中國和尼泊爾水庫淹沒區范圍確定方法比較研究

譚哲武 王克彬 蔡芳 谷茂峰

摘要：在水電工程建設中，水庫淹沒區范圍的確定直接關系到工程的移民搬遷規模和投資建設成本。世界各國關于水庫淹沒區范圍確定的方法各不相同，水電建設市場缺乏統一的國際規范和標準，嚴重制約著水電新能源發展。以尼泊爾水電站工程為研究背景，通過現場調研了解尼泊爾水庫淹沒區范圍的確定方法，并與中國規范標準下的確定方法進行對比研究。研究結果表明：國內外不同規范標準下的設計成果具有顯著差異，中國規范標準下水庫淹沒區范圍確定的方法更加科學，規劃設計成果也更為精確，有助于減少或規避實施過程中的風險。

關 鍵 詞：水庫淹沒區; 規范標準; 實物指標; 中國; 尼泊爾

中圖法分類號： TV633/637

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.04.023

0 引 言

水電工程建設征地范圍一般包括水庫淹沒區、水庫影響區以及樞紐工程建設區三大部分，其中水庫淹沒區的征占地范圍最大，是確定征遷范圍、測算淹沒損失、分析經濟效益、控制建設成本以及移民安置等因素的關鍵所在，因此合理確定水庫淹沒區范圍具有重要的意義。縱觀國際水電工程建設市場，在建工程主要分布于發展中國家或者欠發達地區。受制于國家體制制度、經濟社會發展條件、法律法規政策體系等多重因素，水電工程建設市場關于水庫淹沒區范圍的規劃設計沒有形成統一的標準或方法，由此帶來的不良競爭、建設爭議、國際矛盾等一系列問題，嚴重制約了全球水電新能源的發展進程[1-3]。

老撾水文資料匱乏但土地資源充裕，規劃階段水庫淹沒區范圍直接采用正常蓄水位來確定，實施階段適當考慮一定范圍內的安全加高值或者隨遷人口范圍[4];尼泊爾水庫淹沒區范圍直接采用正常蓄水位加緩沖區的經驗做法來確定淹沒范圍[5-6]。相比較而言，中國水電工程建設的制度更加完善。根據中國水電工程建設征地處理范圍相關規范的定義，水庫淹沒區是由于水庫蓄水后原河道水位抬高在大壩前形成的一個淹沒范圍，按照其組成分為經常淹沒區和臨時淹沒區。其中，經常淹沒區是指正常蓄水位以下的區域，臨時淹沒區是指正常蓄水位以上受水庫洪水回水、風浪和船行波以及冰塞壅水等因素影響的臨時淹沒的區域，水庫淹沒區按上述區域的外包線最終確定[2]。

隨著中國“一帶一路”倡議不斷深入，中國水電行業在“走出去”的過程中遇到了很多與國內不一致的經驗和做法，這就需要在規劃設計的過程中了解國外規范標準或者經驗做法，在求同存異的同時探索出一套符合當地國情、社情的標準，以便更好地指導國際項目的實施[7]。尼泊爾作為中國重要的合作伙伴，水電資源蘊藏量巨大，但水力發電建設水平嚴重滯后，急需大規模引進外資助力水電清潔能源的開發與利用。本文以尼泊爾規劃的水電站為研究對象，著重分析和研究水庫淹沒區范圍確定的一般做法，并與中國的規范標準進行對比研究，以為類似尼泊爾國際工程項目的規劃與設計提供借鑒和參考。

1 研究方案

規劃的水電站工程位于尼泊爾遠西發展區格爾納利河流域，大壩為黏土心墻砂礫石壩，壩高188 m，正常蓄水位965 m，對應庫容15.0億m3，電站裝機容量800 MW，多年平均發電量35.1億kW·h。

文章采用現場調查和控制變量的對比分析方法來進行研究。具體研究方案為：在同一工程背景條件下，首先以尼泊爾國家的經驗做法來確定水庫淹沒區征收范圍線，并計算和統計主要淹沒影響實物指標;然后按照中國的規范標準進行水庫淹沒區范圍的確定，并計算和統計主要淹沒影響實物指標;最后對比分析2種方法的區別和聯系，計算建設征地范圍影響的大小，評價其科學性和合理性。

2 水庫淹沒區范圍

2.1 尼泊爾一般做法

尼泊爾水庫淹沒區范圍由正常蓄水位以下的永久淹沒區域和正常蓄水位以上的緩沖區（buffer zone）兩部分組成。

（1） 永久淹沒區。

該永久淹沒區以壩軸線為起始斷面，按照正常蓄水位高程，水平延伸至與天然河道河底高程相交處為止。該范圍全部被納入到工程永久征地范圍內，土地完全被征收，居民須全部搬遷。工程正常蓄水位高程為965 m，永久淹沒區范圍示意如圖1所示。

（2） 緩沖區。

在尼泊爾，緩沖區是為了預防洪水淹沒影響而額外提高征地紅線高程形成的區域。通常做法是在正常蓄水位的基礎上整體直接加3～5 m的富裕高程，新形成的水位與正常蓄水位之間的區域即是緩沖區。緩沖區高程范圍不考慮耕地、林地、草地、居住區等淹沒對象之間的特殊差異，均增加統一的標準值。緩沖區起點位置依然是以壩軸線為起始斷面，終點位置與正常蓄水位終點位置相同，如圖2所示。緩沖區范圍也屬于水庫淹沒區范疇，納入工程永久征地范圍。

（3） 水庫淹沒區范圍的確定。

尼泊爾對于緩沖區高程范圍的具體取值沒有相關的規程規范和政策標準，常規的做法是由咨詢單位根據流域水文資料進行洪水影響分析來確定一個合理的值，取值范圍一般都為3～5 m。有關緩沖區高程范圍的取值，本文調研和收集了部分相關工程案例及專家意見，如表1所列。

由表1可知，對于緩沖區高程范圍的取值，尼泊爾的做法是直接按最大值5 m進行取值。參照Nepal類似工程經驗和能源局專家的建議，本工程緩沖區高程范圍的取值也暫按5 m考慮，則水庫淹沒區的外包線范圍為970 m（965+5）等高線所確定的二維水平面范圍。

2.2 中國規范標準

根據DL/T 5064-2007《水電工程建設征地移民安置規劃設計規范》，水庫淹沒區范圍也包括2部分：水庫正常蓄水位以下經常受淹區域和水庫正常蓄水位以上受水庫洪水回水和風浪等因素影響的臨時淹沒區域[1-2]。

（1） 經常淹沒區。

正常蓄水位以下區域以壩軸線為起始斷面，按照正常蓄水位高程，水平延伸至與天然河道多年平均流量水面線相交處，即965 m高程線所確定的二維平面范圍。正常蓄水位以下的范圍均按建設征用永久地范圍處理。

（2） 臨時淹沒區。

臨時淹沒區范圍的確定主要依據水庫洪水回水、風浪和船行波等臨時性淹沒影響綜合確定。由于河道無通航功能要求，因此暫不考慮船行波產生的臨時爬高。風浪因素主要是在受回水影響不顯著的壩前段增加水庫的安全超高，安全超高的取值為耕園地0.5 m、居民點1.0 m。

水庫洪水回水主要考慮不同淹沒對象的設計洪水標準來計算回水水面線，其中耕園地按5 a一遇（P=20%）洪水標準頻率、林地及牧草地按正常蓄水位標準、農村居民點按20 a一遇（P=5%）洪水標準頻率來確定。回水末端終點位置以設計洪水回水水面線與同頻率天然洪水水面線差值為0.3 m處來確定，如圖2所示。

（3） 水庫淹沒區范圍的確定。

首先，結合河道的分布特點沿軸線劃分為23個斷面，在假設河流為恒定非均勻流模型的基礎上由壩址處自下而上推求不同頻率洪水的回水水面線，確定沿程的水位高程和淹沒終點位置;然后結合壩前段的安全超高確定土地征收線和居民遷移線;最后取各淹沒對象外包遷移線的并集來確定水庫淹沒區范圍[8-12]。回水水面線的計算結果如表2所列。

由表2可知：P=20%和P=5%洪水頻率下，回水水面線與同頻率天然水面線高程差為0.3 m的位置均位于斷面樁號30+570 m處。考慮安全超高因素影響，耕園地征收線增加0.5 m安全超高，居民點遷移線增加1.0 m安全超高，各淹沒對象征收范圍線如圖3所示。

由圖3可知：從壩址位置到回水末端，征收范圍線縱向剖面基本呈類似S形分布，在距壩20.0 km范圍內基本呈直線分布，20.0～30.5 km范圍呈上升曲線分布，30.5 km以后呈直線分布。

水庫淹沒區的外包線范圍確定方法為：沿著河道軸線自下游而上，結合不同淹沒對象的分布情況確定各個斷面的高程點分布，然后取各斷面最大高程點連接起來便構成了水庫淹沒區的外包線范圍。水庫淹沒區的外包線范圍不是一個二維水平面，而是沿著河道軸線形成的二維水平面與不規則三維平面或曲面的結合面，形狀主要受沿程淹沒對象因素的影響。

3 對比分析

3.1 淹沒區范圍確定

尼泊爾和中國關于水庫淹沒區范圍的確定在范圍定義、確定方法以及影響因素等方面有著顯著的差異。

（1） 范圍定義。前者將水庫淹沒區定義為永久淹沒區和緩沖區兩部分之和，即正常蓄水位高程+緩沖區高程形成的二維水平面范圍及以下部分，始于壩軸線，終止于等高線與天然河道河底高程相交處，均屬于永久征收范圍。后者將水庫淹沒區定義為經常淹沒區和臨時淹沒區兩部分之和，也都屬于永久征收范圍;經常淹沒區范圍和前者的永久淹沒區類似;但臨時淹沒區范圍的確定較緩沖區更為復雜和精確，其外包線是二維水平面與不規則三維平面或曲面的結合面;整個淹沒區的終點為設計洪水回水與同頻率天然洪水水面線差值的0.3 m處。

（2） 確定方法。二者都將水庫淹沒區分為兩部分之和，對于第一部分即正常蓄水位（FSL=965 m）以下范圍，其大小基本相同。對于正常蓄水位以上的區域，前者緩沖區直接根據工程經驗進行二維水平面的縱向空間加減，方法較為直接和簡單;后者則需要根據天然和設計洪水資料，在假定河流水動力學模型基礎上推求不同頻率洪水回水水面線，再結合淹沒對象和安全超高綜合確定，較前者復雜和精確。

（3） 影響因素。前者緩沖區高程范圍的取值主要來源于工程經驗，一般取值為3～5 m，由于缺乏規范標準，緩沖區的取值受人為因素和工程經驗的干擾較大;后者嚴格依據河流的水文資料和規范標準計算而來，其結果相對更為精確，受工程經驗等影響因素小。

3.2 淹沒實物指標

根據上述2種方法確定的水庫淹沒區范圍進行實物指標的計算統計和定量分析，考慮人口、房屋、單位企業、專業項目等實物指標統計的復雜性，文章僅計算和分析最重要的土地實物指標[13]，其結果如表3所列。

由表3可知，中國規范標準下所確定的水庫淹沒區范圍征地面積較尼泊爾做法的面積大，土地面積增幅2.81%。同時，實物指標分類明細中，耕地、林地、水域及水利設施用地均有明顯的差異，但各地類所占比例基本相當。因此，在相同的工程背景下，不同規范標準下的設計成果有著顯著的差異，這將直接影響工程的征地拆遷量以及移民投資等內容，同時增加國際項目實施的風險和難度。

綜上，相比于國外經驗做法，中國規范標準基于多年水文數據和假定水動力學模型的水庫淹沒區范圍確定方法更加科學和嚴謹。根據國內諸多工程驗證，該方法下的計算結果貼合淹沒實際，規避了安全風險。然而，對于經濟社會發展滯后的國家或地區，水文資料往往較為匱缺、工程理論較為薄弱，這都直接影響了中國規范標準的復制與推廣，需要在實踐過程中不斷引導、融合、探索、創新，最終建立一套符合雙邊利益的規則或做法，以此逐步規范國際水電市場的建設秩序。

4 結 語

本文通過定性分析與定量研究，對尼泊爾一般做法和中國規范標準的水庫淹沒區范圍確定方法進行了對比分析研究。從水庫淹沒區范圍確定的方法而言，中國規范標準的確定方法更為嚴謹和科學，規劃設計成果也更為精確，有利于工程的實施管理，減少或規避風險。在當下的國際水電項目建設環境下，世行、亞行、亞投行、國際金融公司以及各國等標準都在混合使用，國際水電市場缺乏一個可行的統一標準來規范建設秩序。在“一帶一路”倡議合作下，中國正在將代表世界最先進的水電建設理念和科學技術進行推廣和實踐，中國制造正贏來越來越多的國際聲譽和水電市場。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國國家發展和改革委員會.水電工程建設征地處理范圍界定規范：DL/T 5376-2007[S].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 水利部.水利水電工程建設征地移民安置規劃設計規范：SL 290-2009[S].北京：中國水利水電出版社，2009.

[3] 姚玉琴.水利水電工程征地移民70年[J].水力發電，2020，46（5）：8-12，55.

[4] 高始建.淺談老撾水庫移民安置規劃與國內的異同[J].廣西水利水電，2008（3）：87-90.

[5] 趙鑫，馬貴生.尼泊爾水電發展概況[J].水利水電快報，2014，35（7）：7-9.

[6] 畢小劍，楊婷.尼泊爾電力市場前景概況[J].水利水電快報，2014，35（8）：34-37.

[7] 鮮恩偉，張國棟，馮海軍.“一帶一路”沿線國家水電工程征地移民工作探討[J].四川水利，2019（1）：26-30.

[8] 李湘峰，魏鵬，朱建，等.中外水電工程征地移民技術標準對比及應用銜接研究[J].水力發電，2019，45（10）：12-15.

[9] 顧延麗.天然水庫回水曲線計算方法探討[J].河南水利與南水北調，2014（16）：80-81.

[10] 張瑋，吳蘇舒，張明進.山區河流小型水電站回水末端計算[J].水利水電科技進展，2006，26（3）：38-40.

[11] 洪亮，何宗宜，李世祥，等.一種基于3D GIS的計算水庫淹沒區范圍的算法研究[J].長江科學院院報，2009，26（9）：85-87.

[12] 白呈富，付征，汪斌.水電工程施工期洪水臨時淹沒處理探討[J].人民長江，2013，44（2）：79-81.

[13] 黃劉芳，蔣建東.基于GIS的水電工程建設征地土地調查方法[J].人民長江，2013，44（2）：109-112.

（編輯：黃文晉）

Comparative study on determining method of reservoir submerged area in China and Nepal

TAN Zhewu，WANG Kebin，CAI Fang，GU Maofeng

（Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）

Abstract：

Reservoir submerged area is directly related to the immigration relocation scale and cost of a hydropower project.However，there are different methods calculating the reservoir submerged area around the world.The lacking of unified international specifications and standards restricts the development of new hydropower energy in international hydropower construction market.Based on the background of hydropower projects in Nepal，the determining method of reservoir submerged area was studied through field investigation，and we compared it with Chinese standard.It shows that there are significant differences on the design results by Chinese and Nepalese standard specifications.Chinese standard of calculating reservoir submerged area is more scientific and the design results are more accurate，which helps to reduce or avoid risks during implementation.

Key words：

reservoir submerged area;standard specification;physical indicators;China;Nepal