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　　《水利水電工程對區(qū)域生態(tài)承載力的影響評價》以全新的視角提出流域生態(tài)系統(tǒng)健康、基于生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)承載力和基于基線評估的水資源承載力概念，建立區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評價標準，構(gòu)建區(qū)域生態(tài)承載力概念模型和計量模型，探討人類活動對區(qū)域生態(tài)承載力的影響機制，揭示梯級水電開發(fā)對區(qū)域生態(tài)承載力的影響強度與范圍，找出提高區(qū)域生態(tài)承載力和維護生態(tài)系統(tǒng)健康的途徑與方法；同時，發(fā)展并完善調(diào)水工程規(guī)劃生態(tài)環(huán)境影響評價理論與方法體系，提出基于基線評估的水資源承載力評價標準和方法。

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　　1.1 水利水電可持續(xù)發(fā)展
　　1.1.1 水利水電工程制約因素
　　水利水電工程規(guī)劃是將自然資源變成社會財富的過程，通過對水資源的調(diào)控，實現(xiàn)電力供應、碳減排、防洪、發(fā)電、供水、灌溉、航運景觀旅游等綜合利用效益，并可促進區(qū)域發(fā)展，拉動地方經(jīng)濟和社會的發(fā)展。水利水電工程是經(jīng)濟社會發(fā)展不可替代的基礎支撐。大型水利水電工程建設已成為解決水資源短缺問題，實現(xiàn)水資源合理配置，滿足防洪、能源供應等方面的必然要求。2009年11月16日，中國政府公布了控制溫室氣體排放的行動目標，決定到2020年非化石能源在能源消費中的比例達到15%，單位GDP CO2排放比2005年下降40%～45%。與其他可再生能源相比，水電能源具備清潔、穩(wěn)定、安全、持續(xù)、可再生、經(jīng)濟性等優(yōu)點，是目前技術最成熟、最有可靠性且唯一可大規(guī)模開發(fā)的可再生清潔能源，在減少溫室氣體排放，應對全球氣候變化方面功不可沒。如果按照新中國成立60年中國水電累計發(fā)電量67 273億kW·h替代煤電，按國家發(fā)展與改革委員會（簡稱發(fā)改委）公布的換算系數(shù)計算燃煤發(fā)電產(chǎn)生的CO2排放量，相當于累計減少CO2排放量約64.6億t。因此，水利水電工程已成為實現(xiàn)2020年減排目標的關鍵措施。
　　新中國成立以來，特別是改革開放以來，黨和國家始終高度重視水利水電工作，領導人民開展氣壯山河的水利建設，取得了舉世矚目的巨大成就，為經(jīng)濟社會發(fā)展、人民安居樂業(yè)作出了突出貢獻。為此，在2011年中央一號文件《中共中央國務院關于加快水利改革發(fā)展的決定》中明確指出：水利是生態(tài)環(huán)境改善不可分割的保障系統(tǒng)，水利發(fā)展關系國家的生態(tài)安全。未來5～10年，我國將把水利作為國家基礎設施建設的優(yōu)先領域，將大江大河治理、水資源配置工程建設、推進生態(tài)脆弱河流和地區(qū)水生態(tài)修復、合理開發(fā)水能資源等作為水利基礎設施的重要內(nèi)容，從根本上扭轉(zhuǎn)水利建設明顯滯后的局面。在此基礎上，《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中進一步強調(diào)，要“加強水利集成設施建設”、“在做好生態(tài)保護前提下，積極開發(fā)水電”。為落實中央一號文件精神，實現(xiàn)水利跨越式發(fā)展的目標，需要從根本上解決水利工程建設和運行保護生態(tài)環(huán)境的問題。
　　我國水利水電開發(fā)利用在經(jīng)歷了20世紀50年代的技術制約、60～70年代的技術資金制約、80年代的市場制約（就水電工程而言）之后，已進入生態(tài)制約階段。由于工程規(guī)模巨大，施工期長，必將引起河流水文情勢改變，對流域或區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生廣泛而深遠的影響。因此，我國在關注水利水電工程帶來巨大經(jīng)濟社會效益的同時，已日益對工程建設可能產(chǎn)生的生態(tài)與環(huán)境影響予以高度重視。
　　大型水利水電工程包含以水庫建設為主要內(nèi)容的水利水電樞紐工程、以堤防為主要建設內(nèi)容的河流整治工程和跨流域調(diào)水工程等，開發(fā)利用方式的不同，對生態(tài)系統(tǒng)的作用方式也不同，產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問題也有很大差異。因此，本書選取梯級水電開發(fā)和跨流域調(diào)水工程規(guī)劃為案例，開展水利水電工程規(guī)劃對區(qū)域承載力的影響研究。
　　1.1.2梯級水電開發(fā)
　　1.梯級水電開發(fā)概述
　　自河流的上游起，由上而下地擬定一個河段接一個河段的水利樞紐系列、呈階梯狀的分布形式，這樣的開發(fā)方式稱為梯級開發(fā)。通過梯級開發(fā)方式所建成的一連串的水電站，稱為梯級式水電站，著重指水能資源開發(fā)中，相鄰聯(lián)系比較緊密、互相影響比較顯著、地理位置相對比較靠近的水電站群（郭濤和許啟林，1992）。
　　梯級開發(fā)始于20世紀初。1933年，美國在田納西河流域的開發(fā)方案中首次提出多目標梯級開發(fā)的主張，并加以實施。同期，蘇聯(lián)在1931～1934年完成了伏爾加河的梯級開發(fā)規(guī)劃，并付諸實施。經(jīng)過40年的飛速發(fā)展，20世紀70年代以后發(fā)達國家水電建設進入平穩(wěn)發(fā)展時期。雖然我國水力發(fā)電起步較晚，但梯級開發(fā)的嘗試卻并不比國外落后。1936年，我國開始對四川長壽的龍溪河進行梯級開發(fā)的規(guī)劃設計，但因處于戰(zhàn)爭動亂時期，到1949年僅完成了部分工程。
　　新中國建立后，水電梯級開發(fā)迅速發(fā)展，先后建成了龍溪河梯級（1959年）、古田溪梯級（1973年）、以禮河梯級（1972年）、貓?zhí)犹菁墸?980年）、田洱河梯級（1986年）等水電工程（郭濤和許啟林，1992）。但是，由于經(jīng)濟和技術條件的限制，以及體制、政策方面的原因，新中國建立后的前30年，水力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展規(guī)模緩慢，開發(fā)建成的梯級電站都在中小型河流。改革開放以來，特別是最近10年，水電開發(fā)日益引起各方面重視，梯級電站建設開始以前所未有的速度發(fā)展。目前，全國規(guī)劃了金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、烏江、長江上游、南盤江紅水河、黃河上游、湘西、閩浙贛、東北、黃河北干流、怒江13個水電基地，總裝機容量2.78億kW，約占全國技術可開發(fā)量的51%。目前已建工程規(guī)模為0.81億kW，在建規(guī)模為0.70億kW，分別占規(guī)劃容量的29.2%和24.9%。在已經(jīng)建成投產(chǎn)的大中型水電站中，中國百萬級以上水電站有29座，裝機容量6525萬kW，占水電投產(chǎn)總裝機容量的36%，年發(fā)電量2302億kW·h，占水電投產(chǎn)年發(fā)電總量的40%。
　　梯級開發(fā)建設可以促進水能資源科學合理的使用，緩解缺電矛盾，增強防洪能力，改善航運條件，為發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件提供良好的條件，進而帶來可觀的經(jīng)濟效益，推動經(jīng)濟發(fā)展。然而，梯級開發(fā)也會對流域或區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠影響，大型水電工程常改變河流的基本形態(tài)和水文狀況，給生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性和河流下游生計帶來一系列的負面效應，其中尤以對生態(tài)環(huán)境的影響最為重要。一旦這些負面效應超過了流域或區(qū)域的承載能力，危害生態(tài)系統(tǒng)健康，將造成不可估量的損失，嚴重阻礙流域的可持續(xù)發(fā)展，而且這種影響往往是長期的，有些甚至是不可逆的。因此，處理好大型水電工程與生態(tài)承載力的關系具有重要的現(xiàn)實意義。
　　我國經(jīng)濟社會發(fā)展不平衡、自然資源稟賦存在很大差異，使得水利水電資源開發(fā)利用的程度、方式也存在很大差異，對于水電開發(fā)利用的生態(tài)保護技術的需求也是多層面的。我國西南地區(qū)水資源豐富，水電開發(fā)程度低，從水資源保障、能源保障、促進西部社會經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，未來20年該地區(qū)是水資源開發(fā)利用的重點開發(fā)區(qū)域，但這些地區(qū)也是生物多樣性豐富、生態(tài)環(huán)境脆弱、地質(zhì)災害多發(fā)的地區(qū)，生態(tài)環(huán)境保護是這些區(qū)域水利水電工程建設的主要制約因素。水利水電工程建設生態(tài)保護的需求非常急迫，從源頭預防到工程建設、運行管理的生態(tài)保護均有巨大而迫切的需求。因此，在積極開展梯級開發(fā)的同時，需要充分考慮其可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問題，并綜合運用生態(tài)學、環(huán)境科學等多學科的理論、方法和技術，揭示梯級開發(fā)潛在的對生態(tài)環(huán)境影響的機理，提出切實可行的減緩措施。
　　2.梯級水電開發(fā)環(huán)境影響
　　修建大壩改變了河流水文自然循環(huán)過程和形態(tài)，破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性，造成了一系列生態(tài)環(huán)境問題，如水土流失，環(huán)境污染，對文物古跡、森林、珍稀動植物及生物多樣性的影響，自然疫源性疾病、介水傳染病對人類健康的影響，以及河流水沙情勢、水文情勢、水化學特性、水力學特性、泥沙沖淤規(guī)律、庫岸穩(wěn)定和區(qū)域熱狀況發(fā)生變化等（Bednarek，2001；Fearnside，2001；Gleick，1992；Gupta，1985；Ligon et al.，1995；Ward and Stanford，1995；Wieringa and Morton，1996；郭喬羽等，2001；2003；郭宗樓，2000；王海云，1999；薛麗儉等，1998；虞澤蓀等，1998；楊志峰等，2001；張建敏和黃朝迎，2001；張文國和陳守煜，1999；周放和房慧伶，1998）。
　　與單項水電工程相比，梯級開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響范圍較大，歷時較長，且流域洪水時空分布的不均勻性，以及各梯級水庫容積與淹沒損失等差異，使梯級開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響除具有單項水利水電工程的共性外，還具有累積性、群體性等諸多新特征（孫廣友，1995；薛聯(lián)青和陳凱麒，2000；李亞農(nóng)，1997）。陳波（2001）對漢江梯級開發(fā)中水電與航運的關系、通航費用與管理、通航建筑物管理及漢江水資源綜合開發(fā)利用管理的主要內(nèi)容進行了探討。蔣固政和韓小波（1998）結(jié)合漢江下游的環(huán)境背景和梯級開發(fā)的作用因素，就梯級開發(fā)對主要環(huán)境因子的影響進行了分析，認為除對魚類影響外，其他對生態(tài)環(huán)境的影響皆可通過工程措施和非工程措施減輕或避免。楊富億（2000）分析了黑龍江流域梯級開發(fā)對魚類資源的影響，并針對不利影響提出了相應的補救措施。孫廣友等（孫廣友，1995；孫廣友等，2001）分析了黑龍江干流梯級開發(fā)對右岸環(huán)境的影響，認為從生態(tài)環(huán)境安全角度來看，多達6～7個梯級的開發(fā)方案缺乏生態(tài)環(huán)境可行性，應予大幅度調(diào)整。薛聯(lián)青等（薛聯(lián)青和陳凱麒，2001；薛聯(lián)青等，2001）以空間分布數(shù)據(jù)作為環(huán)境評價模型的輸入，并從遙感圖像獲取流域梯級開發(fā)前后生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境以及經(jīng)濟環(huán)境等多種復雜環(huán)境因子，如土地利用、覆蓋淹沒、植被破壞的數(shù)據(jù)資料，應用地理信息系統(tǒng)技術，對水電梯級開發(fā)的環(huán)境影響進行動態(tài)評價。陳凱麒等（2002）從分析我國河流水電梯級開發(fā)現(xiàn)狀及主要環(huán)境問題入手，對流域開發(fā)的環(huán)境影響評價方法進行了探討，并深入研究了梯級開發(fā)累積影響的評價方法和評價指標體系，對“3S”技術在流域梯級水電開發(fā)環(huán)境評價中的應用也進行了分析。該研究成果對于流域梯級開發(fā)的環(huán)境影響評價具有指導意義，但未涉及梯級開發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)、景觀、社會經(jīng)濟等方面的影響，所提出的評價框架相對簡單，評價指標體系較為籠統(tǒng)，未開展實踐。
　　1.1.3 調(diào)水工程規(guī)劃
　　廣義地說，為了補償缺水（或引出多余的水）而更有效、更完全地利用水資源，從任何一個水源取水并沿河槽、渠道、隧洞或管道，送給用戶就稱為水資源區(qū)域再分配（徑流調(diào)配），為此興建的工程稱為“調(diào)水工程”。按照水文地理標準，調(diào)水工程分為三類：局域的、流域內(nèi)的和跨流域的。在兩個（多個）流域之間開挖渠道或隧洞，利用自流或抽水等方式，把一個流域的水輸送到另一個流域，稱為“跨流域調(diào)水”，為此制定的工程規(guī)劃稱為“跨流域調(diào)水工程規(guī)劃”。
　　調(diào)水工程規(guī)劃具有明顯的公共政策屬性，它是在受水區(qū)工農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)用水嚴重緊張的情況下，在流域水事活動中具有公共權威的流域水行政部門為保障社會供水安全而制訂的行動方案，是一項較典型的處理社會水事問題的公共政策。公共政策主體與客體是公共政策系統(tǒng)的基本組元。調(diào)水工程規(guī)劃具有多層次的政策主體和較龐大的政策客體。多層次的政策主體特性保障了調(diào)水工程規(guī)劃方案操作性強、認可程度高。從表面上看，調(diào)水工程規(guī)劃所要處理的社會問題是受水區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水緊張，而從內(nèi)在本質(zhì)上剖析，調(diào)水工程規(guī)劃所要處理的社會問題是自然條件變化所引起的不和諧社會水循環(huán)。用水緊張的受水區(qū)具有非常高的社會經(jīng)濟與政治地位，使附屬于其上的社會水循環(huán)的和諧性處于受到社會公權單位特別關注的地位。同時，調(diào)水工程規(guī)劃，特別是跨流域調(diào)水工程規(guī)劃的目標群體一般為幾百萬人甚至上千萬人，這個非常龐大的政策目標群體在一定程度上顯示了調(diào)水工程規(guī)劃的重要性，進而促成了調(diào)水工程規(guī)劃的制定和實施。
　　調(diào)水工程規(guī)劃的實施可有效解決水資源與土地、勞動力等資源空間配置不匹配的問題，實現(xiàn)水資源與各種資源之間的最佳配置，從而有效促進各種資源的開發(fā)利用，支撐經(jīng)濟發(fā)展，但同時也可能對水源地、水源工程下游區(qū)、輸水和受水區(qū)的水資源保護、利用及生態(tài)環(huán)境帶來深遠的影響。因此，迫切需要在制定和實施調(diào)水工程規(guī)劃的過程中評估其可能對水源區(qū)、水源工程下游區(qū)、輸水干渠沿線及受水區(qū)的水資源和水環(huán)境，以及生態(tài)系統(tǒng)的影響，為管理者提供定量的決策依據(jù)。
　　1.1.4 水利水電可持續(xù)發(fā)展
　　1980年3月，聯(lián)合國大會首次使用可持續(xù)發(fā)展概念。1987年挪威首相布倫特蘭夫人在她任主席的聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會的報告《我們共同的未來》中，把可持續(xù)發(fā)展定義為“既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”（WCED，1987）。這一定義得到了廣泛接受，并在1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上取得共識，會議還通過了以可持續(xù)發(fā)展為核心的《里約環(huán)境與發(fā)展宣言》（簡稱《里約宣言》）、《21世紀議程》等文件。中國對于當代可持續(xù)發(fā)展的認識與研究堪稱與世界同步。1992年，時任國務院總理李鵬代表中國政府在聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上，與全世界100多位國家首腦共同簽署了《里約宣言》。1994年，中國政府率先在全世界制定并發(fā)布了國家可持續(xù)發(fā)展的行動綱領——《21世紀議程——中國21世紀人口、資源、環(huán)境與發(fā)展白皮書》。1995年和1996年，黨中央和國務院把可持續(xù)發(fā)展列為國家的基本戰(zhàn)略。
　　可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵被概括為三大基本元素：①推進可持續(xù)發(fā)展的動力元素，即發(fā)展是否采用先進的生產(chǎn)力方式和創(chuàng)新型道路去實現(xiàn)，包括對于國家或區(qū)域的自然資本、生產(chǎn)資本、人力資本和社會資本的總體協(xié)調(diào)水平與優(yōu)化配置能力。②鑒別可持續(xù)發(fā)展的質(zhì)量元素，即發(fā)展的過程是否實現(xiàn)發(fā)展與環(huán)境的平衡以及人與自然的和諧，包括對物質(zhì)支配水平、環(huán)境支持水平、精神愉悅水平和文明建設水平的綜合度量。③衡量可持續(xù)發(fā)展的公平元素，即發(fā)展的成果是否惠及全體社會成員，體現(xiàn)了共建共享的人際公平、資源分配的代際公平和平等參與的區(qū)際公平的總和。動力、質(zhì)量、公平三元素的各自表現(xiàn)和共同作用，是評判可持續(xù)發(fā)展健康程度的基本要義。
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