大壩設計與水資源管理中的環境與社會影響評價

［法國］ S.勒克萊爾 等

可持續發展行動計劃(SDAP)中包括的大型水資源項目的詳細研究工作已完成，研究資金由尼日爾流域管理局(NBA)的9個成員國承擔，這些研究工作于2007年7月得到這些成員國的認可。該管理局成立于1932年，主要任務是促進9個沿岸國家的國際合作。建議的項目包括幾內亞境內的佛米(Fomi)工程，該工程位于流域的上游，是一項綜合利用工程。

佛米工程的作用之一，是減少下游河谷(距離超過600 km)和內陸三角洲地區因每年洪水而淹沒的土地面積，該內陸三角洲地區包括拉姆薩爾(Ramsar)在內的被列為保護場地的具有國際意義的濕地。減少淹沒地區將會對諸如捕魚、牲畜飼養和水稻耕種等人類活動產生影響，而且由于對依靠洪泛區中棲息地而生存的種群有預期的負面影響，因此也會對自然環境造成影響。

根據NBA的要求，并且為了有助于對佛米大壩和水庫的設計方案與未來的管理方式做出選擇，特拉克特貝爾工程公司科因和貝利葉分公司被指定對環境進行了評估，并通過模擬不同的水資源管理方案來表征對工程下游的影響。已確定了5套設計和管理方案作為模型的輸入數據。以當前的情況作為參考標準，就每一方案對下游淹沒的影響以及對相關經濟活動的影響進行了比較。

1 工程背景

幾內亞境內的佛米大壩工程位于尼日爾流域的上游，已確定為一項綜合利用工程，其目的是為實現尼日爾流域SDAP的目標發揮作用。

SDAP的研究是通過評價和判斷，以為尼日爾流域開發和管理確定總體規劃。SDAP是一份戰略性文件，它闡述了尼日爾流域沿岸國家共同發展過程及其取向。

尼日爾河由NBA管理，這對農業和水力發電均具有非常重要的意義。由于能增加水力發電量和改善稻田的灌溉，因此大型水資源項目的開發被看作是一種減少對外國能源的依賴，以及解決糧食不足問題的一手段。此外，水資源的妥善管理可在改善大江大河的生態條件，特別是在改善具有國際意義的濕地生態系統中發揮作用。

2 研究的目的與范圍

尼日爾流域SDAP中確定的主要目標是:

(1)滿足人類和牲畜飲用水的需求;

(2)確保江河良好的生態條件;

(3)使農業發展能以灌溉為基礎;

(4)發展漁業和航運;

(5)增加水力發電作為上述各項用途的副產品。

因此，佛米綜合利用項目的意圖是為實現這些目標發揮作用。通過NBA進行該項目的開發(以幾內亞與馬里政府共同志向為基礎)，使該工程成為控制尼日爾上游水勢的主要建筑物。

該工程的第1次可行性研究報告于1983年完成，1988年與1999年又先后兩次進行深入研究和更新。2010年，本文參考環境與社會影響評價(ESIA)的意圖是深化和更新1999年的可行性研究，并為設計招標和投標文件的準備提供有用的信息。影響評價包括:

(1)根據成員國的“共同意愿”評價大壩特性及其水資源管理，評價的重點是對下游的影響。

(2)深化和更新早期的環境研究，詳細研究移民安置問題。

在進行環境評估中提出了幾項應對措施，以減輕佛米大壩工程可能對尼日爾流域上游地區造成的負面影響，影響范圍從幾內亞到內陸三角洲的下游地區。本文重點介紹所提出的措施，這些措施已通過NBA水資源綜合管理模型計算得出的水力模擬研究成果得到確認。佛米大壩工程環境影響分析關注的地區覆蓋了從幾內亞到內陸三角洲下游的整個尼日爾流域。

3 大壩的目標與影響

佛米大壩計劃建于尼日爾河的支流尼揚當(Niandan)河上，位于尼日河流域的上游。根據選擇的最終正常蓄水位，該壩將形成一座最大庫容為63億m3的水庫，其中36～54.9億m3用來調節上尼日爾河的流量。

這一調節措施將減少下游每年洪水淹沒的面積。這種效應將一直延伸到下游內陸三角洲地區，這是一片濕地，不僅被拉姆薩爾公約宣布為具有國際意義，而且對馬里也具有重大經濟意義。

佛米水庫的正常運行中，當年12月到次年的6月應降低水庫水位，以滿足下游的用水需求。此時，水力發電是副產品。7～11月水庫將蓄水，如果入庫流量超過了充水過程線和泄洪量透明方案(flood transparency scenario)，除了發電用水外，水庫不泄水。

4 水資源管理研究

NBA水資源管理模型是一個支持決策的工具，這類決策與全尼日爾河流域的水資源綜合開發與管理的可能性有關。為了測定佛米工程的影響，在該模型上進行了各設計與管理方案的水力模擬。

4.1 方案確定

已制定5種設計與管理方案，每一方案采用各關鍵參數的不同組合，以確定佛米大壩的正常蓄水位設計。根據附屬工程的泄洪能力和管理規則，該工程目標的優先順序是:農業，環境，飲用水，航運，或水力發電。

大壩設計與水庫管理方案所考慮的參數如下:

(1)假設4種正常蓄水位。佛米大壩的正常蓄水位范圍在383～390 m高程內隨機選擇。在SDAP中研究的最低正常蓄水位曾考慮了佛米大壩與賈拉蓋拉(Diaraguela)壩配合運行，這樣賈拉蓋拉壩就能提供補償調節水量。在SNC Lavalin初步設計研究中采用的正常蓄水位是390 m。

(2)兩種管理取向(orientations)，即泄洪量明了與不明了。管理優化與洪水季節種植水稻的考慮有關聯。一方面有一種管理模式僅滿足旱季的需求，另一方面還有一種管理模式，在滿足旱季用水需求的同時要盡量減少雨季帶來的影響。這種與“泄洪量明了”有關的管理模式意味著在洪水季節，佛米大壩泄放人為洪水流量相當于2 a一遇的天然洪水流量，這種流量相當于使洪水期大壩影響最小所要求的平均洪水流量值，特別是對內陸水稻種植和牲畜飼養而言。

啟動底孔閘門、閘控溢洪道的閘門，以及水輪發電機即可以實現“泄洪量明了模式”。如果要保留這個管理方案，就必須在招標設計研究期間的工程設計和概算中對其加以考慮。

模擬的方案必須滿足與灌溉和環境有關的用水需求，在枯水期要滿足灌溉的長期需求以及其他用水的需求，如飲用水的供給、河流的航運、牲畜飲水和漁業用水。環境方面的要求是在馬爾卡拉(Markala)和巴南科羅(Banankoro)這兩個站點能得到所要求的環境流量，目的在于減少由于枯水造成的環境惡化。

水力發電是作為其他泄水需要的副產品來加以考慮的，只有在滿足了其他用水需求后，才能用于水力發電。

4.2 分析判斷的標準

方案分析的參數已根據佛米大壩的目標確定。水力模擬影響的分析根據以下幾點進行:

(1)水庫運行應有利于開發和利用流域的資源的蓄水量和泄水速率以及有效的調節水量。

(2)依據既定目標的環境流量。

(3)與佛米大壩和尼日爾政府部門有關的灌溉方案的開發，區別雨季、旱季和甘蔗種植的用水需求(在1 a中，不同時期需要不同的水量)。

(4)上游流域的開發對內陸三角洲的影響，特別是在洪水季節。減少內陸三角洲洪水淹沒的面積與降低阿卡(Akka)地區的水位有關。這樣可對莫普提(Mopti)和廷巴克圖(Timbuktu)地區農業和漁業產量以及畜牧業產生影響。利用茲瓦茨等的公式來量化與降低水位有關的影響。

(5)與被模擬的每一個方案有關的發電量。

5 減輕影響的措施

從模擬中得出的主要結論是，泄洪量的臨時明了程度和正常蓄水位從最高降低到較低的可能性相關。

5.1 從模擬過程中獲得的信息

僅僅對大壩水庫正常蓄水位為390 m時，確保泄洪量明了的重要性進行了模擬，但模擬結果同樣適用于正常蓄水位較低的壩。滿足旱季用水需求的能力仍然保持不變，即與相同正常蓄水位和泄洪量不明了情況的能力相同，就像按照規定的環境流量進行泄水一樣。

水力發電量下降2%，這種選擇方案需要增加0.7%的投資，用于在大壩底部修建一個額外的閘控建筑物，這樣就可以減少內陸三角洲受淹土地的損失，從而使負面影響降到最小。

降低正常蓄水位會使大壩投資減少6%～14.2%，并使水庫淹沒面積減少13% ～41%，而發電量將減少7%～23%。不是所有高程的正常蓄水位都能滿足旱季的灌溉需求。如果采用最低高程的正常蓄水位，必須要修建另一座賈拉蓋拉壩，兩壩聯合運行以實現灌溉發展所需要的相同調節目標。

5.2 建議的措施

按高正常蓄水位設計大壩能使庫容和有效調節庫容最大，因而，可達到使資源具有經濟價值和優化發電的目標，這樣大壩便能產生效益。根據這種分析，僅有2種最高正常蓄水位方案最符合SDAP規定的范圍，同時可以提高佛米工程的經濟價值。

此外，在連續幾個枯水年的情況下，水庫很難蓄滿水。在這種情況下，可以設想幾種水資源管理方案，這些方案包括:

(1)建立一個河流入流量預測系統，以確定水庫的目標蓄水位。

(2)選擇一個適當的正常蓄水位，使蓄水速率較好，并有可能泄放預定的人工洪水。

泄洪量明了的管理方式，可明顯減少內陸三角洲洪水淹沒地區的損失。因此，應根據用水需求來選擇適當的時間對人工泄洪進行優化調度。同樣，在洪水季節與河流的自然洪水情勢類似，人工泄洪應在洪水季節中的優選時段進行。

與此同時，對內陸三角洲地區較遠的洪泛區供水的天然河道進行疏浚和加固，應有助于改善洪水入流的分布，即使減少河槽的容量也應如此。

6 結語

對預計的與佛米大壩有關的下游影響需作更進一步的分析，以更好地確定最佳的減緩措施，降低成本。這些措施包括開展各項業務活動，諸如建立更詳細的水位/流量/淹沒面積模型，并為以前沒有用模型模擬的地區創建這樣的模型。

招標設計階段中應該更詳細地研究汛期泄洪量明了情況下的管理模式。雖然，減少內陸三角洲的淹沒地區是修建佛米大壩的必然結果，但泄洪量明了有助于減輕潛在的損失。建議為大壩設計一個泄洪底孔，使其即使在水庫沒有蓄滿的情況下也能向下游泄放預定的人工洪水。這個用閘門控制的底孔的泄洪能力將根據內陸三角洲的實際需求，以及底孔本身的技術經濟可行性加以評估。

同樣，如果在一段延長的蓄水期內使蓄水水位逐次增加，該方案的逐步落實就會給出時間來實施緩解影響的措施。