萬 帆，吳漢濤，牛 樂，劉 寧，鄧中堅(jiān)

（1.中國水電顧問集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065；2.西南林學(xué)院，云南 昆明 650224）

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、電力需求量的增長和發(fā)展清潔能源的長遠(yuǎn)目標(biāo)，水電在能源結(jié)構(gòu)中的重要性也凸現(xiàn)出來。流域梯級(jí)水電開發(fā)可充分利用水能，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，成為目前我國水電開發(fā)的主流方式[1-2]；但同時(shí)，水電開發(fā)會(huì)影響到原有自然河道及其周邊地區(qū)的水環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境等。尤其是流域水電梯級(jí)開發(fā)，往往會(huì)產(chǎn)生加和效應(yīng)或協(xié)同作用，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)的累積影響。

隨著我國環(huán)境保護(hù)工作的逐步推進(jìn)，對(duì)流域水電開發(fā)所產(chǎn)生的累積性和總體性環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)逐漸顯現(xiàn)出重要的理論意義與實(shí)踐意義。2002年10月頒布的 《中華人民共和國環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》確立了流域水電規(guī)劃環(huán)評(píng) （以下簡稱 “規(guī)劃環(huán)評(píng)”）的制度。通過規(guī)劃環(huán)評(píng)先期介入，可有效避免規(guī)劃方案實(shí)施中產(chǎn)生重大的環(huán)境影響。

在規(guī)劃環(huán)評(píng)工作中，生態(tài)環(huán)境的分析更是一項(xiàng)重要的內(nèi)容。流域規(guī)劃環(huán)評(píng)應(yīng)把維護(hù)和改善流域生態(tài)與環(huán)境作為一項(xiàng)重要目標(biāo)。規(guī)劃環(huán)評(píng)需要重點(diǎn)評(píng)價(jià)的應(yīng)是流域生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)完整性和穩(wěn)定性等幾個(gè)關(guān)鍵性問題。而確定合理的環(huán)境影響評(píng)價(jià)范圍，對(duì)科學(xué)客觀地進(jìn)行規(guī)劃環(huán)評(píng)工作來說是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作。

規(guī)劃環(huán)評(píng)中生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)范圍的確定較為困難:一方面，各梯級(jí)建設(shè)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的時(shí)間、方式及程度不同，導(dǎo)致影響范圍各異；另一方面，生態(tài)環(huán)境是隨機(jī)的、離散的、非連續(xù)的復(fù)雜系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)中各種生物之間以及各種生物與它們的無機(jī)環(huán)境之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，梯級(jí)電站建設(shè)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響難以定量表達(dá)。目前，對(duì)水電規(guī)劃環(huán)評(píng)中陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍的劃定，尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法，也存在較多爭論。在不同的項(xiàng)目中，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目影響范圍的特點(diǎn)作具體分析。本文以3S技術(shù)為主要手段，以怒江上游西藏段水電規(guī)劃為例進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)范圍劃定的一些探索。

1 國內(nèi)水電規(guī)劃陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍概述

確定規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)的地域范圍通?？紤]地域的現(xiàn)有地理屬性 （流域、盆地、山脈等），自然資源特征，或是人為的邊界 （如公路、鐵路或運(yùn)河）等[3]。生態(tài)因子之間相互影響和相互依存的關(guān)系是劃定評(píng)價(jià)范圍的原則和依據(jù)，生態(tài)影響評(píng)價(jià)的范圍主要依據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)域與周邊環(huán)境的生態(tài)完整性確定[4]。目前，國內(nèi)對(duì)于水電規(guī)劃生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)范圍的確定，采用的方法根據(jù)規(guī)劃河段的自然生態(tài)環(huán)境的差別通常有所不同。

瀾滄江中下游梯級(jí)水電規(guī)劃陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍根據(jù)流域植被分布特點(diǎn)，在垂直高度方面擴(kuò)展至水庫淹沒區(qū)及水庫周邊以上約200 m高程范圍。大渡河干流、尼洋河干流巴河口以下河段等水電規(guī)劃環(huán)評(píng)，則采用干流河谷兩側(cè)一級(jí)分水嶺以內(nèi)區(qū)域作為陸生生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)區(qū)。金沙江中游河段規(guī)劃環(huán)評(píng)陸生評(píng)價(jià)范圍為河谷兩岸面山第一層山脊線以下區(qū)域，包括區(qū)間主要一級(jí)支流，涉及到自然保護(hù)區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)的從生態(tài)完整性的角度考慮，研究評(píng)價(jià)范圍擴(kuò)大到受影響部分所在的整個(gè)區(qū)域。在黃河黑山峽河段水電規(guī)劃陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍的確定過程中，由于該河段兩側(cè)地勢(shì)平坦，分水嶺范圍較大，兩岸物標(biāo)不甚明確；因此采取了沿規(guī)劃河段兩岸3～5 km劃定等邊距評(píng)價(jià)范圍的方式。

上述劃分方式中，依據(jù)等邊距劃分評(píng)價(jià)范圍和依據(jù)蓄水位線以上固定高程劃分評(píng)價(jià)范圍的方法均為未考慮自然地理屬性的人為邊界法。第一層山脊線法主要依據(jù)地理屬性，可體現(xiàn)出評(píng)價(jià)區(qū)自然屬性的不同特征。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃環(huán)評(píng)和生態(tài)環(huán)評(píng)技術(shù)規(guī)范的要求，生態(tài)影響評(píng)價(jià)應(yīng)能夠充分體現(xiàn)生態(tài)完整性，涵蓋評(píng)價(jià)項(xiàng)目全部活動(dòng)的直接影響區(qū)域和間接影響區(qū)域，以正確評(píng)價(jià)與規(guī)劃項(xiàng)目相關(guān)區(qū)域的生物多樣性和生態(tài)環(huán)境。在地理邊界和景觀生態(tài)變化明顯的規(guī)劃河段，劃分評(píng)價(jià)范圍時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮自然環(huán)境的變化特征，以體現(xiàn)出生態(tài)的完整性。國內(nèi)相關(guān)研究認(rèn)為，從整體上解決這一系列環(huán)境問題，分水嶺、流域是最佳管理單元[5]。但在實(shí)際操作中，以流域或分水嶺為單元易造成評(píng)價(jià)面積過大，影響預(yù)測中易顯示植被類型變化不明顯，影響評(píng)價(jià)結(jié)論的客觀性。而以第一層山脊線劃分評(píng)價(jià)范圍，不僅可以考慮到自然地理屬性，體現(xiàn)生態(tài)的完整性；其評(píng)價(jià)面積也適中。

2 怒江上游西藏段陸生生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)范圍劃定

2.1 環(huán)境概況

怒江上游西藏境內(nèi)索縣東巴壩址至松塔庫尾河段長約707 km，天然落差1705 m，河道平均比降0.242%；兩岸山高坡陡，屬典型的高山峽谷地貌，山脈海拔多在4000～5000 m左右；山嶺與河谷的高差達(dá)1000～2000 m；氣候類型復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境獨(dú)特；河段跨多緯度，流域內(nèi)植被區(qū)系復(fù)雜，同一緯度的植被種類具有多樣化和垂直分布明顯的特征，野生動(dòng)物種類較豐富。

2.2 評(píng)價(jià)區(qū)劃定方法比選

在確定怒江上游西藏境內(nèi)規(guī)劃河段陸生生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)范圍的過程中，曾考慮了等邊距法和利用地形特征的第一層山脊線法。

2.2.1 等邊距緩沖區(qū)法

在ArcGIS9地理信息軟件中，利用空間分析模塊中的緩沖區(qū)分析功能，沿規(guī)劃河段自動(dòng)生成一條兩側(cè)各寬2 km的等邊距條帶，作為陸生生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)范圍。將該評(píng)價(jià)范圍分別與該區(qū)域的數(shù)字高程模型 （DEM）和衛(wèi)星影像進(jìn)行疊加分析 （見圖1）。

從圖1可以看出，河段兩岸地形分界明顯；而用等邊距緩沖區(qū)法生成的評(píng)價(jià)范圍不能很好地與兩岸的地形特征吻合，不能準(zhǔn)確地體現(xiàn)出評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的植被垂直分布特征，不能合理地涵蓋一些野生動(dòng)物的活動(dòng)范圍。在新榮庫區(qū)等平緩區(qū)域，只能將整片農(nóng)田等植被的一部分劃進(jìn)評(píng)價(jià)范圍中。因此，本規(guī)劃河段這樣地形復(fù)雜、植被垂直分布明顯、野生動(dòng)植物豐富的環(huán)境不適宜用該法。

2.2.2 山體陰影劃分第一層山脊線法

圖1 等邊距法劃分的評(píng)價(jià)范圍（部分）與DEM（a）、衛(wèi)星影像（b）疊加

由于規(guī)劃河段地形陡峭，兩岸山體高差較大，植被隨地形變化較大，垂直分布特征明顯，一些植被和動(dòng)、植物常以分水嶺作為分布范圍的邊界，因此宜采用第一層山脊線作為本規(guī)劃河段陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍劃分的依據(jù)，從而體現(xiàn)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)生態(tài)完整性特征。在確定第一層山脊線的工作過程中，筆者分別利用山體陰影 （Hill Shade）和等高線進(jìn)行了嘗試。

山體陰影是根據(jù)假想的照明光源對(duì)數(shù)字高程模型柵格數(shù)據(jù)每個(gè)柵格單元計(jì)算照明值，形成光照灰度表面，可表達(dá)出地形的立體信息。在ArcGIS地理信息軟件中對(duì)規(guī)劃河段所在地區(qū)的數(shù)字高程模型（DEM）進(jìn)行表面分析，模擬315°太陽方位角和45°太陽高度角，計(jì)算得到表面陰影圖 （見圖2）。

圖2 山體表面陰影

嘗試按照表面陰影圖中的明暗交界情況判斷和劃分山脊線，作為陸生生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)范圍。然而，該方法可將與太陽方位角垂直方向的山脊線劃分出來，但對(duì)規(guī)劃河段復(fù)雜的地形特征，其圖像過于破碎，仍不能準(zhǔn)確地識(shí)別出河道兩側(cè)第一層山脊線，且坡向變化造成的陰影圖灰度值變化會(huì)對(duì)山脊線的判斷造成一定干擾。

2.2.3 等高線劃分第一層山脊線

利用規(guī)劃河段所在區(qū)域數(shù)字高程模型DEM，在ArcGIS地理信息軟件中將其轉(zhuǎn)化為等高線數(shù)據(jù)，依據(jù)等高線變化情況，以山體陰影數(shù)據(jù)作為輔助參考，即可判斷出第一層山脊線分布，在ArcGIS軟件中利用圖形編輯工具即可繪制出規(guī)劃河段陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍線，見圖3。

圖3 依據(jù)等高線劃分評(píng)價(jià)范圍（部分）

2.3 結(jié) 果

在ArcGIS軟件中依據(jù)等高線判斷第一層山脊線，最終繪制出規(guī)劃河段陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍，如圖4所示。評(píng)價(jià)范圍涉及西藏自治區(qū)索縣、邊壩縣、丁青縣、洛隆縣、八宿縣、察隅縣、左貢縣，總面積377774 hm2。

圖4 規(guī)劃河段陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍

3 結(jié) 論

在水電規(guī)劃過程中通過規(guī)劃環(huán)評(píng)先期介入，可有效避免規(guī)劃方案實(shí)施中產(chǎn)生重大的環(huán)境影響。本文以地理信息系統(tǒng)為主要技術(shù)手段，以怒江上游西藏段東巴壩址至松塔庫尾河段水電規(guī)劃為例，進(jìn)行了規(guī)劃環(huán)評(píng)陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍確定方法的探討，對(duì)幾種劃分方法進(jìn)行了比選，得出依據(jù)等高線在技術(shù)上可準(zhǔn)確判定第一層山脊線，合理劃分陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍。此方法對(duì)該規(guī)劃河段這樣地形陡峭、垂直地帶性明顯的環(huán)境較為適用，可保證劃分的評(píng)價(jià)范圍考慮到景觀植被和動(dòng)植物的分布特征，符合評(píng)價(jià)范圍應(yīng)充分體現(xiàn)生態(tài)完整性的要求，是一種科學(xué)合理的劃分方法。

［1］張平，李英，張榮.流域水電規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)的特點(diǎn)及工作體會(huì)［J］.水力發(fā)電，2006，32（11）:39-41.

［2］賀恭.中國水電未來之路:加快開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展［J］.水利水電技術(shù)，2005，36（2）:5-8.

［3］HJ/T130-2003 規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則［S］.

［4］HJ19-1997 環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則非污染生態(tài)影響［S］.

［5］何萍，孟偉，王家驥，等.流域、生態(tài)區(qū)和景觀構(gòu)架及其在海河流域生態(tài)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2009，22（12）:1366-1370.