M.哈尼 等

劉 翔 譯自英刊《水電與大壩》2009年第4期

印度電力長期供應(yīng)不足阻礙了該國經(jīng)濟的發(fā)展和減貧。全國有40%以上的家庭尚未通電,其中大多數(shù)在農(nóng)村地區(qū)。印度政府已制定了一項增加發(fā)電裝機容量的計劃。該計劃賦予了水電的重要作用,要求將水電占全國電力總裝機的比例從目前的24%到2012年增加到約 40%。因此需要增加裝機容量100000MW,以滿足對水電的大量需求。水電是一種可再生能源,它具有許多優(yōu)勢。

為響應(yīng)國家水電開發(fā)目標,印度北部的喜馬偕爾邦和烏塔拉坎德邦都制定了宏偉的計劃,以開發(fā)巨大的水電資源。喜馬偕爾邦查明的水電蘊藏總量超過20000MW,迄今已開發(fā)的還不到7000MW。烏塔拉坎德邦的水電蘊藏量約為15000MW,已開發(fā)的卻不到 3000MW。

兩個邦都正在實施一種未經(jīng)實踐檢驗,因而帶點風險的策略,即吸引國營和私營開發(fā)商修建并營運水電工程。目前有幾座大型水電工程正在運行中,其中喜馬偕爾邦薩德盧河上有5座,烏塔拉坎德邦阿勒格嫩達河上有1座。此外,這兩條河上約有50座水電工程正處于不同的開發(fā)階段,總裝機容量約為15000MW。這些水電工程中,已分配給私營開發(fā)商的數(shù)量不到一半,其余的則分配給邦及中央政府所屬的水電公司。

這些都是面臨諸多挑戰(zhàn)的重大開發(fā)計劃,這些挑戰(zhàn)包括要保證有效地協(xié)調(diào)、高效地建設(shè)和運營。此外,大多數(shù)私營開發(fā)商在開發(fā)水電方面都還是新手,缺乏處理與水電工程有關(guān)的水文、地質(zhì)、施工和商業(yè)風險的成熟能力和經(jīng)驗。

1 單項工程開發(fā)思路的缺陷

水電開發(fā)規(guī)劃傳統(tǒng)上是以單項工程為導向的。盡管采用基于單項工程的開發(fā)方式有其令人信服的理由,但這種規(guī)劃方法對于全流域的可持續(xù)發(fā)展來說卻存在著許多缺陷。

(1)一個關(guān)鍵的缺陷就是其規(guī)劃中沒有考慮到在同一條河流上建設(shè)多座水電工程所構(gòu)成的整個電力系統(tǒng)與各個子電力系統(tǒng)之間的密切關(guān)聯(lián)性。一座可滿足峰荷電力需求的水電站,其供電能力可能會被在同一條河流上后續(xù)修建的其他具有峰荷供電能力的水電站所減損。此外,開發(fā)一個新工程可能會對上下游已建電站造成不可預測的損失,或者相反地可能會帶來意想不到的效益,例如,新建工程會增加或降低河流中泥沙淤積的高程。

(2)另一個缺陷則涉及到影響評價。在對基于單項工程的規(guī)劃方法進行工程影響評價時,只需要評價該單項工程直接造成的環(huán)境和社會影響,而實際上其他的影響往往也需要評價,特別是當其他工程的影響達到很嚴重的程度時,這就需要把整個流域當成一個單元來進行整體分析。例如,在評價多個工程對水土流失的累積影響時,即是這種情況。

此外,長期規(guī)劃中所關(guān)注的問題,往往不在單項工程所考慮范圍之內(nèi)。流域及其生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的脆弱性即為一例,氣候變化可能會影響到河流的水文情勢、河流水量,以及季風季節(jié)的持續(xù)時間和季風強度,或者說洪水的頻率和危害性。

2 全流域整體性規(guī)劃方法的實施步驟

目前,指導印度水電開發(fā)的技術(shù)體系不能全面考慮到一個流域內(nèi)興建多個水電工程所發(fā)生的所有可能的成本和效益。以薩德盧河和阿勒格嫩達河為例,PPIAF資助的一項研究提出了將流域整體法應(yīng)用于水電工程規(guī)劃、設(shè)計和運行調(diào)度的建議。這些建議是基于對設(shè)計資料、規(guī)劃方法、技術(shù)規(guī)范、水文模擬的分析以及與利益相關(guān)者的協(xié)商結(jié)果。其指導原則是支持改進現(xiàn)有的做法,而不是完全采用全新的體系和方法,那樣會更加耗費時間和增加成本。

若要成功實施全流域水電整體規(guī)劃方法,就必須從規(guī)劃階段直至輸配電階段,即在水電開發(fā)的全過程中加強利益相關(guān)者之間的協(xié)調(diào)。此外,河流水電開發(fā)的效率和長期可持續(xù)性也需要按既定程序、便捷地獲取有關(guān)氣象、水文、地貌、生態(tài)和泥沙的資料。通過以下方式可實現(xiàn)這種協(xié)作和加強資料共享:

(1)共同開發(fā)輔助工具和數(shù)據(jù)庫,以便把全流域性問題反映到項目的規(guī)劃、設(shè)計和實施之中。這一過程可由一個中央機構(gòu)或獨立實體進行規(guī)范化操作,以維護資料的完整性。

(2)按嚴格的參與方式要求建立開發(fā)商論壇,并建立資料共享和共同決策的機制。

其次,隨著共同利益的增多和基于政策保證,可采用更多規(guī)范化的步驟,比如:

(1)給項目組織機構(gòu)賦予項目建設(shè)職責和提供建設(shè)資金,以促進流域規(guī)劃與開發(fā);

(2)從長遠觀點出發(fā),應(yīng)成立一個負責流域規(guī)劃的機構(gòu),并授權(quán)該機構(gòu)建立代表席位制度。

3 優(yōu)化流域電力生產(chǎn)

發(fā)電量一般是根據(jù)單個工程進行的優(yōu)化,而不考慮其他梯級工程,由此而取得的發(fā)電量和工程收益低于按流域進行電力生產(chǎn)優(yōu)化所獲得的發(fā)電量和收益。在梯級電站中,由于河流洪峰逐漸向下游傳播,通過優(yōu)化梯級電站的調(diào)度,總發(fā)電量會增加。應(yīng)用數(shù)學模型進行的實例研究表明,按梯級優(yōu)化阿勒格嫩達河流上2座相鄰水電工程的運行(不是按規(guī)劃方案單獨運行),其年發(fā)電量可增加230GW?h,由此可增加收益約1450萬美元(按時價計算)。

進一步來說,開發(fā)流域水文模型還有助于了解某座梯級工程對另一座工程的影響。這樣可以減少工程風險,在更大范圍內(nèi)促進水電規(guī)劃和電站運行,同時可以使規(guī)劃者和開發(fā)商了解某座工程狀況的變化對系統(tǒng)中其他工程產(chǎn)生的影響。水文模擬結(jié)果表明,對梯級水電工程的調(diào)度實施優(yōu)化,可以提高總發(fā)電量。

4 提高產(chǎn)流量測算精度

目前,工程設(shè)計中應(yīng)用于確定水力發(fā)電量的數(shù)據(jù)的采集方法尚存在著一些不足之處。

(1)在推導產(chǎn)流量時,只考慮了當?shù)氐默F(xiàn)場數(shù)據(jù)。雖然這兩個流域產(chǎn)流量的重要組成部分是冰雪,但是,對這兩個地區(qū)的產(chǎn)流量很少認真估算過。不過由于這些地區(qū)的徑流季節(jié)性很強,所以流量的精確估算是關(guān)鍵,特別是徑流式水電工程。

(2)產(chǎn)流量的計算既沒有考慮蓄水對上下游的影響,也沒有考慮調(diào)度規(guī)程。

(3)產(chǎn)流量的計算傾向于使用僅1 a的水文數(shù)據(jù)(可靠年份占 90%),而單年的水文數(shù)據(jù)可能有很大的乖離,乖離量視融雪和季風季節(jié)流量的大小而定,因而容易導致產(chǎn)流量的計算結(jié)果不可靠,繼而導致了對發(fā)電量估算結(jié)果的不可靠。

徑流式水電工程發(fā)電量的估算至少應(yīng)考慮相鄰上游的水電工程,因為上游水電工程下泄的水流時機決定著下游水電工程的發(fā)電時機。在流域?qū)用?必須考慮通過優(yōu)化上游主要蓄水設(shè)施泄放的水量來穩(wěn)定季節(jié)性河流的流量,這樣既可以增加單個水電工程的發(fā)電量,也可以增加整個流域所有水電站總的發(fā)電量。

通過共同采集水文、氣象資料,并將這些資料提供給開發(fā)商,可以極大地提高產(chǎn)流量的預測精度。同時,在國家層面還可開展研究來預測氣候變化的影響,這不是一個水電開發(fā)商所能考慮到的重要問題。

5 興建共享的基礎(chǔ)設(shè)施

在興建諸如交通道路、施工電力設(shè)施和輸電設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施上加強協(xié)作,將有助于使開發(fā)商發(fā)現(xiàn)潛在的共建共用基礎(chǔ)設(shè)施的契機。這樣可通過減少一些重復性的建設(shè)從而降低工程的總費用,并可使開發(fā)商之間分攤共用設(shè)施的成本。這種做法還能減少對環(huán)境和社會的影響。開發(fā)商可通過舉辦適當形式的論壇,來共同討論有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施方面的需求,并就如何合作開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)達成一致意見。

6 泥沙淤積和水質(zhì)問題處理

像喜馬拉雅山區(qū)所有的河流一樣,薩德盧河和阿勒格嫩達河挾帶的泥沙量極大。這些泥沙會對水電工程的運行以及環(huán)境造成嚴重問題。比如對水輪機轉(zhuǎn)輪的磨蝕,對水質(zhì)的不利影響,以及因泥沙淤積而造成的蓄水區(qū)損失等。由于工程數(shù)量的增加,因施工棄渣和土壤流失而導致的河流中的泥沙淤積量也可能增加。因此,每個流域上游的蓄水設(shè)施可通過調(diào)節(jié)河流流量來減少下游河水的泥沙含量并提高發(fā)電量。此外,流域整體法還為采取流域保護措施提供了機會(比如恢復植被、保持水土),以改善總體水質(zhì)。

7 加強洪水風險評價

常規(guī)的用于流域內(nèi)極限洪水的估算方法(為了工程規(guī)劃和設(shè)計)通常不能做到因地制宜地調(diào)整和應(yīng)用。防洪規(guī)程也未必會考慮到本地區(qū)的特殊情況,例如,冰雪覆蓋地區(qū)由于極端暴雨而形成的洪水徑流。似乎連一個工程開發(fā)商都沒有考慮到流域內(nèi)梯級水庫失事的組合概率問題。因此,必須對洪水位和洪水風險的評估方法及其應(yīng)用加以改進。

一個覆蓋全流域的洪水預報和預警系統(tǒng),將有助于確保下游的所有水電工程、城鎮(zhèn)和村莊在上游發(fā)生洪水事件和大壩潰決時及時接到報警。建立這樣一個洪水預報和預警系統(tǒng),不是所有的開發(fā)商都力所能及的,所以邦和中央機構(gòu)應(yīng)加強這方面的協(xié)調(diào)。建立這一系統(tǒng)需要升級遠程數(shù)據(jù)采集站點,并加強遙測通訊系統(tǒng)的功能,以及建立中央數(shù)據(jù)庫,并提高數(shù)據(jù)的處理能力。

8 地區(qū)性影響和累積影響的評估

在規(guī)劃階段應(yīng)用流域法來評價環(huán)境影響和社會影響,將有助于效益最大化,避免、減輕和補償所產(chǎn)生不利影響的機會,以獲得解決所涉及的這些問題的良好效果。

開發(fā)多項工程時,對其總的影響,應(yīng)采用累積影響評價法進行評估。評價過程包括:分析當前數(shù)據(jù)資料;確定可能的影響和效益;研究比選方案和累積影響;制訂避免、減緩影響和補償措施,以使總的不利影響最小化。

該評價程序有助于選擇最佳的工程和壩址的組合,以便能夠獲得最大的效益,使產(chǎn)生的不利影響最小,并且這種方法也有利于較可靠地確定工程要求,以及使這些要求能為利益相關(guān)者所很好地接受;同時,也有助于確定多目標工程一系列效益的最佳組合,這樣就可更好地兼顧地區(qū)性的社會效益以及工程投資者的利益。

9 與利益相關(guān)者協(xié)商及當?shù)卮淼膮⑴c

在流域性水電規(guī)劃的初期階段就應(yīng)吸納當?shù)氐拇韰⑴c其中,同時,應(yīng)確保與他們就規(guī)劃過程保持良好溝通,這樣可以在涉事的所有利益相關(guān)者之間建立起互信與諒解。此外,當?shù)卮磉€可參與規(guī)劃范圍之外的工作。例如,他們可以參與監(jiān)督規(guī)劃的實施,如環(huán)境管理規(guī)劃、流域整治規(guī)劃和其他一些旨在減輕工程開發(fā)的社會影響和環(huán)境影響的活動。全流域性的水電規(guī)劃方法有利于戰(zhàn)略目標的宣傳,為當?shù)靥峁└嗟木蜆I(yè)機會,并可以將社區(qū)團體或代表參與規(guī)劃過程制度化。

10 結(jié) 語

流域綜合規(guī)劃是一項舉足輕重的工作。確定基本路線、制訂和積累必要的技術(shù)、手段、導則,以及運作框架,可能需要花費幾年的時間,但是,這項工作可分階段完成。進行全流域范圍的經(jīng)濟、社會和環(huán)境評價,以及流域產(chǎn)流量測算是重要的初始步驟。

最近在推進流域性水電規(guī)劃方面已經(jīng)取得了一些積極的進展。利益相關(guān)者已表示將大力支持聯(lián)合進行資料收集和分析工作,并正在積極研究成立獨立的流域開發(fā)機構(gòu)及其所擔負的職責問題。此外,開發(fā)商和邦政府目前正在優(yōu)化薩德盧河和阿勒格嫩達河幾個河段的水電工程的開發(fā)方案。印度政府最近宣布成立國立 Ganga流域管理局,以利于該流域的綜合管理。雖然這些舉措令人鼓舞,但更迫切的工作卻是需要采用一種更系統(tǒng)的全流域性的水電規(guī)劃方法,以保障開發(fā)商、社團和政府等所有利益相關(guān)者的利益。