鄭舒雯

（廣西水利電力勘測設(shè)計研究院有限責任公司，南寧 530023）

0 引言

水電站下泄生態(tài)流量是指為滿足維持河道的基本生態(tài)功能和群眾生產(chǎn)、生活及其它用水需求，所需要下泄的最小流量[1]。近年來，我國水利水電工程建設(shè)發(fā)展迅速，為促進地方經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮了重要作用，但一些水電站在日常運行過程中沒有下泄生態(tài)流量或生態(tài)流量下泄不足，造成下游河道出現(xiàn)減水、脫水現(xiàn)象，一定程度上影響了河流的正常生態(tài)功能和群眾的生產(chǎn)、生活用水需求。

2015年4月2日，國務(wù)院發(fā)布“水十條”，強調(diào)“加強江河湖庫水量調(diào)度管理。完善水量調(diào)度方案。采取閘壩聯(lián)合調(diào)度、生態(tài)補水等措施，合理安排閘壩下泄水量和泄流時段，維持河湖基本生態(tài)用水需求，重點保障枯水期生態(tài)基流[2]?！?/p>

欽州市地處廣西壯族自治區(qū)南部沿海、北部灣北岸，北回歸線以南，受降雨時空分布影響明顯，其中80%以上的降雨集中在汛期，以獨流入海的中小河流為主，源短流急，水資源開發(fā)利用條件一般，水能開發(fā)以小水電為主。截至2016年，欽州市共計有62座小型水電站，總裝機33 247 kW。因此，有必要開展欽州市水電站生態(tài)流量及監(jiān)測狀況的調(diào)查分析，對于加強水電站生態(tài)流量監(jiān)測管理。

1 區(qū)域介紹

欽州市位于廣西壯族自治區(qū)南部，北與首府南寧市接壤，東與北海市和玉林市相連，西與防城港市毗鄰，南臨欽州灣，隔海與海南省相望，是廣西北部灣經(jīng)濟區(qū)以及中國-東盟自由貿(mào)易區(qū)的重要城市[3]。欽州市轄欽南區(qū)、欽北區(qū)、靈山縣、浦北縣2區(qū)2縣。

欽州市境內(nèi)河流眾多，皆為中小河流，分屬桂南沿海諸河和西江兩大水系。十萬大山和六萬山的縱橫分割，形成了市境內(nèi)南北水系的分水嶺，成為欽州市多數(shù)河流的發(fā)源地。根據(jù)《欽州市流域面積50 km2及以上河流江河湖庫名錄信息調(diào)查成果》，欽州市境內(nèi)共有50 km2以上河流77條，流域面積1000 km2以上的河流主要有4條，分別為欽江、茅嶺江、大風江和武利江。欽州市河流具有典型的小流域河流特點，即流域面積小、河流長度短、河流流量小，河流水電站開發(fā)裝機容量小，廣西沿海地區(qū)對應(yīng)的獨流入海河流多具備以上特征，而沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相對較好、人口密集，小流域承擔著當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的取水、水環(huán)境容量、水生態(tài)保護等重任，水資源供需矛盾更加突出，因此確保水電站生態(tài)流量下泄對于維護河流健康有序發(fā)展尤為重要。

2 電站生態(tài)流量調(diào)查情況

根據(jù)我國水利水電工程分等規(guī)定，裝機容量小于2.5萬kW的為小型電站。目前欽州市境內(nèi)分布的水電站均為小型電站，共62座，其中引水式電站19座、閘壩式電站41座、混合式電站2座，總裝機容量33 247 kW，大多數(shù)電站裝機規(guī)模小，已投產(chǎn)的水電站中裝機1000 kW以上的電站僅有10座。欽州市水電工程分布廣，涉及全市4個縣（區(qū)），水電站平均分布密度為175.7 km2/座。

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，欽州市水電站分布于武思江、沙坪河、南流江、欽江、茅嶺江、板城河、武利江等共32條河流上，其中，桂南諸河水系占比較大，26條河流上分布有水電站共計47座，占總量的75.8%；左江及郁江干流水系占比較小，有7條河流上分布有小型水電站共計15座，占24.2%。

欽州市水電站主要建于上世紀60～90年代，共計46座；其余電站均建于2000年以后，建成時間均在10年以上；目前有9座電站已廢棄。由于過去一些河流開發(fā)利用上，強調(diào)了發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖、旅游等經(jīng)濟效益較顯著的功能，大部分水庫或電站的攔河壩未設(shè)置有專用于生態(tài)流量下泄的設(shè)施；并且由于建設(shè)年代久遠，大多數(shù)電站未進行河流規(guī)劃、水資源論證、環(huán)境影響評價等前期工作的論證。

根據(jù)現(xiàn)場勘查，欽州市62座小型電站中，有35座電站可通過已有放水設(shè)施無需經(jīng)過改造即可下放生態(tài)流量，占比為74.4%；其余27座電站攔河壩均無可以下泄生態(tài)流量的設(shè)施，但絕大多數(shù)電站的攔河壩都設(shè)置有排沙口、溢洪道或發(fā)電引水渠道，可通過調(diào)整運行方式或設(shè)施改造后用于下放生態(tài)用水。在現(xiàn)場調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)10處電站因發(fā)電引水導致部分河段存在斷流現(xiàn)象；由于發(fā)電引水，各電站減水河段長度從300 m到6 km不等，全市共計減水河段長度為27.3 km。全市62座小型電站均未建設(shè)生態(tài)流量監(jiān)測設(shè)施，無法實時監(jiān)測判斷天然河道的生態(tài)水量。

欽州市小型水電站調(diào)查統(tǒng)計情況見圖1～4。

圖1 電站開發(fā)方式統(tǒng)計情況

圖2 電站分布流域統(tǒng)計情況

圖3 電站建成時間統(tǒng)計情況

圖4 電站生態(tài)流量下泄措施統(tǒng)計情況

3 存在的問題

（1）河流無序開發(fā)，改變天然河道水文情勢。為充分開發(fā)水力資源，上世紀60～90年代欽州市先后興建了大量的小電站，由于建設(shè)年代久遠，水能資源開發(fā)管理制度尚不健全，管理力度不夠，以至于大多電站未經(jīng)過河流規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境影響評價等前期工作的論證，甚至少部分未進行建設(shè)項目的設(shè)計及審批等程序，造成河流的水能資源開發(fā)缺乏科學性和合理性等方面的論證，河流的無序開發(fā)較嚴重。近年來，隨著國家法律法規(guī)的健全，地方監(jiān)管力度的不斷加大，欽州市已縮緊水電項目的審批力度，但之前無序開發(fā)的水電項目由于壩址設(shè)置、引水規(guī)模、梯級布置等不合理，以及長距離引水發(fā)電引起脫水河段，已使原河流的水文情勢發(fā)生了很大的變化，甚至造成的很多不可逆的影響，如天然河道萎縮、消失、河流改道、河道淤積等情況，部分斷流的原有河道已由原來的水生生態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌年懮鷳B(tài)系統(tǒng)，重新建立了新的生態(tài)平衡，對河道的生態(tài)流量管理帶來了新的問題。

（2）電站缺乏放水設(shè)施，無法下放生態(tài)流量。由于歷史原因，欽州市大部分電站的攔河壩未設(shè)置有專用于生態(tài)流量下泄的設(shè)施，生態(tài)流量下放僅結(jié)合發(fā)電尾水、灌溉、泄洪等形式下放，到枯水期，電站水位下降至放水口高程后就無法泄流，造成枯水期部分電站下游河道斷流，嚴重影響下游生態(tài)。

（3）生態(tài)流量的不明確，給電站運行及監(jiān)管造成了困擾。欽州市水電站建成時間普遍較早，當時的水資源管理、環(huán)境保護管理制度尚不健全，大多數(shù)電站未進行水資源論證、環(huán)境影響評價等前期工作的論證。特別是小型電站未能開展相關(guān)專題工作，生態(tài)流量目標不明確；對于部分電站，所在區(qū)域降雨時空變化顯著，暴雨驟降、枯水期下雨卻又明顯偏少，造成壩址處多年平均流量雖然很大，實際上枯水期流量來流相對小很多，如電站無調(diào)蓄能力或者調(diào)蓄能力不足，在需考慮發(fā)電、灌溉等其他綜合利用時，很難保障按常規(guī)多年平均流量的10%下放生態(tài)流量目標，對于“放多少”是生態(tài)流量監(jiān)測中很大的困擾。

（4）生態(tài)流量缺乏監(jiān)測手段。欽州市大部分電站建設(shè)時未考慮生態(tài)流量下放問題，未設(shè)置生態(tài)流量下泄設(shè)施。同時，保證生態(tài)流量的下放缺乏相應(yīng)的監(jiān)測手段，包括設(shè)備、儀器，開發(fā)軟件平臺，缺乏保障生態(tài)流量監(jiān)督管理的監(jiān)測體系。

4 水電站生態(tài)流量保障措施

4.1 水電站生態(tài)流量目標

針對尚未取得水資源論證報告及批復的電站，其生態(tài)流量目標根據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》（SL/Z712-2014）[4]等有關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)調(diào)查情況，各梯級環(huán)境影響范圍內(nèi)河段均未涉及生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)及生態(tài)保護對象，因此確定維持水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定所需最小水量一般不應(yīng)小于河道控制斷面多年平均流量的10%，即采用電站壩址處多年平均流量的10%作為生態(tài)流量下泄目標[5]。

4.2 水電站生態(tài)流量下泄方案

欽州市62座小型水電站，其中引水式電站19座、閘壩式電站41座，混合式電站2座，根據(jù)現(xiàn)場查勘具體情況，其中有9座電站已廢棄，3座電站利用灌溉尾水發(fā)電，暫不考慮設(shè)置生態(tài)流量下放設(shè)施。因此針對余下的50座水電站提出生態(tài)流量下泄方案。

目前，生態(tài)泄流設(shè)施包括利用引水系統(tǒng)改造泄流、利用泄洪閘小開度泄流、利用溢洪道閘門改造泄流、設(shè)置生態(tài)基荷或采用反調(diào)節(jié)調(diào)度泄流、安裝生態(tài)機組、利用機組旁通管改造泄流、增設(shè)大壩放水設(shè)施等。結(jié)合欽州市小型水電站生態(tài)流量下放實地勘察情況，依據(jù)各攔河壩工程形式、壩高、電站機組情況、水工建筑物布置方式和泄洪方式等特征，提出欽州市水電站的泄流設(shè)施方案。

規(guī)劃需新建生態(tài)流量放水設(shè)施的小型電站3座，現(xiàn)有放水設(shè)施不滿足生態(tài)流量下放要求，利用現(xiàn)有建筑物進行改、擴建后作為生態(tài)流量下放設(shè)施的電站12座，其中采用引水系統(tǒng)改造的泄流設(shè)施6套，采用溢洪道閘門等壩頂建筑物改造的生態(tài)泄流設(shè)施有1套，利用大壩放空設(shè)施改造的泄流設(shè)施有1套，對現(xiàn)有放水設(shè)施或其他類型放水口進行改造的設(shè)施4套。

納入監(jiān)測范圍的50座小型水電站中，共需改造生態(tài)流量下泄設(shè)施12套；新建生態(tài)流量下泄設(shè)施3套；直接采用現(xiàn)狀已滿足要求的生態(tài)流量下泄設(shè)施35套。

本次欽州市各小型電站生態(tài)泄水設(shè)施方案制定情況見表1。

表1 生態(tài)流量下放設(shè)施總體方案情況統(tǒng)計表 套

4.3 電站生態(tài)流量監(jiān)測設(shè)施

電站生態(tài)流量監(jiān)測點及監(jiān)測斷面按照以下原則布設(shè)：

（1）生態(tài)泄流監(jiān)測設(shè)施盡量布置在各電站的生態(tài)泄水口或泄水管渠內(nèi)，監(jiān)測布置形式依據(jù)泄水設(shè)施及位置而定。

（2）電站所在河段受下游其他庫區(qū)回水頂托，上下梯級之間水面銜接，不出現(xiàn)斷流情況下的電站，本次視河道具體情況按需要再布設(shè)監(jiān)測設(shè)施。

（3）對于生態(tài)放水口監(jiān)測條件較差、監(jiān)測精度較低、設(shè)備易損毀或施工困難的電站，本次在電站壩址下游河道斷面設(shè)置測流裝置。

本次納入監(jiān)測范圍的50個新建電站生態(tài)流量監(jiān)測站點中，在生態(tài)泄水口（如溢流壩頂、泄水管渠內(nèi)）布置監(jiān)測設(shè)施16處，在壩址下游河道內(nèi)選取監(jiān)測斷面布置監(jiān)測設(shè)施共計18處，在電廠尾水下游河道內(nèi)選取監(jiān)測斷面補充布置監(jiān)測站點共計16處。欽州新建的50處生態(tài)流量監(jiān)測站點共選取了5種監(jiān)測方式進行生態(tài)泄流量監(jiān)測，其中常規(guī)單點水位-流量關(guān)系法20處，多普勒測流法9處，水工建筑物法16處，管道測流法5處。

本次電站監(jiān)測點測流方法分布情況見表2。

表2 電站監(jiān)測站點生態(tài)流量監(jiān)測方法統(tǒng)計表 處

在此基礎(chǔ)上，設(shè)置電站生態(tài)流量在線監(jiān)控系統(tǒng)，接收和處理實測的流量數(shù)據(jù)、圖像、視頻等數(shù)據(jù)，進行全市水電站生態(tài)流量實時監(jiān)控。后期在生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)模塊中繼續(xù)增加視頻在線監(jiān)測、遠程控制等功能。

4.4 組織管理措施

（1）組織保障。明確各級部門的管理職責，確立各部門責任分工，科學籌劃，嚴格問責，健全考核制度。

（2）制度保障。建立規(guī)章制度，為管理工作提供依據(jù)，根據(jù)電站生態(tài)流量監(jiān)測方案制定詳細的監(jiān)督考核辦法，針對新設(shè)備的建設(shè)需求，對原有的規(guī)章制度予以修改完善。制定嚴格的規(guī)章制度及其監(jiān)督執(zhí)行措施，是生態(tài)流量監(jiān)測平臺正常運行的根本保證。

（3）資金保障。欽州市水電站生態(tài)流量監(jiān)測項目為社會公益性工程，系統(tǒng)的運行管理經(jīng)費依靠各級政府，按照分級負責的原則，項目建成后每年的運行維護和管理費用由各級水行政主管部門征收的水資源費中支出，并列入各級年度財政預算。

（4）技術(shù)保障。定期對生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)進行必要的維護，做好運行觀測工作，包括各子系統(tǒng)維護、軟件的調(diào)試以及配套設(shè)施的檢修、保養(yǎng)等；定期對生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)要進行必要的更新改造；對生態(tài)流量監(jiān)測系統(tǒng)中的運行管理和操作人員進行理論知識和操作技能的培訓。

（5）公眾監(jiān)督。生態(tài)流量監(jiān)測平臺應(yīng)用層開發(fā)新聞功能模塊，通過在該模塊公示最小下泄流流量標準、下泄流量過程以及考核結(jié)果等方式，拓展水電站運行管理監(jiān)督的公眾參與渠道。同時，開展科普宣傳，引導公眾科學客觀地認識水電站的功能與作用，發(fā)揮各類組織在水電站下泄流量監(jiān)測中的積極作用。

5 結(jié)語

水電站建設(shè)為當?shù)氐陌l(fā)展提供了充足的電力能源，對經(jīng)濟社會發(fā)展具有一定促進作用，但水資源無序開發(fā)對生態(tài)環(huán)境帶來的負面影響日益凸顯[6]。為保障河道生態(tài)流量、保護河流生態(tài)環(huán)境，制定小型水電站生態(tài)流量下泄目標并建立電站生態(tài)流量保障監(jiān)管體系，從而推動水資源科學合理的可持續(xù)利用，實現(xiàn)開發(fā)利用與河流保護的雙贏。