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“生态优先,绿色发展”
——论拉洛水利枢纽建设方案论证思路

2019-10-22超,罗

水利规划与设计 2019年10期
关键词:基流蓄水位灌溉

周 超,罗 斌

(长江勘测规划设计研究院,湖北 武汉 430010)

1 规划思路

21世纪以来,“生态优先,绿色发展”成为我国社会主义建设发展中的重要思想,针对水利更具体指明要“开展国土绿化行动,推进荒漠化、石漠化、水土流失治理”等。目前国内水资源条件一般与当地环境、生态紧密联系,但是水源地及其周边的生态系统常因人为活动而变得不稳定,尤其部分河段的开发利用与生态保护的矛盾仍然非常突出。而如何进一步实施“以人为本,人水和谐”策略,合理统筹地区资源、环境和社会经济的协调发展,已成为促进流域综合治理的头等大事[1- 3]。为此需要处理好开发与生态保护的关系,流域水利工程必须要转型生态建设,综合考虑经济发展与环境、生态保护之间的一些矛盾性问题[4- 6]。坚持按照“生态优先,绿色发展”的原则,全面落实开发的生态保护工作,通过合理有效的规划设计,在水利工程开发的开发方式、时序、运行等全周期均考虑环境因素,对生态环境矛盾问题采取对策措施,建设生态水利工程,减少生态影响,维护流域生态系统的健康。

西藏自治区位于世界第三极,同时拥有众多湖泊与大范围湿地,是世界上河流发育最多的区域,多条重要江河的发源于此,对这些江河的水源涵养和水文调节发挥着关键作用[7,8]。构建西藏生态安全屏障,是保障水资源的持续利的重要举措。草地退化、土地沙化、水土流失、生物多样性受到威胁是西藏生态环境保护的主要问题,这要求在西藏开展水利减少应充分论证其环境影响。

拉洛水利枢纽及配套灌区工程涉及夏布曲、年楚河和雅鲁藏布江的流域范围,项目包括了水源工程拉洛枢纽和申格孜、扯休、曲美和聂日雄四个灌区工程,承担着灌溉为主,兼顾供水、发电和防洪等综合利用,并为促进改善区域生态环境创造条件的开发任务。拉洛水库是夏布曲干流开发的控制性水源工程,位于夏布曲干流上中游分界区域,水量丰富并具备实施灌区自流灌溉的天然水资源和地形条件。利用灌溉引用水量在灌溉引水隧洞出口修建德罗水电站;在拉洛水库为保障下泄生态用水修建拉洛水电站;并预留防洪库容,将村庄和灌区等防洪对象的防洪标准从3年一遇提高为5年一遇,通过配合堤防工程建设亦可使下游防洪标准改善为20年一遇。生态方面可推进实现当地水资源优化配置、防治土地沙化、改善生态环境,提高农牧民的收入及生产、生活条件,从而有效促进国家民族团结和社会安定。对全力打造西藏生态屏障,保障国家生态安全,具有重要的现实意义。

拉洛工程是西藏“十二五”重点骨干工程,也是最大的“十三五”水利建设项目,是西藏自治区各级人大会议、政协会议提案最多、呼声最强的议题,中央、水利部亦组织多次调研并建议尽快建设。在拉洛水利枢纽及配套灌区工程规划相关论证工作中,多次征求国家发改委、环保局、水利部的专家建议和意见,尤其在工程规模论证、引水方案论证、水库调度论证等重大问题论证中充分分析环境影响、生态保障因素,确保了项目综合目标的实现。本文针对以上方面阐述设计规划论证的过程与成果,展示“生态优先、绿色发展”的理念在拉洛水利枢纽规划思路中的落实和体现。

2 工程规模论证

2.1 灌区规模

拉洛水利枢纽及配套灌区工程灌区规划范围涵盖申格孜、扯休、曲美和聂日雄四大宜垦灌区。根据表1统计灌区内宜农土地面积27.05万亩、宜牧土地面积13.38万亩、宜林土地面积6.45万亩。一般灌区开发原则主要落实“宜农则农、宜牧则牧、宜林则林”,即结合农牧林业发展规划,发挥土地资源最大的经济、社会和生态效益。但在拉洛工程灌区规模论证时,针对工程所在区域的生态需求进行分析,首先,考虑四大灌区紧临日喀则市,由于水源缺乏,大片土地裸露,土地荒漠化趋势加剧,加之灌区内草畜矛盾突出,过度的放牧已使灌区内草场严重退化,已经成为日喀则市的主要沙源地之一,每年风季该区域极易形成沙尘暴。根据日喀则地委、日喀则地区行署《关于推进社会主义新农村建设的意见》,进一步加强生态建设,打造318国道绿色走廊,关注林地保护和防沙治沙问题,对合适的荒山、荒地、荒沟要加大植树造林力度。318国道横穿四大灌区中的曲美灌区、扯休灌区,四大灌区,丰富的土地资源,将为该地区建设生态区提供了有利条件。为此地区林业、牧业发展规划已经把该区域列为生态项目区,通过种植薪炭林、水土涵养林,防风林带、开发草地,可以起到固沙涵水、增绿造氧、解决草畜矛盾的作用,从而改善四大灌区的生态条件。另外,雪山环绕的西藏是天然的封闭、半封闭区域,在当地居民中具有相当比例的资源缺乏型和环境恶劣型贫困人口。农牧民分散居住在没有丰盛草场的高海拔地区,只能依靠面积有限、产量低的劣质草场和低劣的灌溉设施,粮食人均占有量基本不能满足最低的生活需要。为了生存和生活,农牧民盲目无序开发进一步造成植被破坏、水土流失、土地荒芜。在区域内形成贫困化、生态破坏双向加剧的恶性循环。改造这类人口的贫困局面极其艰难,不如让其走出贫困、在另外选择的自然条件好的地区建设生态扶贫安置点开始新的生活。通过生态扶贫搬迁,解决贫困群众的温饱问题和增加他们的经济收入。因此,生态扶贫搬迁的土地规划是拉洛枢纽灌区规划论证需要解决的一个核心任务。四大灌区至2030年可接受外来农业人口42457人,充分承担了西藏自治区和日喀则地区的生态扶贫搬迁任务。通过生态扶贫人口迁移和相关建设工作,可减少对海拔相对较高地区的环境破坏,实现草原生态系统的良性循环,更为迁入的农牧民提供良好的生活生产环境以摆脱贫困,保障了当地生态扶贫搬迁政策的实施,真正让农牧民“搬的出、留的住、富的起”。项目的实施可保障生态工程建设效益的持续发挥,进一步改善灌区范围内群众生产生活条件,增强防灾减灾能力,生态环境效益明显。

表1 各灌区土地评价

因此,在灌区规模论证时,拟定了两个灌区土地开发方案。方案一:根据扶贫搬迁,草畜平衡确定灌区规模,即在满足扶贫搬迁需要的基础上,尽量加大林草的灌区规模;方案二:按“宜农则农”原则,最大限度开发耕地确定灌区规模。开发方案比较详见表2。综合考虑地区生态需求和拉洛水库的调水量,工程选择了方案一作为了推荐方案。

2.2 拉洛水库正常蓄水位选择

拉洛水利枢纽正常蓄水位经过多次研究,在完成的《西藏自治区夏布曲干流综合流域规划报告》中,推荐拉洛水库正常蓄水位为4304m。完成了《西藏拉洛水利枢纽及配套灌区工程项目建议书》,初选正常蓄水位4301m。

表2 四大灌区土地开发方案比较

正常蓄水位比选应综合与上游水电站的合理衔接、库区淹没影响、环境影响、地形地质条件、航运要求、发电效益、工程投资等方面进行分析,并通过经济比较和综合分析确定。拉洛水利枢纽不同的引水方案对工程规模及经济效益、下游生态均有影响,应选择合适的工程规模参数作为代表性方案进行比较。随正常蓄水位抬高,调节库容增加、可引水到德罗电站的流量增加,则工程的发电效益增加,为实现“以电养水”,应充分利用水资源和水能资源,应适当提高正常蓄水位;另外,引水增加又会是下游有20km减水河段,对下游河道生态带来影响,因此正常蓄水位的选择也经过了多方案比选。经综合比选,从电站的发电效益、方案经济性和以“以电养水“的需求等方面综合分析,在满足下游河道生态用水的情况下,推荐拉洛水库正常蓄水位为4304m;为使下游生态少受水库运行影响,拉洛水库来水除灌溉、供水引水供德罗电站发电外,剩余的水量均下泄到原河道,推荐方案为拉洛水库正常蓄水位4298m。通过综合分析,为尽量减少对下游河道生态的影响,水库正常蓄水位推荐选择为4298m。

3 生态下泄流量论证

3.1 生态基流

拉洛水利枢纽建设将使夏布曲中下游原有连续的河流生态系统被分隔成不连续的2个河段,河流生态的完整性、连续性受到影响。且由于拉洛水利枢纽主要工程任务为灌溉,会导致坝下下泄水量的减少,将对下游本身已经十分脆弱水生物的生活、繁殖、栖息链条带来一定的影响。为最大程度控制工程拦蓄灌溉后对下游河道生物环境造成的不利影响,在工程引调水方案论证中,首先采取最小月平均流量法[9]、7Q10改进法[10]、Tennant法[11]三种不同的计算方法,分别为2.72、2.84、1.42m3/s。对比分析计算复核生态下泄流量,拉洛水库坝下游生态下泄流量采用上述三种方法分别进行计算并取外包。最终分析确定取近10年最小月平均流量2.84m3/s为生态基流,生态基流达到多年平均流量的19.4%。作为灌区开发、水库调度的重要指标依据。拉洛电站装设两台机组,单机过流能力按生态基流控制,既保障生态基流的下泄,又能获得一定的发电效益,筹集一定的水库运行费用,维持工程的良性运行。

3.2 汛期敏感生态需水要求

在工程设计中除了生态基流进行分析论证,拉洛工程设计时还对于夏布曲敏感生态需水要求进行了分析,每年7—9月汛期,坝下江段是鱼类的索饵场与育幼场,鱼类等水生物对河流水深、流速等均有更多的需求,按照生态基流难以满足,需进一步优化汛期坝下生态基流的调度方式。通过采用湿周法以及栖息地保护法对汛期生态基流的要求进一步研究后,分析决定将生态下泄流量要求提高至8.5m3/s,作为汛期的下泄个流量要求。

3.3 引水方案选择

拉洛水利枢纽及配套灌区工程通过修建水源工程,调节夏布曲的天然来水,为申格孜灌区、扯休灌区、曲美灌区和聂日雄灌区的灌溉和人蓄、工业用水提供水源,满足45.39万亩土地的灌溉用水;同时利用引水设施在灌溉引水隧洞出口修建德罗水电站;在坝区泄洪洞末端利用下泄生态用水修建拉洛水电站,通过发电收入和水费收入为工程日常运行筹集运行费用。

拉洛水利枢纽及配套灌区工程设计过程中,考虑下游河道生态用水后,多余水量采用不同引水方案在工程效益、维持工程运行和环境影响等方面满足程度不同,同时也将对水源工程水位及装机容量等特征参数的选择产生较大的影响,因此设计阶段对引水方案进行了对比分析。本次拉洛水库拟定两个不同引水方案进行比较。

方案一:在保障下游生态基流需求的前提下,将除下泄生态基流以外的水引经德罗电站发电后,超过灌溉、供水用水需求的多余水量退入在该峡谷河段(夏布曲)出口处,在满足坝址下游河段生态需水基本要求下尽量通过德罗电站发电,获得较多的发电收入。按此方案经过计算多年平均引水水量29704万m3,约为坝址处多年平均流量66%;坝址处下泄原河道水量15043万m3,约为坝址处多

图1 拉洛水库灌溉供水调度

年平均流量34%。

方案二:仅利用灌溉、供水引水给德罗水电站发电,将剩余水量下泄到下游河段,减少下游河段原生态环境影响。按此方案经过计算多年平均引水水量14447万m3,约为坝址处多年平均流量32%;坝址处下泄原河道水量30300万m3,约为坝址处多年平均流量68%。

通过对两引水方案各方面的比较可以看出:

(1)从工程效益来看,两方案均满足灌溉、供水和防洪的需要,方案一较方案二发电效益增加较多;从工程效益角度,方案一优于方案二。

(2)从工程建设条件来看,两方案在工程地质、枢纽布置、机电及金属结构、施工、建设征地移民安置和水土保持等条件基本相同,仅两方案正常蓄水位不同工程量略有差异,各方面条件不影响引水方案选择。

(3)从环境影响评价来看,两方案均无环境制约因数,但方案一对坝址下游河道生态环境影响程度略高于方案二,在环境保护角度方案二略优于方案一,且方案二完全符合《夏布曲流域综合规划环境影响评价》批复意见。

(4)从经济比较来看,两方案经济评价的结论均为经济上可行。方案一发电效益较大,发电收入亦多,筹集的日常运行费用缺口较小,财务可行程度较方案二优。

(5)从社会稳定风险来看,两方案风险等级为低风险,采取风险防范和化解措施后,风险等级会更低,社会稳定风险是可控的。但方案一较方案二对下游生态环境影响程度大,对于西藏自治区这种生态脆弱的特殊地区,由于环境原因引起社会稳定风险的潜在可能性方案一略高于方案二。从社会稳定风险角度来看,方案二略优于方案一。

综上所述,由于拉洛水利枢纽主要工程任务为灌溉,因此在灌溉引水之后必然会导致坝下下泄水量的减水,将对下游水生生物生境带来一定的影响。若进一步调水去德罗发电,将使下游河段减水情况近一步加剧,同时存在潜在环境问题和社会稳定风险问题。对于西藏自治区这种生态脆弱地区,为减少潜在影响的发生,本报告推荐引水方案为方案二,即德罗水电站仅利用灌溉供水用水发电;其他水均下泄到下游河段,以减少对下游河段原生态环境的影响。

4 水库调度方式

拉洛水利枢纽正常蓄水位4298m,死水位4287m,防洪限制水位4296m。按照灌溉不同设计保证率进行两级调节计算,求出耕地和林草均保证供水的上调度线、耕地保证供水林草降低供水量的上调度线和耕地和林草供水均降低供水量的调度线,与汛期防洪限制线一起形成水库调度图,如图1所示。

水库的调度运行,根据调度图进行基本的灌溉发电,并将工程设计论证中对下游生态基流泄放、引水方式明确在水库运行方式中,确保减少影响环境的措施落实到位。依据水库调度,当水库来水大于生态基流2.84m3/s时,水库下泄不小于2.84m3/s,多余水量蓄至水库中;当水库来水小于2.84m3/s时,水库停止蓄水,按来水泄放到下游河道。汛期的坝下江段是鱼类的繁殖生息的重要场所,是河道生态保养、恢复、可持续发展的关键时期。为保障鱼类等水生物对河流水深、流速等的需求,加大生态基流至8.5m3/s,即若汛期水库来水大于8.5m3/s,水库按不小于8.5m3/s下泄;若水库来水低于8.5m3/s,按来水泄放到下游河道。

5 结语

本文以拉洛水利枢纽建设规划设计结合生态需求的实际情况,深入阐述了在“生态优先、绿色发展”宗旨下,在规模论证、水库生态流量及引水方案论证、水库调度论证等关键环节中对环境因素与社会经济因素的综合协调。通过规划论证解决了环境生态与经济生活之间的矛盾新问题,确保实现了拉洛地区水资源优化配置、防治土地沙化、改善生态环境,提高农牧民的收入及生产、生活条件,成功打造出西藏生态屏障,保障了国家的生态安全。在今后水生态文明建设的新篇章中,应充分总结、发扬拉洛水利枢纽建设中的经验,更加坚定的秉承“以人为本,人水和谐”理念,在各项建设中寻找并着力解决水利发展、生态环境、社会经济之间的矛盾性问题,在充分发展水利的基础上,协调好发展与保护,打造服务民生、改善民生的可持续发展生态水利。

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