大坝设计与水资源管理中的环境与社会影响评价

［法国］ S.勒克莱尔 等

可持续发展行动计划(SDAP)中包括的大型水资源项目的详细研究工作已完成，研究资金由尼日尔流域管理局(NBA)的9个成员国承担，这些研究工作于2007年7月得到这些成员国的认可。该管理局成立于1932年，主要任务是促进9个沿岸国家的国际合作。建议的项目包括几内亚境内的佛米(Fomi)工程，该工程位于流域的上游，是一项综合利用工程。

佛米工程的作用之一，是减少下游河谷(距离超过600 km)和内陆三角洲地区因每年洪水而淹没的土地面积，该内陆三角洲地区包括拉姆萨尔(Ramsar)在内的被列为保护场地的具有国际意义的湿地。减少淹没地区将会对诸如捕鱼、牲畜饲养和水稻耕种等人类活动产生影响，而且由于对依靠洪泛区中栖息地而生存的种群有预期的负面影响，因此也会对自然环境造成影响。

根据NBA的要求，并且为了有助于对佛米大坝和水库的设计方案与未来的管理方式做出选择，特拉克特贝尔工程公司科因和贝利叶分公司被指定对环境进行了评估，并通过模拟不同的水资源管理方案来表征对工程下游的影响。已确定了5套设计和管理方案作为模型的输入数据。以当前的情况作为参考标准，就每一方案对下游淹没的影响以及对相关经济活动的影响进行了比较。

1 工程背景

几内亚境内的佛米大坝工程位于尼日尔流域的上游，已确定为一项综合利用工程，其目的是为实现尼日尔流域SDAP的目标发挥作用。

SDAP的研究是通过评价和判断，以为尼日尔流域开发和管理确定总体规划。SDAP是一份战略性文件，它阐述了尼日尔流域沿岸国家共同发展过程及其取向。

尼日尔河由NBA管理，这对农业和水力发电均具有非常重要的意义。由于能增加水力发电量和改善稻田的灌溉，因此大型水资源项目的开发被看作是一种减少对外国能源的依赖，以及解决粮食不足问题的一手段。此外，水资源的妥善管理可在改善大江大河的生态条件，特别是在改善具有国际意义的湿地生态系统中发挥作用。

2 研究的目的与范围

尼日尔流域SDAP中确定的主要目标是:

(1)满足人类和牲畜饮用水的需求;

(2)确保江河良好的生态条件;

(3)使农业发展能以灌溉为基础;

(4)发展渔业和航运;

(5)增加水力发电作为上述各项用途的副产品。

因此，佛米综合利用项目的意图是为实现这些目标发挥作用。通过NBA进行该项目的开发(以几内亚与马里政府共同志向为基础)，使该工程成为控制尼日尔上游水势的主要建筑物。

该工程的第1次可行性研究报告于1983年完成，1988年与1999年又先后两次进行深入研究和更新。2010年，本文参考环境与社会影响评价(ESIA)的意图是深化和更新1999年的可行性研究，并为设计招标和投标文件的准备提供有用的信息。影响评价包括:

(1)根据成员国的“共同意愿”评价大坝特性及其水资源管理，评价的重点是对下游的影响。

(2)深化和更新早期的环境研究，详细研究移民安置问题。

在进行环境评估中提出了几项应对措施，以减轻佛米大坝工程可能对尼日尔流域上游地区造成的负面影响，影响范围从几内亚到内陆三角洲的下游地区。本文重点介绍所提出的措施，这些措施已通过NBA水资源综合管理模型计算得出的水力模拟研究成果得到确认。佛米大坝工程环境影响分析关注的地区覆盖了从几内亚到内陆三角洲下游的整个尼日尔流域。

3 大坝的目标与影响

佛米大坝计划建于尼日尔河的支流尼扬当(Niandan)河上，位于尼日河流域的上游。根据选择的最终正常蓄水位，该坝将形成一座最大库容为63亿m3的水库，其中36～54.9亿m3用来调节上尼日尔河的流量。

这一调节措施将减少下游每年洪水淹没的面积。这种效应将一直延伸到下游内陆三角洲地区，这是一片湿地，不仅被拉姆萨尔公约宣布为具有国际意义，而且对马里也具有重大经济意义。

佛米水库的正常运行中，当年12月到次年的6月应降低水库水位，以满足下游的用水需求。此时，水力发电是副产品。7～11月水库将蓄水，如果入库流量超过了充水过程线和泄洪量透明方案(flood transparency scenario)，除了发电用水外，水库不泄水。

4 水资源管理研究

NBA水资源管理模型是一个支持决策的工具，这类决策与全尼日尔河流域的水资源综合开发与管理的可能性有关。为了测定佛米工程的影响，在该模型上进行了各设计与管理方案的水力模拟。

4.1 方案确定

已制定5种设计与管理方案，每一方案采用各关键参数的不同组合，以确定佛米大坝的正常蓄水位设计。根据附属工程的泄洪能力和管理规则，该工程目标的优先顺序是:农业，环境，饮用水，航运，或水力发电。

大坝设计与水库管理方案所考虑的参数如下:

(1)假设4种正常蓄水位。佛米大坝的正常蓄水位范围在383～390 m高程内随机选择。在SDAP中研究的最低正常蓄水位曾考虑了佛米大坝与贾拉盖拉(Diaraguela)坝配合运行，这样贾拉盖拉坝就能提供补偿调节水量。在SNC Lavalin初步设计研究中采用的正常蓄水位是390 m。

(2)两种管理取向(orientations)，即泄洪量明了与不明了。管理优化与洪水季节种植水稻的考虑有关联。一方面有一种管理模式仅满足旱季的需求，另一方面还有一种管理模式，在满足旱季用水需求的同时要尽量减少雨季带来的影响。这种与“泄洪量明了”有关的管理模式意味着在洪水季节，佛米大坝泄放人为洪水流量相当于2 a一遇的天然洪水流量，这种流量相当于使洪水期大坝影响最小所要求的平均洪水流量值，特别是对内陆水稻种植和牲畜饲养而言。

启动底孔闸门、闸控溢洪道的闸门，以及水轮发电机即可以实现“泄洪量明了模式”。如果要保留这个管理方案，就必须在招标设计研究期间的工程设计和概算中对其加以考虑。

模拟的方案必须满足与灌溉和环境有关的用水需求，在枯水期要满足灌溉的长期需求以及其他用水的需求，如饮用水的供给、河流的航运、牲畜饮水和渔业用水。环境方面的要求是在马尔卡拉(Markala)和巴南科罗(Banankoro)这两个站点能得到所要求的环境流量，目的在于减少由于枯水造成的环境恶化。

水力发电是作为其他泄水需要的副产品来加以考虑的，只有在满足了其他用水需求后，才能用于水力发电。

4.2 分析判断的标准

方案分析的参数已根据佛米大坝的目标确定。水力模拟影响的分析根据以下几点进行:

(1)水库运行应有利于开发和利用流域的资源的蓄水量和泄水速率以及有效的调节水量。

(2)依据既定目标的环境流量。

(3)与佛米大坝和尼日尔政府部门有关的灌溉方案的开发，区别雨季、旱季和甘蔗种植的用水需求(在1 a中，不同时期需要不同的水量)。

(4)上游流域的开发对内陆三角洲的影响，特别是在洪水季节。减少内陆三角洲洪水淹没的面积与降低阿卡(Akka)地区的水位有关。这样可对莫普提(Mopti)和廷巴克图(Timbuktu)地区农业和渔业产量以及畜牧业产生影响。利用兹瓦茨等的公式来量化与降低水位有关的影响。

(5)与被模拟的每一个方案有关的发电量。

5 减轻影响的措施

从模拟中得出的主要结论是，泄洪量的临时明了程度和正常蓄水位从最高降低到较低的可能性相关。

5.1 从模拟过程中获得的信息

仅仅对大坝水库正常蓄水位为390 m时，确保泄洪量明了的重要性进行了模拟，但模拟结果同样适用于正常蓄水位较低的坝。满足旱季用水需求的能力仍然保持不变，即与相同正常蓄水位和泄洪量不明了情况的能力相同，就像按照规定的环境流量进行泄水一样。

水力发电量下降2%，这种选择方案需要增加0.7%的投资，用于在大坝底部修建一个额外的闸控建筑物，这样就可以减少内陆三角洲受淹土地的损失，从而使负面影响降到最小。

降低正常蓄水位会使大坝投资减少6%～14.2%，并使水库淹没面积减少13% ～41%，而发电量将减少7%～23%。不是所有高程的正常蓄水位都能满足旱季的灌溉需求。如果采用最低高程的正常蓄水位，必须要修建另一座贾拉盖拉坝，两坝联合运行以实现灌溉发展所需要的相同调节目标。

5.2 建议的措施

按高正常蓄水位设计大坝能使库容和有效调节库容最大，因而，可达到使资源具有经济价值和优化发电的目标，这样大坝便能产生效益。根据这种分析，仅有2种最高正常蓄水位方案最符合SDAP规定的范围，同时可以提高佛米工程的经济价值。

此外，在连续几个枯水年的情况下，水库很难蓄满水。在这种情况下，可以设想几种水资源管理方案，这些方案包括:

(1)建立一个河流入流量预测系统，以确定水库的目标蓄水位。

(2)选择一个适当的正常蓄水位，使蓄水速率较好，并有可能泄放预定的人工洪水。

泄洪量明了的管理方式，可明显减少内陆三角洲洪水淹没地区的损失。因此，应根据用水需求来选择适当的时间对人工泄洪进行优化调度。同样，在洪水季节与河流的自然洪水情势类似，人工泄洪应在洪水季节中的优选时段进行。

与此同时，对内陆三角洲地区较远的洪泛区供水的天然河道进行疏浚和加固，应有助于改善洪水入流的分布，即使减少河槽的容量也应如此。

6 结语

对预计的与佛米大坝有关的下游影响需作更进一步的分析，以更好地确定最佳的减缓措施，降低成本。这些措施包括开展各项业务活动，诸如建立更详细的水位/流量/淹没面积模型，并为以前没有用模型模拟的地区创建这样的模型。

招标设计阶段中应该更详细地研究汛期泄洪量明了情况下的管理模式。虽然，减少内陆三角洲的淹没地区是修建佛米大坝的必然结果，但泄洪量明了有助于减轻潜在的损失。建议为大坝设计一个泄洪底孔，使其即使在水库没有蓄满的情况下也能向下游泄放预定的人工洪水。这个用闸门控制的底孔的泄洪能力将根据内陆三角洲的实际需求，以及底孔本身的技术经济可行性加以评估。

同样，如果在一段延长的蓄水期内使蓄水水位逐次增加，该方案的逐步落实就会给出时间来实施缓解影响的措施。