工程环境影响回顾评价,系统总结了工程建成三十多年的环境变化,分析研究了环境演变趋势,提出了主要影响因素,提出了控制污染、保护水源、消灭鼠害以及切实解决好移民遗留问题等的对策措施,并提出了进一步加强科学研究和环境管理的建议。
3.3 为其它项目环境影响评价和环保设计提供借鉴
水利工程一般规模大,影响范围广,影响因子多,环境影响预测评价比较困难。水利工程的环境影响评价在我国起步较晚,八十年代中期才相继开展,至今只有十几年的历史,环境影响评价的理论和方法还很不完善,环境影响预测评价有的还难以定量。通过环境影响后评价,可以探索环境影响评价的理论和方法,使预测方法更为合理，评价结果更加符合实际。环境影响后评价成果,还可为同类项目的环境影响评价和环保设计提供借鉴,如三门峡水利枢纽工程环境影响回顾评价成果为黄河小浪底水利枢纽工程的环境影响评价提供了技术支持,三门峡水温预测模型和参数,运用于小浪底水库水温预测,取得了较好效果。
3.4 检查工程项目环保设施“三同时”制度执行情况
《环境保护法》和《建设项目环境保护管理条例》规定,建设项目需要配套建设的环境保护设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。环保设施竣工验收,应当与主体工程竣工验收同时进行。环境保护设施竣工验收是环境影响后评价的一种形式，通过竣工验收可以有效地检查建设单位是否按环境影响报告书(表)的要求建设环境保护设施;检查施工期间环境保护工作完成情况，一些受到破坏的环境是否已经恢复，检查施工期间环境监测的开展情况;检查环境管理机构设置和运行情况。隔河岩水利枢纽工程等通过环保竣工验收，对工程建设的环保工作进行全面总结,对项目“三同时”执行情况进行了全面的回顾和评价。
3.5 检查环境监测设施的运行情况,为环境监测断面和监测项目的调整和优化提供依据
工程项目的环境监测站网设计中,环境监测断面和监测项目是根据原有的环境条件在预测评价的基础上进行设置的,与工程运行后的环境状况可能存在差异，工程投入生产运行后,自然环境条件和社会环境条件也在发生变化,需要根据新的环境状况对原来的环境监测站网设计进行检验。环境影响后评价过程中,对工程投入生产运行后的环境状况进行系统的调查研究,对污染源的数量和分布情况进行全面的了解,对监测数据进行系统分析,在此基础上,对环境监测断面和监测项目进行合理的调整和优化。
4 环境影响后评价的方法和步骤
4.1 环境影响后评价的方法
环境影响后评价的基本方法是有无对比法，即项目建成后实际产生的环境影响和环境质量状况，与项目建设前环境本底状况和项目决策过程中环境评价预测成果相比较，通过综合分析，对工程建成后的环境质量进行评价，确定项目实际存在的有利影响和不利影响因素，提出进一步发挥工程的有利影响和减小不利影响的措施。
4.2 环境影响后评价的步骤
4.2.1 调查收集资料
环境影响后评价需要收集以下五个主要方面的资料。
⑴环境影响评价成果。水利工程可行性研究阶段环境影响评价成果资料是开展水利工程环境影响后评价的基础,工程建设前的环境背景,是环境影响后评价分析工程运行后产生环境影响和环境变化趋势的前提。各环境要素的预测成果也是后评价复核的主要内容。在环境影响后评价时应收集环境影响报告书及环保部门的审批意见，包括环境监测资料、各环境要素(水质、水温、气象、土壤、陆生生物、水生生物、人群健康等)的影响预测成果和拟采取的减免不利影响的环境保护措施等资料。
⑵环境保护设计成果。环境保护措施设计和环境监测站网设计成果是环境保护设施实施的重要技术文件,是检查环境保护设施“三同时”制度执行情况的依据,也是后评价需要验证的重要内容。后评价时应收集初步设计阶段的环境保护设计成果和审查意见。
⑶施工期间环境保护措施实施的有关资料。施工活动对周围环境产生不利影响，如排放废污水、排放废气、产生噪声、破坏植被等，后评价时应收集施工期间环境保护工作开展情况,施工期间环境监测资料，特别是施工临时占地的植被恢复和复垦情况。
⑷环境保护设施竣工验收资料。环境保护设施竣工验收是水利工程竣工验收不可缺少的内容，也是水利工程环境管理工作的新内容。环保设施竣工验收申请报告的内容一般包括前期环保工作及审批情况、应建的环保设施及运行情况、应采取的环保措施及完成情况、环保档案、环保人员和制度,以及环境监测报告等。后评价时应收集经批准的环境保护设施竣工验收报告以及有关资料，作为环境影响后评价的重要基础资料
⑸环境监测资料。环境监测数据是环境质量状况最直接的反映,也是分析评价环境演变趋势的重要手段;环境监测数据的完整和准确与否,也是后评价成果是否合理正确的关键。后评价时应收集各监测站(点)历年来的监测资料,包括气象要素、水质、水温、陆生生物、水生生物等。
4.2.2 编制环境影响后评价工作大纲
通过对收集资料的分析，根据项目特性和环境影响程度，确定后评价的环境因子，制定环境因子评价的技术路线，在此基础上编写环境影响后评价工作大纲。
4.2.3 环境影响后评价的实施
根据工作大纲，分因子对工程的环境影响进行评价，在单因子评价的基础上对工程项目的环境影响进行综合评价，提出工程环境影响的结论和趋利避害的措施。
4.2.4 编写环境影响后评价报告
环境影响后评价报告包括工程概况、工程建设前环境状况、工程环境影响后评价、综合评价及结论等几方面的内容。
5 环境影响后评价的主要内容
5.1 对局地气候影响
水利工程建设使水体面积、体积、形状等改变,水陆之间水热条件、空气动力特征发生变化,工程建设对水体上空及周边陆地气温、湿度、风、降水、雾等产生影响。环境影响后评价主要是复核工程兴建后气温、降水、风速、湿度和雾的实际变化,并与环境影响评价预测成果相对照,在此基础上预测气候的变化趋势,并提出对策措施。
气温影响主要复核工程影响区年平均气温,最低月平均气温、最高月平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温的变化。
降水影响主要复核工程影响区年降水量和各季(月)降水量的变化。
风速影响主要复核工程兴建后水体上风岸与下风岸年、月平均风速以及瞬时最大风速的变化。湿度和雾主要复核工程影响区年月湿度和雾日数量的变化。
局地气候影响后评价主要采用统计对比法,将收集的水利工程建设前后气象要素监测资料进行比较,对比分析建库前后工程影响区气候因子的变化趋势,并与邻近地区工程建设前后参证站的气象因子统计值进行比较,确定工程兴建对局地气候的影响范围和气象因子的变化趋势。
5.2 对水温影响
水体的热量传输机理是经过水和大气的接触面输送,通过水体流动传递热量。天然河道水流湍急,水体表面吸收的热量通过水体紊动迅速传向整个过流断面,故天然河道水温呈混合型,水温变化滞后于气温,呈周期性变化。水库蓄水后,水深增大,水体交换速度减缓,从而改变了水气交界面的热交换和水体内部的热传导过程。典型的水库水温效应表现为水体的垂直方向上的热分层现象。 
水温影响后评价复核内容是:①统计建库后实测的库内不同区域各月水温的垂直分布、横向分布、纵向分布以及水库各月下泄水温、下泄水温的沿程变化资料，调查下泄水温对水生生物和农作物生长的影响;②将水温结构分层和下泄水温观测值与预测值进行比较,对环评时采用的经验公式和预测模型的适用性作出评价。
5.3 水质影响
筑坝建库,库区水面扩大,水深增加,河水流速变缓,使污染物的扩散能力减弱,库区水域污染物的浓度、分布都将发生变化。水库拦蓄营养物质氮、磷、钾,促进藻类生长,可能导致富营养化。灌区开发也会对水质带来不利影响。
水质影响后评价,对水库工程应复核水库蓄水后污染来源、分布,水库水质变化,水库富营养化趋势,库底淤积物污染物质的富集情况,出库水质和下游河段水质变化;对灌区开发项目,应复核灌溉对地下水水质的影响,灌溉回归水对河流或承泄区水质的影响。此外后评价时尚应收集工程运行后的水质监测资料,对环评中采用的水质模型和预测成果进行验证,对工程建设中和运行后水质保护措施的执行情况进行评价,并在此基础上提出应进一步采取的水污染控制的对策措施。
5.4 环境地质影响
水库蓄水后，库水的附加荷载及水的渗透压力，可能改变岩体的应力状态，产生局部的应力集中，诱发水库地震。水库蓄水后，库水对岸坡的淘刷和浸泡，改变了库岸原有的稳定状态，可能产生滑坡塌岸，黄土库岸滑塌的可能性更大。
环境地质影响后评价主要是调查水库投入运行后水库诱发地震发生的时间、震级、震中位置，调查库岸滑塌的范围、滑塌量和滑塌区的地质条件，分析产生诱发地震和滑坡塌岸的原因，分析评价诱发地震和滑坡塌岸的发展趋势，提出工程的安全防范措施；根据实际发生的水库诱发地震和滑坡塌岸情况，对预测成果进行复核。
5.5 土壤环境影响
灌区开发可能导致地下水位上升，会产生土壤潜育化和次生盐碱化;在干旱、半干旱地区,水利工程兴建如水资源分配不当,可能导致局部地区地下水位下降,使土壤发生沙化。工程施工和移民搬迁破坏植被,会引起新的水土流失。
土壤环境影响后评价主要是复核水利工程投入运行后发生沼泽化、潜育化、次生盐碱化、沙化的面积和分布及其原因，以及需采取的对策措施;复核水利工程建设过程中和建设后水土流失的发生和发展趋势以及需进一步采取的防治措施。
5.6 陆生生物影响
水库对陆生植物的影响主要是淹没影响,对野生动物的不利影响主要是栖息地丧失、觅食地转移、活动范围受到限制,许多动物在水库蓄水后被迫迁移。但水库蓄水后改善了局地气候,使库区周围的植被类型丰富;灌区开发后提供的湿生环境,适宜于一些水禽栖息。
陆生生物影响后评价,主要是复核工程投入运行后对植物、特别是珍稀植物的影响,复核工程投入运行后动物、特别是珍稀动物的影响;复核采取的珍稀动、植物保护措施的实施效果,并提出需进一步采取的保护措施。后评价可采用调查对比的方法。
5.7 水生生物影响
兴建水利工程将影响鱼类生活的环境条件。建库后下游河道天然水文情势改变,其中水流状态和涨水过程的变化对鱼类影响较大。水库蓄水后由于水库水文条件和营养物质的变化,也会对浮游动植物、底栖动物产生影响。
水生生物影响后评价主要是复核工程兴建后对浮游动植物、底栖生物、高等水生植物、鱼类及其它水生动物的影响,重点复核对珍稀水生生物的影响;复核对鱼类产卵场的影响;复核水生生物保护措施的效果,并提出需进一步采取的保护措施,后评价可采用调查对比的方法。
5.8 人群健康影响
水利工程兴建将不同程度地引发人群健康问题。由于大面积淹没、大批人口搬迁以及施工人员集中,为某些疾病的传播和扩散提供了可能。
人群健康影响后评价应复核水利工程兴建后周围地区疾病的发生及流行情况,包括:①自然疫源性疾病如血吸虫病、钩端螺旋体病、肺吸虫病、流行性出血热等的流行频率及强度;②介水传染病如肝炎、伤寒、痢疾等的疫情发生及发展趋势;③虫媒传染病如疟疾、乙型脑炎、丝虫病等的流行频率及强度;④地方病如地方性甲状腺肿、地方性克汀病、地方性氟中毒等的流行频率及强度等。并应与预测评价成果进行比较,分析产生疾病流行的原因,提出应进一步采取的防治措施。
评价可采用统计对比法,对比分析工程建设前、后各种疾病的发生流行趋势,并与邻近地区疾病发生流行趋势进行比较,评价工程兴建对人群健康的影响。
5.9 水文情势及下游影响
水利工程建设因拦蓄、调水等改变工程下游来水来沙过程，下游河段流速、流量、水位、泥沙运移规律等有所改变，可能影响下游工农业用水，河道冲刷也可能对下游的水利工程和桥涵等产生影响。
水文情势及下游影响后评价主要是统计分析工程投入运行后实测的下游来水来沙过程，实际的河道冲淤变化资料，调查对水利工程和桥涵存在的影响，提出进一步减免不利影响的措施；根据实际发生的影响，对环境评价预测成果进行复核。
5.10 文物景观影响
水利工程建设可能使自然景观和文物受到淹没、破坏或干扰，水库的形成也可能增添新的景观。文物景观影响后评价主要是调查自然景观和文物受影响的程度，分析评价保护措施实施的效果，提出进一步开发利用景观文物的措施。
5.11 环保设施和监测设施运行情况
环境保护设施指为工程服务和减免工程对环境不利影响需采取的环保设施,包括水质(水温)保护设施、土壤环境保护设施、陆生植物保护设施、陆生动物保护设施、水生生物保护设施、景观保护及绿化设施、人群健康保护设施和下游影响补偿设施。
环境监测设施指工程完建后为掌握环境要素的动态变化需要建设的监测设施,包括地表水水质(水温)监测设施,局地气候监测设施,生态监测设施,土壤监测设施,地下水监测设施等。
环境影响后评价主要是复核:①环保设施和监测设施是否按照“三同时”的要求进行建设,环保设施和监测设施是否投入运行,运行情况如何;②是否按环境影响报告书和环境保护设计确定的监测项目、监测断面、监测因子进行监测,监测数据的准确性和可靠性如何。③监测项目的设置是否能够反映水利工程投入运行后的环境质量状况和环境演变趋势。④在对监测数据进行系统分析的基础上,对环保设施和监测设施的运行情况进行评价,根据工程运行后产生的环境变化，提出调整监测断面、监测项目和增设环境保护设施的建议。