水电站生态流量再利用的研究
黄虹杰
渝能(集团)有限责任公司龙泰发电厂重庆市409100
水电作为清洁可再生能源,在我国能源结构中占据重要地位。然而,大规模水电开发在带来显著经济效益和社会效益的同时,也对河流生 成了 诸多负面影响, 河流断流、水质恶化、生物多样性减少等。生态流量是指维持河流生态系统基 量 障生 态流 是 维护河流健康生命、实现水电可持续发展的关键。近年来,随着生态环保意识的增强,水电站生态流量保障问题受到广泛关注。在满足生态流量下泄要求的基础上,如何对生态流量进行科学合理的再利用,提高水资源利用效率,成为当前水电领域研究的重要课题。
1. 水电站生态流量概述
1.1 生态流量的概念
生态流量是为保障河流生态系统的结构完整和功能正常,维持水生生物生存和繁衍,满足河流生态服务功能所需的一定水量和水质条件下的流量。它不仅包括维持河流基本形态和自净能力的水量,还包括满足水生生物栖息、繁殖和迁徙等生态过程所需的水量。生态流量是一个动态的概念,受河流自然特征、生态保护目标、季节变化等多种因素的影响。
.2 保障生态流量的重要性
保障水电站生态流量对于维护河流生态系统健康至关重要。首先,生态流量是维持河流基本生态功能的基础,能够保证河流的自净能力,减少水体污染,维持水生态平衡。其次,充足的生态流量为水生生物提供了适宜的生存环境,有利于保护生物多样性,促进生态系统的稳定和可持续发展。此外,生态流量还对河流两岸的生态环境和人类社会产生积极影响,如维持湿地生态系统、保障农业灌溉用水、支持旅游业发展等。
2. 当前水电站生态流量保障面临的问
2.1 生态流量下泄执行不到位
生态流量下泄执行是保障生态流量泄放的关键。但实际上,检测装置的不稳定性和部分小水电发电利益冲突,此外,对水电站生态流量下泄违规行为的处罚力度不足,难以形成有效威慑,无法保障生态流量有效下泄。2.2 生态流量再利用意识淡薄
长期以来,人们对水电站生态流量的认识多停留在保障下泄层面,对其再利用的重要性认识不够。水电站运营管理者常将生态流量视为负担,缺乏主动再利用意识,造成大量生态流量浪费。同时,社会公众对生态流量再利用关注度低,参与和监督积极性不高,这不利于推动生态流量再利用工作的开展与推进。
3. 生态放流对企业的应用与生态流量再利用的模式
3.1 生态放流设施改造与生态机组建设
企业在水电站中实施生态放流设施改造,通过增设岔管、改造引水系统等方式,确保生态流量能够准确下泄至下游河段,满足河流生态需求。同时,结合生态放流改造项目,建设生态机组,利用生态基流进行发电。生态机组通过“以机代阀”的方式实现生态流量的泄放,既满足了环保要求,又提高了水资源的利用效率。
3.2 生态流量发电
对于具有一定水头和流量的生态流量,企业可通过建设小型水电站或增设发电机组的方式进行发电利用。在满足生态流量下泄要求的前提下,合理利用生态流量的水能资源,将其转化为电能,实现水资源的二次利用。生态流量发电不仅能提高水电站的经济效益,还能减少对传统能源的依赖,降低碳排放,具有良好的环境效益。在实施生态流量发电时,企业应充分考虑对河流生态系统的影响,采取必要的生态保护措施,确保发电活动不会对生态流量造成破坏。
3.3 农业灌溉利用
企业将生态流量引入农田进行灌溉,是生态流量再利用的重要途径之一。在农业用水高峰期,合理调配生态流量用于灌溉,可缓解农业用水紧张局面,保障农作物的生长需求。同时,生态流量中的营养物质有助于改善土壤肥力,促进农业可持续发展。为确保生态流量农业灌溉利用的顺利实施,企业需要加强农田水利基础设施建设,完善灌溉渠道网络,提高灌溉效率,减少水资源浪费。
3.4 生态补水
在干旱季节或河流生态脆弱时段,企业将生态流量用于补充河流生态用水,维持河流生态系统的基本功能。生态补水可改善河流的水质和水生生物的生存环境,促进河流生态系统的恢复和修复。企业在进行生态补水时,应根据河流的生态需求和水文特征,合理确定补水的时间、流量和方式,确保补水效果的最大化。
4. 水电站生态流量再利用的效益评估
4.1 经济效益
生态流量再利用能为企业开辟多元增收路径,带来直接且可观的经济效益。在电力生产方面,借助生态流量发电,企业可显著增加电力产出,降低对外部电网电量的依赖,减少下网电量采购成本,实现电力自给自足与成本节约的双重目标。农业灌溉领域,合理利用生态流量能降低农业生产用水成本,同时精准灌溉有助于提高农作物产量与质量,增加农民收入,带动农业产业链发展。生态补水可保障渔业资源可持续发展,促进渔业经济增长。景观营造则能吸引游客,带动当地旅游业繁荣,增加旅游收入并创造大量就业机会。
4.2 生态效益
生态流量再利用对于改善河流生态环境意义重大,能产生显著的生态效益。合理的生态流量发电、农业灌溉和生态补水等利用方式,是维持河流基本生态功能的关键。它们能确保河流有足够的水量维持生态系统的物质循环和能量流动,保护生物多样性,促进生态系统的平衡与稳定。景观营造通过增加水域面积,改善局部气候,为野生动植物创造适宜的栖息和繁衍环境,进一步提升区域的生态服务功能。比如,通过生态补水,干涸的河道得以恢复生机,鱼类等水生生物数量增加,河流生态系统逐渐恢复健康。
4.3 社会效益
生态流量再利用在促进社会和谐发展方面发挥着积极作用,具有广泛的社会效益。一方面,它有利于实现水电开发与生态保护的协调共进,缓解水电开发过程中与社会公众的矛盾冲突,提高社会对水电工程的认可度和接受度,为水电行业的可持续发展营造良好的社会氛围。另一方面,生态流量再利用项目能为当地居民提供大量就业机会,涵盖工程建设、运营管理、旅游服务等多个领域,改善居民的生活条件,促进社会稳定和谐。此外,美丽的景观环境还能提升居民的生活品质,丰富居民的精神文化生活,增强居民的幸福感和归属感。
5. 结束语
综上所述,水电站生态流量再利用是化解水电开发与生态保护矛盾、推动水资源可持续利用的关键之举。当下,生态流量保障存在确定方法欠科学、 监管乏力、 再利用意识不足等问题。通过结合生态放流设施改造与生态机组建设的实际应用,探索发电、 景观营造等再利用模式,企业可收获多赢效益。为此,需强化科研、完善法规、健全监管、提升公众意识,凝聚多方力量,实现水电开发与生态协调共进。
参考文献
[1] 车建波,姚军波.小水电站生态流量调度分析——以浙江省绍兴市上虞区为例[J].小水电,2023,(05):5-7.
[2] 李明都.不同水资源开发利用程度河流生态流量计算与生态调度模拟[D].兰州大学,2022.
[3]郭建阳.基于河流生态保护的水电站水库优化调度分析[J].长江技术经济,2022,6(S1):38-40.