杏彩登录能源问题一直是制约我国经济社会发展的一个重要问题。在各种可开发能源中，水电能源具有可再生性、对环境冲击小、发电效率高、具有综合性的效益。但是，水电工程建设也会给环境带来一些不可预知的后果，包括引起地表活动、影响生物栖居环境和生态环境等。通过选取国内外水电工程的相关案例，本文试图探讨水电工程的生态影响同国家能源需求之间的关系。
水电工程一般是综合性的水利枢纽工程，在防洪抗旱、灌溉、治碱、满足城市工业和生活供水、进行发电等方面发挥着巨大作用。水电工程的大型建筑物包括大坝（水坝），水电站厂房，闸和进水、引水、泄水建筑物等。水坝是指通过拦截江河水流来调蓄水量或壅高水位的一种水利工程。工业以来，20世纪的100年内，在世界上227条大河中，60%的河流被大坝、引水工程及其他基础设施控制起来。
水坝是水电工程的主体建筑，作为一种技术人工物，曾是人类文明中最具有“霸气”的工程类型之一。水坝工程曾经是最能激起人类的工程之一，曾长期被视作现代文明的象征。工业以来，在“利用自然、征服自然”的生态观指导下，人类在全球各大江河上矗立起形形色色的水坝。水坝工程迅猛发展，几乎各条大江大河上都矗立起了一座座水坝将河流拦腰“截断”。特别是20世纪30年代美国胡佛大坝建成以来，有人宣称人类历史进入“大坝时代”。1949年中华人民共和国成立以来，我国共建有各类水库约9.8万座，总库容9323.12亿m，共有水电站超过4.6万座，装机容量3.33亿kW。这些水坝工程往往兼具防洪抗旱、灌溉、治碱、满足城市工业和生活供水、进行发电等多种效能。其中大规模的水力发电，将水的势能转化为动能，不依赖外界的能源，对整个世界的工业化进程都产生了非常深远的影响。
但是水电工程给人类带来的贡献并没有阻住人们的批评。自水坝诞生以来争议就一直存在，由于水坝改变了河流流域生态并产生了其他一系列影响，水坝的反对者和批评者掀起了史无前例的争议，对水电也多有诟病。随着人们环保意识的提高，水电工程的负面生态效应使它备受诟病。人们不仅直接批评水电对水生生物、泥沙和河道的影响、对大气的影响、对地质灾害的影响及对移民安置区域和历史人文景观的影响，还因水电工程对生态的影响具有不确定性、不可逆性、累加性和系统性而对未来倍感担心。
经济社会可持续发展的需求，要求我们在全国能源整体局势下，以辩证思维方式来理性认识水电建设与生态的关系，认真对待和妥善解决水电建设中的生态问题。
通过选取国内外水电工程的相关案例，本文试图探讨水电工程的生态影响同国家能源需求之间的关系问题。
世界各国在其工业化发展进程中无不优先开发水能资源。北美的美国、西欧的挪威、法国等部分发达国家的水能资源开发程度已很高，最符合技术可行、经济合理、环境可接受的水电开发坝址已基本开发完毕，在这些国家未来继续大规模开发水电的潜力有限。同时，受国际、环境发展趋势及环保主义的影响，很多国家已禁止进一步修建大型水电工程。目前这些地区水电发展的重点放在小水电开发、对现有水电站进行改造增容、水力发电新技术研究及工程示范等。在水电工程建设、运营等方面，日益注重对河流生态环境的保护。
20世纪30年代的萧条加上西方广泛的洪水和干旱，激发了美国人建造大型多功能填海工程，如对科罗拉多河水资源进行综合利用的胡佛水坝和加利福尼亚的中央山谷项目。大坝对城市和工业的发展产生了深远的影响。第二次世界大战后，国家对水力发电的需求飙升，建设了很多大型水电站。美国水电站运行服从《清洁河流法》《濒危物种保》等严格的环境调度规定。美国水电站的运营还实行许可证制度。美国《水电与可再生能源政策》对“无坝”流体动力学或其他可供选择的水电技术的应用保持谨慎乐观态度，鼓励提高对该技术的研究及工程示范。能源政策也支持对现有水电的增容改造，认为现有的水电工程应当更好地履行对环境的责任；鼓励在不对河流造成新型负面影响的前提下，对现有运行设备进行升级改进，提高其效率。
挪威从19世纪末开始迅速发展水电，从第二次世界大战后到20世纪90年代中期挪威水电稳定增长。20世纪末挪威水电开发进入饱和阶段，总装机容量趋于稳定。当前和未来主要对已建水电工程进行更新改造以增加发电出力，也开发小水电、建设抽水蓄能电站以改善电网的调节性能等。日本小型河流众多，其水电经济开发程度已达到81%。未来水电发展趋势是建设小水电和抽水蓄能电站。
拉美的水电发展可以巴西为例。巴西是水电大国，水电站的建设是巴西渴望能源独立的结果。尽管巴西和外国公司多年来斗争不断，但都促进了水电市场的发展。1998年巴西开始实施包括小水电在内的国家能源开发规划（PRODEEM），努力使可再生能源装机容量达到2000万kW。2011年启动包括新建54座水电站的计划，总装机容量超过4700万kW。在巴西，一方面，20世纪最后30年水电项目的扩张确保了巴西工业化和城市化的电力供应。伊泰普水电站是巴西和巴拉圭在巴拉那河上开发的合资水电站，曾是世界上最大的水电站。2014年，水电在巴西能源结构中占到78%。尽管巴西东北各州小水电开发非常热，但整体水电构成以大中型水电站为主。另一方面，水电站实际产生的电量与水电的环境影响、社会影响方面的相关问题，导致了一系列的争议。
随着环保意识的提高，水电站建设与生态的关系问题引起了社会的广泛关注。通常而言，水电工程的主要环境问题包括：施工期间“三废”排放；渣和料场开采，对地貌景观和植被造成破坏；水库淹没造成居民搬迁，增加土地人口承载压力；滑坡与水库诱发地震；泄洪冲刷及雾化对岸坡的影响；水库形成及调节作用，对鱼类产生一定影响；水库水质发生富营养化及下泄低温水；引水式开发形成减脱水河段，影响河道水环境功能。人们甚至直接批评水坝对水生生物、泥沙和河道的影响、对大气的影响、对地质灾害影响，以及对移民安置区域和历史人文景观的影响。
人类修建水电工程的本来目的是推动人类的可持续发展，提高人类的生活质量。客观来讲，由于水坝工程的功能设计不完善，以往水电确实对生态环境造成了一定的影响，这是水利工程师、环保主义者和普通公众承认的事实。在水电的生态影响备受诟病的时候，人们把矛头纷纷指向了水坝工程本身。生态学家、环境保护主义者戈德史密斯（E. Goldsmith）和希尔德亚德（N. Hildyard）于1984年、1986年、1992年先后合作出版了三卷本的《大坝对社会和环境的影响》［The Social and Environmental Effects of Large Dams（Wadebridge Ecological Centre）］，首次把水电工程的技术、经济与社会影响联系在一起，甚至提出了“No Dam Good”的口号，从根本上否定水电工程。后来美国学者麦考林的《大坝经济学》和世界水坝委员会撰写的《水坝与发展——决策的新框架》都对水电工程的负面生态效应进行大肆批判。
水电工程产生生态影响的因素十分复杂，除了技术，、经济、人类的价值观念等因素共同发挥作用，本文将主要从与工程的生态影响密切相关的几个方面展开分析。
因工程规模巨大和影响广泛，不合理的水电工程建设和不恰当的水电开发模式往往比以往滥砍滥伐天然林造成更为深远的影响，甚至导致生态灾难。尽管近些年来公众的生态环保意识有所提高，但工程建设的生态道德仍较为缺乏，“人定胜天”“征服自然，改造自然”的工程观仍然影响着工程建设。水电开发规划也主要是单一地从水能资源的角度来考虑问题，而忽视水资源的综合价值和科学利用。在以往经济价值导向的思维方式下，人们更关注水电开发带来的经济效益，对不合理的建坝和水能开发所造成的环境效益损失和潜在的经济、社会效益损失缺乏足够的重视，往往习惯于对大自然进行掠夺式开发，最终难免遭到自然的报复。
田纳西流域的梯级开发模式曾被各国作为流域水资源综合开发的典范而争相效仿，但是这一模式现在越来越受批评。我国已建和在建项目也普遍采用的是流域梯级综合开发的方式。近年来，在利益驱动下，各大电力、投资集团在我国西部地区为争夺各流域开发权而“跑马圈水”。一些工程在长江、澜沧江和怒江等重要水源涵养地、地质环境和生态环境极为脆弱的生态功能区开工，一些国家级自然保护区、原始森林和濒危生物栖息地受到干扰。水电开发打破了河流水循环的自然规律，严重破坏了河流生态系统。这种无所不尽其极的流域开发模式倘若不能合理规划，很容易对河流生态釜底抽薪、涸泽而渔。不合理的过度开发配合工业用水增长、人口增加等因素，导致恒河、印度河、阿姆河、锡尔河等在一年中的多数时候不能入海。我国除黄河曾常年断流外，长江上游的一些流域也出现了脱水和断流现象；而且最终超越了一个地区的水资源的承载能力，即在一定流域或区域内，其自身的水资源能够支撑经济社会发展规模，并维系良好生态系统的能力。一旦超越了水资源的承载能力，经济社会发展就会受到阻碍。
江湖流域规划是具体开展水电工程的规划和设计的基本依据，20世纪50年代中期至末期，我国通过引进和借鉴苏联的技术与规划方案，制定了关于黄河、淮河、长江、海河等各大江河的流域综合规划。总体看来，我国当前的流域综合规划在规划指导思想上，尚未能很好地利用水利学和河流学，从全流域综合开发的角度系统地研究水利工程的消极生态效应，包括可能引起的潜在和长期的不利影响。大量环境效益指标只能定性而不能定量。在这样的情况下，水电工程也很难较好地保护生态。
我国属于季风性气候，降水年内、年际分布极其不均衡，洪、涝、旱灾非常严重。过去的20世纪里，中国遭受了60多次洪水灾害的侵袭，平均不到两年便会发生一次。突如其来的洪水不仅会造成极大的生命财产损失，还会扰乱自然界长期形成的自我调节，江河流域原有的生态平衡也被改变。由于主要河流的安全泄洪能力有限，减轻洪灾损失就必须依赖综合防洪系统，特别是具有较强调控能力的大型水库。三峡工程库容为393亿m，蓄水至高程175m后，有效防洪库容为221.5亿m、相当于4个荆江分洪区的蓄洪量，使荆江河段防洪标准由现在的十年一遇提高到百年一遇。同时，三峡工程配合丹江口水库和武汉附近分蓄洪区的运用，有效保障了武汉防洪，还可为洞庭湖区的泥沙问题和湖面萎缩问题的治理创造条件。
联合国制定的全球气候变化框架公约要求，在今后半个世纪内把目前占去全球电力生产80%的矿物燃料的比重降低到25%左右。我国政府也提出了应对气候变化的国家方案。我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，调整能源结构、发展低碳经济是实现我国减排承诺的重要举措。在上述大背景下，水电的绿色能源特性凸显了水电在低碳经济中的优势。水电既是清洁的能源，又是用于发电的优质可再生能源。例如，长江三峡电站平均发电量为847亿kW·h，相当于每年燃烧5000万t原煤的能源。由于水电的替代可每年少向大气层排放产生全球温室效应的二氧化碳1.2亿t，产生区域酸雨的二氧化硫200万t，一氧化碳1万t，氮氧化物37万t，以及大量的固体粉尘废物。这对全球和区域性的环境保护都大有裨益。
此外，水电与火电相比，可调控性更强，具备调频、调相、调峰等作用，在黑色系中独树一帜，可保证系统供电的高质量和可靠性，因此世界各国在其工业化发展进程中无不优先开发水能资源。另外，水库蓄水后形成的水面可以增加空气湿度。
贫穷是破坏环境的重要原因。工程移民与生态移民相结合，可为异地搬迁创造条件。在水坝坝址所在地开发旅游业，创造新型的就业机会，有助于逐步取消当地落后低效的耕作方式，从根本上消除对江河流域生态环境的破坏，并为生态保护与修复提供资金上的保证。
经过多年水电工程争议的洗礼，人们越来越意识到，焦点不在于要不要建坝，而在于要在哪儿建坝、如何建坝，在于必须以一种更可持续的、更合理的、更有效的途径对待大自然的河流系统。中国在社会经济发展中已经遭遇了生态失衡的问题，借鉴他山之石，可以走出与西方“发展第一，治理第二”的“发展主义至上”模式不同的道路。从生态文明和可持续发展的角度来统筹考虑自然、社会和生态的关系，中国的水电工程可以保护和开发并行，最大限度地发挥水电的积极生态效应。
在整体观念上，要明确与沟渠、堤堰和引水工程相比，水电工程仅仅是流域水资源利用与管理的众多手段之一，而且是改善江河流域的生态失衡状况和进行生态修复的一种工程措施。水电工程的规划、建设和运营管理要纳入整个流域综合规划，应严格遵循流域综合开发治理规划的基本原则，不超越一个地区的水资源承载力。这样一来，就要求政府在制定综合规划时候，要根据经济社会发展和生态环境保护的要求，适应新的变化，不断更新、调整和完善，保障防洪杏彩体育、灌溉、供水、发电、航运、生态、环境保护等八大功能目标的实现。在规划完成后，除继续贯彻落实1988年颁布实施的《水法》外，其核心在于建立健全相关流域规划法规来保证规划的执行。与此同时，要加强政府对水电工程建设的宏观管理，重构流域协商，行政区域管理辅助，准市场运作和用水户参与管理的流域水资源统一管理体制。各大水电集团要加强行业自律，切实落实流域综合规划，杜绝以往水电上马中形成的“倒逼机制”。
河流健康是“人水和谐”的主要标志之一，也是人类治理、开发和利用河流必须要保障的目标。在水电工程的设计、建设和运行中，要树立和秉承与生态文明相一致的工程生态观。既要客观、辩证地对待自然主义影响下的“原生态”或“类人猿的生态学”，又要防止重蹈“征服自然”的生态观的覆辙。要“懂得河流学和河流运动规律”，同时积极探索长效的生态补偿机制。人不仅有权使用河流水资源，确定河流的生态需水量，还要保障给河流生态系统分配所需的不危及可持续发展的水流过程，即河流生态流。
国际组织所制定的筑坝准则为我们提供了借鉴。联合国《水电与可持续发展北京宣言》支持各国，特别是发展中国家在高度重视水电开发的生态和社会影响的前提下对水电进行可持续性开发。国际水电协会（IHA）和世界大坝委员会（ICOLD）在筑坝标准中都统筹考虑了社会评价、生态环境评价、经济与财务评价、管理评价、技术评价。我国的水电工程建设，要积极学习这些筑坝标准中符合生态文明的合理成分，努力建设“技术可行、经济合理、环境友好、社会可接受”的水电工程。
水库大坝投入运行后，需要积极追踪大坝的生态影响，并有针对性地实施水库调度，积极采取适应性管理来持续改进大坝的运行。这对于恢复河流生态功能和改善河口湿地生态环境具有非常重要的作用。国际水电问题研究专家Brain D. Richter和Gregory A. Thomas提出了如何根据大坝运行情况调整项目运行规划和实施框架，见图1。
应就水电的生态影响对公众进行必要的科普，减少不必要的恐慌，并着力提升公众的环保意识和参与生态保护的意愿。要在制定流域规划的过程中确定生态原则，保证规划制定的科学性和性，将公众参与和协商视为流域管理的关键因素，保证流域规划的公正和透明，便于群众监督。除了水利技术专家外，还应积极吸收社会学家、环保组织和普通市民加入工程决策的队伍，进行决策监督。要积极探索建立国家、地方、开发商和移民共同受益的长效机制，切实保障受影响移民因河流生态被改变而损失的生态利益，维持社会公正。
水生态文明是生态文明建设的资源基础、重要载体和显著标志。建设生态文明，水利必须先行。每一座水电工程的生态影响要根据具体情况进行辩证分析，用科学的态度做出综合判断。在充分考虑河流生态的情况下，通过采取积极的生态治理，对水电进行合理设计、建设和运行，可以尽可能地削减或规避水电工程的负面生态影响，最大限度地发挥水电工程积极的生态功能，尽可能满足国家战略需求，推动人类社会的可持续发展。
本文来源：张志会.生态文明视野下水电工程的生态影响及其可持续发展的问题与建议 //中国科学院.2018高技术发展报告.北京：科学出版社， 2018：355-363. 标题为编者所加。
《高技术发展报告》自2000年起开始发布，全面关注“信息技术”“生物技术”“材料和能源技术”及“航空航天和海洋技术”四大领域，每年聚焦一个领域，4年一个周期。《2018高技术发展报告》的主题是材料和能源技术。报告综述了2017年高技术发展动态，着重介绍了材料和能源技术领域技术及其产业化新进展，分析了中国高技术产业国际竞争力和创新能力，探讨了高技术与社会等社会普遍关注的重大问题，提出了对我国制造业创新驱动数字转型发展、能跟科技发展、战略性新兴产业知识产权、人工智能技术和智能经济发展、国际科技合作等问题的战略思考。
