小水电生态修复思考

杨 洋，陈 锋，赵 先 富，张 志 明，谭 平

(1.水利部中国科学院水工程生态研究所 水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室，湖北 武汉 430079；2.湖北省水生态保护与修复工程技术研究中心，湖北 武汉 430079； 3.中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 611130)

0 引 言

水电在利用河流落差产生的重力势能发电的同时还能够调控水资源，是一种公认的清洁能源，是一项关乎国计民生的工程。随着国家深入推进生态文明建设，“生态优先、绿色发展”理念为国家水电事业发展指明了方向。在发展绿色水电过程中，实现小水电生态修复和绿色转型应该是最重要、最直接的目标之一。然而小水电造成的生态环境问题严峻，受到了社会各界广泛关注。如何有效开展小水电生态修复实现绿色转型，使生态保护与水电工程和谐发展，笔者通过自身在工作中的所见所思，从不同的角度提出了一些想法。

1 小水电简介

1.1 小水电现状

小水电是指装机容量在50 000 kW及以下的水力发电站，最早建设于19世纪[1]。小水电因成本低、技术成熟、因地制宜和效果显著的优势在中国得到了广泛应用，并在解决农村偏远地区无电缺电、防汛抗旱、推动农村经济发展和提高农村生活水平等方面作出了巨大的贡献[2]。截至目前全球小水电约8.2万座，中国约4.5万座，占比超过50%，保有量位居世界第一。小水电总发电量约占全国发电量的5%，是农村电力的主要来源[3-4]。

基于社会发展不同阶段对小水电的不同要求，如今看来小水电存在无序开发、野蛮施工和生态保护措施缺乏等诸多问题，引起了社会各界广泛关注。国家审计署2018年发布的《长江经济带生态环境保护审计结果》显示：截至2017年底，仅长江流域已建成小水电站2.5万座，占全国小水电总量的50 %以上。梯级开发的小水电最小间距仅100 m，致使333条河流出现不同程度断流，断流河段总长1 017 km[5]。河流就像人体的毛细血管、大树的枝丫，这些血管或枝丫被阻断或折断导致整个生命体百病缠身。减脱水及断流河段生态功能丧失、鱼类资源枯竭、水生生物多样性急剧下降。

1.2 现阶段小水电在经济社会中的作用

1.2.1小水电在经济发展中的作用

小水电多建设在经济欠发达的偏远山村，此类地区电网铺设难度大且成本高。而小水电因成本低、技术成熟和因地制宜等优点，能够解决农村快速增长的能源需求与电气化发展不平衡、不充分的矛盾；增加当地就业机会和税收；还兼具灌溉、供水、旅游、养殖等多项功能。小水电在带动农村经济发展和促进乡村振兴方面发挥着至关重要的作用。福建省宁德市下党乡曾属于特级贫困乡，无电、无自来水、无公路、无税收。在小水电建成以后不仅彻底告别了煤油灯时代，还解决了2 000余亩农田灌溉问题，同时以小水电为基础围水造景大力发展旅游业，成功摘掉了贫困的帽子。而这正是小水电在经济发展中的贡献之一[6]。

1.2.2小水电在生态保护中的作用

为实现碳达峰、碳中和的双碳目标，习近平总书记在2021年领导人气候峰会上提出了“大力发展可再生能源、加快构建适应高比例可再生能源的新型电力系统”的战略方向和“2030年我国非化石能源占一次能源消费比重将达到四分之一”的战略目标[7]。在构建安全可靠电网的前提下，要实现这个目标离不开小水电。首先小水电属于清洁能源且我国小水电存在很大的开发空间(我国小水电开发水平约占可开发水平的56%，发达国家普遍超过80%)，能够填补我国清洁能源的电力缺口；其次水电具备持续性，可以作为风能和太阳能大规模发展的支撑，能够解决风能和太阳能发电的随机性、波动性问题；而且水电水利工程是目前人类可以自主调节水文情势、解决天然水资源时空分布不均的唯一手段，能有效地避免江河泛滥、洪水肆虐和干旱；合理开发的小水电能依托库区建设风景名胜、湿地和栖息地等，起到保护自然环境、预防水土流失和提高生物多样性的作用[8]。

2 小水电生态影响及其特性

小水电门槛低且收益高，导致各方资本都涌入小水电市场。早期小水电在设计和建设过程中并未充分考虑生态环境保护，导致小水电生态问题十分突出。

2.1 小水电对河流生态的影响

早期小水电在设计上并未预留足够的生态流量，因此大多数小水电机组开机后下游河道流量迅速减少甚至断流、河道裸露、河流连通性受阻严重影响生态环境。另外小水电对生态环境影响是一个不断积累的过程。在开发强度高的河流上小水电梯级间距小(两个小水电间隔最短只有100 m)，对河流的连通性破坏严重。而且往往是上游电站发电尾水刚流出就进入下游电站引水口，也就是河流的大部分甚至全部水流均在连续的引水隧洞中，河流减脱水十分严重。如湖北省香溪河梯级小水电中各级小水电引水建筑首尾相连、河道减脱水严重、河流被严重阻隔、河流生态功能丧失，导致生态环境严重破坏[9]。

和高坝大库相比，小水电水文情势短时间内波动更加剧烈。小水电在开机运行时厂房以下流量迅速增大而在停机后流量急剧下降水位陡落，坝上库区河段也会由于发电机组的开闭出现水位陡涨陡落的情况。水位频繁且剧烈的波动不仅影响水生生境的稳定性和质量，也会直接导致底栖动物、鱼类等搁浅死亡。小水电通常分布在支流甚至源头区域，这些区域在河流生物多样性保护中有着重要作用。小水电的建设会改变河流水文情势，破坏河流连通性，无法适应变化的水生生物将会受到毁灭性的打击。例如洄游类鱼类无法通过堤坝洄游至产卵场，基因交流受阻引起遗传分化或遗传多样性下降，最终造成水生生物资源量减少和物种多样性降低。

2.2 小水电生态影响的特征

超过80%的小水电为引水式电站，相对于高坝大库的坝后式水电站而言，其对河流水文情势的改变方式和程度不同。雅砻江锦屏二级水电站为引水式电站，坝下至厂房间形成了119 km的减水河段。在保障生态流量的前提下减水河段依然维持着流水生境，流水性鱼类能够在该河段完成生活史并维持一定种群，鱼类多样性与小水电建设前无显著差异但资源量有所下降[10]。锦屏二级水电站下游的二滩水电站干流回水长约145 km，其正常蓄水位库容达58亿m3。二滩水库相对于原流水河段水生生境发生了巨大改变，原来流水性鱼类群落结构已经转变为静缓流鱼类结构，部分适应静缓流生境的养殖和外来种成为库区的优势种，生物多样性明显下降[11-12]。

总体上看，以引水式开发为主的小水电虽然对河流生态造成了严重影响，但这种开发方式具备水头低、库容小、减水河段可保持流水生境等特点，在连通性恢复、生境修复等方面具有很强的可塑性。

3 小水电生态修复措施

过去小水电以经济效益为重点忽视了生态保护，加上监管不当和过度发展，从而造成了小水电开发乱象。近年来随着国家对环境保护和绿色发展的重视度不断提高，有关部门组织开展对小水电核查评估，将小水电划分为3类：退出类、整改类和保留类。退出类小水电需全面退出；整改类小水电需要进行整改，在整改完成后进行考核，通过后可晋升保留类；保留类电站可以继续运行[13]。在评估过程中发现全国80%以上小水电归为整改类，需要进行针对性地整改工作，下面就已采取的小水电生态修复措施进行简单的介绍。

3.1 保留类小水电

取得了合法手续，不在保护区核心区、缓冲区和其他禁止区域，下泄生态流量满足标准并且无安全隐患的小水电为保留类小水电[14]。对此类符合生态文明建设和绿色小水电要求的小水电可以效仿欧美及日本进行考核，考核通过将认证为“绿色小水电”，享受优先发电和给予生态补偿电价等一系列福利政策[15]。

3.2 退出类小水电

对生态环境影响严重，经济价值和生态价值完全无法平衡，位于保护区核心区、缓冲区和禁止开发区域，存在安全隐患的小水电为退出类小水电[14]。此类电站需完全退出水电体系，恢复建站前的水文情势和山川地貌。在执行小水电退出过程中需一站一策、科学评估规划、科学退出，严防拆除和生态修复过程中对生态环境造成新的破坏和影响[2]。小水电在退出过程对当地财政造成一定的影响可以根据政策适当给予相应的补偿[16-17]。

3.3 整改类小水电

不属于保留类和退出类的小水电统一划分为整改类小水电。此类小水电根据各自的实际情况进行针对性地整改，根据整改结果判断归于保留类还是退出类。如湖南省洞口县挡溪水电站业主出于经济效益考虑主动申请转为退出类，湖北省蕲春县长林岗水电站则由于未按规定完成整改任务被强制转为退出类[14]。整改类小水电主要通过以下几点开展整改工作。

(1) 生态流量。多数整改类小水电因设计时间较早而没有设置生态流量相关设施，存在下泄生态流量不足导致河流减脱水的问题。需加装生态泄流设施和生态流量监测系统。如根据不同小水电的情况可以选择在溢流坝上增加泄流孔、加装生态机组和设置鱼道等多种手段来增加下泄生态流量[18]，安装具备图像智能识别功能的生态流量监测平台，利用网络公开生态流量和小水电运营计划等相关信息让人民群众共同监督[19]。

(2) 安全生产。小水电普遍重视发电所带来的经济效益，但为了追求较高的经济效益常常忽视安全生产的重要性。通过技术改造排除设备老化、漏水和坍塌等安全隐患，同时增效扩容和增加机组效率来减少能耗[20]。完善安全生产规章制度强化日常管理，做到“早发现、早预防、早处理”。

(3) 恢复鱼类资源。小水电的建设导致流域鱼类资源下降。通过补建过鱼设施和人工增殖放流等多种手段来恢复流域鱼类资源量[18-24]。

(4) 补全相关手续。土地许可证、环保类手续以及取水证的缺失是整改类小水电所存在的普遍现象。整改过程中相关手续的缺失普遍采取相对柔和的处理方式，主要是因为很多小水电建设时相关法律法规并不完善，以补办手续和缴纳罚款为主[14]。但这并不意味着法律法规的失效和无用，整改后的小水电需符合当前法律法规的要求。整改后依旧缺乏相关手续的小水电将归为退出类。

(5) 群众参与。针对部分小水电在整改过程中面临资金不足等问题，可以推行群众入股政策，群众提供资金进行小水电整改，而运行阶段给予群众分红。例如福建省梧桐乡梧桐坑村共有水电站4座，全村参股300余人共入股资金776万元，户均年分红达2 000余元，既解决了小水电改造资金问题又为农民创收，还调动了群众积极性共同监督管理[24]。

4 小水电生态修复存在的问题

小水电生态修复工作已取得了一定成效，但依然存在不少问题。

4.1 生态流量考核监督重流量轻过程

2006年1月原国家环保总局颁布了《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南(试行)》，明确了对会造成下游河道减脱水的水利水电工程必须下泄一定的生态流量及采取相应的生态流量泄放保障措施。并对河道外植被需水量、维持水生生态系统稳定所需水量、维持河流水质的最小稀释净化水量、河道内输沙需水量和河道蒸发需水量的计算方法作出了明确的规定。2019年8月水利部、生态环境部联合印发《关于加强长江经济带小水电站生态流量监管的通知》强调“确定生态流量时应当体现流量过程，反映河道天然来水丰枯变化”。在后来对小水电进行生态修复过程中，生态流量多以此为计算标准，但在整改阶段很多小水电仅规定了生态流量的最低流量，忽视了对生态流量过程(流量、频率、时机、持续时间和变化率等)的规定。四川雅安地区多年来以多年平均流量的10%下泄生态流量，2019年6月更改为15%后，并没有对生态流量过程进行详细的规定。这种只追求下泄总量的提升而忽视过程的行为导致雅安地区枯水期大部分小水电无水可用、无电可发，只能使用火力发电弥补电力差额反而对生态环境影响更加严重。

4.2 修复措施不全面，后期维护和监管不到位

小水电生态修复过程中缺乏系统性、流域性修复措施，生态修复后缺乏维护和监管。各省市出台的《小水电清理整改“一站一策”工作方案》，规定小水电生态修复需根据每个电站的特点提出针对性的整改措施。但整改过程中会出现下游小水电生态修复工作进展较快，在开展生态修复后上游水电站才进行生态修复，当地水文情势又发生变化导致原先制定的修复方案和努力付诸东流。还容易出现如秦岭、岳西等地区“一刀切”的情况，对处于生态红线的小水电不作任何评估全部归为退出类，部分绿色小水电拆除后反而对当地生态环境造成严重破坏。同时部分小水电以通过考核而非建设绿色小水电为目的，以被动修复和应付性修复为主，在考核通过恢复运行后不再进行后续维护和监管工作。缺少长期生态监测和效果评估，最终生态修复工作成为面子工程，生态环境问题没有得到根本改善。

4.3 生态修复管理机制不健全

监管主体不明确“谁该管、谁管谁、谁负责”，各部门之间互相推诿、监管形同虚设，导致即使存在生态流量下泄设施河流依旧出现减脱水断流现象。监管依据不足措施不当，缺乏上位法的规定。当前开展监管工作主要依靠部门规章和行业规定等，管理存在弹性空间。由于生态修复管理机制的不健全，祁连山当地政府借此空档在监管过程中为保护地方经济不惜对破坏环境的行为睁一只眼闭一只眼，水电站违法建设和违规运营导致祁连山生态环境严重破坏。

5 小水电生态修复建议

针对以上小水电生态修复措施存在的问题，笔者认为小水电生态修复应重点加强以下几个方面。

5.1 改变观念，拆坝不是目的

小水电近年来一直饱受诟病，被指责为破坏水域生态环境的罪魁祸首，部分环保人士呼吁将小水电拆除使河流恢复天然原始的状态。然而实际情况是现阶段大部分小水电依然具有不可替代的社会功能和价值，如防洪、发电、供水等。习近平总书记明确指出保护生态要以人为本，保护生态不等于消除所有人为因素恢复原始生态环境，而是人与自然和谐共处。然而部分地方在小水电整改的时候形式主义严重、缘木求鱼、舍本逐末，如针对小水电发电功能整改不拆除大坝但停止发电或拆除机组。生态修复过程中要明确拆坝不是目的，取消小水电的发电功能更不是目的，应该是权衡小水电综合效益与河流生态保护，实事求是开展小水电整改和生态修复工作。在实现双碳目标过程中，小水电是风能和光能发电的有力补充。目前小水电存在的生态环境问题并非小水电的先天性缺陷，主要是历史遗留、过度开发和管理不当共同造成的，可以通过技术改造和加强管理来解决。

5.2 明确主体，加强监管

5.2.1明确主体

当前小水电主要问题是主体不明、监管不当，在生态修复过程中和修复结束后的运行阶段要明确主体、加强监管采取切实有效的措施。小水电生态修复涉及水利、生态环境、农业农村、能源等多个主管部门，同时涉及地方和小水电业主等的利益，是一个十分复杂问题。应明确小水电生态修复的责任主体、管理机构和职责。《中华人民共和国长江保护法》规定“对长江流域已建小水电工程，不符合生态保护要求的县级以上地方人民政府应当组织分类整改或者采取措施逐步退出”。因此地方政府应统筹协调有关部门和业主，系统开展该地区小水电生态保护与修复。

5.2.2制定标准

当前关于小水电生态影响评估、小水电生态流量下泄、鱼类资源评估、生态补偿电价和生态设备运行等标准、规范尚不够完善。小水电业主和有关部门在执行过程中容易走偏走错。因此急需开展小水电生态修复相关法律法规和标准制定，减少有关部门在执行小水电生态修复监管工作中的主观性，避免一刀切或选择性执法。同时构建完整的小水电生态修复监管体系，切实提高小水电整改和生态修复效果。

5.2.3调动各方积极性

通过合理的奖惩政策和法律法规调动各方对小水电生态修复的积极性。① 要调动有关部门的积极性，明确主体和各自责任后加强监督管理；② 要调动业主的积极性，业主是小水电的实际拥有者，在小水电生态修复和绿色转型中发挥着重要的作用；③ 要调动人民群众的积极性，小水电最终目标也是绿色发展造福群众，应采取有效机制引导和鼓励当地群众主动参与到小水电生态修复和监管。

5.3 统筹考虑，采取综合措施

当前小水电开发引起的生态环境问题并非单个工程或者某条支流自身的问题，而是流域性或区域性问题。因此小水电生态修复及保护工作应充分考虑流域或区域生境状况及其分布特征，结合流域水电开发现状及规划实施方案对干支流、上下游等流域或区域进行统筹考虑和统一规划，采取综合的生态修复措施。切实加强流域生态环境保护，实现小水电开发与地方经济、社会和生态环境长期和谐发展。

5.4 结果导向，引入第三方评价机构

当前小水电的评价标准还较为片面，满足生态流量和安全生产且不在禁止开发区域的小水电均划分为保留类。想要真正实现小水电与自然和谐共处完成小水电绿色转型，应该更多地以生态环境改善为导向，以此评价生态修复的效果。在整改类小水电生态修复过程中及修复完成后，建议引入专业的第三方评价机构定期对流域或区域生态环境(水生生境、水质、水生生物及鱼类生物多样性等)进行系统评价。以生态环境是否得到了改善和生物多样性是否增加等生态环境指标，整体性评判流域或区域小水电生态修复工作的效果。

5.5 信息公开，公众参与

充分利用现有的网络条件大力宣传小水电生态修复事业，公开生态修复前后小水电各项生态指标(下泄生态流量、发电量、收益等数据)，做到信息公开化、透明化，让改变看得见。引导公众参与，让广大群众参与评判小水电生态修复工作的成果。

5.6 鼓励科研，发展新技术

中国绿色小水电建设和生态修复起步较晚、科研积累薄弱，还存在较多的不完善之处，但同时也具有较大的提升空间。要鼓励相关科研工作的开展，加快科研成果转化。在小水电生态修复过程中运用更加科学、高效、安全和对生态环境影响更小的技术手段。例如金华频等[17]设计的一种基于人工智能和图像识别的小水电生态流量监测系统和廖庭庭[24]研究的小水电生态补偿电价算法等，均是很好的创新和尝试，应及时总结、积极推广。

6 结 语

小水电在国家实现双碳目标和绿色可持续发展过程中有着举足轻重的地位。当前小水电造成的生态环境影响并非是小水电先天缺陷，是可以通过技术改造、生态修复和完善监管解决的，小水电绿色转型是完全可以实现的。我们要积极开展小水电生态修复，明确修复和监管主体、完善评价指标、构建完整的监督和奖惩体系同时调动各方面积极性，真正实现人与自然和谐共处。