欽州市小型水電站生態流量調查及保障措施

鄭舒雯

（廣西水利電力勘測設計研究院有限責任公司，南寧 530023）

0 引言

水電站下泄生態流量是指為滿足維持河道的基本生態功能和群眾生產、生活及其它用水需求，所需要下泄的最小流量[1]。近年來，我國水利水電工程建設發展迅速，為促進地方經濟和社會發展發揮了重要作用，但一些水電站在日常運行過程中沒有下泄生態流量或生態流量下泄不足，造成下游河道出現減水、脫水現象，一定程度上影響了河流的正常生態功能和群眾的生產、生活用水需求。

2015年4月2日，國務院發布“水十條”，強調“加強江河湖庫水量調度管理。完善水量調度方案。采取閘壩聯合調度、生態補水等措施，合理安排閘壩下泄水量和泄流時段，維持河湖基本生態用水需求，重點保障枯水期生態基流[2]。”

欽州市地處廣西壯族自治區南部沿海、北部灣北岸，北回歸線以南，受降雨時空分布影響明顯，其中80%以上的降雨集中在汛期，以獨流入海的中小河流為主，源短流急，水資源開發利用條件一般，水能開發以小水電為主。截至2016年，欽州市共計有62座小型水電站，總裝機33 247 kW。因此，有必要開展欽州市水電站生態流量及監測狀況的調查分析，對于加強水電站生態流量監測管理。

1 區域介紹

欽州市位于廣西壯族自治區南部，北與首府南寧市接壤，東與北海市和玉林市相連，西與防城港市毗鄰，南臨欽州灣，隔海與海南省相望，是廣西北部灣經濟區以及中國-東盟自由貿易區的重要城市[3]。欽州市轄欽南區、欽北區、靈山縣、浦北縣2區2縣。

欽州市境內河流眾多，皆為中小河流，分屬桂南沿海諸河和西江兩大水系。十萬大山和六萬山的縱橫分割，形成了市境內南北水系的分水嶺，成為欽州市多數河流的發源地。根據《欽州市流域面積50 km2及以上河流江河湖庫名錄信息調查成果》，欽州市境內共有50 km2以上河流77條，流域面積1000 km2以上的河流主要有4條，分別為欽江、茅嶺江、大風江和武利江。欽州市河流具有典型的小流域河流特點，即流域面積小、河流長度短、河流流量小，河流水電站開發裝機容量小，廣西沿海地區對應的獨流入海河流多具備以上特征，而沿海地區經濟發展相對較好、人口密集，小流域承擔著當地經濟發展的取水、水環境容量、水生態保護等重任，水資源供需矛盾更加突出，因此確保水電站生態流量下泄對于維護河流健康有序發展尤為重要。

2 電站生態流量調查情況

根據我國水利水電工程分等規定，裝機容量小于2.5萬kW的為小型電站。目前欽州市境內分布的水電站均為小型電站，共62座，其中引水式電站19座、閘壩式電站41座、混合式電站2座，總裝機容量33 247 kW，大多數電站裝機規模小，已投產的水電站中裝機1000 kW以上的電站僅有10座。欽州市水電工程分布廣，涉及全市4個縣（區），水電站平均分布密度為175.7 km2/座。

根據調查統計，欽州市水電站分布于武思江、沙坪河、南流江、欽江、茅嶺江、板城河、武利江等共32條河流上，其中，桂南諸河水系占比較大，26條河流上分布有水電站共計47座，占總量的75.8%；左江及郁江干流水系占比較小，有7條河流上分布有小型水電站共計15座，占24.2%。

欽州市水電站主要建于上世紀60～90年代，共計46座；其余電站均建于2000年以后，建成時間均在10年以上；目前有9座電站已廢棄。由于過去一些河流開發利用上，強調了發電、灌溉、養殖、旅游等經濟效益較顯著的功能，大部分水庫或電站的攔河壩未設置有專用于生態流量下泄的設施；并且由于建設年代久遠，大多數電站未進行河流規劃、水資源論證、環境影響評價等前期工作的論證。

根據現場勘查，欽州市62座小型電站中，有35座電站可通過已有放水設施無需經過改造即可下放生態流量，占比為74.4%；其余27座電站攔河壩均無可以下泄生態流量的設施，但絕大多數電站的攔河壩都設置有排沙口、溢洪道或發電引水渠道，可通過調整運行方式或設施改造后用于下放生態用水。在現場調查過程中，發現10處電站因發電引水導致部分河段存在斷流現象；由于發電引水，各電站減水河段長度從300 m到6 km不等，全市共計減水河段長度為27.3 km。全市62座小型電站均未建設生態流量監測設施，無法實時監測判斷天然河道的生態水量。

欽州市小型水電站調查統計情況見圖1～4。

圖1 電站開發方式統計情況

圖2 電站分布流域統計情況

圖3 電站建成時間統計情況

圖4 電站生態流量下泄措施統計情況

3 存在的問題

（1）河流無序開發，改變天然河道水文情勢。為充分開發水力資源，上世紀60～90年代欽州市先后興建了大量的小電站，由于建設年代久遠，水能資源開發管理制度尚不健全，管理力度不夠，以至于大多電站未經過河流規劃、區域規劃、環境影響評價等前期工作的論證，甚至少部分未進行建設項目的設計及審批等程序，造成河流的水能資源開發缺乏科學性和合理性等方面的論證，河流的無序開發較嚴重。近年來，隨著國家法律法規的健全，地方監管力度的不斷加大，欽州市已縮緊水電項目的審批力度，但之前無序開發的水電項目由于壩址設置、引水規模、梯級布置等不合理，以及長距離引水發電引起脫水河段，已使原河流的水文情勢發生了很大的變化，甚至造成的很多不可逆的影響，如天然河道萎縮、消失、河流改道、河道淤積等情況，部分斷流的原有河道已由原來的水生生態轉變為新的陸生生態系統，重新建立了新的生態平衡，對河道的生態流量管理帶來了新的問題。

（2）電站缺乏放水設施，無法下放生態流量。由于歷史原因，欽州市大部分電站的攔河壩未設置有專用于生態流量下泄的設施，生態流量下放僅結合發電尾水、灌溉、泄洪等形式下放，到枯水期，電站水位下降至放水口高程后就無法泄流，造成枯水期部分電站下游河道斷流，嚴重影響下游生態。

（3）生態流量的不明確，給電站運行及監管造成了困擾。欽州市水電站建成時間普遍較早，當時的水資源管理、環境保護管理制度尚不健全，大多數電站未進行水資源論證、環境影響評價等前期工作的論證。特別是小型電站未能開展相關專題工作，生態流量目標不明確；對于部分電站，所在區域降雨時空變化顯著，暴雨驟降、枯水期下雨卻又明顯偏少，造成壩址處多年平均流量雖然很大，實際上枯水期流量來流相對小很多，如電站無調蓄能力或者調蓄能力不足，在需考慮發電、灌溉等其他綜合利用時，很難保障按常規多年平均流量的10%下放生態流量目標，對于“放多少”是生態流量監測中很大的困擾。

（4）生態流量缺乏監測手段。欽州市大部分電站建設時未考慮生態流量下放問題，未設置生態流量下泄設施。同時，保證生態流量的下放缺乏相應的監測手段，包括設備、儀器，開發軟件平臺，缺乏保障生態流量監督管理的監測體系。

4 水電站生態流量保障措施

4.1 水電站生態流量目標

針對尚未取得水資源論證報告及批復的電站，其生態流量目標根據《河湖生態環境需水計算規范》（SL/Z712-2014）[4]等有關規定，結合現狀生態環境敏感區調查情況，各梯級環境影響范圍內河段均未涉及生態環境敏感區及生態保護對象，因此確定維持水生生態系統穩定所需最小水量一般不應小于河道控制斷面多年平均流量的10%，即采用電站壩址處多年平均流量的10%作為生態流量下泄目標[5]。

4.2 水電站生態流量下泄方案

欽州市62座小型水電站，其中引水式電站19座、閘壩式電站41座，混合式電站2座，根據現場查勘具體情況，其中有9座電站已廢棄，3座電站利用灌溉尾水發電，暫不考慮設置生態流量下放設施。因此針對余下的50座水電站提出生態流量下泄方案。

目前，生態泄流設施包括利用引水系統改造泄流、利用泄洪閘小開度泄流、利用溢洪道閘門改造泄流、設置生態基荷或采用反調節調度泄流、安裝生態機組、利用機組旁通管改造泄流、增設大壩放水設施等。結合欽州市小型水電站生態流量下放實地勘察情況，依據各攔河壩工程形式、壩高、電站機組情況、水工建筑物布置方式和泄洪方式等特征，提出欽州市水電站的泄流設施方案。

規劃需新建生態流量放水設施的小型電站3座，現有放水設施不滿足生態流量下放要求，利用現有建筑物進行改、擴建后作為生態流量下放設施的電站12座，其中采用引水系統改造的泄流設施6套，采用溢洪道閘門等壩頂建筑物改造的生態泄流設施有1套，利用大壩放空設施改造的泄流設施有1套，對現有放水設施或其他類型放水口進行改造的設施4套。

納入監測范圍的50座小型水電站中，共需改造生態流量下泄設施12套；新建生態流量下泄設施3套；直接采用現狀已滿足要求的生態流量下泄設施35套。

本次欽州市各小型電站生態泄水設施方案制定情況見表1。

表1 生態流量下放設施總體方案情況統計表 套

4.3 電站生態流量監測設施

電站生態流量監測點及監測斷面按照以下原則布設：

（1）生態泄流監測設施盡量布置在各電站的生態泄水口或泄水管渠內，監測布置形式依據泄水設施及位置而定。

（2）電站所在河段受下游其他庫區回水頂托，上下梯級之間水面銜接，不出現斷流情況下的電站，本次視河道具體情況按需要再布設監測設施。

（3）對于生態放水口監測條件較差、監測精度較低、設備易損毀或施工困難的電站，本次在電站壩址下游河道斷面設置測流裝置。

本次納入監測范圍的50個新建電站生態流量監測站點中，在生態泄水口（如溢流壩頂、泄水管渠內）布置監測設施16處，在壩址下游河道內選取監測斷面布置監測設施共計18處，在電廠尾水下游河道內選取監測斷面補充布置監測站點共計16處。欽州新建的50處生態流量監測站點共選取了5種監測方式進行生態泄流量監測，其中常規單點水位-流量關系法20處，多普勒測流法9處，水工建筑物法16處，管道測流法5處。

本次電站監測點測流方法分布情況見表2。

表2 電站監測站點生態流量監測方法統計表 處

在此基礎上，設置電站生態流量在線監控系統，接收和處理實測的流量數據、圖像、視頻等數據，進行全市水電站生態流量實時監控。后期在生態流量監測系統模塊中繼續增加視頻在線監測、遠程控制等功能。

4.4 組織管理措施

（1）組織保障。明確各級部門的管理職責，確立各部門責任分工，科學籌劃，嚴格問責，健全考核制度。

（2）制度保障。建立規章制度，為管理工作提供依據，根據電站生態流量監測方案制定詳細的監督考核辦法，針對新設備的建設需求，對原有的規章制度予以修改完善。制定嚴格的規章制度及其監督執行措施，是生態流量監測平臺正常運行的根本保證。

（3）資金保障。欽州市水電站生態流量監測項目為社會公益性工程，系統的運行管理經費依靠各級政府，按照分級負責的原則，項目建成后每年的運行維護和管理費用由各級水行政主管部門征收的水資源費中支出，并列入各級年度財政預算。

（4）技術保障。定期對生態流量監測系統進行必要的維護，做好運行觀測工作，包括各子系統維護、軟件的調試以及配套設施的檢修、保養等；定期對生態流量監測系統要進行必要的更新改造；對生態流量監測系統中的運行管理和操作人員進行理論知識和操作技能的培訓。

（5）公眾監督。生態流量監測平臺應用層開發新聞功能模塊，通過在該模塊公示最小下泄流流量標準、下泄流量過程以及考核結果等方式，拓展水電站運行管理監督的公眾參與渠道。同時，開展科普宣傳，引導公眾科學客觀地認識水電站的功能與作用，發揮各類組織在水電站下泄流量監測中的積極作用。

5 結語

水電站建設為當地的發展提供了充足的電力能源，對經濟社會發展具有一定促進作用，但水資源無序開發對生態環境帶來的負面影響日益凸顯[6]。為保障河道生態流量、保護河流生態環境，制定小型水電站生態流量下泄目標并建立電站生態流量保障監管體系，從而推動水資源科學合理的可持續利用，實現開發利用與河流保護的雙贏。