面向生態文明建設的貴州省綠色水電工程轉型：機遇與挑戰

夏 軍，趙先進

(1.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北 武漢 430072；2.海綿城市建設水系統科學湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430072；3.貴州省水利水電勘測設計研究院，貴州 貴陽 550002)

水能資源是一種清潔可再生能源，水利水電工程可以兼顧灌溉、發電、防洪、城市供水、調水、漁業、旅游、航運、生態與環境綜合應用等功能，產生巨大的經濟效益，對社會經濟發展起到重要的積極作用，因此，水電開發越來越得到人們的關注。據統計，全球水電理論蘊藏量大約為36萬億～128萬億kW·h/a，其中理論可開發量約為50.25萬億kW·h/a[1-2]。據世界能源理事會、國際能源署和國際水電協會估計：截止2016年，全球未開發水電量約為10萬億kW·h/a，預計到2050年，水電裝機容量將達到20.5億kW[2]。目前，中國的大壩數量和水電裝機容量世界第一。自建國以來，特別是改革開放以來，我國已經建成超過10萬座的大中型水電站，水電裝機從1997年的1 576.5萬kW發展為3.4億kW(2017年統計數據)[3-4]，境內超過95%的河流均進行了水電開發利用。截止目前，我國正在建設和規劃建設又一批規模宏大的水電設施，保證水電清潔能源的進一步開發利用。

水利水電工程在發揮巨大的社會經濟效益的同時，由于人為地對河流形成阻隔，造成河流水文情勢的變化，其在建設和運行過程中，對庫區和下游的水生態環境造成不利影響的問題也相伴而生[5-7]，如移民問題、對泥沙和河道的影響，對氣候、水文、景觀、地質、土壤、水體、魚類和生物物種的影響等。2014年國務院辦公廳發布的《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》指出，在做好生態環境保護和移民安置的前提下，積極有序推進大型水電基地建設，因地制宜發展中小型水電站，加強水資源綜合利用[8]。十七、十八大以來，我國政府明確提出必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，走可持續發展道路。水生態環境作為生態文明的重要組成部分，維持、修復和保護水生態環境顯得尤為重要。針對水電開發引起的能源利用和生態環境保護的矛盾，綠色水電的發展和應用近年來得到了國內外的高度重視?；仡櫨G色水電的發展歷程，展望綠色水電今后的發展方向，對我國未來水電開發、運營、水生態文明建設、發揮水利工程的生態效益和釋放“生態紅利”意義重大。

貴州省水電開發經過多年的發展，形成了以大型為主、中型為輔、小型補充的格局。近年來，貴州省水利廳高度重視綠色水電建設，從政策制定及機構設置、調研摸排、項目建設、平臺建設等方面積極開展了相關工作?？紤]到貴州省作為我國水能資源豐富的省區之一，水電建設發展處于重要的升級階段，同時也面臨其帶來的生態環境風險，結合貴州省地形特點以及水電開發現狀，綜合評價貴州省水電開發、建設及運行對區域生態環境的影響，推進貴州省綠色水電工程建設，對于推進貴州省生態文明建設及可持續發展問題具有重要的意義。

1 綠色水電內涵及研究現狀

1.1 綠色水電的內涵

關于綠色水電的內涵，目前還沒有統一確切的定義，不同學者對綠色水電的定義不盡相同。例如：李華鵬等認為綠色水電主要指運用各種綠色技術手段，在保證工程效益、工程安全與質量的前提下，促進社會和諧、保護生態環境、保證經濟可持續發展的水電工程措施[9-11]。綜合瑞士綠色水電和美國低影響水電開發的具體標準，將綠色水電定義為：對于運行期的水電工程，如果通過有效的規劃、設計、建設和運行管理，將水電工程對生態環境的負面影響降至一定程度，使得河流生態系統的結構和功能處于良好狀態，達到相應技術要求的水電開發工程。除此之外，還有許多學者給出了類似的定義，這里不再一一列舉。作者綜合前人對綠色水電的定義以及內涵，總結且補充綠色水電的一般特征：①綠色水電致力于降低水電開發對自然水體生態系統和功能的影響；②綠色水電是具有環境屬性和社會屬性的綜合概念，在降低和消除生態影響的同時，也需盡可能發揮水電工程的社會經濟功能；③綠色水電具有區域適用性，應根據本區域的生態環境和社會經濟需要具體制定方案；④綠色水電應綜合考慮水電工程建造、運營、修復、拆除全部過程，做到從頭到尾的綠色生態水電開發利用[12-14]。

1.2 綠色水電的國內外發展現狀

由于發達國家的水電開發較早，綠色水電在一些發達國家首先被提出并發展。美國低影響水電研究所根據1988年的環境標志制度，提出滿足生態環境要求的水電開發應從水流、水質、魚類通道、流域、瀕危物種、文化、娛樂和經濟防洪八個方面進行評價認證。瑞士聯邦水科學研究院2001年提出綠色水電基本標準應從水文特征、河流系統連通性、泥沙與河流形態、景觀與生境、生物群落5個方面表征河流生態系統的健康程度，并通過最小流量管理、調峰、水庫管理、泥沙管理、電站設計，環境范疇與管理范疇等政策措施來實現綠色開發的要求[15-16]。為實現水資源、生態環境的可持續，國際水電協會(International Hydropower Association, IHA)于2004年和2006年先后發布了《水電可持續性指南(Hydropower Sustainability Guidelines)》和《水電可持續性評價規范性評價規范(Hydropower Sustainability Assessment Protoc01)》。隨后IHA在2010年發布了《水電可持續性評估規范(Hydropower Sustainability Assessment Protocol)》，從環境、經濟、社會等方面進行水電開發可持續性的評估。此外，在2017年波蘭召開的以“旨在探索融合循環經濟理念和基于自然生態系統的解決方案，推進全球氣候變化下的國際生態水文學研究與實踐”為主題的國際生態水文學大會上，綠色水電開發特別是已開發河流的生態修復也得到了廣泛關注和重視。

在國內，2006年李明生將瑞士的“綠色水電”(Green Hydropower)和美國的“低影響水電”(Low Impact Hydropower)兩套認證標準翻譯成中文并結集出版，為國內的相關部門和科研院所提供了參考。2008年，中國環境保護部發布《中國環境標志使用管理辦法》，鼓勵水電開發在生產、使用等過程中消除或減少對生態環境的影響和破壞。2011年，中央1號文件《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》中強調，大力發展農村水電的前提是保護生態和農民利益。 在此之后，綠色水電在我國得到了廣泛的重視。2016年12月，水利部印發《關于推進綠色小水電發展的指導意見》，明確發展綠色小水電要全面落實“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念和“節約、清潔、安全”的能源發展戰略方針，堅持開發與保護并重，新建與改造統籌，建設與管理統一;重點從科學規劃設計、規范建設管理、優化調度運行、治理修復生態等方面，落實綠色小水電發展任務；通過嚴格項目準入、依法監督檢查、強化政策引導、增強公眾參與和加強組織領導等舉措，切實保障綠色小水電發展。2017年5月水利部發布《綠色小水電評價標準》，同年6月，綠色小水電站創建工作正式拉開帷幕，貫徹“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，堅持生態優先、科學發展，著力構建政府引導、企業主體，標準領跑、政策扶持的綠色小水電建設新機制，充分發揮小水電的清潔可再生能源作用，妥善處理小水電開發與河流生態保護的關系，引導小水電行業加快轉變發展方式、提質增效升級，走生態環境友好、社會和諧、經濟合理、管理規范的可持續發展之路。按照規劃，到2020年，我國將力爭把單站裝機容量10 MW以上、國家重點生態功能區范圍內1 MW以上、中央財政資金支持過的電站創建為綠色小水電站[17]。

2 貴州省綠色水電開發現狀及轉型面臨的問題

2.1 貴州省水電開發現狀

貴州省地處中國云貴高原東側階梯斜坡，境內地勢西高東低，自西部向北、東、南三面傾斜。其氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候，降水充沛，河流眾多。省內河流以中部苗嶺為分水嶺，北屬長江流域的烏江、沅江、牛欄江和橫江、赤水河和綦江四大水系；南屬珠江流域的南盤江、北盤江、紅水河和柳江四大水系。此外，貴州省作為我國喀斯特發育最為典型的地區，可溶巖和非可溶巖相間分布，天然形成了較多的陡灘，致使該地區的河流大多源短、流細、水急，水能資源豐富，為水電開發創造了非常有利的條件。特別地，貴州省河流的山區性特征明顯，河道坡降大，水流湍急，水生魚類特別是洄游性魚類較少。由于特殊的巖溶地貌，貴州省的河谷大多下切較深，岸坡為裸露的巖體，水庫回水區相對較短。因此，貴州省的水電開發相較于其他地區移民征地壓力較小，對生態環境的影響也較小[18-19]。

貴州省地處長江和珠江上游，水能資源豐富，其理論水能蘊藏量約為1 584.37億kW·h/a，根據《水力資源復查成果(2003年)》(貴州省)和《貴州省農村水能資源調查評價成果報告(2008)》，全省水能資源技術可開發量778.0億kW·h /a，居全國第6位。截止2018年5月，貴州省水電裝機2 166.4萬kW，達到技術可開發量的92.3%。其中以大型水電為主，大型水電總裝機1 509.3萬kW，占全省水電裝機的70%；中型水電總裝機240.15萬kW，占全省水電裝機的11%；小型水電總裝機416.96萬kW，占全省水電裝機的19%。其中，貴州省大型水電主要集中在烏江、南北盤江和清水江，都已經完成梯級開發建設。詳情見表1和表2。

表1 貴州省水電裝機規模統計表

表2 貴州省大型水電分布表

1949年至2000年，貴州省水電建設處于初步發展階段。1962年前后，貴州省水電裝機容量達到16.73萬kW，隨后的“三線建設”時期，貴州省的水電開發得到了進一步發展。隨后，國家“西部大開發”戰略實施以來，貴州省在其境內的長江流域，先后建成了烏江干流上的洪家渡水電站(裝機60萬kW)、東風水電站(裝機69.5萬kW)、索風營水電站(裝機60萬kW)、烏江渡擴容水電站(裝機125萬kW)、構皮灘水電站(裝機300萬kW)、思林水電站(裝機105萬kW)、沙沱水電站(裝機112萬kW)，總裝機達831.5萬kW。烏江支流上建成大花水水電站(裝機20萬kW)和格里橋水電站(裝機15萬kW)。在貴州省境內的珠江流域，建成了南盤江干流上的天生橋一級水電站(裝機120萬kW)和天生橋二級水電站(裝機132萬kW)，總裝機達252萬kW。北盤江流域貴州境內建成了干流上的善泥坡水電站(裝機18.55萬kW)、光照水電站(裝機104萬kW)、引子渡水電站(裝機36萬kW)、馬馬崖一級水電站(裝機55.8萬kW)、馬馬崖二級水電站(裝機40萬kW)、董箐水電站(裝機88萬kW)，總裝機容量342萬kW。2015年，隨著55.8萬kW的馬馬崖一級水電站發電機組正式投產發電，標志全省16座30萬kW以上的大型水電站全部投入運行[20]。

貴州省水電開發經過多年的發展，形成了以大型為主、中型為輔、小型補充的格局。小水電作為全省水電發展的重要補充，具有數量龐大，環境影響和社會經濟影響范圍廣的特點。截止目前，貴州省可供開發的單站裝機容量5萬kW及以下的農村水電資源有733.5萬kW，貴州省88個縣級行政區中84個有可供開發的小水電資源。小水電是山區農村生產生活的重要能源，也是發展可再生能源和推進節能減排的一項重要民生工程[21])。多年來，貴州省積極推進農村水電能源的開發，取得了一定的成效[22-23]。截止2018年5月，貴州省共有小水電站1531座，總裝機容量416.96萬kW。隨著新一輪西部大開發的推進，國家在《西部大開發“十三五”規劃》中進一步鼓勵和要求包括貴州在內的西部省份重視水電發展，特別是小水電的建設。截止目前，貴州省開發條件較好的小水電基本開發完畢，受開發條件限制，呈逐年下降趨勢，并接近下限。未來貴州省將致力于已有小水電的改造，維護以及管理，特別是在生態文明建設的大背景下，已有水電站的“綠色”修復和改造將成為工作重點。

2.2 貴州綠色水電開發現狀

本著水電有序開發與生態文明建設的并行政策，近年來，貴州省水利廳高度重視綠色水電建設，并積極開展了相關工作。

1)政策制定及機構設置方面。按照水利部要求，積極開展綠色小水電創建工作，2017～2018年度，貴州省紅旗、牛都、龍宮、方竹、清溪、阿珠、落腳河、印橋、觀音巖、諸葛洞、坡恒11個水電站被水利部授予全國綠色小水電稱號；67座農村水電站完成安全生產標準化建設達標評級；2018年底，新增裝機29.9萬kW。為貫徹落實《水利部、國家發展改革委、生態環境部、國家能源局關于開展長江經濟帶小水電清理整改工作的意見》(水電〔2018〕312號)和長江經濟帶小水電清理整改視頻會議精神，貴州省印發了相關文件，具體落實水電綠色發展的要求。

2)調研摸排方面。針對貴州省部分老舊小水電站由于歷史原因，環保認識不足，絕大多數沒有建設生態流量泄放設施，不同程度地出現廠壩間減水脫流情況，對河流生態環境造成一定的影響。尤其是枯水季節，部分引水式電站對下游河段造成的減水脫流情況較為嚴重。

3)項目建設方面。貴州省對已存在的水電站的綠色轉型大致分為三類：①對部分帶來嚴重環境影響問題的水電站，不能通過整改實現環境目標的水電站，可考慮退出；②對環境有一定影響，可以通過過魚措施和下放生態流量等有效措施實現生態環境目標的水電站，可以通過整改，經論證后整改保留；③對位于支流敏感區的農村小水電，承擔一定的扶貧、防洪、供水任務且不產生嚴重環境影響的，經論證后可以整改保留，繼續發揮其對扶貧及地方經濟社會建設的有利作用。2016～2018年，實施了13個農村水電扶貧工程項目，11個項目縣均屬于國家級貧困縣，項目每年將不低于6%的中央投資收益1 591.38萬元打入縣政府指定賬戶，惠及貧困村90個建檔立卡貧困戶9 231戶，貧困人口34 124人，截止目前已累計繳存了2 452.26萬元。2019年貴州省繼續實施了3個農村水電扶貧工程項目，總裝機容量5.05萬kW(2.3萬kW為扶貧裝機)，總投資62 414萬元，其中中央補助資金9 200萬元，省級配套資金736萬元。今后每年度業主將繳存收益金額約550萬元，惠及項目縣廣大貧困人口。實施增效擴容改造項目65個，生態河流改造項目53個，改造后將增加裝機4.96萬kW，新增發電量28 388萬kW·h/a。項目的實施，將助力貴州脫貧攻堅，對推動鄉村振興，具有實實在在的經濟社會效益[24]。

4)平臺建設方面。積極推進小水電生態流量監管平臺建設。貴州省水利廳正在與省大數據管理局對接，建立農村水電大數據信息系統，目前，已編制完成農村水電大數據服務方案，方案包含小水電生態流量監測平臺，屆時可將小水電生態流量監測數據接入平臺，實現實時監測和預警管理，并計劃到2020年建成上線試運行。

2.3 貴州省綠色水電轉型帶來的環境影響評價

相較于常規能源，水電具有投資少，回報快，無污染排放等特點，但同時水電開發也會給區域生態環境造成一定的影響。結合貴州省地形地貌特性以及水電開發現狀，本節主要從以下幾個方面綜合評價水電開發對區域生態環境的影響。

1)對水文、泥沙和氣候的影響。水電開發中的大壩建設阻隔以及水庫蓄水調節引起的水文、局部氣候和泥沙運移變化對自然流域的水流形態、水質、水溫、蒸散發、空氣濕度等自然要素的影響不可忽視。具體地，根據水庫調節調度規則，實際流量的調節程度越大，對河道以及周邊的環境及水生生物產生的影響越大。對貴州省而言，部分水電站在豐枯水期都用來蓄水發電的現象較為普遍，這將直接導致河流下游的斷流，從而嚴重破壞下游的生態環境系統。對泥沙影響方面，對挾沙量大的河流，水庫蓄水后使得上游河道流速減小，挾沙能力降低，容易造成庫區及上游河道的淤積，危及水電站的正常運行。與此同時，水庫下游河道由于流速增加，加大了對河道的沖刷，影響岸坡穩定[25]。貴州省作為長江流域和珠江流域上游的重要生態屏障，森林覆蓋率達到57%，大多數河流的挾沙量都較低，所以該地區大壩導致上游河段的淤積影響相對較小。此外，修建大、中型水庫后，會大面積增加河流的水面面積，從而增加當地的水面蒸發量，使得空氣濕度增加，會對局部小氣候產生一定的影響，需要結合當地的實際情況，準確深入地評價其對當地環境、農業和社會等的影響。

2)對流域生態的影響。河流水系的聯通是水生生物系統健康的必要條件，水電開發帶來的河流聯通性破壞，會不同程度影響水生生物系統。對貴州省的水電站而言，支流一般源短，流細，水急，水生生物特別是洄游魚類分布較少，所以在支流上的水電站對水生生物系統的影響較小。而干流的水生生物分布較為豐富，水電站的開發將不可避免地影響干流的水生生物生存環境，應予以重視。此外，水電開發后，由于水文情勢的變化，庫區河段水生生物的群落結構會逐漸從河流轉向湖泊。具體體現為浮游藻類的增加，浮游動物的種類數量也會明顯增加，喜激流的山溪魚類會被喜靜水的湖泊魚類取代，洄游性魚類的種類和數量急劇減少。貴州省水電項目面臨同樣的問題，需要進一步評估應對[26]。對岸邊生物而言，由于貴州省巖溶地貌分布較廣，所以大多河流河谷下切較深，岸坡陡峭且大多為裸露的巖體，只有零星的灌木分布。因此，貴州省的水電站水庫蓄水淹沒對動植物影響較小。

3)對社會發展的影響。一般地，水電開發對社會方面的影響程度受工程規模的影響較大，規模較大的水電工程對區域社會經濟的貢獻較大的同時也帶了較大的淹沒損失和移民壓力。鑒于貴州省的河谷下切較深，岸坡陡峭，且水庫回水面積較小，其產生的淹沒損失和移民壓力相對較小[27]。與此同時，隨著水電開發的進行，部分水庫形成了高原湖泊景觀，一定程度推動了地區旅游業的發展。

總體而言，由于貴州省巖溶地貌分布廣、植被覆蓋率高，境內大部分河流具有源短、流細、水急，河谷下切深，河流含沙量少等特點，貴州省水電開發對生態環境的影響相對較低，具有先天優勢。隨著貴州水電開發的綠色轉型，在國家及地區相關法律保障下，通過加強庫區水土保持、水底清淤、水生生物保護以及水環境監測與治理，不斷推進環境友好工程——“綠色水電站”的創建，進一步實現科學發展，人與自然和諧共處[22]。

3 對貴州省綠色水電發展的幾點思考

生態文明建設是國家人民福祉的共同事業，推進生態文明建設對破解我國可持續發展的種種難題有決定性的意義。綠色水電工程建設與實踐是新時期水利水電工程建設與轉型的重要機遇。通過水、生物多樣性、生態服務、氣候變化彈性和文化等多維管理，增加河湖生態系統恢復力，達到維系生態和人類社會經濟發展的可持續性，是綠色水電發展的主要宗旨。貴州省作為我國水能資源豐富的省區之一，水電建設發展處于重要的升級階段，同時也面臨其帶來的生態環境風險，針對貴州省的綠色水電需求，作者總結和歸納以下幾點思考和展望：

1)堅持將小水電的綠色發展作為未來的重點：綠色水電為解決水電開發與生態文明建設的矛盾提供了很好的途徑，在今后的水電建設、管理、修復與改造中應當始終本著“綠色”和 “低影響開發”的理念。

2)有序推進綠色小水電開發，保護生態環境。對于支流水電站(主要為小水電)，改造的重點是生態流量增放設施的建設和改造。對于干流水電站，重點需要增設或升級過魚通道和其它滿足過魚需求的生態設施。

3)生態監控系統的建設，對與生態環境相關的關鍵節點進行監控系統建設。結合貴州省在大數據領域的優勢，積極建立農村小水電大數據信息系統，系統管理全省小水電工程，做到數據實時傳送、及時共享、智慧處理等。及時評估水電開發和運行對生態系統的影響，通過及時預警預報做到提前預防和及時處理。

4)對部分位于自然保護區等敏感區，但對環境影響不明顯的水電站，可以通過生態措施改造實現其環境功能，而不宜一刀切的全部退出，否則將造成國家和地方政府的重大損失。這里以貴州省思南縣七里塘電站為例進行具體說明。七里塘電站于2014年4月投產運行，目前電站處于正常運行狀態。電站水庫主要任務為發電，兼顧防洪，同時庫區承擔部分鄉村的供水、灌溉等其他綜合服務功能。該電站開發方式為壩后式，廠房位于大壩下游左岸，引水距離300 m，需有生態流量下放措施。根據《貴州省環境保護局關于對〈貴州省思南縣七里塘水電站工程環境影響報告書〉的批復》，下泄2.86 m3/s的生態環境用水，確保大壩至廠房約300 m河段不發生減(脫)水。目前，在枯季停機蓄水期間電站采用調節機組導葉角度控制下放適宜的生態流量，但未建設生態流量在線監測設施。環評要求外購魚苗增殖放流，在鴨子頭、邵家渡支流禁止梯級開發并加強保護，運行管理人員生活污水推薦采用成套污水處理設施進行。根據《七里塘水電站工程建設項目竣工環境保護驗收調查報告》結論，七里塘電站基本落實了環保措施要求，項目周邊水環境較好地滿足相應標準要求，不存在水環境污染和水生態破壞問題等其他生態環境問題，對當地生態環境影響較小?？傮w而言，一方面是七里塘電站合法合規建設，經濟、社會和環境效益明顯，并且環保措施基本達到要求，對當地環境影響較?。涣硪环矫?，七里塘電站對思南縣脫貧攻堅、經濟社會發展影響重大。而在2016年，貴州省有關部門批復建立思南縣四野屯自然保護區，使得七里塘水電站成為擬拆除水電站。類似七里塘水電站，同時兼顧生態環境保護與當地經濟建設的水電站，應當深入調研，權衡社會經濟與生態環境保護，謹慎決策，做出權益之計。

5)堅持妥善安置移民和保護河流生態作為水電建設的重要前提。移民是水電開發的重中之重，需要妥善安置庫區移民的再就業問題，移民政策需要具有連續性和長期性。其次，做好河流生態的前期調研；控制或盡可能降低施工期對河流生態的影響和破壞；工程設計充分考慮對河流生態的影響，建設魚類過壩通道，包括近自然的基床環境、豐富的流場環境、以及多樣化的空間形態等。

6)針對河源地區的河道，蓄水能力較弱，應該探索增強上游河源地區流域的涵蓄水能力，增加蓄水工程的建設，提高流域徑流的調蓄能力。

7)加強科技創新，完善技術標準體系。根據國家及貴州省水電開發和生態文明建設需求，發展包括大數據在內的優勢研究方向，建立和完善野外觀測試驗站網，構建“水電-生態”實驗科研平臺，提高室內分析測試能力，形成綠色水電基礎研究與應用技術的實驗基地。其次，完善、補充已有的水電設計、施工技術標準，著重完善生態保護技術標準體系顯得尤為重要。

8)開展國際綠色水電合作，建立互利共贏的長期合作關系。與國際知名院校、研究機構、科研中心建立合作關系，實現項目合作與資源共享，同時引進新理論、新技術、新方法，提高創新能力，解決亟待解決的問題。

綠色水電通過水、生物多樣性、生態服務、氣候變化彈性和文化的多維管理，增加河湖生態系統恢復能力，達到維系生態和人類社會經濟發展的可持續性，是新時期水利水電工程建設與轉型的重要機遇。隨著我國水電開發的不斷深入，綠色水電的內涵需要不斷補充完善。貴州省作為我國水電開發的重要區域，堅持綠色水電開發、運行、修復顯得尤為重要。針對貴州省水電開發的現狀與問題，堅持將小水電綠色化作為未來發展的重點，堅持妥善安置移民和保護河流生態作為水電建設的重要前提，結合貴州省大數據產業，堅持有序推進綠色小水電開發，保護生態環境。加強科技創新，開展國際綠色水電合作，將助力貴州省綠色水電的不斷前進與發展。