某省小水電生態流量泄放評估分析與探討

摘 要：為探究小水電生態流量泄放現狀、總結存在的問題，指導小水電站科學、規范地下泄生態流量，小水電生態流量泄放評估工作必不可少。本文對其關鍵技術如小水電站的評估范圍確定、評估期限確定、生態流量確定情況、泄放情況、泄放設施情況、監測情況以及生態調度運行情況等要求和方法進行細化，梳理了某省小水電生態流量泄放評估情況，總結了存在的主要問題并提出建議。

關鍵詞：小水電；生態流量；泄放情況評估

中圖分類號：TV742 文獻標志碼：A

doi：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2024.0407

收稿日期：2023-10-16

基金項目：國家重點研發計劃項目（2018YFE0128500）

作者簡介：章 蕾，女，工程師，碩士，主要從事河湖生態修復的研究工作。E-mail：zhanglei3282@foxmail.com

0 引 言

作為攔水設施蓄水調用水的一種方式，小水電站發電引發的攔水設施下游河道形成減脫水段等水生態環境問題近年來受到社會的廣泛關注。2018年，水利部、國家發展改革委、生態環境部、國家能源局決定開展長江經濟帶小水電生態環境突出問題清理整改工作，其中生態流量泄放是重點工作，能緩解小水電站廠壩間的減脫水程度[1]。在生態流量泄放工作全面開展后，為反映小水電生態流量泄放的實際現狀，需以河流或縣級區域為單元進行逐站現場評估。本文概述了某省的生態流量泄放工作開展情況，明確了生態流量泄放的評估范圍和評估期限，細化了評估方法和要求，提出了相應的對策和建議，可有效指導地方水行政主管部門科學合理泄放生態流量，采取有效措施進一步提升生態流量泄放效果。

1 生態流量泄放現狀評估分析

1.1 評估范圍

本文提出的評估方法在確定的評估范圍內對小水電站的生態流量泄放現狀進行評估，判斷生態流量的核定、相關設施設備建設運行情況、泄放情況等是否滿足相關要求，提出相應的有效措施改善生態流量泄放和監督管理情況。各水電站的具體評估范圍應根據水電站的工程特性、流域生態保護管理要求、水文要素影響及恢復程度、所在河流水電開發程度等，統籌梯級銜接情況與區間匯流條件[2]，結合區域經濟社會發展及對其對河流生態用水的需求等合理確定。本文提出的小水電生態流量評估方法按照引水式（含混合式）水電站、壩式水電站、直接引用上級尾水發電水電站三類確定評估范圍。

1.1.1 引水式（含混合式）水電站的評估范圍

一般情況下，引水式（含混合式）水電站攔水設施和水電站在同一河道，考慮到這類水電站引水對河流水文要素的影響主要集中在攔水設施所在斷面至水電站發電尾水退回斷面之間，該類水電站的評估范圍為攔水設施所在斷面至發電尾水退回斷面的河道（見圖1）。

引水式水電站中，部分水電站存在跨河流引水的情況（攔水設施和水電站不在同一河道），考慮到這類水電站在攔水設施下游區間匯流情況，其評估范圍為攔水設施所在斷面至本河流匯入下游河流的河口或工程下游較大支流匯合處（見圖2）。

1.1.2 壩式水電站的評估范圍

壩后式和河床式水電站統稱為壩式水電站。因壩式水電站廠壩間距離為零，可不考慮壩式水電站的廠壩間河道評估范圍（見圖3）。

1.1.3 直接引用上級尾水發電水電站的評估范圍

直接引用上級尾水發電的水電站由于未直接從攔水設施引水，在河道上無明確的可見斷面作為其評估范圍起始斷面。考慮到這類水電站和上下級水電站的銜接問題，該類水電站的評估范圍為上級水電站廠房附近河道斷面至該水電站發電尾水退水斷面或廠房附近河道斷面（下級水電站仍引用該水電站尾水發電，見圖4）。其中連續劃線段為二級水電站評估范圍，長虛線段為三級水電站評估范圍，短虛線段為最后一級水電站評估范圍。如果該類水電站同時也是跨河流引水式水電站，其評估范圍起始斷面為上級水電站廠房附近河道斷面，終點斷面應按跨河流引水式水電站確定，即上級水電站廠房所在河流匯入下游河流的河口或工程下游較大支流匯合處。

實際評估工作中發現一座水電站有多個水源，且多個水源同時具有以上兩種或多種開發方式的情況，應將各種類型開發方式的評估范圍進行合并作為該水電站的評估范圍。

1.2 評估期限

考慮到生態流量泄放具有豐枯期特性，兼顧評估周期的完整性，小水電生態流量泄放情況評估的評估期限應至少為1個完整自然年。某省自2021年8月起對省內農村小水電開展生態流量泄放的“三率”（即完整率、及時率和達標率）考核，為客觀評估生態流量泄放情況，將2021年8月及以后的完整自然年作為生態流量泄放情況評估期限。

1.3 評估內容與方法

小水電站生態流量泄放現狀評估工作的開展可規范水電站生態流量泄放和監測監控，督促指導水電站合理開展取水和優化生態調度運行方式。根據《水利部辦公廳關于做好小水電站生態流量泄放評估工作的通知》（辦水電〔2022〕115號）[3]要求，按照管轄權限組織對管轄范圍內小水電站生態流量的確定情況、泄放情況、監測情況和生態調度運行情況進行逐站評估。

1.3.1 生態流量確定情況評估

生態流量應根據《水利水電建設項目水資源論證導則》（SL 525—2011）[4]、《水電水利建設項目河道生態用水、低溫水和過魚設施環境影響評價技術指南（試行）》、《河湖生態環境需水計算規范》（SL/Z 712—2021）、《水電工程生態流量計算規范》（NB/T 35091—2016）、《河湖生態需水評估導則》（SLZ 479—2010）[5]、《水利部關于印發〈農村水電增效擴容改造河流生態修復指導意見〉的通知》（水電〔2016〕60號）[6]等，在滿足生活用水的前提下，統籌考慮生產、生態用水需求，結合河流特性、水文氣象條件和水資源開發利用現狀，規范科學地確定生態流量。對于水電站生態流量在流域綜合規劃、水能資源開發規劃等規劃及規劃環評，項目取水許可、項目環評等文件中已確定的，應按相應要求執行。

評估范圍不涉及環境敏感區的水電站生態基流即生態流量。生態基流的計算方法主要有多年平均流量法、日平均流量歷時曲線法和最枯月平均流量法[3]。多年平均流量法主要適用于北溫帶較大的、常年性河流，用于河流規劃目標管理、戰略性管理，是一種相對粗略的方法，不適用于季節性河流。日平均流量歷時曲線法簡單快速，同時考慮了各月份流量的差異。最枯月平均流量法適用于水資源量小且開發利用程度較高的河流。

評估范圍涉及環境敏感區的水電站生態流量應包括生態基流和敏感生態流量。水力發電涉及的環境敏感區主要包括國家公園、自然保護區、風景名勝區、世界文化和自然遺產地、海洋特別保護區、飲用水水源保護區、其他生態保護紅線管控范圍、世界文化和自然遺產地、海洋特別保護區、飲用水水源保護區、其他生態保護紅線管控范圍、永久基本農田、基本草原、自然公園（森林公園、地質公園、海洋公園等）、重要濕地、天然林，重點保護野生動物棲息地，重點保護野生植物生長繁殖地，重要水生生物的自然產卵場、索餌場、越冬場和洄游通道、天然漁場等[7]。各環境敏感區的不同功能基本需求按照各自要求執行，需根據不同環境敏感區不同功能區的具體要求確定生態流量。

評估范圍涉及多種環境敏感區域的水電站，應分別計算不同敏感生態流量，取外包線作為最終的敏感生態流量。敏感生態流量的計算方法主要有濕周法、R2-CROSS法、IFIM法、BBM法等[8]。濕周法適用于河床形態穩定的寬淺矩形和拋物線型河流。R2-CROSS法適用于受人類影響較小的河流和非季節性小型河流。IFIM法、BBM法均強調了河流的綜合生態系統。

根據《水利部 生態環境部關于加強長江經濟帶小水電站生態流量監管的通知》（水電〔2019〕

241號）[9]，計算核定的生態流量應由有管轄權的水行政主管部門商同級生態環境主管部門合理確定。對于水電站取水攔水設施所在河流斷面上游來水或下游需水相較于原生態流量核定時發生明顯變化的，應考慮來水情況和下游用水需求變化，重新核定生態流量。

1.3.2 生態流量泄放情況評估

生態流量是否按要求足額下泄，主要指評估期限內的泄放“三率”情況。生態流量泄放“三率”是指各生態流量泄放口監測點監測記錄上報的完整性、及時性和達標情況，分別用完整率（監測點記錄數/應上報記錄數）、及時率（監測點按時上報的記錄數/應上報記錄數）和達標率（監測點合格記錄報備記錄總數/應上報記錄數）表示，可直觀表征評估期限內生態流量按要求足額下泄情況。在確保生態流量監測合理、合規的情況下，可直接采用生態流量監測平臺上的完整率和及時率數據，達標率則需結合生態調度運行方案泄放的合規性和實際執行情況、差別化評價特殊情況的合規性和程序的完整性綜合確定。對于采用動態視頻和靜態圖像的，某省水利廳在評估期限內暫未考核其達標率，因此本文暫不評估其達標率。

水電站廠壩間河段需滿足的基本要求為不出現河道斷流、干涸的現象，按要求足額下泄后廠壩間河段仍存在脫水現象的水電站，需現場確認是否因地制宜實施生態修復輔助工程措施，并評估輔助工程措施消除的脫水段長度。生態修復輔助工程措施主要包括親水性堤壩、生態跌坎、生態堰壩、過魚設施等。

1.3.3 生態流量泄放設施評估

生態流量泄放設施應設置在水電站攔水設施所在的河道斷面。當攔水設施所在河道斷面無合理、經濟的生態流量泄放設施改造方案時，也可在保證設施安全運行的情況下，設置在攔水設施河道斷面下游的引水渠、引水管處，但生態流量泄放口距離攔水設施所在的河道斷面的河道長度不宜超過50 m。

生態流量泄放設施主要有泄流閥、泄流孔、泄流閥、泄流閘、泄流槽、生態機組和生態虹吸管等。泄流閥、泄流孔、泄流閥、虹吸管等泄流設施可按照有壓管流公式復核；泄流閘等泄放設施可按照寬頂堰上閘孔出流公式復核；泄流槽等泄放設施可按管渠水力公式復核。計算流量大于核定生態流量時，泄放設施滿足生態流量泄放要求。生態機組等泄放設施，可直接比較額定流量和核定生態流量大小進行復核，額定流量大于核定生態流量即符合要求，其中采用錐形閥直接泄放生態流量的，可參照錐形閥產品技術說明書進行復核。

各水電站應建立生態流量泄放設施運行管理維護制度，明確落實水電站業主為生態流量泄放設施的責任人，并把泄放設施納入水電站日常運行管理和統一維護。生態流量公示牌應牢固設置在生態流量泄放設施附近的公眾環境中，按照《水利部農村水利水電司關于印發小水電生態流量監督檢查事項清單的通知》（農水水電便函〔2022〕25號）要求，需在公示牌上注明該泄放口所屬水電站名稱、泄放設施類型、生態流量確定值、責任單位、監管單位和監督電話，接受社會監督。

1.3.4 生態流量監測情況評估

生態流量監測設施應真實反映生態流量泄放情況，幫助小水電業主自我規范生態流量泄放行為，為水行政主管部門提供生態流量監管手段，應科學合理選型和設置。

生態流量實時監測點監測方式應與泄放設施相匹配，管道流量計一般分為電磁流量計和超聲波流量計，適宜安裝在泄流閥、泄流閥支管、虹吸管等生態流量泄放設施上，為保證測量精度，管道流量計有前5D（5倍管道內徑的直管段）后3D（3倍管道內徑直管段）安裝要求。閘門測流法通過安裝超聲波水位儀、開度儀等測量閘前水位、閘門開度，適宜安裝在泄流閘等生態流量泄放設施上。多普勒測流儀適宜安裝在斷面比較規整、底部淤泥水草較少的渠道內，因此當生態流量泄放至規整斷面渠道時可采用此方法測量，為保證測量精度，多普勒測流設備布置在渠底中間或多點均勻分布。

對于采用動態視頻監控的生態流量監測點，為保證夜間錄像要求，攝像設備應具備夜視功能，并盡量采用電纜直接供電，保證其長時間視頻錄制要求。視頻畫面應對準生態流量泄放口，能清晰顯示泄放水流畫面。

對于采用靜態圖像的生態流量監測點，由于拍照時間短、頻次少，可采用太陽能光伏板作為電源。

監測方式不同，監測數據存儲和報送的要求不同。采用實時流量監測的應至少每5 min采集一次數據，本地存儲所有采集數據，向省平臺上傳所有數據，并每小時上傳一次應至少每5 min采集一次判定結果；采用動態視頻監測的應連續錄像，本地存儲每小時截圖，并向省平臺每小時上傳視頻截圖；采用靜態圖像監測的，本地應至少每周拍照一張，每30 d上傳本地并存儲，同時上傳省平臺。

1.3.5 生態調度運行情況評估

方案編制原則的合理性涉及統籌兼顧流域防洪“興利服從防洪”的總體需求，充分考慮壩體安全；優先滿足城鄉居民生活用水，在保障基本生態用水基礎上，統籌考慮農業、工業用水需求和發電經濟性等因素，有重要灌溉任務的，在灌溉期宜優先保障灌溉需要；在壩址處天然來水量小于等于規定生態流量時，按“來多少放多少”的原則進行下泄；壩式水電站在執行生態調度時，可通過發電實現足額下泄生態流量；考慮抗旱、應急調度等特殊情況等。方案的可操作性涉及在不同水位或條件下，明確發電、生態流量泄放的具體要求。生態調度運行特征水位線的科學合理程度涉及確定的生態放水最低水位線考慮蓄水工程的大壩安全，以及供水、灌溉等用水需求；確定的發電限制水位線優先滿足城鄉居民生活用水，在保障基本生態用水基礎上，統籌農業、工業用水需求和發電經濟性等因素。

2 某省小水電生態流量泄放工作開展情況

某省小水電生態流量泄放工作的開展，經歷了小水電“一站一策”方案編制和生態流量核定、生態流量泄放設施和監測設施建設、生態流量泄放與監管、生態流量泄放評估四個階段。2018—2019年，水利部、國家發展改革委、生態環境部和國家能源局開展長江經濟帶小水電清理整改工作，某省也發布一系列指導文件，明確清理整改工作的總體要求、主要任務、組織實施和保障措施等，開始持續推進小水電清理整改工作。2020年9月底，該省水電站清理整改任務全部完成，全面開始生態流量泄放工作。為鞏固小水電清理整改成效，該省水利廳等五家單位于2020年12月印發《關于進一步加強小水電管理工作的通知》，對生態流量泄放工作開展后的機制建立、責任落實、宣傳等提出了具體要求。2021年8月，該省水利廳每月依據上月生態流量泄放“三率”統計結果對全省各縣（市、區）生態流量泄放及監管情況進行通報。同年12月1日，該省《小水電站生態流量監督管理辦法》開始施行，對編制生態調度運行方案和評估生態流量泄放情況均提出了明確要求。2022年5月，該省水利廳聯合省生態環境廳印發《關于做好小水電站生態流量泄放評估工作的通知》，小水電生態流量泄放評估工作在全省推開。

3 某省生態流量泄放評估結果及分析

3.1 評估結果

全省各縣（市、區）對縣域內小水電生態流量評估結果情況總結歸納如下：

（1）生態流量確定方面。在運水電站均確定了生態流量，且確定依據充分。水電站生態流量根據集雨面積分類確定，少部分水電站采用了已認可水資源論證、規劃環評、項目環評報告的生態流量數據。

（2）生態流量泄放方面。已建泄放設施基本滿足生態流量泄放要求。95.3%的水電站按要求且設立了公示牌接受社會監督，但現場仍有少數水電站未按要求足額泄放生態流量，通過足額泄放生態流量和采取生態修復措施，廠壩間脫水段得到了修復。

（3）生態流量監測方面。除無需泄放生態流量水電站和部分監測設施完善整改中的水電站外，其余均按規定、按要求安裝了監測設施，且真實反映生態流量泄放情況。

（4）生態調度運行方面。絕大部分水電站按照配套水庫調節性能、綜合利用功能、開發方式分類分級編制了生態調度運行方案，且方案科學合理。

3.2 主要問題

（1）因干旱原因，部分廠壩間脫水段仍較明顯。2022年7—8月，該省出現自1961年有完整氣象觀測記錄以來綜合強度最強的高溫過程，各地降雨量較常年同期普遍偏少40%以上，部分地區降雨偏少達90%以上，大量山塘和部分小型水庫基本處于空庫狀態，生態流量已無水可放；部分有綜合利用功能的水庫為保證供水和灌溉需要停止泄放生態流量，導致部分小水電站廠壩間脫水情況較明顯。

（2）生態調度運行方案有待進一步規范落實。目前全省有生態流量泄放要求的水電站已基本完成了生態調度運行方案的編制工作，明確了生態放水最低水位線和發電限制水位線，但由于部分水電站廠壩距離遠、管理不完善或自動化程度低，啟閉生態流量泄放設施積極性不高，生態調度運行方案的執行難以規范落實。

4 建 議

（1）加強對生態流量泄放效果的評估。除了評估減脫水段長度外，還可以從水量、平均水深、平均流速、水面寬度、濕周率、過水斷面面積等水力生境參數對下游減脫水影響進行評估。此外，還可以對評估范圍內的生物多樣性、水域納污能力、輸沙、壓咸及上下游水利工程的影響等進行評估。

（2）加快實施生態修復措施?？赏ㄟ^小水電綠色改造和現代化提升、流域綜合治理、美麗河湖創建等途徑，采取清淤疏浚、生態堰壩修建、護岸生態改造等措施，進一步減少廠壩間脫水段。

（3）推動生態調度智能化運行。針對生態調度運行方案執行不力的問題，建議積極開展生態調度智能化改造，規范調度運行，提升方案執行率，切實保證生態流量合理合規泄放。

參考文獻：

[1] 張揚. 小型水電站減脫水河段治理措施的探討[J]. 水利水電工程設計，2016，35（3）：37-39.

[2] NB/T 35091—2016，水利工程生態流量計算規程[S]. 北京：中國電力出版社，2016.

[3] 水利部辦公廳關于做好小水電站生態流量泄放評估工作的通知[J].中華人民共和國水利部公報，2022（2）：52-53.

[4] SL 525—2011，水利水電建設項目水資源論證導則[S].北京：中國水利水電出版社出版，2011.

[5] SL/Z 479—2010，河湖生態需水評估導則（試行）[S].北京：中國水利水電出版社，2010.

[6] 水利部關于印發《農村水電增效擴容改造河流生態修復指導意見》的通知[J].中華人民共和國水利部公報，2016（1）：17-22.

[7]生態環境部. 建設項目環境影響評價分類管理名錄（2021年版）[EB/OL]. （2020-01-01）[2023-08-05].https：//www.mee.gov.cn/gzk/gz/202112/t20211214_964118.shtml.

[8] SL/T 712—2021，河湖生態環境需水計算規范[S]. 北京：中國水利水電出版社，2021.

[9] 水利部 生態環境部關于加強長江經濟帶小水電站生態流量監管的通知[J].中華人民共和國水利部公報，2019（3）：15-17.

2024，8（4）：44-50

Evaluation of Ecological Flow Discharge of Small Hydropower in a Province

ZHANG Lei，XIE Jialin，CHEN Panhui

（Standard amp; Quality Control Research Institute of Ministry of Water Resources，Hangzhou 310024，China）

Abstract：To explore the current situation of ecological flow discharge of small hydropower plants，summarize existing problems，and provide guidelines for small hydropower stations to discharge ecological flow in a scientific and standardized manner，it is necessary to assess the ecological flow discharge of small hydropower. We detailed the requirements and methods for assessing the ecological flow releases from small hydropower plants，focusing on key techniques such as defining the assessment scope and period，determining the ecological flow，examining the status of release and release facilities as well as the monitoring and ecological dispatch operation. Furthermore，we made a review on the assessment of ecological flow releases from small hydropower stations in a province and analyzed the main problems and offered countermeasures and suggestions.

Key words：water conservancy and hydropower engineering；ecological flow；assessment of discharge situation；assessment scope；assessment period