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水电工程建设规模大,工程持续时间长,对地表的扰动剧烈且对周边的生态环境影响深远。因水电工程涉及到水库淹没和移民搬迁,工程征占地面积大,且大坝水工枢纽工程建设需大量的土石料,边坡开挖和弃土弃渣堆积对地表的扰动强烈,对当地的植被、土壤的改变很大,且极易造成强烈的水土流失问题。而且弃土弃渣若堆放不当或防护工程措施不完善,弃土弃渣会随雨水冲进河道,直接造成河道悬移质泥沙含量的增加和推移质淤积导致的河床高程的增加。水电工程对环境影响的因素众多,且互相影响,利弊交织,问题的关键在于水电工程对环境有哪些改变和影响,改变和影响程度有多大?只有正确认识这个问题后,我们才能采取有针对性的保护措施,以消除、减轻或补偿水电工程对环境的不利影响。因此,探讨水电工程建设对当地环境的影响意义巨大。本文以金安桥水电站建设为例,从土地类型、土壤、植被、土壤侵蚀和河道泥沙含量五个微观方面定性和定量地分析了水电工程建设对环境的影响,分析如下:
(1)金安桥水电站建设影响面积共3205.65h㎡,其中水库淹没影响总面积2649.65h㎡;施工区征地面积634.8h㎡,其中有库内施工提前征占的淹没区面积78.8h㎡;水库淹没区以及施工区的主要征地类型为:旱地、水田、园地、菜地、有林地、灌木林地、经济林地、草地和建设用地等,其中具有生态效应和水土保持功能的地类如园地、林地和草地约占总面积的61%;在各施工区占地面积中,库内施工征用的78.8h㎡在施工结束后成为淹没区水面;库外施工占地及影响区域中,只有205.85 h㎡为永久占地,其余的350.15h㎡为临时占地,约占总面积的62.98%,这其中存弃渣场所占面积最大,为152.5h㎡。土地类型主要为淹没区水面2649.65h㎡,永久施工公路的硬化地表21.67h㎡,永久建筑物和工程措施184.18h㎡,植被及恢复绿化带350.15h㎡。
(2)施工区原地貌土壤为红壤、棕壤和紫色土,施工扰动后地表土壤转变为岩土堆积物、料场剥离后的基岩以及硬化地表。两个重塑地貌渣场的土壤容重均比原地貌大,3#渣场土壤容重高于原地貌林地土壤容重的12.73%,2#渣场土壤容重分别高于原地貌灌草丛和农田土壤的18.81%和39.53%;两个渣场的表层渣体都较粗,3撑和2撑渣场>10mm粒径的颗粒组成的重量百分比分别为71.22%和45.09%,>10mm和5-10mm两个粒径组的颗粒组成重量比就达到78.39%和64.53%。两渣场样地的土壤PH值均高于原地貌土壤且呈碱性,说明工程建设弃渣扰动地表使得原地貌的土壤PH值升高。整体来说,除3#渣场土壤含磷量(全磷、速效磷)高于原地表外,其它各项指标土壤PH值、有机质、全氮、水解氮、全磷、速效磷、速效钾的含量2#渣场和3#渣场均低于原地表含量。说明工程扰动后使得地表土壤肥力降低。
(3)工程建设扰动地表面积中有529.94h㎡为植被景观类型,包括半湿润常绿阔叶林,落叶常绿阔叶混交林,云南松林,干热稀树灌木草丛和灌丛等;各施工区包括弃渣场堆积坡面和平台、施工公路、施工设施、永久建筑物以及生活办公区可绿化的面积共有350.15h㎡,绿化类型为水保型用材林、水保型生态林、水保型经济林、景观绿化带和自然恢复狭叶山黄麻-车桑子次生林;各施工区目前实际绿化总面积为52.75h㎡,只占可绿化面积的15.07%。原地貌植被类型为山槐-滇橄榄次生林,扰动后恢复植被类型为狭叶山黄麻-车桑子次生林;原地貌植被和扰动后地貌恢复植被的乔木层、灌木层和草本层的优势种均有所不同;扰动后地貌植被狭叶山黄麻-车桑子次生林的乔木层的密度大于原地貌背景值,但其他生态指标均小于背景值;各项生长指标(冠幅、平均胸径、最大胸径、平均高度和最大高度)均小于其原地貌的背景值。灌木层除最大地径外,其余各项指标平均地径、平均高度和最大高度均大于原地貌背景值。乔木层和草本层的各多样性指标(丰富度、多样性和均匀度)均小于原地貌背景值,而灌木层的各多样性指标均高于原地貌背景值。这说明渣场的环境有利于灌木层的生长。
(4)2006年到2008年对原地貌径流小区每次降雨后的径流测定结果表明:原地貌有林地和弃耕梯田两径流小区汛期土壤侵蚀量小于国家规定的西南土石山区容许土壤流失量500t/k㎡.a的标准。2008年新建两个渣场绿化小区平均径流深和土壤总侵蚀量均大于原地貌弃耕台地和有林地;土壤侵蚀量均高于原地貌小区的侵蚀量。运渣道路路面和堆积平台土壤侵蚀类型主要是溅蚀和层状面蚀,2006年和2007年其侵蚀模数分别为16560/k㎡和7566t/k㎡。弃渣堆积边坡2006年和2007年的土壤侵蚀量分别为79019 t/k㎡(无截排水措施的堆积坡面),11025t/k㎡(有截排水措施的堆积坡面)和22622t/k㎡(无截排水措施的堆积坡面),7717.5 t/k㎡(有截排水措施的堆积坡面)。运渣道路开挖的边坡主要侵蚀形式为面蚀、沟蚀、滑坡等多种土壤侵蚀形式,2006年土壤侵蚀量为6469.8t/k㎡,2007年土壤侵蚀量为6400.9t/k㎡。
(5)工程建设不同时段河道泥沙含量变化趋势为:2005年河道泥沙含量>2008年河道泥沙含量>2006年河道泥沙含量>2007年河道泥沙含量;上、下游河道泥沙含量变化趋势为,除2005年外,2006、2007和2008年上游河道泥沙平均含量均小于下游泥沙含量,这是由于施工的不同阶段以及拦挡设施完善的不同程度造成的。