什么是水电开发?

什么是水电开发?

[拼音]：shuidian kaifa

[外文]：development of hydropower

通过建设水电站将水能资源转化为电能的以工程形式出现的人类活动。水能资源是水资源的组成部分，也是重要的一次能源。水电是一次能源和二次能源开发同时完成的一种可再生能源。开发水电既可节约煤炭、石油，又可兼收防洪、 灌溉、 航运、水产、供水、旅游、水上运动等多种综合效益，因而水电开发越来越受到人类的重视。

水电开发概况

水能资源潜在蕴藏量的基本公式如下：

式中N为计算河段的出力，以千瓦计;Q1和Q2分别为计算河段首末两断面上的流量值，以米3／秒计；H为计算河段的毛水头，以米计。公式中的流量可采用Q95、Q50及Q平均等各种流量分别计算，得出各该流量下相应的水能资源蕴藏量。

根据世界能源会议统计，全世界的理论水能资源为44.28万亿千瓦时／年，相当于平均出力50.5亿千瓦，可能开发的水能资源为9.8万亿千瓦时／年，可能总装机容量22.6亿千瓦，其中发达国家约占30％多，发展中国家约占60％多。

1984年统计，全世界已开发水电装机容量5.67亿千瓦，年发电量2.04万亿千瓦时，开发利用程度达20.8％。水电装机占总装机的23.5％，水电发电量占总发电量的21.2％。由于水电资源的开发，全世界每年节约标准煤约6亿吨以上。各国水电开发程度不同，包括中国在内的10个电力大国的水电开发程度情况如表所示。

水电开发原则

水电开发是一项系统工程，涉及工业与农业，长远与近期，平时与战时，防洪、发电、灌溉与航运，水电与火电，发电与用电等多方面的关系，应按照全面规划、统筹兼顾、综合平衡的原则，采用多目标决策方法处理。例如，在流域规划中，应根据综合利用原则和水文、地理、地质、气象、社会经济发展水平等多种因素，选定梯级开发的优化方案。据此选定各级水利枢纽的坝址、决定各级的坝高，以期获得较高综合效益。

水电开发方式

河流的落差沿河分布，流量也随时间地点而变化。为了经济、有效地利用水能，往往需要在适当地点，人为地集中落差并调节流量，取得有较好经济效益的水电资源。因此，水电开发方式一般按集中落差的方式和流量调节的程度分类。按集中落差的方式可分为堤坝式水电站、引水式水电站、混合式水电站；按流量调节程度可分为径流式水电站（即无调节水电站）、日调节水电站、周调节水电站、年（或季）调节水电站、多年调节水电站，以及抽水蓄能电站、潮汐电站。此外，还有海洋能电站等。各类水电站按其调节性能及其在电力系统中的地位和作用，可承担系统中的峰荷、基荷(见系统综合负荷曲线)，或作抽水蓄能。鉴于水电受季节和年分（丰水年与枯水年）影响较大，它必须与火电开发相互配合。在水电为主国家，为了调峰，往往需建设足够数量的抽水蓄能电站。

水电开发中的环境问题

20世纪中叶以后，水电开发的规模和影响不断扩大。大坝越建越高，水库越来越大，随之而来的水库土地淹没和移民也越来越多，水电开发对环境的影响也越来越引起人们的关注。例如，哥伦比亚的安芝加亚水库和中国三门峡水库都发生严重的泥沙淤积，前者经12年将水库淤满，后者经多次治理，耗费大量人力、物力。此外，影响大的还有埃及阿斯旺水坝，建成后附近土地渐趋贫瘠，出现沙漠化趋势。巴西则因环境问题，已将原拟在亚马孙河上建设的25座水坝全部搁置起来。因此，在选择水电开发方案时，必须评价其对环境的各种影响，以趋利避害，实现水电开发和环境保护协调发展。

从大系统的观点来观察水电资源的开发对环境的影响，就会发现在自然界和社会构成的大系统中，存在着几个相互联系、相互制约的子系统：如自然资源（包括水电资源）系统、生态环境系统、社会经济系统和人类社会（图1）。环境评价就是为了正确地预测和评价建设水电站对环境所造成的影响，从而趋利避害。例如，大型水库淹没大面积森林，大型水利设施占用大量耕地以及库区大量移民的安置失当都会造成环境的恶性循环(图2)。

美国是世界上最先将环境影响评价制度定为法律的国家。1969年美国制定的国家环境政策法案(NEPA)是要求在水资源规划中考虑环境目标的第一个法令。1970年颁布的防洪法案充实和发展了环境法案的内容。同一时期，瑞典也制定了以环境影响评价制度为中心的国家环境保护法。之后一些发达国家，如法国、澳大利亚也先后以法律形式建立了各自的环境影响评价制度。发展中国家(如菲律宾、印度、印尼、泰国等)则从70年代以后开始建立这方面的制度。 中国于1979年9月颁布的《中华人民共和国环境保护法（试行）》是中国第一部环境立法，其中涉及了水电开发的环境问题。1986年3月，国务院环境保护委员会、国家计划委员会、国家经济委员会联合颁发《建设项目环境保护管理办法》，进一步明确了凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行环境影响报告等的审批制度。据此，原水利电力部制定并颁发了《水利水电工程环境影响评价技术规程》，相应地还规定了环境影响评价的审批制度及对从事环境影响评价单位实行资格审查的制度。

环境影响评价类型

一般分为回顾评价、现状评价和预测评价3种。

（1）回顾评价：对已经建成的工程产生的环境影响进行评价，以便了解工程兴建后实际影响环境的范围和环境变化的具体情况，并针对实际出现的不利影响，提出改善措施。回顾评价对于总结经验、发展环境水利水电开发科学、提高环境影响评价技术，为新建工程的环境影响评价提供科学依据有不可替代的作用。

（2）现状评价：对正在施工而没有做预测评价的工程补作评价，或对已动工兴建工程的现状进行环境影响评价，以便了解工程当前的环境影响状况，针对不利影响提出改善措施，保证和提高环境质量。

（3）预测评价：对拟建工程可能对环境的影响作出预测和评估，针对不利影响提出减免或改善措施，为决策部门提供科学的决策信息(如中国三峡工程的多次论证)。

环境影响识别

一般包括以下几点：

（1）工程建设对环境影响的范围：应视工程特性、规模和所在地理位置而定。水电开发对环境影响的范围大致包括：水库上游、库区及库周，下游河段及河口。对于一些特大型水电工程，还应考虑对全流域和相邻流域的影响。

（2）环境影响评价中的环境总体层次结构：为了进行环境影响评价，一般将环境总体分为:环境种类、环境组成、环境因子、环境指数四个层次。其中环境因子是整个环境影响评价的基本单元，也是综合评价的基础。在筛选环境因子时既要注意选择能反映主要的影响方面和代表环境质量的综合因子（这种因子还需易于监测和度量），又要力求少而精，以减少评价的工作量。由选出的同类环境因子群构成环境组成，由同类环境组成群构成环境种类，从而构成环境影响评价的环境总体结构层次。

环境种类又称环境子系统。其划分各国不尽一致，有时甚至和环境组成类同。例如，美国工程师学会划分为：土地与生产力，建筑物和考古或历史遗址，野生动物栖息地，美学质量，天然河道的损坏与淹没，水库本身的环境影响，蓄水造成的水质变化，水坝作为一个障碍物的影响，溢洪道的影响，对下游的影响，对地下水回灌的影响，周期性淹没或岸线波动等12个环境子系统；美国垦务局则划分为：生态学，环境污染，美学，人们关心的事务等4个环境种类;泰国则划分为：生态的，物理-化学的，人们关心的问题等3个环境种类；国际大坝委员会环境委员会则划分为：水，植物和动物群落，气候，经济和社会等4个环境种类。中国一般习用自然环境和社会环境两个环境种类。即使在中国，各工程环境影响评价的环境总体结构层次亦不尽相同，因工程而异，具体工程具体处理。

在环境因子识别的研究中，有的环境影响可以定量研究其环境指数变化值，有的还难于定量化。

评价环境影响时还应注意，工程与环境是互为影响的，工程既可影响环境，而在实施之后又是环境的组成部分。在评价水电开发对环境的影响时，既要研究工程兴建后引起环境的改变，同时又要研究环境对工程规划、设计、施工、管理的要求与反作用，使工程与环境相协调。