(四川水利职业技术学院 成都水生态文明建设研究重点基地,四川 崇州,611231)
河水流动不仅使上下游水量平衡,人类从中获得所需的物质和服务,同时也使上下游生态系统平衡,维持生态系统的健康。“生态流量”是维持河流或湖泊生态系统健康,保证人类可持续地从中获得物质和服务所需的流量[1]。一些农村小型水电站,生态流量泄放设施未设置或设置不规范,造成生态流量下泄不足,使一些河段减水甚至干涸,对下游生产生活供水、水生陆生动植物及水土保持等造成严重影响,对河流的生态环境造成破坏,影响河流正常生态功能和人类生产生活,致使河流功能退化,水生态系统遭受破坏,长久会影响河流生态健康。
国务院《水污染防治行动计划》(“水十条”)明确指出,要科学确定生态流量,加强江河湖库水量调度管理,维持河湖生态用水需求[2]。为减少电站蓄水对河流生态环境的破坏,在取水处必须有生态流量泄放的专门设施泄放生态流量,保护下游河段生态环境。
2017年中央环保督查组对四川部分小型水电站存在生态流量泄放设施不到位、监测监管体系不健全等问题要求整改,整改完成时限为2019年12月。为确保按期全面完成整改任务,省水利厅、省发展改革委、省环境保护厅、省农业厅、省林业厅等5部门联合下发了《关于开展全省水电站下泄生态流量问题整改工作的通知》,对全省水电站下泄生态流量问题进行全面整改,有效解决因水电站建设运行导致的河道减水或断流问题。《通知》要求强化组织领导,采取部门联动,构建长效监管机制。
笔者走访了都江堰市、崇州市、峨边县部分农村小型水电站,结合调研中发现的问题,从农村小型水电站生态流量下泄现状分析、生态流量下泄量确定、泄放设施选择、监测监管体系构建出发探索农村小型水电站绿色改造与长效监管机制建设,为农村小型水电站生态下泄流量科学整改提供参考。
笔者走访了都江堰、崇州、峨边县的31座农村小型水电站,主要为引水式,有少量河床式。水电站发电后尾水均归入原河道,水资源总量保持不变,发电用水基本不会对水质造成影响。这些小型水电站有其共同特点:
(1)建成年代久远,设计水平低,设施设备简单。这些农村小型水电站多数是在上世纪80、90年代建成的,个别是70年代建成,最近也是2005年;在过去的水电开发过程中,特别是小水电站,投资者和设计人员更多是关心水电站的投资效益,对生态环境的不利影响很少考虑。只是从发电量多少来判断其优劣,导致设计时最大限度利用水能资源,引水式电站未设计生态流量下泄措施。电站运行时,将会在坝后形成减水河段,在枯水期甚至形成部分河段断流,对下游生产生活和生态环境用水造成影响。在开发建设过程中给生态环境带来了不利影响,破坏了河道的原有生态环境系统。调研中发现个别电站进行了先期整改,但其生态流量监测无手段,下泄流量受人工控制,没有有效地监管。
(2)这些小型水电站多数位于支流或支沟源头、位置较偏远、交通设施或网络设施不好,河道流量小,缺少水文、生态等基础资料,河道断面不规则、水文情势随机,生态流量不易确定。电站以引水式为主,有少量河床式,减水段长度不大,多数在5km以内,山区河道电站减水段多数在1km~3km,与大中型水电站相比,对生态环境系统的影响较小,不易引起人们的关注。水电站装机规模小,多数是1000kW至3000kW,个别仅几百千瓦;站址分散,个别电站有几个取水点,引水建筑形式各异,生态流量泄放形式不易统一,监测点位置分散,设备供电与故障安全维护、数据采集传输等运维成本高,使业主不易接受。同时在枯水期支流或支沟本来流量就小,泄放生态流量后使得部分电站无法运行,严重影响电站投资效益,使业主对生态流量泄放不理解不配合。
(3)投资主体复杂,管理水平单一落后,监管部门权责不清晰。电站修建时间久远,投资主体发生多次变化,没有达到管理水平专业化,相反,业主对发电效益和发电安全相当重视,对电站的升级改造投入很少,设备陈旧,管理手段原始;对国家推行的增效扩容及绿色改造,由于国家没有给予资金支持,其自我投入动力不足。由于电站多次业主变更,一些电站设计图纸不齐全,早期一些电站手续不完善。电站监管涉及多个部门,环保、水利、经信、农发等相关部门的权责不清。水电站下泄生态流量确定及监管存在差异,作为工业企业属经信部门管理,作为取用水部门属水利(水务)部门管理,作为生产建设项目环境评价属于环境部门管理。一些地方监测监管工作统一由环保部门负责,而国家水行政主管部门要求由地方水行政主管部门或其授权单位实施生态流量泄放任务,地方水利部门因管理处罚权限和力度不足,其积极性并不高。
为全面贯彻落实习近平总书记生态文明建设理念,进一步加强水能资源开发利用管理,促进水资源可持续开发利用,最大程度地减少水电站对河流生态环境的不利影响,有效保护河流生态环境,要求各水电站需在水资源论证、取用水合理性分析的基础上,确定最小下泄生态流量及其措施,完成整改工作,建立长效的水电站生态下泄流量监测监管体系。
水电站为满足河流生态需水下泄的流量,即生态流量(生态需水量),包括水电站尾水下泄流量、坝(闸)下泄流量。生态流量的确定,涉及水资源的可持续利用、生态环境保护和工程效益的最大发挥。生态流量要综合考虑地理位置、地域条件、生态环境系统等各方面的因子及用水需求,再结合河道天然径流得出。目前,生态流量的估算方法超过200种,包括水文学法、水力学法、栖息地法、整体法、组合法及其他方法等,各有特点和适用范围。对一般河流,生态流量能保持基本水流,满足生态系统基本需求,不发生河段断水而造成水生生物灭绝即可。国家环保总局环办函〔2006〕11 号指出,维持水生生态系统稳定所需最小水量一般不应小于河道控制断面多年平均流量的10%(当多年平均流量大于80m3/s时按5%取用)[3],农村小型水电站引水河道流量通常小于80m3/s,最小下泄流量采用10%。当上游来水量小于最小下泄生态流量时,取水口全开,电站停机;当上游来水量大于下泄生态流量,小于电站发电引用流量时,采用生态流量泄放设施下泄最小生态流量后剩余的全部来水用于发电;当上游来水量大于发电设计引水用流量时,采用生态流量泄放设施下泄最小生态流量后电站的用水为设计引用流量,多余径流在取水处通过溢流坝(闸)或泄洪闸弃水在原河道。
生态流量泄放设施设置在取水建筑处,一般在取水口附近。通常有以下一些措施:(1)泄放孔,即在取水拦河坝上开设一定形状的孔洞,或在底格拦栅坝取水槽内开设一定形状的孔洞或埋设一定孔径的管道;(2)泄放槽,在滚水坝或底格拦栅坝上开设一定深度和宽度的流水槽;(3)在拦水闸或冲砂闸或泄洪闸下设置限位装置。
走访的30多座引水式水电站都完善了水资源论证手续,编制了一站一策整改方案。电站取水影响河段无国家珍稀保护鱼类,也无地方特有保护物种,无鱼类三场分布,无工农业取水口、无入河排污口设置;减水河段无航运、无漂木、无灌溉、无人畜取用水,减水段对第三方基本无影响,只需要满足生态环境用水流量就是合理的。按环办函〔2006〕11 号文最小下泄流量采用最低10%。生态流量泄放措施利用已有冲砂闸或泄洪闸,在门叶或闸槽两侧设置永久固定限位块进行生态流量的泄放。在峨边县山区小电站中有采用在已建坝体上开设泄放孔(埋设钢管)和开设泄放槽。其孔径大小、泄放槽尺寸、闸门限位高度等由相应水位下流量不小于最小生态流量计算确定。
国务院“水十条”要求“合理安排闸坝下泄水量”、“保障枯水期生态基流”,“制定生态流量保障等法律法规”[2];2016年水利部《农村水电增效扩容改造河流生态修复指导意见》指出“农村水电站拦河设施下游适当位置可设置下泄流量在线监测装置”[4],监测生态流量泄放有法律法规依据。对于生态流量下泄的管理,明确地方各级人民政府是其辖区范围监管的责任主体,厘清各职能部门生态流量管理职责,强化水电站最小生态下泄流量的相关要求。明确生态流量管理工作的主要责任部门与相关管理部门及其各自的职责,完善部门间生态流量管理协调机制。尝试将生态流量泄放监管纳入河(湖)长制工作范围,将生态流量泄放不足及所造成的生态环境损害、生产生活用水矛盾纳入地方党政领导干部考核奖惩内容。
据水利部官网农村水利水电司职责有“指导农村水能资源开发与管理,指导小水电改造、农村水电增效扩容改造等工作”。四川省水利厅官网水资源处职责包括“指导河湖生态流量水量管理”。雅安市总河长办2018年14号文把市水务局、市环保局、市发改委、市经信委、各县(区)党委政府列为“加强水电站下泄生态流量监管”的责任单位;其下辖荥经县2018年全面落实河长制湖长制工作要点中第(十八)项“加强水电站下泄生态流量监管”开展水电项目生态流量专项整治行动,责任单位县水务局、县环保局、县发改委、县经信委、各乡(镇)党委政府,需进一步细化落实县级经信、水利、环保、农发部门的监管职责及协调奖励处罚机制。从下泄生态流量监测的不同目标考虑,为电站生态安全运行的监测,由水利(水务)部门对水电站最小下泄生态流量实施监管;为流域水生态、水环境角度的监测,由环保或水文部门实施监管。
生态流量泄放监测范围仅限于电站取水影响区,属电站生态安全运行状态监测,可以通过泄流闸阀开度、泄流槽深度宽度、泄流孔洞断面及上游水位等估算过流流量(生态下泄流量)。农村小型水电站引水距离短,生态影响范围有限,目前未纳入生态环境影响类指标。其监测应考虑前瞻性,可以对一般小型电站下泄生态流量监测与现状达标率状态监测;对有条件的生态敏感河段小型水电站安装成套流量监测装置,在线监测下泄生态流量及机组发电流量。对坝前坝后水位、闸门开启度、下泄流量、电站发电流量及发电量等参数实时在线监测,分析水电站下泄流量对河流生态保护和电站生态运行的统计关系,为水电站生态补偿核算提供依据。填补小型水电站生态运行统计与监测的空白,为优化最小生态流量提供数据支撑。
加强生态流量相关理论研究,对生态流量的计算方法和技术规范标准进行完善,出台针对大中小型河流生态流量技术标准,统一监测数据的采集传输、量化考核标准,为大数据时代数据共享与分析奠定基础。选择不同条件的水电站做好样板示范。
对已建小型水电站,结合水电站绿色改造,对现有取水工程设施进行技术改造,增设生态流量下泄设施,如增设或改造泄流管、洞、孔、闸等,确保生态流量的泄放能力,使其对环境的影响得以降低或消除。推动农村水电绿色转型改造,对不能落实生态下泄流量和自然保护核心区、缓冲区的水电站有序退出。对生态环境影响大的水电站,按照绿色发展理念,通过技术改造仍无法解决的电站,探索其报废制度,规范报废水电站水工建筑物拆除及河道修复管理,消除对水生态环境的不利影响,确保建成水电站绿色生态运行。
水利、环保部门需加强对建成水电站下泄生态流量的实时监管。构建监测网络体系(平台),对水电站运行泄放生态流量进行动态监管,在平台上进行泄放流量监测监控、坝前坝后水位监测、下泄流量预警、视频监控、下泄流量和发电流量统计、实时发电量统计、数据分析等,记录水电站运行的过程生态数据。要求业主增设生态流量监测及监控视频装置,按照统一数据传输要求上传至水利、环保部门监测平台,实现对生态流量泄放的实时在线管理。统一监测数据的采集、传输、考核标准,方便数据的共享和分析。在下泄生态流量接近最小阈值时及时预警,启动应急预案。结合河(湖)长制执法机制,由河长负责,组织部门联动的执法机制,要求水电站业主立即整改,对整改不及时不到位或拒不整改的进行行政处罚直至关停。
把水电站生态流量泄放内容纳入环保考核与问责机制中,从法律法规、考核政策、生态补偿等方面进行考核与奖惩制度建设。比如建立通报考核制度,也可将小水电生态流量泄放纳入河长制监管平台和考核内容。建立生态电价奖惩制度,兼顾电站业主利益和生态与社会效益。对于关闭退出的电站,根据装机规模、年发电量、上网电价、建设年限等确定补偿标准,适当给予补偿。对于季节性运行和调整发电调度的电站,其减少的发电量损失由物价部门调整上网电价,给予适当生态补偿。
开展水生态环境科普宣传,引导公众客观科学地认识水电站的功能与作用,以及发展生态小水电的意义,通过公示牌公示水电站最小下泄流量标准、实时下泄流量过程、影响河段及长度、责任人及监督人、监督电话及考核结果等,发挥群众在水电站下泄流量监测监管中的积极作用。
与大中型水电站相比,农村型小水电站对生态环境系统的影响较小。小型水电站生态流量泄放可以保障水电站取水影响区合理的生态环境需水,消除水电站运行对河流水生态系统的影响。生态流量泄放监管长效机制的建立,需要明确部门职责,加强对最小生态流量标准的进一步研究,统一相关技术标准,完善水电站生态设施功能,建立奖惩制度和生态电价补偿机制,在政府职能部门监管下,发挥公众参与监督的作用。对生态环境有明显影响或者存在重大安全隐患的已有小型水电站,通过进行技术改造,增加生态流量保障措施,增设或改造泄流管、洞、孔、闸等,确保生态流量泄放,使其不利影响得以削弱或消除。若无法实现技术改造的电站,应建立淘汰报废机制予以拆除,以维持河流生态系统的稳定性。