水電開發及其對水文水資源特性的潛在影響

馬源

（昭通市水利局，云南 昭通 657000）

0 引言

云南水能資源豐富，開發條件優越，是全國重要的水電基地。加速云南水能資源的開發，對推動云南的發展，都有著十分重要的作用。但是，由于長期處于自然狀態，水電工程對流域的徑流控制、泥沙沖淤有直接或間接的，明顯或潛在的，短期或長期的影響。國內外的大量研究表明，水利水電工程在改善航運條件、改善水資源利用率的同時，此外，還有水質、水溫、魚類通道、候鳥棲息地、土壤鹽堿化、海水入侵等問題。而水利水電項目則直接關系到河流的生態環境、水資源的開發與利用。本文以云南省6 大流域的水能資源儲量及使用狀況為基礎，對其開發潛力進行了初步的探討。

1 自然環境與水能資源

1.1 自然環境

云南省位于我國西南部，北緯21°8′22″～29°15′8″，東經97°31′39″～106°11′47″之間，總面積39.32 萬km2。云南的地勢從西北到東南，呈梯形坡度，在滇西北的高山和山谷之間形成了一個巨大的盆地。云南受各種復雜地貌的影響，形成了明顯的亞熱帶季風氣候，從南到北，從熱帶到寒溫帶[1]。

最熱的月份平均氣溫為19～22℃，最冷的月份為6～8℃，年溫差10～15℃，冬季和春季日溫差可達到12～20℃。云南年平均降水量為1258.7mm，但在時空、空間上存在著較大的差異。雨季（5—10 月）雨量較大，占到了80%～95%的降雨量，而在旱季（11 月—次年4 月）則有5%～20%的降雨量，其空間分布呈南多北少、西多東少的特征。

1.2 水能資源

云南省境內河流眾多，常年平均地表水資源量為221 億m3，全省年平均徑流深度576.7mm。境內有908條具有100km 以上的河流，108 條超過1000km 的河流，其中包括長江、珠江、紅河、瀾滄江、怒江和伊洛瓦底江六大水系。云南省水電資源量為15310 萬kW，約占15.3%，可開發的水電能源9570 萬kW，居四川之后占到20.5%。我國現有的水電已發展到1100 萬kW 左右，約8500 萬kW 左右，水電資源的使用率還不到全國20%。云南省金沙江、瀾滄江、怒江三大河流擁有92%以上的可開采能力，加上其物產豐饒，具有修建高壩型的地貌與地理環境，是國內“富礦”[2]。

2 六大流域的水電開發

2.1 長江流域

云南省長江流域面積約為109061km2，約占全省28.5%。該流域地勢西高東低，地勢偏東，高差很大，水電資源極為豐富。云南流域水資源424.1 億m3，水能資源的理論蘊藏量為4025.05 萬kW，主要集中于高峽谷、深谷、中下游地區，是全國最大的水能資源。

2.2 珠江流域

云南省境內珠江被稱作南盤江，是云南省發展最早的一個地區。云南省珠江流域面積58683km2，占全省總面積15.3%，水資源量229 億m3，水能儲量2943 萬kW，可利用的電力資源2117 萬kW。

2.3 紅河流域

元江在紅河上游，是云南省的一個流域，面積74516km2，占全省總面積19.4%。該地區地形為西北至東南的斜坡河谷，河道狹窄，水資源豐富，具有很大的發展空間。整個流域水資源總量為449.1 億m3，其中，水能儲量為980 萬kW。根據不完全的數據，截至2018年末，該地區共有175 個發電站，其中114 個已經在建設。該干流電站的設計等級是12 級，總裝機容量1020MW。

2.4 瀾滄江流域

瀾滄江是典型的南北狹長型河流，在云南省流域面積88574km2，占全省總面積23.1%，屬于典型的南北向狹長型。全國水資源量516.2 億m3，在全國六大流域中名列前茅，水能資源的理論儲量為2550 萬kW。據不完全統計，截至2018 年底，這個區域內有230 座發電廠，目前正在建造123 座。三峽干流電站的梯級設計標準是15 級，總發電量24115MW。

2.5 怒江流域

怒江盆地位于橫斷山縱谷區，峽谷縱橫交錯，云南省境內流域面積達33366km2，占全省總面積的8.71%。該流域水資源和水能資源十分豐富，總水量為322.8 億m3，其中最大的落差為4840m，水能資源的理論儲量為4474 萬kW，具有良好的發展前景。目前，干流水能資源還沒有得到充分利用，所有已開發的水電都集中在一條支流上，只有1%的裝機容量。根據不完全的數據，截至到2018 年末，該流域共有163 個發電站，目前正在建設的49 個，這座水電站的設計等級為13 級，總裝機21320MV，至今尚未開工。

2.6 伊洛瓦底江流域

云南境內伊洛瓦底江流域以其支流為主，境內部分為獨龍江河、大盈江、瑞麗江，省內流域面積達19010km2，約4.96%。因為該流域地處高黎貢山西面，孟加拉灣的西南暖濕氣流和地勢的抬高使該流域形成了豐富的降水，每平方千米產水量居六大流域之首。全流域水資源量達268.9 億m3。大盈江的理論水能儲量為174.2 萬kW，瑞麗江的理論水能儲量為164.5 萬kW。根據不完全的數據，到2018 年末，該流域規劃了71 個發電站，30 個已經建成兩條主要支流共規劃24 個等級，合計2183.3MW。瑞麗江水電站的梯級是13 級，總裝機容量768MW，已經建成了3 級，大盈江水電站的一級是11 級，總的裝機容量1415.3MW。

3 水電工程對水文水資源的潛在影響

河流的水文特征主要包括水位、流量、泥沙、水溫、水質等多個方面，而瀾滄江是我國最早發展起來的流域。本文著重分析了水利水電工程中徑流、泥沙、水文站網建設、水文測試等方面的作用。

3.1 對徑流的影響

水庫調控是調節河流徑流的一種直接、高效的途徑，特別是蓄水多年的調蓄，對下游徑流量的影響很大。云南各大河流的梯級水電開發速度將會持續加強，庫區的蒸發、上游水的利用和地下水的補充都會加大。在下游水庫的調控下，一些河流的水資源性質也會發生很大的變化，在汛期可以有效地減輕洪水的沖擊，使干旱區的流量增加。云南現有的水利建設項目中，水庫的調蓄容量偏低，對河道的水文、水資源的性質影響不大。結果顯示：瀾滄江水庫日平均流量變化對湄公河流域的影響最大，尤其是在萬象流域上游的狹長河道，其影響程度隨著時間的推移而減小。2015—2018 年，瀾滄江流域的準許景洪站徑流量年平均下降5.79%，年平均徑流量平均增加1.14%。瀾滄江只對湄公河下游的徑流量貢獻了16%，瀾滄江年徑流量的變動對湄公河下游的影響不大[3]。

3.2 對泥沙的影響

水電開發對河道泥沙的影響可分為兩個階段：①由于工程建設過程中的疏浚導致了土壤侵蝕的加劇，河道中的泥沙含量也隨之升高。②由于水電站在運行過程中對淤積物的攔截，從而降低了河道的含沙量[4]。由于河道的不斷發展，河道的水流連續性和水動力狀況的變化，使得庫區的泥沙淤積增多，造成庫容下降。水庫中的淤積是河道養分的重要載體，同時也造成了營養化物質的蓄積。而下游河床因水壩的出現而改變，河床的沉積與沉積狀態的改變，使得下游河床、河岸以及下游河床中的微粒物質被沖刷，從而造成下游河床的河床結構不穩定，對魚群的生長和繁衍不利。所以，堤壩對河床、河口和整個河床的影響是最基本的，也是最令人擔憂的[5]。

瀾滄江漫灣水電站的截沙率為60.48%，庫區泥沙嚴重，但其下游允景洪、青盛兩個站點的實測數據表明，除了上游的允景洪水庫最大懸浮質含量的變動，其他都是在下游清水口最大懸浮質砂量的變動，兩個站點年平均、年平均最小泥沙變化不存在顯著的因果關系，瀾滄江水電站大壩對河道泥沙的作用隨距離的增大而減小[6]。

3.3 對水文測驗的影響

云南省水文觀測站的網絡建設是前所未有的。一些水文測報站的測驗河段、測驗設施等都受影響，有些測驗功能喪失，導致水文測報工作無法進行，水文資料的連續性、代表性、一致性等都會對水文資料的收集產生一定的影響。經調研、統計，我省159 個水文（站）中，15 個已經或將要受到下游電站的沖擊，10 個受到輕度的影響，約為6.3%；5 個受到輕度的影響，約為3.2%。云南省各水文站中，有22 處可能受到上游發電站回水的干擾，占13.9%。所以，要及時了解和評價云南省水利樞紐站網和水文測驗的作用，并在適當的時候進行優化和調整，并探討新的測驗方式，以最大限度地發揮水文測驗的作用[7]。

4 水電開發未來發展概述

4.1 實現“碳中和”需要開發利用好小水電

部分人員盡管沒有發展到將小水電看作生態災難的程度，但也錯誤地以為小水電已完成其歷史任務。因此，在新的發展理念下，小水電應當被淘汰。目前，我國煤炭發電裝機過多，是目前煤炭發電能力過剩的主要原因，也是實現“雙碳”目標迫切需要解決的問題。要知道，我們國家目前所用的煤，占全世界的五分之一。我們的能源轉型（煤炭電力退出）面臨著巨大的壓力。以目前的技術水平，除非煤炭電力退出，否則碳中和是不可能的。所以，將來我們國家要實現碳中和，許多地區的電力一定會比數十年前更少。屆時，小型水電不但無法退出歷史舞臺，還將承擔著為眾多非水可再生能源進行調峰的重任。為什么國際上都這么堅決的支持小型水電的發展？原因在于，所有國家都在承受著能源轉換的巨大壓力[8]。因此，要實現“碳中和”，必須對小水電進行有效的開發和利用。在新的歷史時期，小水電的開發和利用是新的發展理念。

4.2 減排承諾的行動比表態更重要

在過去的幾年里，談判人員因為擔心影響到本國的發展而推遲了對世界范圍內的減排承諾。要知道，我國當初承諾的每噸GDP 的排放量只是相對而言的。也就是說，這僅僅保證了我們國家的二氧化碳排放量不會超過GDP 的增長。盡管如此，我們在小水電方面的發展依然取得了一些成就。

總而言之，一國的減排措施在一定程度上要比其在世界范圍內的言論更為重要。作為一個水電行業的人，能深切地感受到，過去在發展小水電方面取得的巨大成就，使我們在世界上享有很高的聲譽。而且，近期國內有些地方對小水電企業進行了不正當的宣傳，還有個別對小水電廠一刀切的做法，也引發了國際上一些國家的不滿與指責。我們行內人都明白，建設小水電不但對國家、對人民有益，對全人類都有好處。

5 結語

當前，云南隨著社會和經濟發展對能源的需求不斷增長，水電的發展速度將會進一步加快。河流水電的梯級開發會在某種程度上改變河流的自然屬性，對河流的水文過程和泥沙輸送都有很強的控制力，由于地理環境、氣候、六大流域不同的水力發電利用水平的不同，不同的水力發電項目對不同地區的水文水資源特征有很大的不同。同時，由于全球氣候變暖和區域發展的原因，各個流域的水資源供需矛盾會越來越突出，通過梯級開發可以提高人類對水資源的控制力，可以有效緩解一些地區的工程性缺水問題。同時，由于水力發電的發展，一些水文站網的建設和水文站的測驗工作也面臨著嚴峻的考驗。了解云南的自然地理、氣候特點以及云南的水電發展狀況和趨勢，并對水電開發的影響進行分析，將使云南水電發展得到客觀、合理的評估和科學應對。