农村水电站河道减脱水调查及其管理策略

艾志强，陈少妹，刘 伟，陈 欣

（云南省水利水电勘测设计研究院，650000，昆明）

农村水电站从规模上讲属于小型水电站（小型水电站指单站装机容量5万kW及以下的水电站），其主要功能任务是推动农村电气化县建设、以电代柴生态保护工程建设。农村水电站是重要的民生水利基础设施和清洁可再生能源，已建成的小水电在解决无电缺电地区人口用电和促进江河治理、生态改善、环境保护、地方经济社会发展等方面作出了重要贡献。

然而农村水电站在规划、设计、建设、运行和管理阶段还存在不少薄弱环节，如电站无序开发、建设管理涉及的审批监管部门较多、监管不到位等，这些问题往往导致电站运行时造成下游河道出现减脱水现象。为保障小水电站厂坝间河道生态需水量，小水电工程应以河流为单元，实施升级改造，推动生态运行，并健全监测网络，保障生态需水。在此背景下，为推动小水电绿色健康发展，推进农村水电站生态运行，改善下游河道水生态环境，亟须开展农村水电站减脱水河段调查工作，以及时发现问题并提出管理对策措施。

针对农村水电站存在的上述问题，本调查采用典型调查法选择了西南某省32座农村水电站作为调查对象，于2018年4—5月采用实地踏勘和文献研究的方式，对电站基本情况、生态流量泄放设施、河道减脱水情况、业主对开展电站技术改造的态度等方面进行调查。通过典型调查发现农村水电站主要存在以下问题：水电站厂坝间河段减脱水现象普遍存在；农村水电站建设时间早，规划设计理念不符合当前生态文明建设要求，绝大多数电站缺乏专用生态流量泄放设施；大部分农村水电站运行不规范，下泄生态流量不满足要求；农村水电站监管体制机制不健全，监管力度不足；电站业主对实施更新改造增设生态流量泄放设施的意愿不强。本文针对上述问题提出了相关管理策略，为下一步加强农村水电站运行监管、维护河流健康提供依据和支撑。

一、研究区域概况

本次调查工作的研究区域为西南某省。该省境内有大小河流600余条，干流总长度达5 000 km，全省水资源总量为2 222亿m3。水能蕴藏量在1亿kW以上，占全国总蕴藏量的15.3%。可装机容量约7 000万kW，年发电量接近4 000亿kWh，占全国可开发水能资源的20.5%。截至2016年，该省累计建成水库6 346座，总库容744.31亿m3；累计建成农村水电站1 970处，总装机容量1 175.8万kW；累计建成农村电气化县117个。全省中小水电资源开发率已超过80%。

二、调查方法

由于该省农村水电站点多面广，本次调查采用典型调查法。

1.调查方式

本次调查工作调查方式有现场调查和文献研究两种。现场调查即采取实地踏勘、现场座谈（电站权属人等）等方式，了解与减脱水河段相关的信息及河道减脱水情况；文献研究是通过收集典型电站初步设计报告、可行性研究报告、水资源论证报告、环境影响评价报告、农村水电站增效扩容改造项目初步设计报告等文献资料，对现场调查存在的疑问和盲点进行补充。

2.调查内容

典型调查内容包括电站基本情况、农村水电站生态流量泄放设施、河道减脱水情况及电站业主对开展电站技术改造的态度等4个方面。

3.调查对象

（1）调查对象选择原则

本次调查对象的选择，综合考虑了水资源分布特点、河流规模等相关情况。典型对象选择原则如下：

①确保典型电站尽可能均匀分布在该省各个水利发展分区；

②典型电站尽可能均匀分布在该省六大流域范围内；

③典型电站需同时兼顾各类重点保护区内的电站，如自然保护区、风景名胜区、自然文化遗产区、地质公园、森林公园等。

（2）典型调查对象

根据典型调查对象选择原则，最终选取了8条河流上的农村水电站作为典型调查对象，涉及7个州（市）8个县（市），共32个电站。

三、调查结果

1.电站基本情况

电站基本情况调查指标包括4项：电站建成时间、类型、是否开展增效扩容改造、是否位于环境敏感区。32个电站中，2005年前建设的电站有21个，占66%；引水式电站有31个，占97%；已开展增效扩容改造的电站有12个，占38%；位于环境敏感区的电站有3个，占9%。

2.电站生态流量泄放设施

电站是否有生态流量泄放设施，将结合收集资料和实地踏勘情况确定。如资料明确或实地踏勘发现有专用生态流量泄放设施，则归为有专用生态流量泄放设施；如资料明确以冲沙洞、泄洪洞、放空洞等辅助工程设施下放生态流量，则归为有辅助生态流量泄放设施；如资料未明确具体生态流量泄放设施或方案，且现场未发现专用生态流量泄放设施，则归为无生态流量泄放设施。此外，对于引用上级电站尾水发电，未从河道取水的电站，归为不涉及生态流量泄放设施。

开展实地踏勘及资料分析的32个农村水电站中，有专用生态流量泄放设施的电站3个，占9%，专用设施为生态泄流孔和生态放流管；有辅助生态流量泄放设施的电站21个，占66%，辅助设施主要为冲沙闸；无生态流量泄放设施的电站5个，占16%；引用上级电站尾水发电，未从河道取水，不涉及生态流量泄放设施的电站3个，占9%。具体情况如表1。

3.河道减脱水情况

开展典型调查的32个电站中，电站厂坝间河段 （或取水口以下河段）出现脱水的有4个，占13%；出现严重减水的有3个，占9%；出现减水的有25个，占78%。具体情况见表2。

表1 电站生态流量泄放设施统计情况

表2 农村水电站减脱水河段减脱水情况

4.业主对开展电站技术改造的态度

业主对开展电站技术改造的态度调查，主要调查电站业主是否愿意增设专用生态流量下泄设施。开展典型调查的32个电站中，有3个电站已设置专用生态流量泄放设施，另有3个电站不涉及生态流量泄放设施，其余26个电站业主中，明确表态愿意安装专用生态流量泄放设施的有7个，占27%；不愿意的有19个，占73%。

四、减脱水河段成因分析

1.设计时未考虑专用生态流量泄放设施

2005年水利部在《建设项目水资源论证导则(试行)》中首次提出对引、蓄水等水利水电工程的论证，必须分析对下游水文情势的影响，并提出满足下游生态保护需要的最小流量。受历史条件限制，早于2005年建设的水电站一般无专用生态流量泄放设施，而2005年后建成的农村水电站，部分也未严格落实安装专用生态流量泄放设施要求。本次典型调查的32个农村水电站中，2005年及以前建成的电站有21个，占66%，仅有1个电站设置了专用生态流量泄放设施；2005年后建设的农村水电站有11个，仅有2个电站设置了专用生态流量泄放设施。

（1）有辅助工程设施但运行不规范

有辅助生态流量泄放设施，但运行不规范，未按规定下泄生态水量，进而导致农村水电站厂坝间河段减脱水。电站运行不规范主要表现在两个方面：一是尚未制定考虑生态流量下泄的电站运行调度方案；二是未按照相关批复执行生态流量下泄要求。

（2）尚未制定考虑生态流量下泄的电站运行调度方案

根据《小水电绿色评价标准》，确定河道生态下泄流量主要有3种方法：

①如水电站已开展水资源论证和环境影响评价工作，可根据其批复文件中的量化标准确定。

②根据地方政府主管部门出台的相关规定确定。根据有关文件规定，中小水电项目业主和电力调度机构要统筹考虑河流的生态和景观用水，制定合理的流域梯级联合调度方案。对未设置生态泄流设施的水电站，应采取工程措施并安装生态流量在线监控装置，保障生态下泄流量。下泄流量原则上不得低于河道多年平均流量的10%，当天然来水量小于规定下泄最小流量时，按坝址处实际来水流量下泄。

③如水电站批复文件及地方主管部门均未明确，则生态流量视具体情况合理确定。

部分电站尚未制定考虑生态流量下泄的电站运行调度方案，未采用上述方法之一计算生态下泄流量，导致生态流量下泄调度缺乏技术依据。

2.未按照相关批复执行生态流量下泄要求

大部分无专用生态流量泄放设施的农村水电站，在完成环评和水资源论证工作后，电站业主选择通过辅助工程设施冲沙闸下泄生态流量。由于辅助工程设施的运行调度需人工调节，因此受人为影响较大。河流枯水期来水少，开展生态调度难以保障电站业主的发电效益。在实际运行中，可能出现生态流量下泄调度比较随意的现象。因而即使电站业主通过辅助工程措施下泄生态流量，也难以达到要求，如应放未放或生态下泄流量达不到最小生态下泄流量要求，进而导致电站厂坝间河道出现减脱水问题。

3.其他原因

调查期间当地自来水厂正在开展取水坝施工工作，电站坝下河段被临时截流，因此造成电站厂坝间局部河段出现脱水现象。

五、调查结论

1.农村水电站厂坝间河道减脱水现象普遍存在

农村水电站包括坝式、引水式和混合式，引水式或混合式电站引水发电必然会造成取水口断面以下河段水量减少，导致电站厂坝间河段出现减脱水现象；有调节能力的坝式农村水电站运行也会导致坝址断面以下河道出现减脱水现象。

2.大部分农村水电站缺乏专用生态流量泄放设施

农村水电站一般建设时间早，规划设计理念不符合当前生态文明建设要求。2005年前建成的农村水电站基本未考虑专用生态流量泄放设施；2005年后建成的部分农村水电站也未严格执行安装专用生态下泄设施要求，无专用生态流量泄放设施的农村水电站对河道减脱水的影响较大。

3.大部分农村水电站运行不规范，生态下泄流量不满足要求

目前农村水电站常用的专用生态流量泄放设施一般为生态放流管（孔），专用生态流量泄放设施的下泄能力与泄流设施上游水位和设施的安装高程有关。当上游水位变化时，生态放流管会因出流方式不同而导致生态下泄流量不满足规定要求，且当上游水位达不到专用设施的安装高程时，生态放流管（孔）起不到生态放流的作用。

大部分未安装专用生态流量泄放设施的农村水电站在实施环评、水资源论证工作后，通过辅助工程设施冲沙闸下泄生态流量。由于冲沙闸运行调度受人为控制，在利益最大化的驱动下，农村水电站业主会选择尽可能少放或不放生态流量，即使下放生态流量，也因无生态流量监测设施而难以确保下放水量达到最小生态下泄流量标准要求。

4.农村水电站监管体制机制不健全，监管力度不足

农村水电站监管体制机制不健全主要体现在：国家和省级层面尚未出台农村水电站生态流量下泄监管方面的法律法规或规章；监管部门涉及水利、发改、工信、环保等多个部门，权责界限不清；监管部门人少事多缺乏专业化的专职管理人员和现代化的技术装备，监管手段落后，能力不足；缺乏巡查、执法等监管等机制。

监管力度不足主要体现在：业主在利益驱动下会选择不按要求释放最小下泄流量，引用尽可能多的来水发电，确保效益最大化，从而导致引水式电站减脱水现象加剧；监管力度不足还将直接影响今后农村水电站生态流量下泄设备安装改造和在线监测系统建设。

5.电站业主对开展电站技术改造的意愿不强

意愿不强的原因：由于增设专用生态流量泄放设施资金来源不明确，可能需要电站业主增加投资；而增设生态流量泄放设施后，将使电站发电量减少，影响电站的发电效益；还有部分电站业主认为可通过辅助工程设施下泄生态流量，无需专门设置专用生态流量泄放设施，因而对实施更新改造增设生态流量泄放设施的意愿不强。

六、管理对策措施

1.开展农村水电站下游河道减脱水相关普查

开展全省农村水电站调查与评价普查工作，为发展绿色小水电站奠定基础。调查与评价以现状存在的问题和防治目标为导向，对减脱水河段水资源量、水文情势、水环境质量、生态质量等进行调查和评价。具体内容包括：①水电站取水、退水方式，上游来水年内分配及年际变化等情况，下游需水情况，上下游水文站点情况等；②水电站所在区域气候条件，河流生态特征及河道特征；③受水电站影响的下游河道范围以及可能造成减脱水问题的重点河段及岸边区域；④水电站周边污染来源、分布，以及控制与处理措施；⑤水电站坝（闸）下游重要生态敏感区、生态保护目标、河道需水要求以及已审批的下泄流量要求或考核指标；⑥水电站下泄生态流量的执行情况，减脱水河段河道内生态需水的现状满足程度，河道减脱水程度及可能造成的生态影响；⑦水电站针对下游河道减脱水问题已采取的防治措施及其有效性；⑧是否可通过优化运行调度保障下泄流量；⑨是否需要增设辅助工程设施以及具体的措施方案。

2.改造或增设专用泄流设施

无专用生态流量泄放设施的农村水电站，电站业主应按照可行、实用、经济的原则选择生态流量泄放方式和泄放设施。生态流量泄放设施应根据改造条件，遵循安全可靠、因地制宜、技术合理、经济适用的原则进行选择。泄流能力应不小于核定的水电站最小下泄流量标准。农村水电站引水渠道、泄水设施、冲沙设施等辅助工程设施有改造条件的，可改建生态流量泄放设施，如在引水渠道侧面设置生态放流孔、固定泄水闸或扩大冲沙闸的闸门开度等措施；无改造条件的，可通过在引水渠渠道内适当位置布置管道、增加泵站抽水放流。现有设施无改造条件及运行调度手段均不能满足坝（闸）下游河道生态流量需求的，应新增生态流量专用泄放设施。通过发电下泄流量满足河道生态流量的坝式水电站，可不设置专用泄放设施，但在特殊时期应利用泄洪闸、底孔、泄流洞、放空洞等泄放流量。

3.安装生态流量在线监测设施

电站业主应严格按照有关文件执行生态流量调度，在电站拦河坝下游选择合适的监测断面，安装生态下泄流量监测装置，并在电站生态放流处设立监控点。建立下泄流量自动测报和远程传输系统，并逐步在全省范围内实现数据联网，确保生态流量下泄情况可实时监控，同时便于指导和监督电站开展生态运行调度。

4.加强农村水电站生态运行的监督管理

按照绿色小水电发展要求，加强对小水电贯彻落实法律法规、标准规范情况的监督检查，重点对枯水期农村水电站厂坝间河段生态需水保障情况进行监督检查。对于已建成但无法满足需水要求的农村水电站，按照改造或增设专用泄流设施要求限期整改到位。

同时采取多种方式加大政府监管力度。结合该省实际制定农村水电站绿色运行监管方面的地方性法规，明确农村水电站绿色生态运行监管主体及其职责。各级监管部门设置专岗专人，采取人才引进和技能培训、增加技术装备投入等措施提升能力。相关部门按照职能分工密切配合，建立健全部门联动、巡查执法等监督机制。

5.依靠政策激励提高更新改造积极性

各级财政要加大对农村水电站绿色发展的支持力度。建立生态水价和生态电价等奖励机制。对于按要求完善生态流量泄放设施、生态监测设施并按要求下泄的，可推行生态水价；推动建立反映生态环境保护和修复治理成本的小水电上网电价机制，结合该省实际，合理补偿以生态环境保护为目的进行季节性限制运行的小水电站发电损失。

加大惩罚力度。对不按照设计批复要求下泄生态流量的农村水电站，应加大经济惩罚力度，其力度应大于拦截生态流量发电而获得的收益；或通过行政手段进行整治，如电站违规次数过多，可责令停产整顿。