基于GIS的六庫水電站淹沒影響分析

李益敏，吳君峰

（1.云南大學資源環(huán)境與地球科學學院地理所，云南昆明650223；2.北京師范大學地理學與遙感科學學院,北京100875；3.武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室，湖北武漢430072）

基于GIS的六庫水電站淹沒影響分析

李益敏1，2，吳君峰3

（1.云南大學資源環(huán)境與地球科學學院地理所，云南昆明650223；2.北京師范大學地理學與遙感科學學院,北京100875；3.武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室，湖北武漢430072）

將GIS技術(shù)應用于水庫淹沒分析中，可以提高其科學性和直觀可視性。以擬建的六庫水電站為例，應用GIS強大的空間分析功能和三維模擬功能，形象、準確地分析庫區(qū)蓄水淹沒損失，客觀、準確評價水電站建設造成的影響。

地理信息系統(tǒng)；水電建設；淹沒分析

水電開發(fā)一度被視為人類文明進步的標志。但水電開發(fā)帶來的一些負面影響也引起廣泛關(guān)注，學者從眾多領域、不同角度開展了相關(guān)研究[1]，特別是移民安置問題[2-3]、水資源分配和利用問題、對自然環(huán)境的影響、自然景觀的破壞、引發(fā)滑坡等地質(zhì)災害等方面的研究。隨著研究的深入和對環(huán)境的關(guān)注，人們對水電開發(fā)的擔憂與日俱增，認為水電開發(fā)對環(huán)境帶來的影響是長期的、不可逆的[3-5]。2003年怒江 13級梯級水電開發(fā)引發(fā)的爭論更是將水電開發(fā)對環(huán)境的影響引向高潮，認為怒江水電開發(fā)會對流域的生態(tài)環(huán)境影響深遠[6]，并影響到怒江水電開發(fā)的決策。怒江水電開發(fā)成為人們關(guān)注和敏感的話題，研究水電開發(fā)對怒江人居環(huán)境的影響評價是怒江水電能源開發(fā)中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。

1 研究區(qū)概況

怒江水能資源豐富,全流域水能資源理論蘊藏量達4 474萬kW,技術(shù)可開發(fā)量3 200萬kW,其中干流約3000萬kW,占94%[7]，是我國重要的水電基地。據(jù)“云南省大中型水電建設移民安置用地規(guī)劃”[8],怒江干流水電工程建設移民安置計劃52 000人。對于人居環(huán)境容量非常有限的怒江來說，移民安置無疑是水電開發(fā)中最棘手的問題。

六庫電站位于怒江傈僳族自治州瀘水縣境內(nèi)怒江干流，是規(guī)劃擬建的怒江13級梯級電站中規(guī)模最小的電站，大壩壩址位于六庫鎮(zhèn)上游4.5km處，壩高35.5m。瀘水縣是國家級貧困縣，境內(nèi)山高坡陡,斷層縱橫交錯,地質(zhì)環(huán)境脆弱,地質(zhì)災害頻發(fā),危害嚴重[9]。水電開發(fā)等工程活動,將會擾動本來就不穩(wěn)定的地層,易誘發(fā)地質(zhì)災害[10]。

2 六庫電站淹沒區(qū)影響分析

2.1 數(shù)據(jù)來源和處理

分析需要的數(shù)據(jù)包括：1:50000DEM數(shù)據(jù)、居民點、土地利用圖。1:50 000 DEM數(shù)據(jù)由1:50 000地形圖矢量化后得到；居民點數(shù)據(jù)層來自1:50000地形圖,并依據(jù)怒江州行政區(qū)劃圖進行修訂[11]；1:100000土地利用圖，ETM遙感數(shù)據(jù)。

圖1 六庫電站淹沒區(qū)、淹沒自然村

2.2 六庫電站潛在淹沒區(qū)域

根據(jù)六庫電站壩址和壩高可以得到淹沒區(qū)范圍。大壩壩址處海拔高度為794 m,大壩壩高35.5 m，則大壩位置上游區(qū)海拔低于830m的區(qū)域為水庫潛在淹沒區(qū)。由1：50000DEM數(shù)據(jù)對大壩上游區(qū)域按海拔830m分為2級，海拔830 m以下的即為淹沒區(qū)域，將淹沒區(qū)疊加到遙感數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)上得到圖1。疊加自然村圖層后可以看出小沙壩、新村位于淹沒區(qū)，需要搬遷。通過ArcGIS面積統(tǒng)計得到淹沒區(qū)面積為4285650m2。

2.3 淹沒損失評價

水電建設后將有土地資源、公路、生物資源等被淹沒，涉及到人口搬遷，耕地開墾、公路新建，需要占用大量的土地資源，對瀘水縣帶來一定影響。

2.3.1 淹沒而搬遷的人口數(shù)量

六庫電站建設，需要搬遷兩個自然村共564人（見表1）。這兩個村生活在條件較好的江邊，農(nóng)民人均純收入均超過瀘水縣平均1485元的水平。在瀘水縣難以找到相同質(zhì)量的土地資源提供給移民。而搬遷到外地并不可行，因為怒江主要居住傈僳族等山地世居民族，其民族文化和宗教信仰決定移民難以適應外面的文化和環(huán)境，在以往搬遷到區(qū)域外的嘗試中均以失敗告終。這對于坡度大于250的面積占了國土面積的78%的區(qū)域來說，要為移民找到適合的安置地是非常困難的，這勢必加大瀘水縣的人居環(huán)境壓力。

表1 搬遷人口信息表

2.3.2 淹沒的土地利用類型分析

將淹沒區(qū)域與土地利用圖疊加分析得到被淹沒的土地以及其類型和面積（見圖 2、表 2）。淹沒最多的是有林地和水田，林地對于保護生態(tài)環(huán)境和保持水土至關(guān)重要，而水田是瀘水縣緊缺資源，只在江邊有零星分布。

表2 淹沒土地利用類型及面積

2.3.3 淹沒土地的坡度分析

瀘水縣坡度大于250的面積占總面積的78%。通過分析看出淹沒區(qū)土地的坡度相對平緩，小于 250的區(qū)域占90.4%(見圖3、表3)。被淹沒的是海拔小于830 m的平緩地。

圖2 淹沒的土地類型和村莊

圖3 淹沒區(qū)土地坡度圖

表3 淹沒土地坡度

2.3.4 庫區(qū)潛在危險性分析

水電建設，會影響到庫區(qū)坡體穩(wěn)定性，特別是庫區(qū)水位的變化對庫岸邊坡的穩(wěn)定性會產(chǎn)生各種不利影響[12]，發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災害的幾率增大，離水庫越近發(fā)生地質(zhì)災害的可能性越大。淹沒區(qū)周圍500m范圍是受影響最大的區(qū)域，對淹沒區(qū)建立500m緩沖區(qū)，疊加自然村后，有 4個自然村在此緩沖區(qū)范圍，見圖4。面積為15 428 750 m2，4個村總?cè)藬?shù)為624人，見表4。經(jīng)過ArcGIS分析，此區(qū)域坡度較陡，平均坡度為31.10，坡度大于250的面積占73.9%，見圖5、表5。

圖4 淹沒區(qū)500 m緩沖區(qū)域500 m

圖5 淹沒區(qū)500 m緩沖區(qū)域坡度圖

表4 庫區(qū)影響區(qū)域內(nèi)的自然村

表5 庫區(qū)影響區(qū)域土地坡度

3 結(jié) 語

水電建設不僅帶來了良好的經(jīng)濟效益和綠色能源,同時也帶來了一些社會和環(huán)境問題。水電建設是個影響范圍大的工程項目，涉及到很多方面，將GIS與遙感技術(shù)應用于庫區(qū)淹沒損失評估、移民安置地選擇中，可以提高其科學性和直觀可視性。GIS與遙感技術(shù)是庫區(qū)蓄水淹沒分析的強有力的工具[13]，應用其強大的空間分析功能和三維模擬功能，可以方便、準確地進行庫區(qū)蓄水淹沒分析，客觀、準確評價水電站建設造成的影響。

[1] 包廣靜.大壩建設生態(tài)環(huán)境影響國外研究回顧[J].生態(tài)經(jīng)濟，2008（3）：145-147

[2] 李益敏，孔俊.怒江六庫水電站建設移民搬遷地的GIS分析選擇[J].地球信息科學,2007,9（2）：55-59

[3] 張一軍，龔和平，卞炳乾.水電工程移民安置環(huán)境容量分析指標體系研究[J].水力發(fā)電,2008，34（6）：5-9

[4] 盧毅.水利水電建設項目的環(huán)境價值評價[J].知識經(jīng)濟，2008（12）:1-2

[5] 包廣靜，楊子生，陶文星，等.大型水電工程移民人口影響研究[J].水電能源科學，2008，26（2）：107-108

[6] 鐘華平，劉恒，耿雷華.怒江水電梯級開發(fā)的生態(tài)環(huán)境累積效應[J].水電能源科學，2008，26（1）：52-55

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[9] 賀敬,李波.怒江州瀘水縣滑坡的主要誘發(fā)因素分析[J].昆明理工大學學報，2005（4）：1-4

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[11]云南省測繪局.怒江州行政區(qū)劃圖，怒江傈僳族自治州民政局、云南省測繪工程院編制，2006年

[12]廖紅建，高石夯，盛謙，等.滲透系數(shù)與庫水位變化對邊坡穩(wěn)定性的影響[J].西安交通大學學報，2006，40（1）：88-92

[13]許沖，任靜，詹濤，等.基于GIS與遙感技術(shù)的某水電站庫區(qū)蓄水淹沒分析[J].工程地質(zhì)計算機應用，2008（4）：1-5

Impact Analysis on Flooding of Liuku Hydropower Station Based on GIS

LI Yim in1,2,WU Junfeng3
(1.Yunnan Institute of Geography,Department of Environment and Resource,Yunnan University, Kunm ing 650223,China;2.School of Geography,Beijing Normal University,Beijing 100875,China；3.State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying,Mapping and Remote Sensing, Wuhan University,Wuhan 430072,China）

Taking the construction of Liuku hydropower station as an example,the paper analyzed accurately loss caused by reservoir water and evaluated objectively the influence of hydropower construction through spatial analysis and three-dimensional analog functions of GIS.It can increase scientific and intuitive visibility to apply GIS technology in the analysis of reservoir inundation.

geographic information system;hydropower construction;flood-analysis

2009-09-24

項目來源：國家自然科學基金資助項目 (40761019)；云南省自然科學基金資助項目（2007D157M）。

P208

B

1672-4623(2010)02-0018-03

李益敏，副研究員，北京師范大學訪問學者，主要從事資源環(huán)境與3S技術(shù)應用研究。