马国洋

（广昌县水利局,江西 广昌 344900）

0 前言

鄱阳湖上承赣江、抚河、信江、饶河、修河五河之水,是江西的经济发展与生态稳定最重要的一环[1]。水能是可再生的清洁能源[2],但水电开发的同时又涉及到生态保护等问题[3],绿色、循环、低碳发展[4],生态与经济的有效融合[5]是可持续发展的必要条件。江西省境内水系发达,有巨大的水能潜力[6]。抚河流域位于江西省东北部,水能资源的合理规划,维持河流的健康生命,防止因工程的建设而导致河流生态环境的恶化[7]对流域规划等具有重大意义。

1 流域概况及水文气象

抚河流域位于江西省东部,主河源头位于广昌县梨木庄,从河源到南城长158 km,称盱江,为上游河段；南城到抚州长77.4 km,称中游河段。抚河过抚州市汇入支流临水后进入下游平原区,河宽增大,河床宽达400 m～1000 m,下游控制站为李家渡水文站,集水面积15811 km2（外省流入面积23 km2）,河长278 km。流域内水系发达,面积10 km2以上河流有415条,其中10 km2～30 km2有229 条,30 km2～100 km2有120条,100 km2～300 km2有50条,300 km2～1000 km2有10 条,1000 km2～3000 km2有4 条,3000 km2～10000 km2有1 条,大于10000 km2河流1 条。

抚河流域属亚热带湿润季风气候区,冬季受蒙古或西伯利亚冷高控制,盛行西北风,天气寒冷少雨。盛夏多为副热带高压控制,盛行西南风,天气晴热少雨。春夏之交,冷暖气团交绥于境内,形成梅雨连绵。秋季常受变性高压控制,形成秋高气爽的晴朗天气。根据本流域暴雨资料统计,暴雨大多出现在4 月～8 月,以6 月中旬～7 月中旬出现最多,此段时间正值江南梅雨期。

表1 抚河流域主要测站降水量统计表

2 水能资源开发现状

抚河流域水力资源比较丰富,全流域水能理论蕴藏量为609.9 MW,占全省水力资源蕴藏量的8.91%；技术可开发量478.54 MW,年发电量17.54 亿kW·h；经济可开发量为235.2 MW,年发电量8.64 亿kW·h。截至2020 年底,抚河流域已建小水电站341 座,总装机容量300.91 MW,多年平均发电量90024.2 万kW·h,占流域技术可开发量的62.9%。目前抚河流域仍可开发的水能资源中,以小型电站为主,具有投资小、见效快、交通便利、开发条件较好的特点,部分电站水库还具备一定的防洪、灌溉等综合利用效益。

目前抚河流域仍有43 条河流（2020年已进入相关规划内容）有一定的水能潜力,其中500 km2以上的河流有4 条,它们分别是黎滩河、芦河、临水和东乡水[8]。其中水力开发潜力较大的有黎滩河和临水,均为抚河一级支流。

全流域水力资源理论蕴藏量统计见表2。

表2 抚河流域水力资源理论蕴藏量统计表

3 流域水能开发现状存在的问题

随着经济发展、社会进步和水利体制改革的深入,水电建设投资主体出现了国家、集体、个人或合资的发展小水电的现状,虽然行业在短时间内得到了快速的发展,但也随之带来了一些问题。

（1）缺乏完整的水能资源管理体系。水电建设开发早期,由于管理职能不清,少量河流的局部河段出现过违规工程无序开发的现象,这样的后果是导致一段时间内水能资源的开发配置不合理（在长江经济带小水电清改行动中该情况的那些电站已作退出处理）。早期还有少量的中小河流水能资源开发规划由企业出资代替政府编制,以追求最大发电效益为目的,河段规划代替河流规划,规划质量差,缺乏科学性,前瞻行,公正性及全局性,严重扰乱了正常的市场秩序。时至今日,回头来看看今天的抚河流域的水电行业,曾经的水能资源开发利用的不合理所造成资源的浪费给我们留下了沉痛的伤疤。

（2）小流域的各项规划稍显滞后。抚河流域内流域规划已做了很多,有全流域的综合规划,有以县为单位的区域流域综合规划,但各个县（市、区）针对抚河流域内的小流域的流域规划、河流规划或水能规划还不够全面、不够完善,有个别地方的方案编制单位对小流域的规划是没有经过严格的论证。

（3）当前我国经济社会已进入了快速发展的新时期,江西省副省长罗小云同志在2021 年江西省水利工作会议提出：“十四五”时期,必须按照新形势新要求,不断拓展新时代水生态文明内涵,开启新时代水生态文明建设新征程[9],也要求无论是行业监管还是水电行业的从业者,对水能资源开发和生态环境保护、综合利用、综合管理及社会效益、农民利益等提出了新的要求。但目前很多水电行业的从业人员对小水电所承担的社会责任缺乏足够的认识,较少考虑到水电的调峰作用和作为二次的清洁能源的环境效益。

（4）抚河流域和江西境内其他地区存在同样的情况,就是2005 年之前有的老旧电站的设计标准普遍偏低,加之多年运行未进行改造（“十二五”全国水电新农村电气化、2009年～2015 年全国小水电代燃料工程、“十二五”和“十三五”农村水电增效扩容工程等政策性的项目）。2005 年以前投产的水电站普遍存在坝体坝基渗漏、泄洪建筑物破损、挡水引水设施失修、压力管道老化锈蚀；机电设备陈旧、能效低下、自动化率低；管理水平低等问题,在当前极端气候事件频发多发的情况下,极易诱发公共安全事故。甚至有些小电站的管理模式仍旧采用家庭作坊式的,管理人员的文化程度和技术水平有限,管理水平较低[10]。

4 典型案例

白舍水电站（塘际电站） 位于盱江一级支流甘坊水中游段,坝址位于南丰县白舍镇瑶陂村,坝址控制流域面积100 km2,是一座以发电为主的农村小型引水式水电站。塘际电站建于1969 年,1970 年建成发电,装机容量2×125 kW。

（1）存在的主要问题

白舍水电站1970 年建成,运行至今已40 多年,水轮发电机组及附属设备普遍存在着设备陈旧、绝缘老化、技术落后、效率低下等问题。

1）机电设备陈旧落后

白舍水电站采用轴流式水轮发电机组,目前已是淘汰产品。机组目前磨损相当严重,并且存在严重漏水现象。

发电机组运行时间长,绝缘老化,线圈经常出现击穿冒火现象,定子铁芯松动。

配电盘简陋,手动并网,极不安全。

装机不合理,设备陈旧,效率低下,机组综合效率为68.8%,低于75%；发电引用流量为3.2 m3/s,低于多年平均流量4.2 m3/s,溢流坝每年弃水不少于68 天,水量利用率不足42%。

闸门已锈蚀,不能正常启闭。

电站的电气设备均为老式不成套的产品,自动化水平非常低,仅维持简单的生产,均已达到报废年限。励磁装置也是淘汰产品,急需更新。

2）发电厂房空间窄

发电厂房结构强度及施工质量较好,但空间布置过窄,而且发电机裸露在发电机层地面,湿气直接散发在厂房内,造成污染严重,空气混浊,厂内温度高达45℃,噪音很大,员工工作条件差。

3）升压站存在安全隐患

升压站布置在发电厂房侧,紧靠发电厂房,用电安全及防火间距均不符合要求,存在安全隐患。

4）大坝渗漏,引水渠为土渠,过水断面不足,前池容积不够。

5）未考虑生态环境因素,生态泄流设施不完善,造成水电站下游部分河段断流现象。

（2）电站改造主要措施及内容

1）机组及其附属设备部分改造

本次规划白舍水电站经水能复核计算,电站装机容量由2×125 kW增容到2×225 kW。改造主要内容包括：①更换2台水轮机；②更换2 台发电机；③更换2 台调速器及油压装置；④更换2套励磁装置；⑤更换2 台进水蝶阀；⑥更换2台测温制动屏；⑦更换2 套机组自动化元器件。

2）大坝、闸门及厂房改造

对大坝进行除险加固,维修闸门,衬护引水渠,扩建前池,更换压力管,重建厂房及升压站,重建生态泄流设施,经分析计算,需保留生态下泄流量0.307 m3/s。

（3）主要工程量

更换2 台水轮机、2 台发电机及其附属设备,钢筋制安2 t,砼601 m3,浆砌石197 m3,模板1375 m2,土方750 m3。

（4）工程投资

白舍水电站改造工程总投资135 万元。

5 对策与建议

（1）加快建立健全水能资源管理体系。为适应新的经济社会发展环境下流域治理开发与保护的要求,建议流域内的各县（市、区）的水电行业的监管部门组成联合工作组或成立相关办公室,将地方的水电协会纳入到该工作组或办公室的体系中来,由行业监管转变成行政执法监管,可由地方水政执法大队行使一定范围内的执法权。

（2）加快落实抚河流域的各级流域水能规划,并要求其他开发规划尽量与抚河流域综合规划中的防洪、灌溉、供水、治涝、水资源和水生态环境保护、水环境与水生态保护等方面进行协调,使水能资源开发建设发挥最大的经济效益和社会效益,以促进流域内经济持续、快速、稳定的发展。对于2020 年已编入抚河流域规划的37 座改造电站尽可能纳入到“十四五”期间的绿色小水电现代化提升工程中,依托国家财政、省级财政和电站自筹资金等多渠道筹措的改造资金进行电站改造,改造措施主要有扩建、加固、增效扩容、机电设备、信息化等更新改造。对于涉及可新建电站的资源点35 个,建议未来以点对点的形式进行单独的项目论证,因为可规划的资源点不代表建议新建小水电站,尤其是以发电为单一工程任务的小水电或可能导致河道产生减脱水的引水式小水电项目更要审慎决策,甚至不宜新建。

（3）加快数字流域建设,尤其是针对缺乏资料的小流域内的数字化建设（江西省内的其他流域同样适用）,进一步完善抚河流域水文站网,建立抚河流域水文资料数据库及预报系统,使其成为数字流域的重要支撑,并期望在未来能够根据流域内中小流域的各自特点建立不同的数字流域生态系统和决策支持。

（4）建议以抚河流域设立区域综合调度中心；以干流为核心设立一级调度中心,以支流为单元设立二级调度中心,以小流域为单位设立三级调度中心,将区域水电站的生态流量泄放、安全度汛与充分利用水能资源三者进行有一个有机的分级调度,在保障生态环境的同时实现最优的经济效益。

（5）建议由地方政府出台指导政策,加强对水电行业从业者的培训和交流,并由地方小水电协会组织通过“三农”“扶贫”等具体措施引导水电站业主感恩与回报社会。

（6）加大对老旧电站的挡水建筑物破损、渗漏等安全问题的改造力度,在国家或省级配套资金未配套之前,建议由水电站业主自筹一部分资金、地方政府配套一部分资金,加快对存在安全隐患的挡水建筑物的升级改造。

（7）抚河流域内的水电站在完成长江经济带小水电清改销号后要积极加入到水电站安全生产达标建设和创建绿色小水电的进程中来,全面提升水电站的安全生产、自动化和智慧化管理水平。