小水電站生態(tài)流量泄放情況評(píng)價(jià)研究

干 超，肖 妮，趙 鑫

(1．水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012；2．水利部農(nóng)村水電工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310012；3．東陽市水庫水電運(yùn)行中心，浙江 東陽 322100)

0 引 言

小水電站生態(tài)流量是指水電站在發(fā)電過程中，為維持河流給定的生態(tài)保護(hù)目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的生態(tài)環(huán)境功能不喪失，需要保留的基本的水流(水量、水位)及其過程。小水電站雖然沒有消耗水能資源，但是一定程度上改變了水流的原有路線，特別是引水式電站，造成了一定的減脫水段。小水電站生態(tài)流量的泄放，在利用水能資源的同時(shí)，兼顧了河流的生態(tài)，緩解了廠壩間減脫水程度。

按照我國目前的政策環(huán)境，小水電站生態(tài)流量泄放是要長期堅(jiān)持的，特別是實(shí)施鄉(xiāng)村振興、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、推行河湖長制以來，對(duì)河流的生態(tài)健康特別重視。通過近年來的小水電行業(yè)清理整改，大部分小水電站都安裝了生態(tài)流量泄放設(shè)施和監(jiān)視監(jiān)測設(shè)施，而且逐漸納入了主管部門的監(jiān)管。但是不少水電站在泄放生態(tài)流量的過程中出現(xiàn)了不少問題，需要進(jìn)行評(píng)估糾正。

目前，國內(nèi)外關(guān)于小水電站生態(tài)流量泄放影響評(píng)價(jià)方面的研究還比較少，歐美等國家只有如瑞士的綠色水電認(rèn)證和美國的低影響水電認(rèn)證評(píng)價(jià)機(jī)制，我國近年也發(fā)布了綠色小水電評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這些認(rèn)證或者標(biāo)準(zhǔn)只是在評(píng)價(jià)1座電站是否滿足綠色或低影響水電的時(shí)候用得到，還缺少適合國情的、具有普遍指導(dǎo)意義的小型水電生態(tài)流量泄放效果評(píng)估機(jī)制和相關(guān)配套制度。目前，我國大部分小水電站只是解決了能夠泄放生態(tài)流量的問題，泄放的效果、泄放量、泄放必要性以及生態(tài)流量對(duì)河道的影響等研究還較少。雖然綠色小水電評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為綠色水電示范電站評(píng)價(jià)提供了依據(jù)，但是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用性較窄，要求較高，只適用一定條件和規(guī)模的電站，很多小水電站無法滿足要求。

為了解決區(qū)域性小水電站生態(tài)流量泄放情況評(píng)價(jià)問題，本文在對(duì)區(qū)域全覆蓋小水電站現(xiàn)場調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，分析了小水電站生態(tài)流量泄放設(shè)施現(xiàn)狀、監(jiān)測設(shè)施限制以及小水電站生態(tài)流量管理現(xiàn)狀；在相關(guān)規(guī)范文件的基礎(chǔ)上，提出一種全面簡易的小水電站生態(tài)流量泄放情況評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法，為相關(guān)區(qū)域小水電站生態(tài)流量泄放評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持和應(yīng)用示范。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 生態(tài)流量泄放設(shè)施現(xiàn)狀

我國早期建設(shè)的小水電站在生態(tài)流量方面關(guān)注較少，大部分水庫大壩只考慮了排沙設(shè)施或者放空設(shè)施，而沒有考慮在攔水壩或適宜位置建設(shè)符合要求的下泄生態(tài)流量設(shè)施。通過近年來的小水電站清理整改，這些電站大壩通過增設(shè)生態(tài)流量泄放設(shè)施或改造原有設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)流量的泄放；其泄放設(shè)施主要有以下幾種類型：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，利用大壩放空設(shè)施改造泄流，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(jī)組泄流，利用機(jī)組旁通管改造泄流，增設(shè)大壩放水設(shè)施。

通過對(duì)某區(qū)域小水電站生態(tài)流量泄放情況調(diào)研，發(fā)現(xiàn)小水電站生態(tài)流量泄放設(shè)施存在一些的問題：一是沒有按要求改造安裝。泄放設(shè)施位置不合理：有的引水式電站在發(fā)電廠房處裝泄流設(shè)施；有的電站在引水渠道上裝泄流設(shè)施，但水沒有泄放到河道里；有的泄放管徑太小，無法按要求泄放等。二是沒有按要求泄放。泄放的量不足，明顯偏少，沒有足額泄放，體現(xiàn)在：泄放閘門的開度太小、泄放閥門的開度太小、有的泄放設(shè)施堵塞或者損壞等。

1.2 生態(tài)流量監(jiān)測設(shè)施現(xiàn)狀

生態(tài)流量監(jiān)測設(shè)施是為了更好的監(jiān)管，根據(jù)不同電站的大壩所在地理?xiàng)l件及環(huán)境條件，采取不同的生態(tài)流量監(jiān)測方式，一般有實(shí)時(shí)流量、動(dòng)態(tài)視頻和靜態(tài)圖像監(jiān)測，監(jiān)測的流量、視頻或者圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)管平臺(tái)，監(jiān)管部門根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的及時(shí)、完整和達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行考核，發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行反饋、通報(bào)、整改、完善；這是一種比較有效的小水電生態(tài)流量泄放的監(jiān)管手段。

生態(tài)流量泄放應(yīng)堅(jiān)持長期泄放，但這樣存在發(fā)電效益和生態(tài)效益的矛盾，電站業(yè)主不想放，或者想盡辦法逃避泄放或少放，而主管部門又要求按規(guī)定放；所以這就需要規(guī)范和監(jiān)管?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)監(jiān)測設(shè)施主要有以下幾方面的問題：一是沒有按設(shè)計(jì)方案要求安裝監(jiān)測設(shè)施；二是監(jiān)測設(shè)施位置安裝不合理；三是監(jiān)測設(shè)施質(zhì)量參差不齊；四是生態(tài)流量監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)缺失；五是一些偏遠(yuǎn)山區(qū)的小水電站確實(shí)沒有必要監(jiān)測，存在過度監(jiān)測的情況。

1.3 生態(tài)流量監(jiān)管現(xiàn)狀

小水電站生態(tài)流量監(jiān)管部門是水行政主管部門和生態(tài)環(huán)境部門，有的地方是水行政主管部門主導(dǎo)，有的地方是生態(tài)環(huán)境部門主導(dǎo)。

通過調(diào)查研究區(qū)域小水電生態(tài)流量泄放問題的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)監(jiān)管也存在一些問題，主要有監(jiān)管主體不明、監(jiān)管依據(jù)不足等。近幾年，各地方陸續(xù)出臺(tái)了小水電生態(tài)流量監(jiān)督管理辦法以及相關(guān)的規(guī)章制度，有些地方也出臺(tái)了相關(guān)的處罰措施，但也存在監(jiān)管措施不力等問題。沒有形成有效的制約，沒有對(duì)小水電業(yè)主及時(shí)糾正違法行為并在以后的運(yùn)營過程中遵守法律規(guī)定產(chǎn)生激勵(lì)，也因此導(dǎo)致了對(duì)小水電生態(tài)流量下泄不足的縱容。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，設(shè)置三類一級(jí)指標(biāo)：水電站攔河引水對(duì)下游河道的影響性指標(biāo)、水電站生態(tài)流量泄放的響應(yīng)性指標(biāo)和生態(tài)流量泄放改善下游河道的效果性指標(biāo)。

影響性指標(biāo)通過量化成7分，分成3個(gè)區(qū)間，不同的區(qū)間根據(jù)影響大小，設(shè)置不同的泄放效果評(píng)價(jià)賦分區(qū)間。

泄放評(píng)價(jià)主要通過響應(yīng)性指標(biāo)和效果性指標(biāo)進(jìn)行量化賦分評(píng)價(jià)，總分10分，其中響應(yīng)性指標(biāo)總分6分，效果性指標(biāo)總分4分。

2.1 影響性指標(biāo)

有一些內(nèi)在或外在的因素對(duì)小水電站生態(tài)流量的泄放情況評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響，本文稱之為小水電站生態(tài)流量的影響性指標(biāo)，這些影響性指標(biāo)會(huì)導(dǎo)致該電站被主管部門列為小水電站生態(tài)流量重點(diǎn)監(jiān)管名錄，根據(jù)《浙江省水利廳 浙江省生態(tài)環(huán)境廳關(guān)于做好水電站生態(tài)流量泄放評(píng)估工作的通知》(浙水農(nóng)電〔2022〕10號(hào))文件，這些指標(biāo)因素包含以下幾個(gè)方面：電站位于河道省、市、縣三級(jí)河道上，下游存在生態(tài)保護(hù)對(duì)象，廠壩間減脫水河段較長，歷次監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn)問題較多，群眾舉報(bào)或媒體曝光，臨近村莊集鎮(zhèn)景觀，主管部門認(rèn)為需要重點(diǎn)監(jiān)管。有其中一個(gè)因素則被列為小水電站生態(tài)流量泄放重點(diǎn)監(jiān)管名錄，這幾個(gè)因素對(duì)水電站廠壩間河道生態(tài)流量的泄放評(píng)估產(chǎn)生影響。

采取量化評(píng)分的方法，如果某電站存在其中一種原因，則該電站影響性指標(biāo)系數(shù)A得1分；若同時(shí)存在多種原因，則系數(shù)A得分?jǐn)?shù)累加。根據(jù)影響性指標(biāo)系數(shù)A評(píng)分(0～7分)結(jié)果，體現(xiàn)該攔水壩對(duì)廠壩間河道的影響程度，分為影響一般、影響較大和影響大(見表1)。

表1 生態(tài)流量影響性指標(biāo)評(píng)判表

2.2 響應(yīng)性指標(biāo)

反映小水電站生態(tài)流量的響應(yīng)情況，包括生態(tài)流量的核定，泄放設(shè)施和監(jiān)測設(shè)施的可靠程度，以及生態(tài)流量泄放執(zhí)行程度；如生態(tài)流量核定合理性、泄放設(shè)施(位置合理性、泄放能力、可靠程度)、監(jiān)測設(shè)施(監(jiān)測方式、監(jiān)測精度、監(jiān)測上報(bào))、生態(tài)流量長效管理機(jī)制(泄放與監(jiān)測設(shè)施運(yùn)行維護(hù)等制度、生態(tài)調(diào)度)；通過生態(tài)流量的響應(yīng)性指標(biāo)B來進(jìn)行量化賦分(見表2)。

表2 生態(tài)流量響應(yīng)性指標(biāo)評(píng)分表

2.3 效果性指標(biāo)

小水電站生態(tài)流量泄放后，對(duì)下游河道的生態(tài)起到了一定的改善作用，包括對(duì)水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀及相關(guān)利益者滿意度的改善。根據(jù)河流基本保護(hù)目標(biāo)對(duì)象的不同，對(duì)不同保護(hù)目標(biāo)對(duì)象的改善效果情況進(jìn)行評(píng)價(jià)；通過生態(tài)流量的效果性指標(biāo)C來進(jìn)行量化賦分(見表3)。

2.4 泄放情況等級(jí)評(píng)價(jià)

根據(jù)生態(tài)流量泄放響應(yīng)情況和改善河流的實(shí)際效果情況，對(duì)河流生態(tài)流量的泄放效果情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，將生態(tài)流量泄放的效果質(zhì)量分為3個(gè)區(qū)間等級(jí)，滿分為10分；通過影響性指標(biāo)量化為三個(gè)區(qū)間，根據(jù)影響大小，不同的區(qū)間設(shè)置不同的泄放效果評(píng)價(jià)賦分區(qū)間(見表4)。

紅色(不可接受)：表示生態(tài)流量值確定存在問題，或生態(tài)流量泄放設(shè)施或監(jiān)測設(shè)施存在缺陷，或生態(tài)流量泄放運(yùn)行管理制度不完善，或不能改善工程下游河段基本保護(hù)目標(biāo)生態(tài)需水基本要求。

橙色(可接受)：表示生態(tài)流量泄放設(shè)施和監(jiān)測設(shè)施基本可靠、生態(tài)流量泄放運(yùn)行管理制度基本完善；能改善工程下游河段基本保護(hù)目標(biāo)生態(tài)需水基本要求，可改善下游河段生態(tài)環(huán)境基本功能。

表3 生態(tài)流量效果性指標(biāo)評(píng)分表

綠色(優(yōu)良)：表示生態(tài)流量值確定合理、生態(tài)流量泄放和監(jiān)測設(shè)施穩(wěn)定可靠、生態(tài)流量泄放運(yùn)行管理制度完善規(guī)范；能較好改善工程下游河段基本保護(hù)目標(biāo)生態(tài)需水基本要求，可較好改善下游河段生態(tài)環(huán)境基本功能。

表4 生態(tài)流量泄放情況評(píng)價(jià)等級(jí)表

3 案例分析

某小型電站為引水式開發(fā)，裝機(jī)2臺(tái)，總裝機(jī)容量2 500 kW(2×1 250 kW)，設(shè)計(jì)水頭53.45 m，設(shè)計(jì)流量5.64 m3/s。電站取水口攔河壩位于廠房所在河流上游，壩址以上集水面積61.03 km2，配套水庫總庫容約96.5萬m3，攔河壩為混凝土埋石雙曲拱壩，壩高31.5 m，攔河壩至電站廠房之間的河道形成1.5 km的減脫水河段。

該電站攔水壩底部放空管(管徑DN250)裝有1臺(tái)蝶閥，對(duì)該放空管進(jìn)行了改造，增設(shè)了管徑為DN100的旁通支管作為生態(tài)流量泄放管(見圖1、圖2)。

圖1 生態(tài)流量泄放設(shè)施

圖2 生態(tài)流量監(jiān)測設(shè)施

(1)影響性指標(biāo)系數(shù)A：該電站所在河流不屬于省市縣三級(jí)河道，河道沒有生態(tài)保護(hù)對(duì)象，該水電站廠壩間減脫水河段較短，沒發(fā)現(xiàn)有群眾舉報(bào)或媒體曝光的問題，廠壩間有村莊用水需求，得1分；該水電站不是主管部門重點(diǎn)監(jiān)管的對(duì)象，因此不列入生態(tài)流量重點(diǎn)監(jiān)管名錄。通過影響因素賦分，則該電站影響性指標(biāo)系數(shù)A得1分。

(2)響應(yīng)性指標(biāo)B：①該電站生態(tài)流量已核定，“三生”用水需求未發(fā)生變化，無需重新核定，該項(xiàng)響應(yīng)值評(píng)為1分。②該電站已建生態(tài)流量泄放設(shè)施，建立泄放設(shè)施管護(hù)制度，按要求公示生態(tài)流量，生態(tài)流量泄放正常，該項(xiàng)響應(yīng)值評(píng)為2分。③該電站已安裝生態(tài)流量監(jiān)測監(jiān)視設(shè)備，并按要求存儲(chǔ)和報(bào)送數(shù)據(jù)，監(jiān)測監(jiān)視設(shè)備維護(hù)到位，該項(xiàng)響應(yīng)值評(píng)為2分。④該電站已編制生態(tài)調(diào)度運(yùn)行方案，已合理確定生態(tài)放水最低水位線和發(fā)電限制水位線，該項(xiàng)響應(yīng)值評(píng)為1分。響應(yīng)性指標(biāo)得6分。

(3)效果性指標(biāo)C：①水環(huán)境改善：該水電站下泄生態(tài)流量基本滿足減水河段所在水功能區(qū)的要求，基本滿足污染物總量控制的要求，該項(xiàng)效果值評(píng)為0.6分。②水生生態(tài)改善：該電站按批復(fù)要求下泄生態(tài)流量后，部分河段形成了較寬的水面，也存在潛流的河段，大部分河段有水流流動(dòng)，水深較淺，該項(xiàng)效果值評(píng)為0.7分。③河流景觀改善：該電站按批復(fù)要求下泄生態(tài)流量后，能夠基本維持山區(qū)河流水流形態(tài)，該項(xiàng)效果值評(píng)為0.5分。④滿意度改善：近年來，該電站沒有因廠壩間河道生態(tài)流量泄放的問題被公眾或者利益相關(guān)方舉報(bào)，也沒有被主管部門通報(bào)、約談或處罰，因此該項(xiàng)效果值評(píng)為1分。效果性指標(biāo)得2.8分。

綜上所述，該電站生態(tài)流量泄放效果評(píng)價(jià)得分為：響應(yīng)性指標(biāo)得分+效果性得分，即6+2.8=8.8分。該電站影響性指標(biāo)系數(shù)A在(0,2]區(qū)間，對(duì)照生態(tài)流量泄放效果等級(jí)表，屬于綠色(優(yōu)良)等級(jí)。

4 結(jié) 語

過去，小水電站在點(diǎn)亮鄉(xiāng)村、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、脫貧致富、帶動(dòng)鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改善村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活條件等方面發(fā)揮了重要作用。近年來，由于環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，小水電攔河筑壩造成了下游河道的減脫水情況也越來越受到社會(huì)的關(guān)注，社會(huì)上部分人將小水電妖魔化，要除之而后快?？傮w來說，國家鼓勵(lì)小水電站可持續(xù)發(fā)展是不變的發(fā)展方向，只要做好小水電生態(tài)流量泄放和監(jiān)管工作，保證下游河道生態(tài)需水，促進(jìn)人與自然和諧相處，小水電的前景依舊是光明的。