江西撫河流域水能資源開發(fā)現(xiàn)狀及對策研究

馬國洋

（廣昌縣水利局,江西 廣昌 344900）

0 前言

鄱陽湖上承贛江、撫河、信江、饒河、修河五河之水,是江西的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)穩(wěn)定最重要的一環(huán)[1]。水能是可再生的清潔能源[2],但水電開發(fā)的同時又涉及到生態(tài)保護等問題[3],綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展[4],生態(tài)與經(jīng)濟的有效融合[5]是可持續(xù)發(fā)展的必要條件。江西省境內(nèi)水系發(fā)達,有巨大的水能潛力[6]。撫河流域位于江西省東北部,水能資源的合理規(guī)劃,維持河流的健康生命,防止因工程的建設(shè)而導(dǎo)致河流生態(tài)環(huán)境的惡化[7]對流域規(guī)劃等具有重大意義。

1 流域概況及水文氣象

撫河流域位于江西省東部,主河源頭位于廣昌縣梨木莊,從河源到南城長158 km,稱盱江,為上游河段；南城到撫州長77.4 km,稱中游河段。撫河過撫州市匯入支流臨水后進入下游平原區(qū),河寬增大,河床寬達400 m～1000 m,下游控制站為李家渡水文站,集水面積15811 km2（外省流入面積23 km2）,河長278 km。流域內(nèi)水系發(fā)達,面積10 km2以上河流有415條,其中10 km2～30 km2有229 條,30 km2～100 km2有120條,100 km2～300 km2有50條,300 km2～1000 km2有10 條,1000 km2～3000 km2有4 條,3000 km2～10000 km2有1 條,大于10000 km2河流1 條。

撫河流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū),冬季受蒙古或西伯利亞冷高控制,盛行西北風(fēng),天氣寒冷少雨。盛夏多為副熱帶高壓控制,盛行西南風(fēng),天氣晴熱少雨。春夏之交,冷暖氣團交綏于境內(nèi),形成梅雨連綿。秋季常受變性高壓控制,形成秋高氣爽的晴朗天氣。根據(jù)本流域暴雨資料統(tǒng)計,暴雨大多出現(xiàn)在4 月～8 月,以6 月中旬～7 月中旬出現(xiàn)最多,此段時間正值江南梅雨期。

表1 撫河流域主要測站降水量統(tǒng)計表

2 水能資源開發(fā)現(xiàn)狀

撫河流域水力資源比較豐富,全流域水能理論蘊藏量為609.9 MW,占全省水力資源蘊藏量的8.91%；技術(shù)可開發(fā)量478.54 MW,年發(fā)電量17.54 億kW·h；經(jīng)濟可開發(fā)量為235.2 MW,年發(fā)電量8.64 億kW·h。截至2020 年底,撫河流域已建小水電站341 座,總裝機容量300.91 MW,多年平均發(fā)電量90024.2 萬kW·h,占流域技術(shù)可開發(fā)量的62.9%。目前撫河流域仍可開發(fā)的水能資源中,以小型電站為主,具有投資小、見效快、交通便利、開發(fā)條件較好的特點,部分電站水庫還具備一定的防洪、灌溉等綜合利用效益。

目前撫河流域仍有43 條河流（2020年已進入相關(guān)規(guī)劃內(nèi)容）有一定的水能潛力,其中500 km2以上的河流有4 條,它們分別是黎灘河、蘆河、臨水和東鄉(xiāng)水[8]。其中水力開發(fā)潛力較大的有黎灘河和臨水,均為撫河一級支流。

全流域水力資源理論蘊藏量統(tǒng)計見表2。

表2 撫河流域水力資源理論蘊藏量統(tǒng)計表

3 流域水能開發(fā)現(xiàn)狀存在的問題

隨著經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和水利體制改革的深入,水電建設(shè)投資主體出現(xiàn)了國家、集體、個人或合資的發(fā)展小水電的現(xiàn)狀,雖然行業(yè)在短時間內(nèi)得到了快速的發(fā)展,但也隨之帶來了一些問題。

（1）缺乏完整的水能資源管理體系。水電建設(shè)開發(fā)早期,由于管理職能不清,少量河流的局部河段出現(xiàn)過違規(guī)工程無序開發(fā)的現(xiàn)象,這樣的后果是導(dǎo)致一段時間內(nèi)水能資源的開發(fā)配置不合理（在長江經(jīng)濟帶小水電清改行動中該情況的那些電站已作退出處理）。早期還有少量的中小河流水能資源開發(fā)規(guī)劃由企業(yè)出資代替政府編制,以追求最大發(fā)電效益為目的,河段規(guī)劃代替河流規(guī)劃,規(guī)劃質(zhì)量差,缺乏科學(xué)性,前瞻行,公正性及全局性,嚴重擾亂了正常的市場秩序。時至今日,回頭來看看今天的撫河流域的水電行業(yè),曾經(jīng)的水能資源開發(fā)利用的不合理所造成資源的浪費給我們留下了沉痛的傷疤。

（2）小流域的各項規(guī)劃稍顯滯后。撫河流域內(nèi)流域規(guī)劃已做了很多,有全流域的綜合規(guī)劃,有以縣為單位的區(qū)域流域綜合規(guī)劃,但各個縣（市、區(qū)）針對撫河流域內(nèi)的小流域的流域規(guī)劃、河流規(guī)劃或水能規(guī)劃還不夠全面、不夠完善,有個別地方的方案編制單位對小流域的規(guī)劃是沒有經(jīng)過嚴格的論證。

（3）當(dāng)前我國經(jīng)濟社會已進入了快速發(fā)展的新時期,江西省副省長羅小云同志在2021 年江西省水利工作會議提出：“十四五”時期,必須按照新形勢新要求,不斷拓展新時代水生態(tài)文明內(nèi)涵,開啟新時代水生態(tài)文明建設(shè)新征程[9],也要求無論是行業(yè)監(jiān)管還是水電行業(yè)的從業(yè)者,對水能資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護、綜合利用、綜合管理及社會效益、農(nóng)民利益等提出了新的要求。但目前很多水電行業(yè)的從業(yè)人員對小水電所承擔(dān)的社會責(zé)任缺乏足夠的認識,較少考慮到水電的調(diào)峰作用和作為二次的清潔能源的環(huán)境效益。

（4）撫河流域和江西境內(nèi)其他地區(qū)存在同樣的情況,就是2005 年之前有的老舊電站的設(shè)計標準普遍偏低,加之多年運行未進行改造（“十二五”全國水電新農(nóng)村電氣化、2009年～2015 年全國小水電代燃料工程、“十二五”和“十三五”農(nóng)村水電增效擴容工程等政策性的項目）。2005 年以前投產(chǎn)的水電站普遍存在壩體壩基滲漏、泄洪建筑物破損、擋水引水設(shè)施失修、壓力管道老化銹蝕；機電設(shè)備陳舊、能效低下、自動化率低；管理水平低等問題,在當(dāng)前極端氣候事件頻發(fā)多發(fā)的情況下,極易誘發(fā)公共安全事故。甚至有些小電站的管理模式仍舊采用家庭作坊式的,管理人員的文化程度和技術(shù)水平有限,管理水平較低[10]。

4 典型案例

白舍水電站（塘際電站） 位于盱江一級支流甘坊水中游段,壩址位于南豐縣白舍鎮(zhèn)瑤陂村,壩址控制流域面積100 km2,是一座以發(fā)電為主的農(nóng)村小型引水式水電站。塘際電站建于1969 年,1970 年建成發(fā)電,裝機容量2×125 kW。

（1）存在的主要問題

白舍水電站1970 年建成,運行至今已40 多年,水輪發(fā)電機組及附屬設(shè)備普遍存在著設(shè)備陳舊、絕緣老化、技術(shù)落后、效率低下等問題。

1）機電設(shè)備陳舊落后

白舍水電站采用軸流式水輪發(fā)電機組,目前已是淘汰產(chǎn)品。機組目前磨損相當(dāng)嚴重,并且存在嚴重漏水現(xiàn)象。

發(fā)電機組運行時間長,絕緣老化,線圈經(jīng)常出現(xiàn)擊穿冒火現(xiàn)象,定子鐵芯松動。

配電盤簡陋,手動并網(wǎng),極不安全。

裝機不合理,設(shè)備陳舊,效率低下,機組綜合效率為68.8%,低于75%；發(fā)電引用流量為3.2 m3/s,低于多年平均流量4.2 m3/s,溢流壩每年棄水不少于68 天,水量利用率不足42%。

閘門已銹蝕,不能正常啟閉。

電站的電氣設(shè)備均為老式不成套的產(chǎn)品,自動化水平非常低,僅維持簡單的生產(chǎn),均已達到報廢年限。勵磁裝置也是淘汰產(chǎn)品,急需更新。

2）發(fā)電廠房空間窄

發(fā)電廠房結(jié)構(gòu)強度及施工質(zhì)量較好,但空間布置過窄,而且發(fā)電機裸露在發(fā)電機層地面,濕氣直接散發(fā)在廠房內(nèi),造成污染嚴重,空氣混濁,廠內(nèi)溫度高達45℃,噪音很大,員工工作條件差。

3）升壓站存在安全隱患

升壓站布置在發(fā)電廠房側(cè),緊靠發(fā)電廠房,用電安全及防火間距均不符合要求,存在安全隱患。

4）大壩滲漏,引水渠為土渠,過水?dāng)嗝娌蛔?前池容積不夠。

5）未考慮生態(tài)環(huán)境因素,生態(tài)泄流設(shè)施不完善,造成水電站下游部分河段斷流現(xiàn)象。

（2）電站改造主要措施及內(nèi)容

1）機組及其附屬設(shè)備部分改造

本次規(guī)劃白舍水電站經(jīng)水能復(fù)核計算,電站裝機容量由2×125 kW增容到2×225 kW。改造主要內(nèi)容包括：①更換2臺水輪機；②更換2 臺發(fā)電機；③更換2 臺調(diào)速器及油壓裝置；④更換2套勵磁裝置；⑤更換2 臺進水蝶閥；⑥更換2臺測溫制動屏；⑦更換2 套機組自動化元器件。

2）大壩、閘門及廠房改造

對大壩進行除險加固,維修閘門,襯護引水渠,擴建前池,更換壓力管,重建廠房及升壓站,重建生態(tài)泄流設(shè)施,經(jīng)分析計算,需保留生態(tài)下泄流量0.307 m3/s。

（3）主要工程量

更換2 臺水輪機、2 臺發(fā)電機及其附屬設(shè)備,鋼筋制安2 t,砼601 m3,漿砌石197 m3,模板1375 m2,土方750 m3。

（4）工程投資

白舍水電站改造工程總投資135 萬元。

5 對策與建議

（1）加快建立健全水能資源管理體系。為適應(yīng)新的經(jīng)濟社會發(fā)展環(huán)境下流域治理開發(fā)與保護的要求,建議流域內(nèi)的各縣（市、區(qū)）的水電行業(yè)的監(jiān)管部門組成聯(lián)合工作組或成立相關(guān)辦公室,將地方的水電協(xié)會納入到該工作組或辦公室的體系中來,由行業(yè)監(jiān)管轉(zhuǎn)變成行政執(zhí)法監(jiān)管,可由地方水政執(zhí)法大隊行使一定范圍內(nèi)的執(zhí)法權(quán)。

（2）加快落實撫河流域的各級流域水能規(guī)劃,并要求其他開發(fā)規(guī)劃盡量與撫河流域綜合規(guī)劃中的防洪、灌溉、供水、治澇、水資源和水生態(tài)環(huán)境保護、水環(huán)境與水生態(tài)保護等方面進行協(xié)調(diào),使水能資源開發(fā)建設(shè)發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益和社會效益,以促進流域內(nèi)經(jīng)濟持續(xù)、快速、穩(wěn)定的發(fā)展。對于2020 年已編入撫河流域規(guī)劃的37 座改造電站盡可能納入到“十四五”期間的綠色小水電現(xiàn)代化提升工程中,依托國家財政、省級財政和電站自籌資金等多渠道籌措的改造資金進行電站改造,改造措施主要有擴建、加固、增效擴容、機電設(shè)備、信息化等更新改造。對于涉及可新建電站的資源點35 個,建議未來以點對點的形式進行單獨的項目論證,因為可規(guī)劃的資源點不代表建議新建小水電站,尤其是以發(fā)電為單一工程任務(wù)的小水電或可能導(dǎo)致河道產(chǎn)生減脫水的引水式小水電項目更要審慎決策,甚至不宜新建。

（3）加快數(shù)字流域建設(shè),尤其是針對缺乏資料的小流域內(nèi)的數(shù)字化建設(shè)（江西省內(nèi)的其他流域同樣適用）,進一步完善撫河流域水文站網(wǎng),建立撫河流域水文資料數(shù)據(jù)庫及預(yù)報系統(tǒng),使其成為數(shù)字流域的重要支撐,并期望在未來能夠根據(jù)流域內(nèi)中小流域的各自特點建立不同的數(shù)字流域生態(tài)系統(tǒng)和決策支持。

（4）建議以撫河流域設(shè)立區(qū)域綜合調(diào)度中心；以干流為核心設(shè)立一級調(diào)度中心,以支流為單元設(shè)立二級調(diào)度中心,以小流域為單位設(shè)立三級調(diào)度中心,將區(qū)域水電站的生態(tài)流量泄放、安全度汛與充分利用水能資源三者進行有一個有機的分級調(diào)度,在保障生態(tài)環(huán)境的同時實現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟效益。

（5）建議由地方政府出臺指導(dǎo)政策,加強對水電行業(yè)從業(yè)者的培訓(xùn)和交流,并由地方小水電協(xié)會組織通過“三農(nóng)”“扶貧”等具體措施引導(dǎo)水電站業(yè)主感恩與回報社會。

（6）加大對老舊電站的擋水建筑物破損、滲漏等安全問題的改造力度,在國家或省級配套資金未配套之前,建議由水電站業(yè)主自籌一部分資金、地方政府配套一部分資金,加快對存在安全隱患的擋水建筑物的升級改造。

（7）撫河流域內(nèi)的水電站在完成長江經(jīng)濟帶小水電清改銷號后要積極加入到水電站安全生產(chǎn)達標建設(shè)和創(chuàng)建綠色小水電的進程中來,全面提升水電站的安全生產(chǎn)、自動化和智慧化管理水平。