渭河基流保障生態補償及調度方案層次化分析

摘 要：隨著生態文明建設的推進和陜西省渭河全線綜合整治工程的實施，渭河生態流量保障成為渭河生態系統修復面臨的迫切需求。針對渭河干流寶雞峽至魏家堡河段生態流量保證率低的問題，基于層次化需水理論方法和利益相關方解析，研究適用于該河段水利工程特點和生態環境狀況的河道基流生態補償和調度方案。通過研究，提出了渭河流域農業、工業、生活、生態等不同類型用水的優先等級，綜合確定了層次化的生態環境需水和經濟社會需水保障次序;在此基礎上，基于不同情景下利益相關方損益分析，按照基于最小生態流量的水生態保障義務、基于低限生態流量的水生態補償過渡、基于適宜生態流量的水生態補償責任3個層次，提出了渭河寶雞段水生態補償機制，并提出了不同情景下的生態流量調度方案和具體補償措施。

關鍵詞：層次化需水;生態補償;調度方案;渭河

中圖分類號：TV213.4?? 文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.03.007

Hierarchical Analysis of Ecological Compensation and Dispatching Scheme

Guaranteed by the Base Flow of the Weihe River

LIU Tielong

（Shaanxi Provincial River Reservoir Management Bureau， Xian 710018， China）

Abstract：How to guarantee the ecological flow is an urgent issue in the restoration of river ecosystem in the context of ecological civilization construction and comprehensive regulation project of the Weihe River in Shaanxi Province. The paper carried out ecological compensation and dispatching schemes for the river reach from Baojixia to Weijiapu based on the theory of hierarchical water demand and stakeholders analysis to promote ecological flow guarantee rate. Firstly， the overall sequence of hierarchical socio-economic and eco-environmental water use was brought forward based on the priority of agriculture， industry， domestic and ecological water use. Then， water ecological compensation mechanism was carried out according to the cost and benefit analysis of stakeholders， including ecological obligation for the minimum ecological flow， transitional ecological compensation for the low limit of ecological flow， and comprehensive ecological compensation for appropriate ecological flow. The corresponding ecological compensation and dispatching schemes were also put forward.

Key words： hierarchical water demand; ecological compensation; dispatching scheme; Weihe River

1 引 言

我國日益重視生態文明建設。黨的十九大報告明確提出“加快生態文明體制改革，建設美麗中國”“綠水青山就是金山銀山”。河流生態系統修復是自然變異和人類活動綜合影響下美麗中國建設的迫切需求，也是生態文明建設的重要內容。

2015年國務院發布的《水污染防治行動計劃》（“水十條”）明確提出：科學確定生態流量，加強江河湖庫水量調度管理，維持河湖生態用水需求，重點保障枯水期生態基流。陜西省水行政主管部門組織開展相關研究并提出了渭河主要控制斷面3級生態流量指標：允許個別枯水年份魚類生存空間縮小（可以保障魚類在某些河段生存）的最小生態流量（也稱基本生態流量）、保證魚類基本生存空間的低限生態流量和與天然生態狀況接近以最小月天然徑流量均值為標準的適宜生態流量[1]。其中：渭河干流寶雞段林家村斷面3級流量指標分別為5.4、8.6、12.8 m3/s，魏家堡斷面3級流量指標分別為8.4、11.6、23.5 m3/s。

2016年，陜西省水利廳按照研究成果，以行政手段開始組織實施渭河生態水量調度工作，要求寶雞峽水庫在非汛期下泄流量不低于基本生態流量。但是，在水資源管理中若仍延續以往的取用水方式和調度方案，則渭河寶雞段枯水期的基本生態流量難以實現。國內外相關研究和實踐中，對美國科羅拉多河[2]、澳大利亞墨累-達令流域[3]以及我國的黃河流域[4]、長江三峽水庫[5]等在生態調度理論和方法方面已有長期的探索，對于生態補償建立了相關制度[6]。但是，渭河寶雞段仍缺乏系統、可操作性的生態調度及補償方案，亟需研究制定并組織實施。

4 水生態補償與生態水量調度方案

4.1 水生態補償方案

基于層次化需水的理論和原則，考慮陜西省渭河流域社會經濟發展、供用水以及河流生態流量保障的實際情況，從基于最小生態流量的水生態保障義務、基于低限生態流量的水生態補償過渡、基于適宜生態流量的水生態補償責任3個層次進行水生態補償方案分析。

（1）基于最小生態流量的水生態保障義務。基于層次化需水的理論和原則，認為河流最小生態流量需要無條件得到保障，這部分生態流量的切實保障是流域各利益相關方的義務，不存在補償的問題。盡管河流最小生態流量比較小，僅能滿足河流生態系統最基本的需求，但是現實中這部分流量的保障仍然存在較大問題，特別是對于北方干旱半干旱地區，經濟社會發展擠占生態環境需水的現象時有發生，部分地區甚至存在有河皆干、有水皆污的情況。因此，需要制定嚴厲的懲罰措施，確保河流基本生態流量得到滿足，所得資金用于河流生態環境改善。

（2）基于低限生態流量的水生態補償過渡。低限生態流量對于維護河流生態環境健康十分重要。隨著社會經濟的發展，低限生態流量應劃入水生態保障義務的范疇。但是考慮到陜西省渭河流域供水側及需水側相關單位的現實情況，在近期（2025年之前）可以采取一定的過渡性措施，基于低限生態流量下泄造成利益相關方的損失，同時考慮具體補償對象的社會經濟負擔等因素，按照低限生態流量與最小生態流量之間的全年水量差額對相關單位進行一定程度的補償，為單位轉型及人員安置留下一定的緩沖空間。

（3）基于適宜生態流量的水生態補償責任。根據渭河流域生態流量調度方案，到2030年渭河干支流主要斷面應達到適宜流量。在考慮基于適宜生態流量的水生態補償責任時，主要依據是適宜生態流量下泄造成利益相關方的損失（相比于水生態保障義務情景下的效益），同時考慮供水側和需水側相關單位的用水總量、用水效率等指標，對補償標準進行折算，以達到鼓勵節約、懲罰浪費、提高效率的目的。

4.2 生態流量調度方案

4.2.1 利益相關方分析

陜西省渭河魏家堡以上河段利益相關方為寶雞峽灌區，灌區建有林家村、魏家堡、絳帳和楊凌4座水電站。電站引水發電造成渭河干流林家村以下河道流量偏小，據統計，魏家堡引水發電造成林家村水文斷面2.0 m3/s的下泄流量保證率僅20%。

（1）林家村水電站。2003年建成投運，利用寶雞峽渠首加壩加閘工程落差，結合灌溉引水發電，裝機8 000 kW，設計年發電量4 150萬kW·h，總投資4 285萬元，現有電站運行管理人員37人， 2013年實際發電量3 793萬kW·h，發電收入1 176萬元。

（2）魏家堡水電站。1998年建成投運，利用渭惠渠總干渠塬上和塬下近百米的落差發電，裝機1.89萬kW，設計年發電量9 200萬kW·h，總投資7 070萬元，現有電站運行管理人員40人、輸水管理人員90人。2013年實際發電量8 969萬kW·h，發電收入2 780萬元。

（3）楊凌水電站。1999年建成投運，利用北干渠半坡寺退水形成的落差發電，裝機5 400 kW，設計年發電量2 531萬kW·h，總投資3 926萬元，現有電站運行管理人員45人、輸水管理人員53人。2013年實際發電量2 221萬kW·h，發電收入688萬元。

（4）絳帳水電站。初建于1956年，2013年擴容增效改造完成投運，利用塬下南干渠1號跌水落差發電，裝機500 kW，設計年發電量206萬kW·h，現有電站運行管理人員12人。2013年實際發電量46萬kW·h，發電收入14.3萬元。

4.2.2 生態調度方案

綜合考慮渭河來水、用水、下泄流量以及寶雞峽灌區4座水電站的運行情況，建議加強渭河干流水量調度，從非汛期部分關閉或全部關閉逐步過渡到徹底關閉灌區魏家堡、楊凌和絳帳3座水電站，與最小、低限、適宜這3個層次的生態流量目標相對應，提出3種生態調度方案。

第一方案：非汛期（11月至次年6月）魏家堡水電站與楊凌水電站各關閉一臺機組、限制兩臺機組發電，絳帳水電站全部機組停止運行。初步估算，可以保證渭河干流林家村以下河道流量提升到5～8 m3/s，寶雞峽管理局下轄水電站年減少發電量3 005萬kW·h，減少收入932萬元。建議由省財政（陜西省政府和流域相關管理部門）給予補貼或補償。

第二方案：非汛期（11月至次年6月）魏家堡、楊凌、絳帳水電站全部機組停止運行，只在汛期運行。初步估算，可以保證渭河干流林家村以下枯水期河道平均流量在平水年及偏枯年提升到8.2～12.1 m3/s，寶雞峽管理局下轄水電站年減少發電量6 139萬kW·h，減少收入1 903萬元。

第三方案：徹底關閉魏家堡、楊凌、絳帳3座水電站，拍賣資產、償還債務、安置人員。電站資產預估10 862萬元，貸款本金利息13 719萬元，分流安置直接人員240人，每年補償經濟收入損失3 598萬元。

5 結 語

（1）為了協調生態環境和經濟社會之間的用水競爭，根據渭河流域實際情況，基于最低、適宜、最高3個等級的需水量，劃分了渭河生態環境和人類生產生活的用水優先次序：各類用水的最低等級>生活用水的適宜和最高等級>工業和農業用水的適宜等級>工業和農業的最高等級、生態用水的適宜和最高等級。

（2）從基于最小生態流量的水生態保障義務、基于低限生態流量的水生態補償過渡、基于適宜生態流量的水生態補償責任3個層次，提出了渭河水生態補償方案：渭河最小生態流量在來水許可的情況下應無條件滿足，各利益相關方不能主張生態補償;為滿足低限生態流量而導致的經濟效益損失在近期可考慮進行一定程度的補償，為相關單位轉型和人員安排做緩沖;針對為實現適宜生態流量而導致的經濟效益損失，可出臺相關標準進行相應補償。

（3）針對陜西省渭河寶雞峽至魏家堡河段非汛期河道生態流量保障，完成了主要利益相關方的損益分析，提出了不同層次的生態流量保障方案。近期首先在非汛期部分關閉或全部關閉魏家堡、楊凌和絳帳3座水電站，保障渭河干流最小生態流量;遠期考慮徹底關閉部分對渭河干支流生態流量影響較大的水電站，并對已有電站進行針對生態流量的優化調度。

為了保障陜西省渭河生態補償和調度方案的執行，應遵循因地制宜、切實可行的原則，分階段、分情景、獎懲結合，建立健全渭河生態補償機制和生態調度體系，并提出相應的保障措施，推動渭河生態文明建設，實現水資源可持續利用與經濟可持續發展。

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【責任編輯 張華興】

收稿日期：2019-06-19

基金項目：國家自然科學基金資助項目（51709222）

作者簡介：劉鐵龍（1970—），男，陜西渭南人，高級工程師，主要從事水資源管理與調度工作

E-mail：308235774@qq.com