怒江因其蕴含极为丰富的水利资源而被水电开发者们所重视,有关部门关于怒江的水电开发已制定出详细的规划,但许多环保人士却对此持坚决反对的态度,理由是水电建设会破坏怒江流域的生态环境,得不偿失。怒江水电资源的合理开发利用,对于怒江自然资源的开发,当地各族人民的脱贫,云南的可持续发展都有重要的意义。防止环境污染是实现怒江流域可持续发展的关键。本文针对水电建设引起噪声污染、工程污染和水环境的变化进行了初步的研究,并提出解决办法。结论是怒江水电建设在采取积极的水环境保护措施后不会引起水环境的恶化,也不会对生态环境造成明显破坏。怒江流域水电建设利大于弊,尽快上马可以缓解经济建设中的电力紧张状况,争论只能白白的浪费时间。
在怒江水电资源开发过程中,只要能够做到科学决策、合理开发,可将开发过程中所产生的环境污染降低到最低限度。尤其是在工程污染、噪声污染和水环境变化方面,只要合理开发、科学管理、系统建设,工程对环境造成的污染能降低到最低限度,并能做到可持续发展。
此外,从科学发展观的角度出发,本项目还结合VRML和JAVA
收稿日期:2004年11月12日。
基金项目:中国西南民族研究学会“三江水能资源开发与环境保护研究”子课题“怒江水电开发与生态环境保护虚拟决策专家系统研究”资助项目(04-09-04-11)。
作者简介:王嘉梅(1964~),女,彝族,云南人,教授。
课题组成员:王嘉梅、杨恺、董永涛、高雅莉、徐武、罗钊、刘涵哲、李琰、吴庆畅、施跃坚、何晋、谷建民。
言虚拟怒江水电开发与生态环境保护现实,研究实现三维对象的交互控制、模拟水位变化情况,虚拟周围村庄、雪山、生态环境和旅游景点的浏览与交互等。建立三维立体模型为决策者提供怒江水电开发与生态环境保护有用的信息。更好地指导怒江水电梯级开发,模拟水电建设与环保关系。有助于立体、直观、全面了解怒江水电梯级开发对环境影响的虚拟现实。对于预防和减缓流域水电开发可能造成的不良影响、促进区域经济建设与环保的协调发展具有重要意义。
本课题拟采用信息技术中的虚拟现实造型语言(VRML)和语言,把怒江水电13梯级开发模式转变为交互、三维、动态、逼真的画面,以突破物理空间和时间约束,用“超越现实”的方法表示真实世界。提供一种新型的人机接口,利用计算机生成交互式三维环境,使参与者能够感到景物或模型十分逼真地存在,而且能对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。
一噪音污染防治在水电开发建设过程中,由于施工、运输等生产、生活原因,施工地点会对周围环境产生巨大的噪音污染。噪音污染是一种物理性污染,其最大的特点就在于噪音声源输出停止后,污染立即消失,不留下任何残余物质。在水电站建设完毕,各项设备开始正常运行后,噪音的强度将会明显下降,产生的主要原因也就变为水电站各项设备运行而产生的噪音。
(一)噪音污染的危害噪音会损害人类和动物的健康。
根据我国《工业企业噪音控制设计规范》进行的统计表明,在各个行业中,以煤矿、水泥、建材系统的噪音超标率最高。噪音对人体可产生听力损伤、神经衰弱、高血压等疾病危害。噪音对动物的危害也相当大。在一项由杭州医学高等专科学校侯公林副教授完成的一项“心理应激对大鼠行为及组织功能影响的研究”实验研究(研究人员在连续天内,每天一次让大白鼠定时进入实验区,每次两小时,以强度达100~110分贝、不间断的“呜呜”声,进行噪音刺激)中发现:噪音引起动物的情绪变化可造成动物行为的异常变化,408表现为动物处于恐惧、紧张和不安状态,10天内记忆功能明显减退;因噪音引起的情绪变化可诱发动物体内产生大量的自由基,直接对脑、肝、肺、心、肾等各个器官组织造成损伤;时间越长,损伤越明显;体内雄性激素水平明显下降,通常使动物产生抑郁倾向;体内器官代谢平衡失调,可导致动物行为障碍。美国西雅图肿瘤研究所的专家也曾进行了有关噪音致癌的动物试验。专家发现,受噪音影响的白鼠癌细胞转移比例接近100%。
在水电建设中,由于建筑物的建设、运输等,产生噪音污染,会对在工地工作的人群和生活在工地周围的群众造成损害,但由于水电站的建设大都在野外进行,噪音范围局限,对人类的影响经常不受重视。而对动物的影响就更被忽略。怒江流域属“三江并流世界遗产地”,解决噪音污染,不论对施工工人、周边群众及保护遗产的生物多样性,都是十分重要的。
(二)噪音污染的防治根据
噪音污染的特点,控制噪音污染的关键,是防止新的噪音污染源产生,降低已有的噪音污染源的强度。噪音治理最终要依据合理的规划管理解决。对于噪音污染,必须对噪声的种类和来源进行分析,机械噪声和建筑施工噪声防治的重点是对机械设备的合理分布和使用规划。
如设备分开摆放,尽量不要将其集中在一起,减轻噪声之间的相互加强。声压过高的设备不要靠近动物居住的地方。噪声较大的设备尽量错开使用,减小噪声的强度。及时排除设备故障,也可以大大降低噪声。
机械噪声的产生来源主要是设备的机械振动、零件的相互摩擦和有些机械排气管的气流声。所以在技术、经济允许的条件下,有限选取噪声低的设备进行生产和建设。对发动机等部分,可以适当添加润滑油减少机械摩擦,降低噪声,同时还可以延长机械的使用寿命。[2]在排气口等噪声较大的管道部位安装消音器材等。对于某些噪声较大的部位或者零件,可以采取涂抹消音、吸声材料,也可以降低噪声的强度。
高新技术的采用对于降低噪声污染也是具有非常有利的。目前,有一些新材料,如吸声板可以吸收噪声。吸声板是一种吸音材料,当噪声穿过吸声板后,经过来回折射,噪声就逐渐消失。在施工建设中,可以用吸声板对噪声源进行包裹或者遮挡,以达到降噪的目的。在工程建设中,新技术的使用(如自密实混凝土和静压法沉桩等)也有利于噪声的降低。
高速公路和机场跑道的降噪措施对水电开发中噪声的降低有着很好的借鉴意义。[6]噪声防护屏是一种连续构造物,可以反射、抵消噪声。
故而可在怒江流域某些生态环境复杂的建设地点周围,架设噪声防护屏,以起到降噪、消噪的特定效果。
下面是一些声屏障降噪方法实例,在工程实践中均有较好的应用。
我们先按下图1计算声程差图1计算声程差示意图再计算菲涅耳系数N,由N查图中的N-ΔL关系曲线图,得出声屏障的降噪量ΔL,表2是声屏障降噪量计算结果。计算参数如下:
Hs:等效效声源高度,这里为1.3米;Hb:声屏障高度,分别按4米、5米、6米三种高度计算;Hr:受声点相对于道路面的高度,这里分别按1.5米和15米计算;D1:等效声源至声屏障的垂直距离,本计算中为53.5米;D2:受声点至声屏障的垂直距离,100米、137米;障和全吸声屏障。噪声解决方法用CEMCOM吸声板,CEMCOM声控高效环保吸声降噪材料是由各种细孔、无机水泥组合物成型的。
近几年,国外出现了一种利用噪声来消除噪声的办法,对于怒江水电开发中噪声的防治具有一定的借鉴作用。该设备利用麦克风收集噪声,经过计算机分析后,发出与噪声波形相同,但位相相差180度的声音,就可以和噪声相互抵消。
二工程污染的防治
水电开发中,工程污染主要是“三废”,即废料、废气和废水。
具体来说,废料主要是施工建设中所产生的固体废弃物和生活垃圾等。废气是指水电站在建筑施工和交通运输过程中所产生的粉尘、SO2、NOx等大气污染物和施工机械、运输工具排放的废气(污染物为SO2、NOx、CO和CmHn等)。废水是指在电站建设中所产生的生产废水(如坝基开挖、混凝土搅拌、浇注和养护等施工过程中产生的污水)和电站工作人群所产生的生活污水(废水中氨氮、COD的含量较高,pH值一般较高,在10以上)。
若不对“三废”进行处理而直接排放,412将对怒江周围的生态环境危害严重。在水电站的建设施工过程中,在一定时期内,废水的排放量较大,对怒江的河流水环境会造成不利的影响。对水电站周围大气环境的影响来自于工程废气的排放,而且影响环节较为复杂。对于废料,主要是施工的废土石和施工垃圾,属于无毒废料的范围。工程污染的防治对于怒江原始生态环境的保护和水电站的协调开发具有重要意义。
工业污染防治的原则是以减量化、资源化和无害化为核心,综合利用工业生产废物,妥善处置未利用的工业废物,实现对工业固体废物的综合利用。
在防治过程中,首先要实行减量化,鼓励开发无害生产及对废弃物的综合利用,尽可能的减少工程污染的体积和数量。其次,对工程污染实行无害化处理,这也是防治工程污染的最直接的措施。通过无害化处理,使得废气、废水和废渣达到国家或者地区的排放标准。目前对于工程污染,最为提倡的是对废弃物进行资源化,回收可利用的材料和能源,使之转化为有用的物质。
水电站的开发所产生的固体废弃物主要是施工垃圾,属于无害废料。施工垃圾和生活垃圾的处理应该及时运送到渣场堆放、处理,不能随意堆置或者倒入河中。
固体废弃物的处理,常见的方法有填埋法、焚烧法和堆肥法等。针对水电站固体废弃物的种类,一般可采取填埋法和焚烧法进行处理。采用填埋法时,需要实行卫生填埋,设置防渗装置,以免废弃物泄漏,造成周围环境和地下水的二次污染。对废弃物进行焚烧处理时,应采用一定的焚烧炉装置,减少因焚烧而造成的大气污染。
鉴于怒江流域的生态意义,工程废弃物的处理要慎重。渣点的选取要综合考虑,进行实地考察,判定该地点是否有需保护的生物物种等。
在渣场的周围要设置栅栏等防护措施和种植植被,并且对废料的堆放地点进行严格的规定和管理。
废气主要包括在建筑施工和交通运输过程中所产生的粉尘、SO2、NOx等大气污染物和施工机械、运输工具排放的废气。
在水电站建设中,对大气环境影响较大的是建筑施工中所产生的粉尘,污染最大的地方,大气中的粉尘含量可以超过200mg/m3。根据粉尘的特点,可以在施工的公路和产地上用洒水车不定时洒水;施工开采使用湿式除尘作业;混凝土搅拌尽量密闭,并配以除尘器等,减少扬尘对大气的污染。
对于施工机械所排出的废气,主要的治理措施是对施工机械定期进行保养和维护,减少尾气的污染。在运送沙石料等建筑材料时,要进行遮盖,减少运输过程中的扬尘污染。
由于怒江水电站的建设地点位于野外,植被较好,空气湿度较大,又对废气进行相应的处理,应该会大大减少对空气的污染。
怒江水电站的废水主要来自于电站建设中所产生的生产废水(如坝基开挖、混凝土搅拌、浇注和养护等施工过程中产生的污水)和电站工作人群所产生的生活污水。
施工污水中,沙石料加工和混凝土加工过程产生的废水量较大。这一部分废水主要是泥沙含量大或者水的pH值偏高。对于泥沙含量大的废水可采取沉淀的方法进行处理,工艺流程见图5。
对于pH值偏高的废水可以采取中和沉淀的方法进行处理,工艺流程见。
对于生活污水,为了达到污染物的减量化和水电站的具体实际,可以采用旱厕、浇灌林地等方法进行处理,杜绝直接排放到河流中。水电站的建设中,可能还会出现少量的含油量较高废水。这部分废水数量不大,可以采用隔油加砂滤的措施处理。
对废弃物的处理,当414前最好的对废弃物进行回收再利用。针对水电站开发的实际,回收再利用的重点可以放在如沙石或者废料的焚烧灰制备砖瓦等以及其他的一些材料上。另外,还可以视情况,采用一些高新技术进行废物处理,如利用生物酶等来对废水、废气处理。