李 昇 ，高 潔 ，方光達(dá) ，周興波

（1.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京市 100120； 2.國家能源水電工程技術(shù)研發(fā)中心，北京市 100120）

0 引言

水電作為技術(shù)成熟、清潔高效的可再生能源，一直是全球公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)能源電力，世界各國家無不把水電開發(fā)放在優(yōu)先地位，發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代基本完成其水能資源開發(fā)利用[1]。多年來，水電在我國電力供應(yīng)中一直占據(jù)不可替代的重要作用，尤其是大中型水電站工程還兼顧防洪、供水、灌溉、航運(yùn)、生態(tài)保護(hù)等綜合功能，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出[2]：“加快西南水電基地建設(shè)，建設(shè)一批多能互補(bǔ)的清潔能源基地，非化石能源占能源消費(fèi)總量比重提高到20%左右。面向服務(wù)國家重大戰(zhàn)略，實(shí)施川藏鐵路、國家水網(wǎng)、雅魯藏布江下游水電開發(fā)等重大工程”。

立足新發(fā)展階段，回顧我國流域梯級(jí)水電開發(fā)歷程及取得的成就，分析七十年來水電開發(fā)的主要經(jīng)驗(yàn)和流域梯級(jí)開發(fā)的特點(diǎn)，進(jìn)一步厘清我國后續(xù)梯級(jí)水電開發(fā)面臨的新挑戰(zhàn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)和能源安全新戰(zhàn)略意義重大。

1 我國流域梯級(jí)水電開發(fā)歷程與成就

新中國成立以來，大力開發(fā)水電是我國的重要方針政策。我國水電開發(fā)建設(shè)從1949年裝機(jī)僅16萬kW艱難起步，2004年一舉突破1億kW并居于世界第一至今，我國水電到2021年底裝機(jī)達(dá)到3.9億kW，其中常規(guī)水電3.5億kW，抽水蓄能3639萬kW。大半世紀(jì)以來水電每年貢獻(xiàn)了我國15%～30%的電力電量[3]。經(jīng)過70余年的發(fā)展，我國已建成高度居于世界前列的各種壩型，在大壩、工程邊坡、深厚覆蓋層、泄洪消能、大型地下洞室等各方面的工程技術(shù)全面處于世界領(lǐng)先地位。機(jī)組和電氣設(shè)備制造方面取得跨越式發(fā)展，設(shè)計(jì)制造世界首臺(tái)百萬千瓦機(jī)組，抽水蓄能機(jī)組制造全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。我國水電開發(fā)建設(shè)的理論研究、科研試驗(yàn)、勘測設(shè)計(jì)、建設(shè)管理、運(yùn)行調(diào)度等各方面均處于世界領(lǐng)先地位。這些偉大成就的取得，與我國實(shí)行的江河流域梯級(jí)開發(fā)密不可分。按照最新統(tǒng)計(jì)，我國水能技術(shù)可開發(fā)量6.87億kW[4]，水電開發(fā)程度過半，主要大江大河特別是中下游干流的水電開發(fā)基本完成，全國主要流域梯級(jí)水電站庫群聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行管理格局初步形成。

我國地勢西高東低，形成了諸多水能資源富集的大江大河。20世紀(jì)80年代初，根據(jù)第二次全國水力資源普查成果，原電力工業(yè)部提出集中建設(shè)十大水電基地的設(shè)想。在此基礎(chǔ)上，1989年原能源部水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院（現(xiàn)水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院）提出十二大水電基地[5]，增加了東北和黃河北干流兩個(gè)水電基地。21世紀(jì)以后，提出了建設(shè)十三大水電基地[6]（增加怒江）和十四大水電基地（增加雅魯藏布江）。計(jì)入2003年開展的怒江水電規(guī)劃，目前十三大水電基地主要包括：金沙江、長江上游、雅礱江、瀾滄江干流、大渡河、怒江、黃河上游、南盤江紅水河、東北三省、閩浙贛、烏江、湘西、黃河北干流，詳見表1[6]。根據(jù)2011年有關(guān)統(tǒng)計(jì)[6]，我國十三大水電基地技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量超過2.78億kW，年發(fā)電量近1.2萬億kW·h，其中以金沙江、長江上游、雅礱江、瀾滄江干流、大渡河、怒江、黃河上游、南盤江紅水河、烏江等基地的水能資源尤為富集。

表1 十三大水電基地規(guī)劃Table 1 The plan of thirteen hydropower bases

我國流域梯級(jí)開發(fā)體制機(jī)制改革始于20世紀(jì)80年代。為提升水電開發(fā)動(dòng)力，解決長期困擾水電開發(fā)財(cái)政資金投入不足的問題，破解深層的體制機(jī)制困境，為水電建設(shè)培育“自我積累，自我發(fā)展”的迭代機(jī)制[7]，“流域、梯級(jí)、滾動(dòng)、綜合”的水電開發(fā)八字方針逐步提出，并在1996年首次寫入《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》。由此，我國水電開發(fā)逐漸走上快車道，流域梯級(jí)開發(fā)管理模式不斷完善。該模式下，在一個(gè)流域按照現(xiàn)代企業(yè)制度組建一個(gè)流域水電開發(fā)公司，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)連續(xù)開發(fā)、形成規(guī)模效益。以先投產(chǎn)電站帶動(dòng)后投產(chǎn)電站，打破省域界限，先投產(chǎn)梯級(jí)收益滾動(dòng)開發(fā)下一個(gè)梯級(jí)。1990年，第一個(gè)按流域開發(fā)組建的烏江水電開發(fā)公司推動(dòng)了烏江干流水電梯級(jí)開發(fā)，并在2013年完成全流域開發(fā)。1995年，二灘水電開發(fā)有限責(zé)任公司改組成功，2003年明確由其負(fù)責(zé)實(shí)施雅礱江水能資源開發(fā)；1997年清江水電開發(fā)公司作為落實(shí)八字方針的試點(diǎn)單位，以隔河巖水電站為啟動(dòng)電站實(shí)施清江流域滾動(dòng)開發(fā)。到2000年底，瀾滄江、大渡河、黃河上游、二灘、烏江、三峽、清江、五凌等多家流域水電開發(fā)公司相繼組建，流域梯級(jí)滾動(dòng)開發(fā)成為水電開發(fā)的主要形式。2002年，中國長江三峽工程開發(fā)總公司經(jīng)授權(quán)滾動(dòng)開發(fā)金沙江下游的溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘四座巨型水電站，2022年6月四座電站中最后投產(chǎn)的白鶴灘水電站首臺(tái)機(jī)組發(fā)電。這些流域水電開發(fā)企業(yè)在理順體制機(jī)制、推動(dòng)流域梯級(jí)水電開發(fā)中發(fā)揮了極其重要的作用。

截至2021年底，烏江、大渡河、紅水河、長江上游、金沙江水電開發(fā)程度達(dá)到80%以上，雅礱江、黃河上游水電開發(fā)程度超過70%[4]，具體基本情況見表2和圖1。我國主要流域的梯級(jí)開發(fā)格局已基本形成。長江水系中，金沙江下游烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座巨型梯級(jí)水電站裝機(jī)容量約4500萬kW，年發(fā)電量近2000億kW·h，形成世界上規(guī)模最大的水電基地。雅礱江中下游“兩庫十二級(jí)”，總裝機(jī)規(guī)模接近2700瓦kW，年發(fā)電量超過1260億kW·h。其中，兩河口和錦屏一級(jí)兩座龍頭水庫電站為流域梯級(jí)發(fā)揮持久而巨大的蓄豐補(bǔ)枯補(bǔ)償效益。黃河水系中，黃河上游自20世紀(jì)80、90年代即開始發(fā)揮梯級(jí)聯(lián)合運(yùn)行效益，梯級(jí)中有我國第一座百萬千瓦級(jí)水電站——?jiǎng)⒓覎{水電站（122.5萬kW，下同）、“萬里黃河第一壩”黃河龍頭水電站龍羊峽水電站（128萬kW）、水電裝機(jī)突破1億kW的標(biāo)志性工程——公伯峽水電站（150萬kW）。

圖1 主要流域水電開發(fā)情況（截至2021年底）Figure 1 The hydropower development of major river basin （by the end of 2021）

表2 主要流域基本情況表（截至2021年底）Table 2 Basic situation of major river basin （by the end of 2021）

2 我國流域梯級(jí)水電開發(fā)的主要經(jīng)驗(yàn)與特點(diǎn)

回顧我國流域水電開發(fā)發(fā)展歷程，從一個(gè)水電建設(shè)技術(shù)落后的國家發(fā)展成為技術(shù)強(qiáng)國，并取得當(dāng)前立足世界之巔的成就，是改革開放為流域梯級(jí)水電開發(fā)提供了強(qiáng)大動(dòng)力。流域梯級(jí)滾動(dòng)開發(fā)建設(shè)管理模式具有中國特色，其成功的主要經(jīng)驗(yàn)和特點(diǎn)是以人民為中心的宗旨在水電事業(yè)中的具體體現(xiàn)。

2.1 黨中央高度重視，國家出臺(tái)政策積極支持

我國能源資源稟賦以缺油少氣為主要特征，面對(duì)解放初期煤炭產(chǎn)量低下能源供應(yīng)嚴(yán)重不足，洪澇干旱自然災(zāi)害頻發(fā)，水情復(fù)雜治水任務(wù)繁重的國情，國家對(duì)防洪、供水、灌溉和能源的保障提出了很高的要求。新中國成立以來，從毛澤東、周恩來等老一輩無產(chǎn)階級(jí)革命家到習(xí)近平總書記，歷屆政府堅(jiān)持以人民為中心的宗旨，對(duì)水利水電建設(shè)給予了高度重視。在組織機(jī)構(gòu)上，中央政府在建國初期就在燃料工業(yè)部組建了水力發(fā)電建設(shè)局，隨后又組建了水利水電部，并成立了流域管理機(jī)構(gòu)、區(qū)域水電設(shè)計(jì)院。組織機(jī)構(gòu)的成立，為我國水利水電發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在政策支持方面，國家在各個(gè)“五年計(jì)劃”中都對(duì)水利水電建設(shè)給予政策支持，國家科技攻關(guān)計(jì)劃在“六五”到“九五”期間均對(duì)水電開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了專項(xiàng)支持。

2.2 制度優(yōu)勢保障，集中力量辦“水電”大事

我國從一個(gè)筑壩技術(shù)相對(duì)落后的國家發(fā)展成為世界筑壩強(qiáng)國，中國特色社會(huì)主義制度優(yōu)勢十分重要。在黨的領(lǐng)導(dǎo)下統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，集中力量辦大事。依托這一優(yōu)勢，在20世紀(jì)90年代初，國家尚不富裕的時(shí)候開工建設(shè)了中國百年夢想三峽工程，克服了工程技術(shù)、百萬移民、巨額投資等諸多難題。依托這一優(yōu)勢，在國家統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下，我國機(jī)組制造水平不斷提高，常規(guī)機(jī)組單機(jī)容量逐漸從30萬kW到55萬kW再到70萬kW，最后實(shí)現(xiàn)單機(jī)容量世界最大的百萬機(jī)組，抽水蓄能機(jī)組從學(xué)習(xí)國外技術(shù)到如今完全滿足國內(nèi)需求。21世紀(jì)初，國家實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，水電行業(yè)開始集中開發(fā)西部水能資源，用不到20年時(shí)間，在西部高海拔高寒高山峽谷地區(qū)建設(shè)了20余座200m以上特高壩，建設(shè)者幾乎遍及所有國家水電企業(yè)，是集中展現(xiàn)制度優(yōu)勢的成功實(shí)踐。

2.3 改革開放助力，激發(fā)流域水電開發(fā)活力

改革開放是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的一場深刻革命，極大地解放了社會(huì)生產(chǎn)力，促進(jìn)了水電建設(shè)體制機(jī)制變革，推動(dòng)了工程技術(shù)進(jìn)步。改革開放之前，我國筑壩隊(duì)伍采用的是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的管理體制，建設(shè)管理主要是由政府主導(dǎo)成立工程指揮部或工程局，采用半軍事化管理模式，政企不分，責(zé)權(quán)利不清，建設(shè)效率低下。改革開放后，國家大力推動(dòng)電力體制改革、多元化投資主體改革、現(xiàn)代企業(yè)制度改革、項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制等一系列建設(shè)管理體制機(jī)制市場化改革，理順了投融資機(jī)制，激發(fā)了水利水電企業(yè)的內(nèi)生動(dòng)力，拓展了筑壩行業(yè)的國際視野，使我國在水庫大壩建設(shè)的基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)方法、科研實(shí)力、施工能力等方面不斷躍升。

2.4 流域規(guī)劃為先，強(qiáng)調(diào)水電開發(fā)綜合利用

新中國初期，國家百廢待興，為了減輕水患災(zāi)害，國家決定大興水利建設(shè)，隨之相繼啟動(dòng)了淮河流域、黃河流域、長江流域的規(guī)劃編制工作。1954年完成《黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟(jì)報(bào)告》，1959年完成《長江流域規(guī)劃要點(diǎn)報(bào)告》，同時(shí)期海河、遼河、松花江、珠江等均完成了流域綜合規(guī)劃。在這些流域規(guī)劃理念中，堅(jiān)持把水庫大壩作為江河治理關(guān)鍵骨干性工程的規(guī)劃理念，謀劃出一批調(diào)蓄水庫工程。長江三峽水利樞紐作為控制長江洪水的關(guān)鍵工程首次明確提出。70余年來，我國水利水電開發(fā)建設(shè)嚴(yán)格堅(jiān)持了先規(guī)劃再開發(fā)的制度，為我國河流水電有序開發(fā)奠定重要基礎(chǔ)。在河流開發(fā)規(guī)劃中，充分考慮了水庫大壩的防洪、發(fā)電、供水、生態(tài)、航運(yùn)等綜合利用需求，是我國一直堅(jiān)持的理念。我國目前的流域綜合規(guī)劃、河流水電規(guī)劃，都將綜合利用作為重要內(nèi)容進(jìn)行分析論證。

2.5 規(guī)章制度健全，構(gòu)建完備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

我國水電開發(fā)建設(shè)管理機(jī)構(gòu)建立較早，經(jīng)過長期的努力，形成了較為完備的行業(yè)管理規(guī)章制度，根據(jù)國情特點(diǎn)設(shè)置了技術(shù)方案審批、建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督、安全鑒定和工程驗(yàn)收等管理流程。工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，通過學(xué)習(xí)借鑒蘇聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過20世紀(jì)50、60年代的探索起步，到70年代的逐步完善，到后續(xù)更新補(bǔ)充，形成了完整的水利水電開發(fā)建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，覆蓋了規(guī)劃布局、勘測設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、建設(shè)管理、安全監(jiān)測、運(yùn)行管理、除險(xiǎn)加固等全生命周期的各方面。這些規(guī)章制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水利水電開發(fā)建設(shè)起到了重要支撐作用。

2.6 單一國企開發(fā)，確保流域梯級(jí)管理系統(tǒng)性

同一條河流上各水電站存在天然水力聯(lián)系，流域梯級(jí)電站在安全管理、梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度等方面迫切需要統(tǒng)籌管理。隸屬于不同經(jīng)濟(jì)實(shí)體的水電站在實(shí)際運(yùn)行中，很難從整條河流的整體效益出發(fā)進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行。因此，我國在20世紀(jì)80年代提出推出“流域、梯級(jí)、滾動(dòng)、綜合”的水電開發(fā)概念理念時(shí)，提出了一條河流由一個(gè)投資主體開發(fā)建設(shè)，并在中央各有關(guān)部門的積極推動(dòng)下，首先成立了貴州烏江水電開發(fā)公司，負(fù)責(zé)烏江流域的梯級(jí)滾動(dòng)連續(xù)開發(fā)。此后這一模式得到堅(jiān)持和推廣。2012年和2013年，國家能源局以正式文件進(jìn)一步明確了瀾滄江流域、雅礱江流域、金沙江上游等河流的投資開發(fā)主體。這些大江大河的投資開發(fā)主體均為大型央企，開發(fā)建設(shè)的技術(shù)、資金、人才、管理各方面資源充足，在規(guī)范管理、社會(huì)責(zé)任履行等方面也得到有效保障。以國有企業(yè)為主、單一主體開發(fā)的模式，為我國流域水電安全、高效的開發(fā)建設(shè)和運(yùn)行管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.7 守住安全底線，始終把工程安全放在首位

水庫大壩安全直接關(guān)系到水庫下游人民群眾的生命安全，對(duì)此我國在20世紀(jì)60、70年代曾有過慘痛的教訓(xùn)。確保大壩安全一直是我國壩工行業(yè)堅(jiān)守的核心價(jià)值。工程安全貫穿于從規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工到運(yùn)行管理等工程全生命周期的各個(gè)階段，在政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、方案審批、安全鑒定與驗(yàn)收等各方面都給予高度重視，以國有企業(yè)為主的各參建單位自覺履行責(zé)任，在建設(shè)過程中嚴(yán)格落實(shí)。這些行之有效的措施保障了我國水庫大壩始終保持了較好的質(zhì)量安全記錄，成為世界上潰壩率最低的國家之一。在2008年汶川地震中，處于震中的紫坪鋪等高壩經(jīng)受了超過設(shè)計(jì)烈度的地震，未產(chǎn)生重大震損，未發(fā)生次生災(zāi)害。

2.8 科技創(chuàng)新引領(lǐng)，推動(dòng)水電技術(shù)不斷發(fā)展

我國水電工程能夠取得當(dāng)前的成就，關(guān)鍵在于堅(jiān)持科技創(chuàng)新，包括引進(jìn)消化、集成創(chuàng)新、再創(chuàng)新。碾壓混凝土筑壩、面板堆石壩技術(shù)都是在20世紀(jì)80年代前后引入我國。經(jīng)過不斷地實(shí)踐、總結(jié)、提升，我國目前已建成了上述兩種壩型高度均居于世界前列的200米級(jí)壩，在實(shí)踐中對(duì)兩種壩型的防滲系統(tǒng)、防滲材料、施工技術(shù)、施工設(shè)備等進(jìn)行了大量的改進(jìn)和提升，形成了中國特色的建設(shè)技術(shù)，面板壩方面還對(duì)300米級(jí)特高壩進(jìn)行了深入研究。從20世紀(jì)80年代開始實(shí)行國家科技攻關(guān)五年計(jì)劃，從“六五”到“九五”科技攻關(guān)計(jì)劃，高壩建設(shè)重大科技項(xiàng)目一直是國家科技攻關(guān)的重要內(nèi)容，采用“產(chǎn)、學(xué)、研、用”緊密結(jié)合、聯(lián)合創(chuàng)新，我國水電建設(shè)者解決了工程建設(shè)中很多關(guān)鍵技術(shù)問題。幾十年的科技攻關(guān)和創(chuàng)新，已形成了完整的水利水電工程技術(shù)體系，很多成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

2.9 重視生態(tài)保護(hù)，以開發(fā)促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善

水電工程在保障防洪、供水安全和電力供給，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，但同時(shí)也改變了河流原有的狀態(tài)，造成了生態(tài)環(huán)境影響。我國水利水電建設(shè)一直重視生態(tài)環(huán)境影響問題。20世紀(jì)70年代，我國就選擇了葛洲壩、新安江等工程，開始比較系統(tǒng)地研究了建壩對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。20世紀(jì)80年代頒布了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法（試行）》，1982年頒布試行了《關(guān)于水利水電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)的若干規(guī)定（草案）》。1989年正式頒發(fā)的我國最早的水利水電環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范《水利水電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》（SDJ 302—88），成為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較早的環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)90年代開工建設(shè)的三峽、小浪底、二灘等工程，都全面系統(tǒng)開展了環(huán)境影響評(píng)價(jià)，并采取了一系列生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工作。進(jìn)入21世紀(jì)，水庫大壩建設(shè)更加重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，尤其是黨的十八大之后，工程建設(shè)中貫徹落實(shí)習(xí)近平生態(tài)文明思想，生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的理念得到進(jìn)一步強(qiáng)化。目前，與大壩等樞紐建筑物同步建設(shè)的生態(tài)放水設(shè)施、分層取水設(shè)施和過魚設(shè)施等已成為工程建設(shè)的重要內(nèi)容。

2.10 維護(hù)社會(huì)和諧，系統(tǒng)解決水庫移民難題

我國人多地少，大型水利水電工程建設(shè)不可避免會(huì)造成大量土地淹沒和占用，產(chǎn)生水庫移民。水庫征地補(bǔ)償和移民安置是大壩建設(shè)的重要內(nèi)容，處理不好不僅會(huì)影響工程效益，還有可能影響社會(huì)穩(wěn)定。改革開放以來，大中型水利水電工程征地補(bǔ)償和移民安置工作走上法治化道路。1987年《中華人民共和國土地管理法》頒布生效，1991年國務(wù)院頒布《大中型水利水電工程建設(shè)征地補(bǔ)償和移民安置條例》，提出開發(fā)性移民的方針。2006年，國務(wù)院修訂并新出臺(tái)了《大中型水利水電工程建設(shè)征地補(bǔ)償和移民安置條例》，大幅度提高了征地補(bǔ)償和移民安置標(biāo)準(zhǔn)，同期出臺(tái)了水庫移民后期扶持政策，對(duì)新中國成立以后的水庫移民由國家實(shí)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的后期幫扶。通過前期補(bǔ)償和后期扶持，實(shí)現(xiàn)水庫移民“遷得出、安得下、穩(wěn)得住、逐步能致富”的目標(biāo)。水庫移民的妥善解決，為流域梯級(jí)開發(fā)的有序?qū)嵤┢鸬搅朔€(wěn)定器和定心丸的作用。

3 新時(shí)期我國流域梯級(jí)水電開發(fā)面臨的新挑戰(zhàn)

從我國流域未開發(fā)的水電資源建設(shè)條件、雙碳目標(biāo)下梯級(jí)水電再開發(fā)的需求等方面分析，新時(shí)期我國流域水電在開發(fā)運(yùn)行管理、體制機(jī)制上也面臨一系列挑戰(zhàn)。

3.1 雙碳目標(biāo)對(duì)流域水電梯級(jí)定位提出了新要求

我國已經(jīng)明確承諾2030年和2060年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的雙碳目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要大力發(fā)展可再生能源，實(shí)現(xiàn)實(shí)施“能源電力化，電力無碳化”，并構(gòu)建高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng)。由于風(fēng)電、光伏等新能源，存在隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性等問題，需要大量的靈活調(diào)節(jié)電源，主要提供容量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及長時(shí)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力。在這方面，水電具有天然優(yōu)勢，勢必成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)最重要的調(diào)節(jié)資源之一。因此，水電的功能定位正逐步從提供電量為主，兼顧調(diào)峰及容量作用，轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳到y(tǒng)提供容量、滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻需求為主，支持風(fēng)電、光伏等新能源消納[6]。在功能定位改變之后，水電工程特別是具有良好調(diào)節(jié)性能的流域梯級(jí)，需要進(jìn)一步研究擴(kuò)大裝機(jī)規(guī)模，以提供更大的容量。目前，利用國家發(fā)展改革委水電前期費(fèi)，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織開展了四條流域的研究試點(diǎn)工作。

以流域水電為基礎(chǔ)的可再生能源一體化基地的體制機(jī)制需要進(jìn)一步完善。近年來，利用流域水電作為基礎(chǔ)靈活調(diào)節(jié)電源，推動(dòng)風(fēng)、光資源開發(fā)，建設(shè)水風(fēng)光一體化綜合能源基地的設(shè)想不斷提出，特別是2022年3月，國家能源局《關(guān)于開展全國主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》，已經(jīng)著手部署安排全國主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作，要求依托主要流域的水電開發(fā)，充分發(fā)揮水電靈活調(diào)節(jié)能力和水能資源，配套風(fēng)電、光伏新能源資源，兼顧火電調(diào)節(jié)，建設(shè)可再生能源一體化綜合開發(fā)基地。但是實(shí)施起來，遇到資源配置、外送與本地消納、水電容量效益如何體現(xiàn)等一系列問題，需要針對(duì)不同應(yīng)用場景，積極開展試點(diǎn)，形成制度化安排。

3.2 建設(shè)條件更趨復(fù)雜使建設(shè)管理技術(shù)難度加大

未開發(fā)的水電資源多處于西南邊陲高寒高海拔地區(qū)，地質(zhì)條件更復(fù)雜、施工技術(shù)難度更大。高寒高海拔地區(qū)面臨著筑壩施工技術(shù)挑戰(zhàn)，深厚覆蓋層、高地震烈度區(qū)域面臨著建壩技術(shù)挑戰(zhàn)，深埋長大地下洞室群建設(shè)面臨著各種巖爆、突泥、涌水等技術(shù)挑戰(zhàn)。巨型滑坡及滑坡群、大型泥石流、冰湖潰決等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，對(duì)工程建設(shè)和安全運(yùn)行亦帶來巨大挑戰(zhàn)。未來水電開發(fā)遇到的許多技術(shù)難題，已超出國內(nèi)外已有的工程經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)管理技術(shù)難度極大。

3.3 流域梯級(jí)水電安全保障與應(yīng)急管理難度增大

梯級(jí)水電站群系統(tǒng)安全保障與應(yīng)急管理是流域水電梯級(jí)開發(fā)發(fā)展到新階段面臨的新挑戰(zhàn)。近年來極端天氣導(dǎo)致超標(biāo)準(zhǔn)洪水頻現(xiàn)、流域統(tǒng)籌下的系統(tǒng)安全管理機(jī)制尚未形成，加之梯級(jí)電站均是按單一工程設(shè)計(jì)和施工，導(dǎo)致運(yùn)行中存在上下游設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不匹配等問題凸顯，梯級(jí)水電站安全保障與應(yīng)急管理任務(wù)艱巨。一是受大氣環(huán)流異常影響，區(qū)域短時(shí)降雨量大，極端天氣造成超標(biāo)準(zhǔn)洪水，導(dǎo)致中小流域梯級(jí)電站防洪壓力大。二是上下游梯級(jí)水庫標(biāo)準(zhǔn)不匹配，上下游電站庫壩如不同運(yùn)營單位，溝通協(xié)調(diào)機(jī)制不暢問題突出，使得流域安全管理難度非常大。三是我國中小水庫病壩險(xiǎn)壩數(shù)量多，如遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水潰決失事獎(jiǎng)對(duì)下游大中型梯級(jí)水電設(shè)施造成威脅，流域梯級(jí)水電站庫壩群應(yīng)急管理難度極大。

3.4 梯級(jí)開發(fā)外部環(huán)境面臨更高更嚴(yán)的管理要求

一方面，在生態(tài)優(yōu)先的要求下，生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理更趨嚴(yán)格，而未開發(fā)梯級(jí)水電多位于大江大河上游的西部高原區(qū)，敏感因素較多，面臨的生態(tài)環(huán)境保護(hù)壓力較大。需要進(jìn)一步做好生態(tài)流量保障、水溫影響減緩、水生生態(tài)保護(hù)、陸生生態(tài)保護(hù)等措施，在水電開發(fā)的同時(shí)切實(shí)保護(hù)好流域生態(tài)環(huán)境。另一方面，建設(shè)征地移民安置的難度日趨增加。在以人民為中心的指導(dǎo)思想和共同富裕的理念下，國家能源局于2019年出臺(tái)了《關(guān)于做好水電開發(fā)利益共享工作的指導(dǎo)意見》，進(jìn)一步完善水電開發(fā)征地補(bǔ)償安置政策，推進(jìn)庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，健全收益分配制度，發(fā)揮流域水電綜合效益，建立健全移民、地方、企業(yè)共享水電開發(fā)利益的長效機(jī)制，水電開發(fā)脫貧幫扶的責(zé)任愈發(fā)重大。在當(dāng)前梯級(jí)水電開發(fā)的大江大河上游及其支流，少數(shù)民族聚居，宗教設(shè)施眾多。工程建設(shè)中需要貫徹國家有關(guān)法律法規(guī)和民族政策，充分尊重少數(shù)民族的生產(chǎn)生活方式和民俗習(xí)慣，深入研究采取恰當(dāng)?shù)谋茏?、協(xié)商、遷建、補(bǔ)償?shù)却胧?，爭取?dāng)?shù)厝嗣竦睦斫夂椭С?，才能做好?xiàng)目開發(fā)建設(shè)。

3.5 梯級(jí)水電開發(fā)的商業(yè)模式和回報(bào)機(jī)制問題突出

隨著水電工程向河流上游、偏遠(yuǎn)地區(qū)推進(jìn)，工程建設(shè)條件愈加困難，人工和物資成本增長較大，安全環(huán)保和征地移民要求不斷提高，水電工程的單位千瓦投資呈增加趨勢，經(jīng)濟(jì)性下降，很多藏區(qū)工程需要補(bǔ)貼才能維持基準(zhǔn)收益。部分流域龍頭水庫電站因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性差導(dǎo)致建設(shè)進(jìn)度滯后，反過來又影響流域梯級(jí)整體的綜合效益。在流域水電定位改變、水風(fēng)光一體化基地模式下，價(jià)格機(jī)制尚未形成。這些都是制約后續(xù)水電開發(fā)的關(guān)鍵因素，需要在發(fā)展中用市場化手段加以解決。

4 結(jié)論與展望

在“雙碳”目標(biāo)和能源安全新戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，立足當(dāng)前應(yīng)加快流域水電梯級(jí)開發(fā)，尤其是大江大河上游的龍頭水庫，深層次挖掘水電潛力，認(rèn)真總結(jié)70多年來的主要經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，以科技引領(lǐng)水電創(chuàng)新發(fā)展，解決好發(fā)展過程中遇到的體制機(jī)制和技術(shù)難題，全力推進(jìn)西南水電基地和雅魯藏布江下游水電建設(shè)進(jìn)程，統(tǒng)籌水風(fēng)光一體化清潔能源基地建設(shè)。

放眼未來，我國流域水電開發(fā)前景依然光明，流域水電將在新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中占據(jù)更加重要的位置，為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出更大的新貢獻(xiàn)。近年來，我國在水電開發(fā)的工程實(shí)踐方面取得很多新的進(jìn)步。烏東德、白鶴灘、兩河口、雙江口等工程的紛紛投產(chǎn)或即將投產(chǎn)，進(jìn)一步夯實(shí)了我國在300m級(jí)高土石壩、300m高拱壩建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)和世界領(lǐng)先地位，通過錦屏二級(jí)和一系列引調(diào)水工程的實(shí)踐，積累了大量處置長大深埋隧洞各種巖爆、突泥、涌水等突發(fā)問題的經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過持續(xù)科技攻關(guān)，我們肯定能妥善解決未來我國水電開發(fā)中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題，推進(jìn)我國流域水電開發(fā)技術(shù)不斷進(jìn)步發(fā)展。

水電作為最可靠的清潔可再生能源電力，流域梯級(jí)水電將成為新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的“壓艙石”。目前我國水電裝機(jī)已達(dá)3.9億kW，利用好這些存量水電，在后續(xù)開發(fā)中充分考慮雙碳目標(biāo)要求，同時(shí)在具備條件時(shí)，對(duì)存量水電進(jìn)一步擴(kuò)機(jī)，結(jié)合國家推動(dòng)主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作，針對(duì)遠(yuǎn)距離外送、近區(qū)消納、二者結(jié)合等各種應(yīng)用場景，研究開發(fā)建設(shè)管理體制、商業(yè)模式和定價(jià)機(jī)制，通過基地化融合發(fā)展，持續(xù)堅(jiān)持“流域、梯級(jí)、滾動(dòng)、綜合”的理念，堅(jiān)持一個(gè)河流（河段）一個(gè)開發(fā)主體的模式，堅(jiān)持一體化規(guī)劃、一體化資源配置、一體化開發(fā)、一體化調(diào)度運(yùn)行、一體化電價(jià)機(jī)制、一體化消納的模式，有效推動(dòng)了流域水電和新能源的融合發(fā)展。在新要求、新定位、綜合基地開發(fā)的理念下，流域水電必將在我國實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要的支撐作用。