硅谷杂志：浅谈水电站生态流量及再利用 |
| 2012-12-22 22:45 作者：朱蒙恩 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，随着国民经济发展对能源的需求，我国水电资源开发自上世纪90年代中期至今形成一个开发高潮，全国各条水系上在建及建成的水电站数以万计，同时关于水电建设破坏生态环境的论调也不时见诸报端，其中由于修建电站导致下游河道干涸，水环境恶化是水电建设的主要诟病之一，以参与建设的贵州牛都水电站为例，对水电站生态流量以及在其再利用方面进行一定探讨。
关键词：生态流量；再利用；水电站；生态机组
所谓“生态流量”就是为保障河流环境生态功能，维持水资源可持续开发利用，而不至于发生生态环境恶化所必须保证下游河道的最小流量[1]。其主要作用是保证河流所需要的自净扩散能力，不因流量及水流形态发生巨大变化，造成水体污染；维持下游河道内水生生物的生存和水生态系统的固有平衡；保证下游沿岸居民生活取水、农业生产取水等基本需求。
1生态流量执行中的问题
1.1生态流量执行中的不良现象
目前相当一部分水电站在规划建设中，未考虑停机期间下泄必要的生态流量，或缺乏相应的泄水建筑和调度方案；一些开发者为了经济利益，减少投资，不建或少建应有的设施，或在水电站投入运行时未依法按照环评报告审批文件的要求下泄生态流量；在监督层面上，有关政府监督部门在电站专项方案审查及验收过程中不能严格按照规定执行，直接造成电站生态流量下泄设施漏项，即使很多电站在审批及实际工程建设中投入了生态水下泄设施，但由于水电站多处于偏远山区，交通条件差，而生态流量的下泄具有长期的、受人为影响因素大的特点，依靠突击检查等传统监管手段很难持续、长期奏效，但在全国绝大多数地方仍以该方法为主，电站运行单位受到的监管压力十分有限，其水电站生态流量下泄的监督管理效果可想而知，致使水电站环评报告审批中确定的生态流量，也是水电站运行中最主要的环境合法性控制指标在实际落实上存在监管盲区。
1.2生态流量不落实的不良影响
由于生态流量得不到有效落实，在电站停机期间，大坝下游河道的流量减少或者断流成为常态，特别是下游无补水支流的河段，此问题更加突出，导致河流自净作用锐减，河水水质出现恶化，给当地的人畜健康和水生生物生存造成威胁。同时，沿河居民生活、农田灌溉用水无法得到保障，对当地的正常生产造成不良影响，制约当地社会经济的发展。
另一方面，从水电能源开发行业的健康发展角度来看，近年来在全国各地媒体上，甚至在央视等主流媒体上不断曝光的，因修建水电站造成下游河道断流、干涸的反面案例，其根本原因是生态流量没有得到认真落实，虽然其中不乏夸大、歪曲成份，但公众不经意间已在心目中埋下了抵触的种子，无形中降低了水电这种清洁能源在公众心目中的形象，如果其负面形象任由发展，在不久的将来，环境问题或许将成为阻碍水电行业正常可持续发展的主要因素。
1.3生态流量执行遇阻的原因分析
目前在国内尚无统一的生态流量大小确定方法，但不论采取何种方式，最终都需要从水库下泄一定水量作为生态流量，造成开发者不愿执行生态流量政策的原因主要由以下几方面：1）下泄生态流量等同弃水，减少发电量，势必减少其收益；2）建设生态水下泄控制设施及建筑物，将增加工程投资费用；3）在电站的运行期将因生态流量设施的日常管理、维护增加相应费用；4）国家职能部门监管力度不一，部分开发者心存侥幸，利用国家职能部门的监管漏洞，规避自身义务。除以上因素外，我国大部分河流的枯汛期与季节密切相关，枯水期的水量往往较多年平均流量相差较大，而中小型电站在环评过程中多以多年平均流量的10%作为生态流量的控制指标，也就意味着枯水期大多数电站在下泄完生态流量后，几乎面临无水发电的窘境，依贵州牛都水电站为例，多年平均流量为34.2m3/s，其生态流量为3.4m3/s，而枯水期来水最低月份的多年平均流量仅为8.04m3/s，下泄生态流量后，入库水量约为4.64m3/s，加之库区沿岸居民生产、生活用水，在枯水季节电站几乎无水发电，这在侧面也反映了全国很多中小电站在面临下泄生态流量时的内生阻力。
2生态流量再利用的探讨
随着政府及社会民众对环境保护的日益重视，自动化监测手段的发展，以及各种传媒媒介的越发自由和便利，不久的将来水电站严格执行国家生态流量政策将是一种必然趋势，因此，在生态流量的再利用方面的探索，或将成为弥补电站电量损失，以及促进经济与环境协调发展的一条出路，以下结合牛都水电站在生态流量再利用方面的一些策划，对生态流量再利用的途径进行粗浅探讨。
2.1生态流量情况
牛都水电站为日调节水库，调节能力十分有限，因此除在丰水期可连续发电外，枯水期的大多数时间内都处于停机状态，按来水量不小于单机设计流量的45%计算，平均每年停机时间约4300h，根据环保相关规定，在此期间应向下游下泄生态流量，依环评报告审批的3.4m3/s生态流量下泄标准计算，每年下泄的生态水总量约为5263万m3，若不采取利用措施，该部分水能资源，将作为弃水下泄。
2.2生态流量的利用方案
牛都电站大坝施工过程中在左岸非溢流坝段的死水位以下预埋一根内径Φ800mm钢管，作为生态流量的下泄控制工程。为充分利用生态流量的水能资源，电站在建设期间经多方研究，计划在生态水管末端安装一座生态机组。该机组额定引用流量3.4m3/s，水头为16~28m，根据水轮机型谱比选，可安装一座800kw的小型发电机组，为避免泄洪时对生态机组的影响，该机组厂房设置在溢流表孔左边墙外侧，厂房采用封闭闷罐式结构，不影响大坝溢流表孔行洪安全。
2.3生态机组经济分析
增建生态机组确保牛都电站在运行期间满足国家环保要求的同时，促成另外两方面的收益：其一，可充分利用生态流量发电，避免出现弃水；其二，电站仅具有日调节能力，水能调节能力十分有限，汛期丰水时段，主机发电引用水量外超出大坝拦蓄能力水量同样可以利用生态机组进行最大限度的利用。综合考虑，预计生态机组的年利用小时数为5500小时，每年将产生电量约440万KW.h。
按照当地同规模电站0.207元/kw.h的上网电价计算，每年发电产生的经济价值约91.08万元，而在目前生态水管基础上增建生态机组，需增设水机、电器、闷罐式厂房、出线等设备设施，总费用约500万元，其中水机、电气约250万元，土建约150万元，出线及其他投资100万元。折算后，其单位千瓦投资6250元/千瓦，单位电能投资1.14元/Kw.h，远低于牛都电站主机14000元/千瓦的单位千瓦投资指标，可见其在经济层面是可行的。
通过分析，不难发现，生态机组投资指标明显优于电站主机的原因主要有以下几个方面，①日调节电站不具备跨时段调度水能资源的能力，因此主机年利用小时数较低，造成生态流量下泄时段较长，相应生态机组的年利用小时数较高；②生态机组是在电站枢纽基础上增加，无需挡水、引水、征地移民、库区复建专项等项目投入，仅需增加发电厂房系统，因此生态机组投资指标明显优于电站主机指标绝不是个例，应具有一定普遍性。
3结语
生态流量概念自上世纪90年代末引入我国水电建设后，在工程建设的实际应用中执行力度始终不够，特别在一些中小水电站中根本未设置生态水下泄设施，纠其原因，不外乎是监督方的“职责不落实”和投资方追求“利益最大化”等因素所致。笔者认为，首先作为政策的监督者，应恪守职责，在目前的技术能力和制度框架下，将这项较易控制的定量环保指标落到实处，通过监督手段创新，监督管理的深入，促进投资单位的自律；此外，作为当代水电建设者要有一个清醒的认识，生态流量事关生态环境的健康，关系子孙后代的生存环境，关系水电事业能否可持续健康发展，因此，在电站开发过程中应主动加强自律，通过对生态流量的再利用，如建设生态机组等途径，以实现水资源充分利用，在满足企业经济效益的同时，也保证了与生态环境的和谐发展。
作者简介：
朱蒙恩（1985-），男，本科，助理工程师，贵州北源电力股份有限公司。
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