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70年代以前,在用算盤和計(jì)算尺作為計(jì)算工具的年代,用拱冠梁法計(jì)算一個(gè)拱壩,三個(gè)人要算上半年;用圓弧滑動(dòng)法分析土壩的壩坡穩(wěn)定,一天只能算一個(gè)圓弧,而要找出最危險(xiǎn)的滑動(dòng)弧,往往要算上數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)圓弧;一個(gè)土壩下埋著的涵洞,其結(jié)構(gòu)計(jì)算,三個(gè)人要算上三個(gè)月;水電站的調(diào)壓井,其水位震蕩過程,一個(gè)人要算上幾十天,……。水利水電工程的繁瑣設(shè)計(jì)計(jì)算還可以舉出很多很多,而這些計(jì)算項(xiàng)目直至今日,在工程設(shè)計(jì)中還是必不可少的。這樣的計(jì)算效率,對于“”前的工程技術(shù)人員來說,可能都有體會(huì)。所以,從繁瑣的計(jì)算中解放出來,使更多的精力用于工程的優(yōu)化,一直是水利水電工程師的愿望。工程設(shè)計(jì)圖是工程師的語言和論文,那復(fù)雜、密密麻麻的線條,凝結(jié)著多少人的艱苦勞動(dòng),特別是那個(gè)樞紐總平面布置圖,牽一線而動(dòng)全局。當(dāng)年,工程師們整天爬在圖版上,近視眼的度數(shù)不斷增加,挺直的腰干不得不彎下來。改了一次又一次,作廢了多少圖紙。所以,水利水電工程不但需要在分析計(jì)算上采用先進(jìn)的計(jì)算手段,而且需要在工程繪圖上采用CAD手段。
《水利水電工程設(shè)計(jì)計(jì)算程序集》是全國水利水電勘測設(shè)計(jì)部門中較為完整和系統(tǒng)化的程序集,可以完成中小型水利水電工程的絕大部分常規(guī)計(jì)算,已經(jīng)在本行業(yè)的40多個(gè)甲級(jí)設(shè)計(jì)院和眾多的市、地、縣一級(jí)勘測設(shè)計(jì)部門得到應(yīng)用。另外,還有一些沒有收集到《水利水電工程設(shè)計(jì)計(jì)算程序集》的程序也在一些設(shè)計(jì)院使用著。若干中型、大型工程的分析計(jì)算軟件還沒有匯集成冊。
在計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)方面,土石壩CAD、拱壩CAD、重力壩CAD、閘門CAD、廠房CAD、樞紐布置CAD、水能CAD、隧洞CAD、渠系CAD、河道整治CAD等等,已經(jīng)在有些設(shè)計(jì)院得到很好的應(yīng)用,對于優(yōu)化設(shè)計(jì),提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,加快設(shè)計(jì)進(jìn)度,減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,發(fā)揮了積極的效果。
時(shí)至今日,很難設(shè)想,沒有水利工程方面的軟件,怎么進(jìn)行設(shè)計(jì)工作,這就是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的表現(xiàn)。這些軟件,為水利水電工程采用先進(jìn)技術(shù),為優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)約投資作出了巨大的貢獻(xiàn)。
貢獻(xiàn)雖大,卻經(jīng)歷了一個(gè)痛苦的過程。7、80年代,有一些設(shè)計(jì)部門的領(lǐng)導(dǎo),羞羞答答的擬投資計(jì)算機(jī),花幾萬、幾十萬元,買一些計(jì)算機(jī)設(shè)備,還勉強(qiáng)通得過,說要花幾百、幾千元買軟件,無論如何也想不通。這種思想狀態(tài),現(xiàn)在仍然殘留在社會(huì)上。設(shè)備是看得見的,價(jià)格不容懷疑,不能無償拿回。軟件是看不到的,它是否有價(jià)值,他們懷疑,更有甚者,我也可以盜版來。有些設(shè)計(jì)單位的領(lǐng)導(dǎo)花幾百幾千元請客吃飯,眼都不眨一下,要他拿出幾百元幾千元買軟件,根本不于考慮。無償或低價(jià)使用軟件,仍然是大家的習(xí)慣。水利部規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在80年代曾投入上千萬元,支持各甲級(jí)院開發(fā)軟件,但各院用于開發(fā)的人力價(jià)值,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)劃設(shè)計(jì)總院的投入,開發(fā)成果屬于誰,總院無權(quán),各院也不愿無償提供,但也賣不出好價(jià)錢,以收回成本,最后只有本院獨(dú)享,好在它著實(shí)提高了我們國家的水利設(shè)計(jì)水平。沒有軟件的設(shè)計(jì)院怎么辦,只有重復(fù)開發(fā)。當(dāng)年軟件的開發(fā)者,多數(shù)是出于對科學(xué)技術(shù)的熱愛,對事業(yè)的執(zhí)著,是不計(jì)報(bào)酬的,干著高水平的工作,拿著單位的平均工資,無怨無悔的工作,這樣,遂產(chǎn)生了當(dāng)前這么多水利應(yīng)用軟件。這一批人老了,退休了,年輕人上來了,也有不少好的軟件問世,更豐富了水利軟件的陣容。年輕人最講究自我價(jià)值,這種扭曲貢獻(xiàn)與報(bào)酬的關(guān)系,能夠吸引高水平的技術(shù)人員長期投入嗎?
現(xiàn)在,人們慢慢懂得了軟件的威力,但相當(dāng)多的人仍然不懂它的價(jià)值。我們可以花幾十萬、上百萬買國外的軟件,卻不愿意用1/10的價(jià)格買國內(nèi)的軟件,特別是水利軟件,有些人還罵有償轉(zhuǎn)讓的人是銅臭。當(dāng)真水利軟件的作者就如此低價(jià)嗎?,F(xiàn)在不是軟件漫天飛,你可以不買這個(gè)買那個(gè),現(xiàn)在經(jīng)常會(huì)遇到好的軟件不愿意拿出來。
除了《水利水電工程設(shè)計(jì)計(jì)算程序集》向用戶推廣使用以外,還有一些設(shè)計(jì)院也在把自己的一些軟件推向社會(huì),但更進(jìn)一步的交流仍然存在著一些障礙。特別是各種CAD軟件,很難找到賣主。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?
一、CAD軟件及其所出的設(shè)計(jì)成果,代表了一個(gè)設(shè)計(jì)院的水平,在設(shè)計(jì)投標(biāo)中,誰也不愿意競爭對手由于工具的先進(jìn)而打敗自己。
二、水利水電行業(yè)的軟件銷售價(jià)格,嚴(yán)重的與其實(shí)際價(jià)值不相稱。軟件編制者從事的是雙專業(yè)的高水平技術(shù)工作,就因?yàn)槟悴荒転楸締挝粧昊馗嗟氖杖?,無論待遇和地位都不能與你對社會(huì)的貢獻(xiàn)相一致。作為設(shè)計(jì)單位的領(lǐng)導(dǎo)者,也不愿意將高水平的雙專業(yè)人員,壓在不掙錢的軟件開發(fā)崗位,于是。設(shè)計(jì)單位紛紛撤消7、80年代建立的計(jì)算機(jī)室、處,或者改變它的性質(zhì):只管管電腦設(shè)備。作為軟件編制者,寧愿多攬幾個(gè)工程設(shè)計(jì)任務(wù),而不愿意過多的編制軟件和賣軟件。因?yàn)樵O(shè)計(jì)費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于軟件的價(jià)格。
三、由于水利水電工程的多樣性,應(yīng)用條件的千變?nèi)f化,程序編制者很難一次預(yù)見到所有的工程條件,經(jīng)常要對程序做某種修改,有一個(gè)逐步完善的過程。這就要求程序使用者非常熟悉軟件的性能,因而程序的售后服務(wù)工作量相當(dāng)大,有些得不償失,還不如不賣。
雖然存在著這些障礙,但是,仍然有一些熱心人士和單位,執(zhí)著的從事著軟件開發(fā)工作,愿意將軟件貢獻(xiàn)給社會(huì)。在推廣應(yīng)用《水利水電工程設(shè)計(jì)計(jì)算程序集》的過程中,我們了解到,市、地、縣級(jí)設(shè)計(jì)單位很需要更多的水利水電工程的應(yīng)用軟件,特別是CAD方面的應(yīng)用軟件。水利工程網(wǎng)站開辟了應(yīng)用軟件的交流園地,加強(qiáng)應(yīng)用軟件的程序交流和信息交流。歡迎各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員參與。
您可以采用下面的任意一種交流方式:
一、有愿意將自己編制的應(yīng)用程序作為自由軟件,提供給大家無償使用,接受大家的檢驗(yàn)的,我們衷心的歡迎你們,并向你們表示謝意。
二、愿意將自己編制的應(yīng)用程序,有限制的提供大家使用,當(dāng)需要完全版本時(shí),可以與您具體商議轉(zhuǎn)讓辦法。
1.1AHP確定控制模型的主觀權(quán)重層次分析法的基本步驟如下:①將各個(gè)評價(jià)指標(biāo)按照不同屬性自上而下分解成若干層次,形成遞階層次結(jié)構(gòu)模型;②對同一層次的各評價(jià)指標(biāo)關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較,根據(jù)評定尺度確定其相對重要程度,構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣;③由判斷矩陣計(jì)算被比較評價(jià)指標(biāo)對于該準(zhǔn)則的權(quán)重并作一致性檢驗(yàn);④組合一致性檢驗(yàn)。計(jì)算一致性指標(biāo):CI=(λmax-n)(/n-1),n為矩陣的階數(shù)。
查詢對應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI,當(dāng)n=1,2,…,10時(shí),RI的取值見表2。當(dāng)隨機(jī)一致性比率CR=CI/IR<0.1時(shí),認(rèn)為該層次排序權(quán)重具有滿意的一致性。
1.2熵確定控制模型的客觀權(quán)重我們將綜合指標(biāo)的重要性和指標(biāo)提供的信息量這兩方面來確定各指標(biāo)的最終權(quán)重?,F(xiàn)有m個(gè)待評項(xiàng)目,n個(gè)評價(jià)指標(biāo),形成原始數(shù)據(jù)矩陣。矩陣R中第i行Ri反映被評對象的第i個(gè)因素對于評價(jià)集中個(gè)評價(jià)的隸屬度,第j列反映被評對象各因素分別取評價(jià)集第j個(gè)評價(jià)的程度,其中i=1,2,…,n,j=1,2,…,m。
1.3基于熵和AHP的多層次模糊綜合評判模型根據(jù)2.3中基于熵和AHP確定組合權(quán)重W,和2.3中確定的單因素評判矩陣R,綜合評判模型為A=W•R,記A=(a1,a2,…,am)。A即為綜合評價(jià)結(jié)果,aj表示評價(jià)對象對評價(jià)集中第j個(gè)等級(jí)的隸屬度。
1.4基于熵和FAHP的模糊綜合評判結(jié)果的確定確定了影響水利水電工程造價(jià)的相關(guān)評判指標(biāo)的模糊綜合評判集,根據(jù)最大隸屬度法選擇最大的評判指標(biāo)所對應(yīng)的評判集作為最終評判結(jié)果。
2基于熵和FAHP的水電工程全壽命造價(jià)控制實(shí)證研究
本文以西北口水電站的建設(shè)為例,建立基于信息熵的灰色關(guān)聯(lián)分析模型,根據(jù)每個(gè)階段的影響因素,計(jì)算每個(gè)管理階段對工程造價(jià)影響程度的灰色關(guān)聯(lián)度的大小。
2.1西北口水電站全壽命評價(jià)模型權(quán)重的確定根據(jù)表1中選取的指標(biāo)體系,通過2.3中權(quán)重的計(jì)算方法,該評價(jià)模型的權(quán)重向量計(jì)算結(jié)果如表3所示。
2.2基于熵和AHP的西北口水電站模糊綜合評判模型①設(shè)置評判模型的評語集。依據(jù)西北口水電站工程造價(jià)控制管理評價(jià)指標(biāo)體系的特點(diǎn),針對各層指標(biāo)設(shè)定評語集為{非常重要,很重要,一般重要,有影響}。②模糊隸屬度矩陣的確定。確定模糊評價(jià)矩陣R=(rij),Ri為對應(yīng)一級(jí)指標(biāo)Bi的模糊評價(jià)矩陣,i=1,2,3,...,n,其元素通過模糊統(tǒng)計(jì)方法確定,rkj=mkj/K其中K為專家數(shù),mkj為第k個(gè)指標(biāo)評價(jià)為Vi的次數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明,水利水電造價(jià)全壽命管理中各階段對工程造價(jià)影響的灰色關(guān)聯(lián)度大小的排序?yàn)椋涸O(shè)計(jì)階段>決策階段>施工階段>竣工階段。
2.3結(jié)果分析①設(shè)計(jì)階段的造價(jià)管理對整個(gè)水利水電工程全壽命管理的影響最大,其次是決策階段,這兩個(gè)階段在此模型中計(jì)算的灰色關(guān)聯(lián)度也比較接近。②設(shè)計(jì)階段的造價(jià)管理直接影響了西北口水電站建設(shè)最終的決算成本,這與基于熵和FAHP全壽命管理模型的評價(jià)結(jié)果是一致的,驗(yàn)證了該模型科學(xué)性和合理性。
3結(jié)語
水電工程項(xiàng)目是為群眾生活、社會(huì)發(fā)展而建設(shè)的項(xiàng)目,項(xiàng)目使用的資金也是由國家政府單方面的撥款,并不涉及到個(gè)人或某企業(yè)的款項(xiàng)。但是,在資金下?lián)艿剿姽こ淌┕挝坏倪^程中,會(huì)經(jīng)過多層審核,而層層的審核也讓資金出現(xiàn)流失的問題,導(dǎo)致項(xiàng)目工程資金款項(xiàng)延后,甚至資金出現(xiàn)短缺的問題,而一些施工企業(yè)也只能用一些劣質(zhì)的材料完成,不僅影響了水電工程施工的進(jìn)度,還對其項(xiàng)目質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。
2、水電工程管理模式分析
2.1建立健全項(xiàng)目規(guī)章制度
科學(xué)的規(guī)章制度是提高水電工程建設(shè)效率的基本手段,而在當(dāng)今水電工程項(xiàng)目管理中卻缺乏全面性、科學(xué)性,首要的任務(wù)是做好水電工程項(xiàng)目管理的規(guī)章制度。首先,要從項(xiàng)目管理內(nèi)部機(jī)構(gòu)的職能設(shè)置進(jìn)行管理,加強(qiáng)各個(gè)部門的管理力度;其次,加強(qiáng)對工程項(xiàng)目招投標(biāo)程序的管理,要建立招投標(biāo)程序的規(guī)范化、程序化、透明化,建立對招投標(biāo)程序的評標(biāo)、定標(biāo)的監(jiān)督部門,從各個(gè)角度來完善工程項(xiàng)目的規(guī)章制度,確保工程實(shí)施有章可循;最后,在強(qiáng)化內(nèi)部管理制度的同時(shí),要多引進(jìn)一些先進(jìn)企業(yè)的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn),通過這種方式可以增加企業(yè)內(nèi)部管理的經(jīng)驗(yàn),避免發(fā)生“閉門造車”的現(xiàn)象,要將眼光看遠(yuǎn),這樣才有利于水電工程項(xiàng)目的建設(shè)。2.2加強(qiáng)水電工程施工現(xiàn)場質(zhì)量管理水電工程施工現(xiàn)場管理關(guān)系到施工的質(zhì)量,是不容疏忽的,水電工程不是企業(yè)更不是個(gè)人的工程,是為提高人們的生活質(zhì)量,提高社會(huì)發(fā)展所建設(shè)的國家工程,因此,水電工程施工現(xiàn)場的管理工作也擔(dān)起為群眾服務(wù)的責(zé)任。首先,要建立健全的施工現(xiàn)場質(zhì)量管理體制,如施工單位保障的控制、施工標(biāo)準(zhǔn)的控制、政府質(zhì)量監(jiān)督的控制、監(jiān)理單位監(jiān)督的控制等,以此來提高水電工程整體的施工質(zhì)量。其次,要不斷的完善管理制度,科技在進(jìn)步,人們的生活水平也在提高,對水電的需求也有著明顯的提升,也為水電監(jiān)督管理部門迎來更大的挑戰(zhàn),因此,監(jiān)督管理部門必須做好各項(xiàng)因素的調(diào)查分析工作,如發(fā)現(xiàn)不足的地方要及時(shí)改正,發(fā)現(xiàn)落后的環(huán)節(jié)要及時(shí)提高,做好管理制度的科學(xué)化、合理化,同時(shí),應(yīng)保證充足的工程質(zhì)量監(jiān)督的經(jīng)費(fèi),這樣質(zhì)量監(jiān)督工作才能發(fā)揮最佳的監(jiān)督管理水平,確保水電工程的質(zhì)量。
2.3加強(qiáng)水電工程施工現(xiàn)場的安全管理
安全管理在水電工程施工中占有重要的地位,對工程施工現(xiàn)場的員工做好安全的工作,要本著“安全第一”的施工原則開展工程建設(shè)。首先,要對原有的安全管理體制進(jìn)行完善,加強(qiáng)安全監(jiān)督,開展對安全事故的分析和預(yù)控的能力,要將安全隱患扼殺在萌芽中。其次,監(jiān)督部門應(yīng)加強(qiáng)對現(xiàn)場的安全檢查和管理的工作,對施工人員的技術(shù)水平、操作能力等綜合能力進(jìn)行考核,同時(shí)還要做好對施工現(xiàn)場材料、器材、設(shè)備的檢查工作,確保施工管理的效果。最后,要結(jié)合安全法對員工違法的施工行為進(jìn)行約束和處罰,提高員工法律意識(shí)、安全意識(shí),以此來確保員工安全管理的自覺性,全面的提高水電工程施工的安全管理水平,促進(jìn)水電工程的良好實(shí)施。
2.4對水電工程開工和驗(yàn)收的管理
水電工程項(xiàng)目的開工管理工作,是需要對項(xiàng)目法人、機(jī)構(gòu)等權(quán)限審批的管理,工程開工前需要向相關(guān)部門提供開工申請,授權(quán)審批后才可以正常開工。當(dāng)然,在項(xiàng)目工程開工前,相關(guān)的管理部門必須做好施工前的準(zhǔn)備工作,要對施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄,為后續(xù)工程驗(yàn)收工作提供可靠的依據(jù)。另外在對工程進(jìn)行驗(yàn)收時(shí),監(jiān)督部門要嚴(yán)格的執(zhí)行質(zhì)量管理,將工程的施工情況與設(shè)計(jì)初的情況進(jìn)行核對,一旦發(fā)現(xiàn)哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,需及時(shí)進(jìn)行修改,如果在不影響質(zhì)量的情況下,可以召集各個(gè)相關(guān)部門對開工設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整,這需要讓監(jiān)管部門了解實(shí)際的情況,管理工作不僅要對水電工程的質(zhì)量、安全進(jìn)行管理,同時(shí)還具備高度的責(zé)任感,要對國家、對群眾的責(zé)任。
3總結(jié)
關(guān)鍵詞:生態(tài)環(huán)境水電工程建設(shè)體系
2003年,一場關(guān)于“楊柳湖工程”和“怒江水電開發(fā)規(guī)劃”的爭論引起了社會(huì)和公眾廣泛的關(guān)注。爭論的焦點(diǎn)是水電開發(fā)和生態(tài)環(huán)境(包括自然和文化遺產(chǎn))保護(hù),與從80年代開始的世界范圍的爭論類似,許多專家主張,為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境,停止尚未開發(fā)的江河的水電開發(fā),保留一條原生態(tài)的河流。
這場爭論應(yīng)該是一件好事。第一,它反映了中國的專家學(xué)者和公眾生態(tài)環(huán)境意識(shí)的提高,不再僅僅從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度看問題,是與“統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展”的要求一致的;第二,它反映了水電開發(fā)的大好形勢,如果在若干年前,一年連一個(gè)大型水電站都開工不了,就不會(huì)擔(dān)心水電的“無序開發(fā)”,就不會(huì)引起人們的重視;第三,它反映了水電開發(fā)在經(jīng)過了資金約束時(shí)期、市場約束時(shí)期后,進(jìn)入了生態(tài)環(huán)境約束時(shí)期。
如何通過深入的研究和討論,在一些重大問題的認(rèn)識(shí)上取得基本共識(shí),在水電開發(fā)中切實(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境,通過生態(tài)環(huán)境保護(hù)促進(jìn)水電建設(shè)的健康的發(fā)展,特別是以科學(xué)的發(fā)展觀為指導(dǎo),建立與生態(tài)環(huán)境友好的水電工程建設(shè)體系,可能是實(shí)現(xiàn)水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的正確途徑。
一、從中國的國情和發(fā)展目標(biāo)看水電開發(fā)和建壩的必要性
黨的十六大提出2020年實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)將把一個(gè)占全球人口1/5的大國帶入比較富裕、文明的社會(huì),這是人類歷史上最為艱巨和宏大的社會(huì)進(jìn)步過程。十六屆三中全會(huì)提出的統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展、統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展、統(tǒng)籌國內(nèi)發(fā)展和對外開放的新發(fā)展觀,將成為我們制定社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本出發(fā)點(diǎn)。
中國實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)受多方面的約束,其中與水電開發(fā)和建壩比較密切的有:能源;水資源;土地資源;生態(tài)與環(huán)境。
1.中國的能源結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢決定15-20年內(nèi)需要大力發(fā)展水電
1.1中國的能源結(jié)構(gòu)、水電資源總量和在中國能源組成中的地位
中國常規(guī)商品能源資源占世界總量的10.7%,水能資源居世界第一位,煤居第三位,石油第十二位,天然氣第二十二位,由于我國人口眾多,人均能源可采儲(chǔ)量遠(yuǎn)低于世界平均水平,2000年人均石油可采儲(chǔ)量只有2.6噸,人均天然氣可采儲(chǔ)量1074立方米,人均煤炭可采儲(chǔ)量90噸,分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%。
2002年,我國一次能源產(chǎn)量為13.87億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中煤炭產(chǎn)量13.8億噸,居世界第一位;原油1.67億噸,居世界第五位;天然氣產(chǎn)量326.6億立方米,居世界第十六位;發(fā)電量16540億千瓦時(shí),居世界第2位,其中水電發(fā)電量2280億千瓦時(shí),居世界第四位。2002年,全國一次能源消費(fèi)量為14.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中煤炭占66.1%,石油23.4%,天然氣2.7%,水電7.1%,核電0.7%。我國已成為世界第二大能源消費(fèi)國。中國能源結(jié)構(gòu)以煤為主的形勢將長期存在,若采取正確的政策,可使能源結(jié)構(gòu)中煤的比例有所下降。
水電資源總量在中國能源組成中僅次于煤處第二位。
正在進(jìn)行的第六次全國水能資源普查結(jié)果雖然尚未正式公布,但最新的勘察資料表明,理論蘊(yùn)藏量6.89億kW(1980年普查成果為6.8億kW,下同),技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量4.93億kW(3.78億kW),經(jīng)濟(jì)可開發(fā)裝機(jī)容量為3.95億kW。這個(gè)資源量意味著什么?
第一、水能資源是我國最豐富的能源資源??偭渴澜绲谝唬司材芙咏澜缙骄剑ò唇?jīng)濟(jì)可開發(fā)水能資源為91%),而平常經(jīng)常提到極為豐富的煤炭資源人均約為世界平均水平的55%,石油資源人均達(dá)不到世界平均水平的10%。
第二、水電能源是中國現(xiàn)有能源中唯一可以大規(guī)模開發(fā)的可再生能源,煤炭、石油都是不可再生的。水電能源考慮的時(shí)間段越長,其總量越大。按常規(guī)能源再使用100年考慮,中國經(jīng)濟(jì)可開發(fā)水電能源折合標(biāo)準(zhǔn)煤507億tce。而中國煤炭剩余可采儲(chǔ)量為950億t,折合標(biāo)準(zhǔn)煤678億tce,而煤炭又是重要的化工原料,若按80%用于能源,折合標(biāo)準(zhǔn)煤542億tce。因此,中國的能源資源中,水電能源和煤炭能源處在大體相同的水平。由于水電能源是可再生能源,越早開發(fā)越好,如果50年內(nèi)不開發(fā),就等于浪費(fèi)了1/2的水電能源,按經(jīng)濟(jì)可開發(fā)計(jì)為254億tce。而煤炭不開發(fā)則能繼續(xù)保存。
其他能源,如核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能都是今后發(fā)展的方向,但由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的原因,即使大力發(fā)展,核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能加起來在發(fā)電能源中也不可能超過15%。而水電可以占到25-30%。因此在今后20-30年中,水電將繼續(xù)在中國能源結(jié)構(gòu)中處于第二的位置。
1.2中國發(fā)展的要求需要發(fā)展水電
本世紀(jì)的頭20年是中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期,到2020年中國實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)翻兩番。根據(jù)國際經(jīng)驗(yàn),這一時(shí)期是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。大部分發(fā)達(dá)國家在此期間經(jīng)歷了人均能源、資源消費(fèi)量增長較快(尤其在人均GDP在三千美元左右)和能源、資源結(jié)構(gòu)快速變化的過程。
2020年需要多少能源?專家的預(yù)測結(jié)果是:2020年中國一次能源的需求在25-33億噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間,最少將是2000年的兩倍。煤炭是21-29億噸,石油是4.5-6.1億噸,天然氣是1453-1654億立方米,發(fā)電裝機(jī)容量是8.6-9.5億千瓦。
如果采取正確的能源戰(zhàn)略、相關(guān)的政策措施和積極推動(dòng)科技進(jìn)步,未來20年中國的能源需求將有可能保持相對較低的增長速度。到2020年中國一次能源的需求均值為29億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,是2000年的2.2倍。這就意味著中國還有可能繼續(xù)實(shí)現(xiàn)能源翻一番,GDP翻兩番。二是在保持相同經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)的前提下,由于能源結(jié)構(gòu)和能效提高的差別,2020年的一次能源需求仍可能有約8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的巨大差異。
按中等水平考慮,2020年發(fā)電裝機(jī)容量9億千瓦,若水電裝機(jī)容量2.3億千瓦,比2002年增加約1.5億千瓦,按年利用4000小時(shí),火電煤耗按先進(jìn)的330g/kwh計(jì),一年少燃煤約2億噸。
若進(jìn)一步考慮到2050年,16億人口的中國實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化,即使按照最節(jié)約的生活方式,人均1kw的發(fā)電裝機(jī)是需要的,因?yàn)檫@遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家目前的水平,也低于現(xiàn)在我國大城市的水平??傃b機(jī)16億千瓦,即使考慮第六次水力資源普查新增1億kw經(jīng)濟(jì)可開發(fā)容量,考慮生態(tài)環(huán)境約束,按70%開發(fā)考慮,水電裝機(jī)也只能增加0.7億千瓦。因此2020-2050將進(jìn)入水電增長非常緩慢的時(shí)期,與西方發(fā)達(dá)國家目前的情況類似。這樣,16億千瓦總裝機(jī)中有3億千瓦水電,不到19%。
因此,中國水電的快速發(fā)展期就是今后15年。由于可再生資源的特點(diǎn),如果要開發(fā),就應(yīng)該早開發(fā)。
另外,從國際對比看,發(fā)達(dá)國家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本完成,歐美發(fā)達(dá)國家開發(fā)水電早,在上世紀(jì)50-60年代,水能資源的開發(fā)已達(dá)70%左右,當(dāng)時(shí)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與開發(fā)建設(shè)的矛盾問題不突出?,F(xiàn)在發(fā)達(dá)國家基本上不再對未開發(fā)的20-30%的水能資源進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)。但中國情況不同,目前已開發(fā)和正開發(fā)的水能資源只占經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量的30%,即使考慮開發(fā)到歐美發(fā)達(dá)國家上世紀(jì)50—60年代的水平,還有1.5-2.0億kW的水能資源需要開發(fā)。
2.中國的水資源特點(diǎn)需要綜合性水利工程,也需要繼續(xù)建設(shè)大壩
2.1中國水資源的主要特點(diǎn)和面臨主要的問題
人均水資源有限中國水資源總量28000億m3,但人均占有僅為世界平均水平的1/4。
空間分布不均水資源分布在全國非常不均勻。北方的黃、淮、海流域嚴(yán)重干旱和水短缺。而南方的長江和珠江受嚴(yán)重的洪水威脅。水資源、土地資源、人口分布不匹配,導(dǎo)致不同流域之間水資源的利用率差別很大,全國平均20%而海河流域高達(dá)90%,大大高于40%的合理水平。
時(shí)間分布不均和降雨集中大部分地區(qū)從6月到9月的汛期降雨占全年的70%。而且不同年份降雨量變化很大。出現(xiàn)連續(xù)干旱年或連續(xù)洪水年的情況很普遍。
上述特性導(dǎo)致中國面臨主要的水資源問題是:
水的供需矛盾尖銳。矛盾越來越尖銳是由于人口持續(xù)增長,人民生活水平的提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的結(jié)果。到2030年,中國人口將達(dá)16億,人均水資源量將降為1750m3。
洪水仍將為中國制造麻煩。由于水資源的時(shí)空分布不均,中國是一個(gè)水旱災(zāi)害頻繁,區(qū)域水短缺和生態(tài)系統(tǒng)脆弱的國家。
水環(huán)境問題越來越嚴(yán)重,地面水和地下水的水質(zhì)惡化,已對人的生活條件造成危害,并加劇了水的供需矛盾。
水土流失嚴(yán)重,這一問題反映在河流干枯、湖泊萎縮、內(nèi)陸湖消失、土地沙化、天然綠洲減少、沙塵暴增加。
大壩建設(shè)在防洪、灌溉、供水和發(fā)電方面起重要作用。在改善水資源利用、處理和減輕中國所面臨的問題和挑戰(zhàn)方面,大壩建設(shè)仍將是有效的方法。
2.2綜合性水利工程中大壩的作用
大壩是具有防洪、水資源開發(fā)、清潔能源生產(chǎn)、航運(yùn)等功能的基礎(chǔ)設(shè)施,它也能為庫區(qū)環(huán)境和當(dāng)?shù)芈糜螏砝妗?/p>
防洪
到2000年,中國已建成各類水庫85000個(gè),總蓄水能力5100億m3,建成堤防270000km,初步形成了大江大湖的防洪工程體系,基本控制了常遇洪水。但洪水災(zāi)害仍給中國制造麻煩。超過70%的固定資產(chǎn)、44%的人口、1/3的耕地、620個(gè)以上的城市都位于主要河流的中下游,受到嚴(yán)重洪水災(zāi)害的威脅。同時(shí),隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展及城市化,防洪區(qū)內(nèi)的財(cái)富和人口持續(xù)增加。所有這些,都使防洪和安全面臨越來越大的挑戰(zhàn)。
1931年和1935年長江流域的洪水淹沒耕地340萬公頃和150萬公頃,死亡145000人和142000人。1954年洪水淹沒耕地317萬公頃,死亡30000多人,另外1888萬人遭受洪水損失。1998年長江流域的特大洪水,淹沒面積32.1萬km2,死亡1562人。由于長江干支流的763個(gè)大中型水庫,具有340億m3的蓄水能力,河水位被顯著降低,(荊江)分洪區(qū)未使用,比1931、1935、1954的洪水相比,減少了大量的耕地淹沒和人員死亡。估計(jì)700萬當(dāng)?shù)鼐用衩庥诤闉?zāi),330萬km2的耕地和30多個(gè)縣市免受淹沒,重要的交通設(shè)施得到保護(hù)。防洪設(shè)施的減災(zāi)效益約500億元。盡管如此,這次洪水災(zāi)害的直接經(jīng)濟(jì)損失仍然超過三峽工程的總投資。
1998年大洪水也發(fā)生在嫩江、松花江和閩江。572個(gè)大中型水庫攔蓄了192億m3洪水,使淹沒耕地大大減少,數(shù)百萬人免受洪水災(zāi)害。
三峽水庫有221.5億m3的防洪庫容,荊江河段是防洪最危險(xiǎn)的河段,三峽水庫的運(yùn)用將使荊江河段的防洪能力由10年一遇提高到100年一遇。即使1000年一遇的洪水發(fā)生,三峽工程的調(diào)節(jié)和分滯洪區(qū)的運(yùn)用,可使長江兩岸的廣闊平原免于災(zāi)害。三峽水庫和堤防、分滯洪區(qū)一起形成流域的防洪工程體系。
小浪底工程位于黃河干流最后一個(gè)峽谷的出口。壩址上游面積占全流域面積的92%。91.2%的徑流和幾乎100%的泥沙形成于該工程的上游。因此小浪底工程是在流域綜合規(guī)劃中連接中下游、在流域防洪減沙中起極端重要作用的關(guān)鍵工程。
工程的主要任務(wù)是防洪(包括防冰塞)、減沙,也有供水、灌溉、發(fā)電功能,工程完工后,長期防洪庫容40.5億m3,水沙調(diào)節(jié)庫容10.5億m3。與其他大型水庫(如三門峽等)聯(lián)合運(yùn)用,可使下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)由60年一遇提高到1000年一遇,并基本免除冰塞威脅。工程的另一主要作用是減沙,可通過淤沙使下游河床20年不抬高。
供水
大壩和水庫對于附近沒有大河的城市,特別是大城市,在工業(yè)和生活民用供水方面起非常重要的作用。
2000年全國供水能力5531億m3,總用水5498億m3。工業(yè)用水1139億m3,占20.7%,生活用水575億m3,占10.5%。
中國遭受水短缺,全國600個(gè)城市中,400個(gè)供水短缺,特別是北方大城市。全國水庫每年供水1600億m3,占年總供水量30%,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水中起非常重要的作用。
中國的水短缺是水土資源不平衡的反映。長江以北國土占63.5%,而水資源僅占19%。同時(shí),年、季降雨變化劇烈。而且由于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水的消耗將持續(xù)增加。現(xiàn)在總的水需求是約5800億m3,而21世紀(jì)中期望控制在8000億m3以下,也就是說,在現(xiàn)在水平上還要增加2200億m3。因此,更多的壩和水工程是需要的。
北京是有1400萬人口的巨大城市,由于附近沒有大河又遠(yuǎn)離海洋,水短缺非常嚴(yán)重。北京的人均水資源量少于300m3,是全國平均水平的1/8和世界平均的1/30。因此,有限的水資源和巨大的水需求是城市發(fā)展的約束。北京是由潮白河和永定河形成的沖積平原。1949年以來,中國政府投入大量投資進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),一個(gè)健全的供水和防洪系統(tǒng)已建成。到現(xiàn)在,有85個(gè)水庫,總庫容95億m3。其中密云和官廳是最大的兩個(gè)水庫,庫容分別為44億m3和42億m3。兩水庫的水源主要來自北京以外,特別是官廳水庫?,F(xiàn)在北京每年用水約40億m3。50%以上的生活用水來自密云水庫,現(xiàn)在它是北京生活供水的唯一地表水源。1997年以前,官廳水庫也是北京生活供水的地表水源,但由于水庫上游的水污染,現(xiàn)在只能為工業(yè)供水。治理污染后,希望2005年能為生活供水。
由于水污染和上游用水越來越多,水短缺越來越嚴(yán)重。而且北京的水需求繼續(xù)增加。因此南水北調(diào)中線工程將于2002年底開工,2008年前將利用河北的四座水庫向北京供水,2010年將從長江支流漢江的丹江口水庫向北京輸水15億m3。水源地的大壩水庫是實(shí)現(xiàn)調(diào)水的前提條件。
灌溉和食物安全
2000年全國有效灌溉面積5470萬公頃,其中節(jié)水灌溉面積1870萬公頃,已形成了一個(gè)健全的灌溉排水工程體系。灌區(qū)糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的2/3。因此中國可以世界耕地的10%養(yǎng)活世界22%的人口。水利工程,包括大壩,為實(shí)現(xiàn)這一成就發(fā)揮了很重要的作用。在黃河流域上中游地區(qū),一系列綜合目標(biāo)的大壩沿干流建設(shè),目的是防洪、灌溉、供水和發(fā)電。大型工程如青銅峽、三盛公、萬家寨,主要是為沿河的寧夏河套區(qū)、內(nèi)蒙、陜西的灌區(qū)供水,沿黃灌區(qū)已成為國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。
現(xiàn)在,每年平均仍有2億6千6百萬公頃耕地遭受旱災(zāi)。干旱和缺水已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要約束,特別是穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要約束。
航運(yùn)
隨著大規(guī)模的水電工程建設(shè),水庫上游區(qū)域的航運(yùn)條件將顯著改善。隨水位升高,河的寬度和深度增加,水流速度降低,某些不利航行的急流險(xiǎn)灘將消失,通航河段的長度寬度噸位將增加。而且,通過水庫調(diào)節(jié)削減洪峰,中等水位期將延長,枯水期的流量得到保證。因此,下游通航期延長,航運(yùn)的保證率增加。
如前所述,三峽工程的一個(gè)主要功能是改善航運(yùn)條件。三峽工程完工后,上游河段的危險(xiǎn)的礁石和急流險(xiǎn)灘將消失,航道條件將大大改善。10000噸的船隊(duì)可直達(dá)重慶。同時(shí)下游荊江河段的航道條件也將改善,工程改善的航道里程為570—650km。這些效益將有利于改善西南地區(qū)和中東部地區(qū)的物質(zhì)文化交流,促進(jìn)西部大開發(fā)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
統(tǒng)計(jì)表明,在華中電網(wǎng)(包括湖北、河南、湖南和江西)建設(shè)的主要水電工程,使庫區(qū)2500km以上的航道得到改善。貨運(yùn)量比葛洲壩、丹江口、五強(qiáng)溪、萬安建設(shè)前增加了數(shù)倍。
3.貫徹“統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展”的方針,需要大力發(fā)展水電
加快西部水電開發(fā),加大西電東送的力度,是貫徹中央西部開發(fā),實(shí)行區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略最有效最可行的戰(zhàn)略措施。
第一、水電資源是西部的資源優(yōu)勢,特別是西南的資源優(yōu)勢;中國的水電資源82.9%集中在西部地區(qū),其中西南四省區(qū)(云、貴、川、藏)占全國總量的73.6%。開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益好的大型水電站站址集中在西部,75%的大型水電站和80%的100萬kW以上的特大型水電站集中在西部,約60%集中在云、貴、川、藏四省區(qū)。
第二、西部地區(qū)的水電資源開發(fā)程度低。開發(fā)率不足20%的省區(qū)有山西、內(nèi)蒙、黑龍江、河南、四川、貴州、云南、、陜西、青海、新疆,其中有8個(gè)是西部省區(qū)。
第三、電力具有穩(wěn)定的、長期的市場。只要形成全國統(tǒng)一的大市場,公平競爭,采取環(huán)境保護(hù)政策導(dǎo)向,實(shí)行區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略,加大西部開發(fā)和“西電東送”的力度,水電就具有非常強(qiáng)的競爭力。
第四、西部水電開發(fā)可以帶動(dòng)西部地區(qū)的交通、建材等工業(yè),也將吸納部分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生的剩余勞動(dòng)力。
西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和科技實(shí)力較落后,未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展是目標(biāo)是按時(shí)實(shí)現(xiàn)全面小康社會(huì)。產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求主要是大規(guī)模優(yōu)勢能礦資源開發(fā)和后續(xù)加工技術(shù),包括云貴川藏桂水能和有色金屬資源開發(fā)基地等。由于有色金屬資源開發(fā)是高耗電工業(yè),與水電同時(shí)開發(fā)可獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。
第五、可促進(jìn)西部地區(qū)城市化進(jìn)程。一個(gè)大型水電站的建設(shè),往往形成一個(gè)中小城市,有利于農(nóng)村人口向城市轉(zhuǎn)移,有利于西部實(shí)現(xiàn)小康目標(biāo)。
因此,西部大部分省區(qū)都把水電作為支柱產(chǎn)業(yè)。二、水利水電工程中大壩對生態(tài)環(huán)境的雙重影響
2.1主要正面影響
嚴(yán)重洪災(zāi)和持續(xù)干旱是最大的生態(tài)環(huán)境災(zāi)難,大壩對減輕嚴(yán)重洪災(zāi)和持續(xù)干旱有重要作用。
中國歷史上因嚴(yán)重洪災(zāi)和持續(xù)干旱造成赤地千里、瘟疫流行、人民流離失所,社會(huì)動(dòng)蕩、改朝換代,嚴(yán)重洪災(zāi)和持續(xù)干旱導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展停滯和倒退的事累累發(fā)生。大壩在防洪、灌溉、供水方面的作用,本質(zhì)上就是減輕和防止生態(tài)環(huán)境災(zāi)難的發(fā)生。
水力發(fā)電主要的環(huán)境效益是減少污染物的排放改善空氣質(zhì)量
2002年,在我國有統(tǒng)計(jì)的343個(gè)城市中,只有約1/3的城市(116個(gè))達(dá)到二級(jí)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),符合適于居住的條件;經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大中城市二次污染上升,大氣能見度明顯下降,“看不見藍(lán)天”已成為許多城市的共同憂患;2002年二氧化硫排放量1926.6萬噸,居世界第一位,酸雨面積超過國土面積的30%,酸雨、光化學(xué)煙霧、細(xì)顆粒物污染已經(jīng)在城市密集地區(qū)構(gòu)成區(qū)域性污染;根據(jù)UNDP《中國人類發(fā)展報(bào)告》,2001年全球20個(gè)空氣污染最嚴(yán)重的城市中,我國占16個(gè)。世界銀行根據(jù)目前發(fā)展趨勢預(yù)計(jì),2020年中國將為燃煤污染導(dǎo)致的疾病支付3900億美元的費(fèi)用,約占當(dāng)時(shí)GDP的13%。
由于嚴(yán)重的空氣污染,導(dǎo)致呼吸道疾病的發(fā)病率和死亡率顯著增加。調(diào)查表明,約50%的呼吸道疾病與空氣污染有關(guān);根據(jù)UNEP《2002全球環(huán)境展望》,我國11個(gè)最大的城市中,燃煤產(chǎn)生的煙塵和細(xì)顆粒物每年使5萬多人夭折,40萬人感染上慢性支氣管炎。另據(jù)UNDP《中國人類發(fā)展報(bào)告2002》,空氣嚴(yán)重污染地區(qū)死于肺癌人數(shù)比空氣良好地區(qū)高4.7-8.8倍。
由于人類活動(dòng)特別是CO2排放引起的全球變化將會(huì)加速我國的生態(tài)與環(huán)境的惡化。在全球變化的影響下,中國的氣候、生態(tài)和環(huán)境均產(chǎn)生了顯著、深刻和多方面的變化,近百年中國的氣候也在變暖,平均地面溫度上升了0.6-0.7℃,海平面平均上升了10-20厘米,冰川從小冰期結(jié)束以來面積減少了約25%,極端的天氣氣候事件如旱澇災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度近20年來呈上升趨勢,由此造成的氣象災(zāi)害損失目前達(dá)到了GDP的3-6%。
造成大氣質(zhì)量嚴(yán)重污染的主要原因是中國以煤為主的能源結(jié)構(gòu),并且沒有對煤炭利用采取有效的環(huán)保措施,煙塵和二氧化碳排放量的70%、二氧化硫的90%、氮氧化物的67%來自于燃煤。從環(huán)境容量看,二氧化硫是1620萬噸左右;氮氧化物是1880萬噸。但是,目前已經(jīng)“超排”。中國二氧化碳的排放量僅次于美國,到2030年前后,中國有可能超過美國居世界第1位。在全球氣候變暖的國際談判中我國將遇到更大的壓力。
礦區(qū)附近尾礦廢棄物排放達(dá)150億噸。煤矸石已達(dá)40億噸,并以每年4-5億噸的排放量劇增。
因此,沒有污染氣體排放的水力發(fā)電應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展。3億KW水電裝機(jī),按平均年利用4000小時(shí)計(jì),年發(fā)電量為12000億KWh。按照先進(jìn)的耗煤水平(330g/kwh)計(jì),每年減少燃燒原煤4億噸。減排8億噸CO2,960—1600萬噸SO2,8萬噸CO,296萬噸NOx,以及大量的懸浮顆粒物,廢水和固體廢物。如果說,減排SO2可通過加大投入采用潔凈煤燃燒技術(shù)實(shí)現(xiàn)的話,而減排CO2潔凈煤燃燒技術(shù)是不能實(shí)現(xiàn)的。以煤氣化為基礎(chǔ),制氫與收集埋存CO2相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)CO2的近零排放的技術(shù),在美國也剛列入21世紀(jì)的科技計(jì)劃。
改善局部小氣候和生態(tài)環(huán)境
某些高壩創(chuàng)造了大型人造湖泊,改變了當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀。有時(shí),這種局部氣候和當(dāng)?shù)卦耘嘟Y(jié)構(gòu)的改變有利于當(dāng)?shù)貛熘車鷧^(qū)域農(nóng)業(yè)和工業(yè)化栽培的發(fā)展。成功的例子可在葛洲壩、丹江口、東江庫區(qū)發(fā)現(xiàn)。在水庫建設(shè)前,附近區(qū)域橘樹、茶樹、桑樹不能成活,在水庫建設(shè)后,橘樹、茶樹、桑樹已極大地促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。建設(shè)大壩也能改善水生環(huán)境和促進(jìn)漁業(yè)發(fā)展。因此,通過庫區(qū)綜合的開發(fā)計(jì)劃,有可能提供更好的條件發(fā)展新的栽培業(yè)和漁業(yè),改善當(dāng)?shù)厝嗣竦纳顥l件。發(fā)展旅游是大壩建設(shè)帶來的另一好處。許多水庫都已成為著名的風(fēng)景區(qū),吸引了大量旅游者和當(dāng)?shù)鼐用駞⒂^訪問。通過合理的景觀設(shè)計(jì)和重建,某些具有廣闊水面的平原水庫成為非常美麗的公園和鳥的棲息地。黃河三角洲的平原水庫已獲得天鵝湖的稱號(hào),因?yàn)樗畮旖ㄔO(shè)后,數(shù)千天鵝和其他鳥類來到水庫,它吸引了大量當(dāng)?shù)鼐用窈吐糜握邅碓L,極大地促進(jìn)了旅游業(yè)的發(fā)展。
利用水庫蓄水向濕地、干枯的湖泊補(bǔ)水,改善生態(tài)環(huán)境。如最近正在進(jìn)行的利用岳城水庫向干枯的白洋淀補(bǔ)水。
2.2主要負(fù)面影響
與淹沒移民有關(guān)的影響
在過去幾十年大壩建設(shè)過程中,由于補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)較低,或者補(bǔ)償資金使用管理上的問題,或者移民規(guī)劃的前期工作不細(xì),有部分移民沒有達(dá)到“移得出、穩(wěn)得住、能致富”的目標(biāo)。近十幾年來,人均移民經(jīng)費(fèi)有了大幅度的提高,情況已有很大好轉(zhuǎn)。但也出現(xiàn)一些新問題,如三峽工程移民經(jīng)費(fèi)已占工程投資的約50%,人均約8萬元,但由于某些移民新區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模搞得過大,超過需要的幾倍幾十倍,而發(fā)展生產(chǎn)和直接補(bǔ)助移民的費(fèi)用過低,也沒有達(dá)到“移得出、穩(wěn)得住、能致富”的目標(biāo)。移民安置區(qū)建設(shè)的生態(tài)環(huán)境影響也需高度重視。
淹沒耕地的影響
土地資源,特別是耕地資源,是我國最寶貴的自然資源之一。水庫淹地是不可避免的,是以水面換陸地。但淹沒耕地多的站址要慎重考慮。
淹沒對文物的影響
需要提前進(jìn)行發(fā)掘、遷移、保護(hù)。
大壩的淹沒、阻隔、徑流調(diào)節(jié)對生物資源、生物多樣性、景觀多樣性等方面的影響。
特別是大壩的堵隔作用對珍稀洄游性魚類產(chǎn)生的影響,需要采用人工繁殖、設(shè)過魚通道(魚道、魚梯、能過魚的水輪機(jī))等措施。對于國際河流,還要考慮國際合作問題,如果下游國家建壩未解決珍稀洄游性魚類的通道問題,即使我們放棄建壩也不能解決問題。
其他方面的影響
庫區(qū)淤積對土壤鹽堿化的影響;滑坡與水庫誘發(fā)地震;邊坡開挖對植被和景觀的影響;泄洪沖刷及霧化對岸坡的影響;開挖棄渣和混凝土廢料對環(huán)境的影響等;在水庫蓄水后,隨著排入水庫的工業(yè)廢水的增多,庫區(qū)水流緩慢,水體稀釋擴(kuò)散能力降低,水體中污染物濃度將逐漸增加,造成水庫水質(zhì)下降;一些高壩水庫蓄水后,水溫結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,可能對下游農(nóng)作物產(chǎn)生冷侵害;水庫蓄水后因河流情勢變化會(huì)對壩下與河口水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在影響;
總之,對每一項(xiàng)負(fù)面影響,都應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)的、定量的分析。對移民和淹沒耕地過多,生態(tài)環(huán)境損失過大的河段采取避讓政策;對一般的生態(tài)環(huán)境損失通過技術(shù)措施加以解決;對不可避免的生態(tài)環(huán)境損失進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。同時(shí),對正面的生態(tài)環(huán)境影響也應(yīng)該計(jì)算其效益和價(jià)值??傊?,應(yīng)該通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境比較進(jìn)行決策。三、以科學(xué)的發(fā)展觀為指導(dǎo),建立生態(tài)環(huán)境友好的水電建設(shè)體系
可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強(qiáng),生態(tài)環(huán)境得到改善,資源利用效率顯著提高,促進(jìn)人與自然的和諧,推動(dòng)整個(gè)社會(huì)走上生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路是黨十六大提出全面建設(shè)小康社會(huì)的四大目標(biāo)之一。“堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心,處理好經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人口、資源、環(huán)境之間的關(guān)系;在推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中重視人口問題,合理開發(fā)利用資源和切實(shí)保護(hù)環(huán)境;通過改善生態(tài)、保護(hù)環(huán)境,為中華民族的生存與發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境條件,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展”是我國全面建設(shè)小康社會(huì)過程中應(yīng)遵循的基本原則。
在未來較長一段時(shí)間內(nèi)水利水電建設(shè)仍是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),防洪、供水、灌溉、發(fā)電等水利水電工程對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重大支撐作用,但工程對生態(tài)環(huán)境的影響也日益受到社會(huì)各界的關(guān)注。成為工程的限制性因素,能源資源的開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)是我國全面建設(shè)小康社會(huì)時(shí)期需面臨的最重要的問題之一。
現(xiàn)行的建設(shè)方針是考慮安全、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的前提下考慮生態(tài)環(huán)境問題。為了實(shí)現(xiàn)黨的十六大提出的戰(zhàn)略目標(biāo),需要把生態(tài)環(huán)境問題放在重要的位置,建立新的生態(tài)環(huán)境友好的大型水電工程建設(shè)體系,從規(guī)劃、勘測、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理各個(gè)階段的環(huán)節(jié),優(yōu)先考慮生態(tài)環(huán)境問題,實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏。
我國對大型工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境影響,在推行環(huán)境影響評價(jià)制度以來,圍繞三峽工程、南水北調(diào)工程等開展了大量的研究,但研究多限于宏觀定性方面的論述,而在微觀定量方面開展的工作相對較少;對水利水電工程對當(dāng)前生態(tài)環(huán)境的影響分析較多,而對生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析的預(yù)測工作相對較少。例如:目前我國對大型水利工程的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評價(jià)局限于單因子評價(jià)(生態(tài)毒理、污染物因素等),較少考慮開發(fā)工程實(shí)施后流域生態(tài)系統(tǒng)功能的變化,以及流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的退化,以及相應(yīng)的恢復(fù)措施等。而戰(zhàn)略和規(guī)劃環(huán)評、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究均處于起步階段,對于受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的研究也處于定性研究階段。面臨我國的脆弱的生態(tài)環(huán)境,經(jīng)濟(jì)的高速增長,協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要方面。需從政策階段、規(guī)劃階段、工程階段全過程重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)。?
為了建立生態(tài)環(huán)境友好的大型水電工程建設(shè)體系,需要重點(diǎn)進(jìn)行以下工作:
1.加強(qiáng)國家對水資源(包括水力資源)的統(tǒng)一管理
水資源的綜合規(guī)劃(包括水力資源規(guī)劃)應(yīng)該是政府行為。我國電力體制改革后,水力資源開發(fā)的政府管理職能進(jìn)一步分散并有弱化的趨勢。政府應(yīng)該對水資源的綜合規(guī)劃(包括水力資源規(guī)劃)加強(qiáng)統(tǒng)一管理,超前組織對尚未進(jìn)行規(guī)劃的河流開展綜合規(guī)劃,對尚未批準(zhǔn)的河流規(guī)劃盡快進(jìn)行審查,如怒江和雅魯藏布江。對于目前關(guān)于怒江開發(fā)的爭論,應(yīng)該采取積極的方針組織多學(xué)科的研究。
2.因地制宜、選擇適當(dāng)?shù)拈_發(fā)目標(biāo)
過去的水力資源規(guī)劃,按照流域梯級(jí)開放模式,往往追求100%的開發(fā)率。由于移民和耕地的補(bǔ)償費(fèi)用會(huì)越來越高,考慮社會(huì)穩(wěn)定和保護(hù)耕地資源,在規(guī)劃時(shí)應(yīng)因地制宜、選擇適當(dāng)?shù)拈_發(fā)目標(biāo),對于移民和淹沒耕地少,生態(tài)環(huán)境問題少的河流,可以100%的開發(fā);對于移民和淹沒耕地多,生態(tài)環(huán)境問題大的河流,可以放棄部分河段的開發(fā);參照多數(shù)發(fā)達(dá)國家的情況,水電資源平均開發(fā)70—80%是可行的。
3.開發(fā)與運(yùn)行方式要兼顧生態(tài)環(huán)境的要求
水電工程的不同開發(fā)與運(yùn)行方式,對生態(tài)環(huán)境的影響不同。在自然條件許可的情況下,采用“龍頭水庫”加多級(jí)引水式開發(fā)的模式可以減少淹地移民、減輕對生態(tài)環(huán)境的影響。上游河道坡降大,河谷狹窄,人煙稀少,交通不便,經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),因此在上游修建高壩大庫,淹沒損失所造成的經(jīng)濟(jì)影響一般較中下游為小。引水式開發(fā)中的低壩或閘,其過魚設(shè)施國外已有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。水電的運(yùn)行方式,以調(diào)峰運(yùn)行經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高,但為了兼顧生態(tài)環(huán)境影響,應(yīng)該安排一定的機(jī)組按基荷運(yùn)行。工程還應(yīng)該在低部位設(shè)置放水設(shè)施,以保證在機(jī)組全停時(shí)也能下泄最低生態(tài)流量,同時(shí)保證下游河段的供水需要。
4、研究和完善移民政策,使移民能長期共享水電開發(fā)的效益
我國水庫移民經(jīng)歷了安置型和開發(fā)型兩個(gè)階段,國家還出臺(tái)了庫區(qū)后期扶持政策。為了解決好移民能走上可持續(xù)發(fā)展的道路,有專家建議研究“投資型”移民政策。其主要思路是將淹沒的土地、房屋及其他有價(jià)設(shè)施進(jìn)行評估,加上對生態(tài)環(huán)境的補(bǔ)償作為股份,參與水電開發(fā)建設(shè),使移民和開發(fā)方形成利益共同體,使移民能長期共享水電開發(fā)的效益。建設(shè)期安置移民的費(fèi)用用預(yù)支若干年應(yīng)得收益解決。移民區(qū)地方政府和移民代表做為股東參與工程建設(shè)的決策管理。這一建議值得研究探索。
5.開展建立生態(tài)環(huán)境友好的大型水電工程建設(shè)體系的科學(xué)技術(shù)研究
5.1水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià)理論和方法
開展水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià),既有政府管理部分的需求,也有流域開發(fā)利用的客觀需求。而水利水電規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià)在我國基本上屬于空白,只在一些流域或區(qū)域進(jìn)行了概念性的工作,尚無完整的評價(jià)理論、技術(shù)、方法與標(biāo)準(zhǔn)體系。同時(shí),近年來由于區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題日益突出,區(qū)域環(huán)評、規(guī)劃環(huán)評、戰(zhàn)略環(huán)評一直是環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
5.2大型水利水電工程的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)及對策
生態(tài)環(huán)境友好的水利水電建設(shè)規(guī)劃與設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā);大壩的淹沒、阻隔、徑流調(diào)節(jié)對生物資源、生境的影響研究;流域水資源開發(fā)的生態(tài)累積效應(yīng)與影響;水利水電工程運(yùn)行的生態(tài)準(zhǔn)則研究(包括生態(tài)水文學(xué)、生態(tài)水力學(xué)等);利用水利水電工程改善生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究。
5.3基于3S技術(shù)和物探技術(shù)的工程勘測新技術(shù)
在水利水電工程勘測工作中,目前普遍大量采用洞探、坑、槽探等地質(zhì)勘探手段,由于爆破開挖、亂置棄渣、不回填封堵,對工程區(qū)的生態(tài)環(huán)境會(huì)造成一定的影響。鑒于此,應(yīng)大力發(fā)展對生態(tài)環(huán)境影響較小的工程勘測技術(shù),如“3S”技術(shù)(RS、GPS、GIS),以及以綜合測井技術(shù)、微地震技術(shù)、淺層反射、淺層折射技術(shù)、層析成像技術(shù)(CT法)、反射成像技術(shù)、電磁波地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)、甚低頻電磁波測試技術(shù)等為代表的物探勘測新技術(shù)。
5.4工程精細(xì)設(shè)計(jì)、施工及加固新技術(shù)
工程中大量的洞挖、坑挖、槽挖、邊坡開挖改變了原有的自然地形、地貌,使生態(tài)環(huán)境受到破壞和影響,與建設(shè)生態(tài)環(huán)境友好的大型電站工程的要求不相適應(yīng)。為盡量減少工程建設(shè)對自然環(huán)境造成的影響,開展工程精細(xì)設(shè)計(jì)、施工及加固新技術(shù)研究是尤為必要的。包括精細(xì)邊坡開挖技術(shù)研究;復(fù)雜環(huán)境條件下爆破開挖技術(shù)研究;精細(xì)開挖爆破成洞和鎖口技術(shù)研究等。
5.5遺棄開挖料的利用及施工場地復(fù)墾造地技術(shù)
在傳統(tǒng)的水電開發(fā)建設(shè)中,大量的遺棄開挖料對周邊的生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的影響。過去對于劣質(zhì)施工土石料的合理利用也進(jìn)行過一系列的研究,但其出發(fā)點(diǎn)主要是基于經(jīng)濟(jì)方面的考量或因?yàn)榱显吹娜狈?,并未有意識(shí)地考慮環(huán)境方面的因素。工程進(jìn)行中和結(jié)束后,料場的生態(tài)修和有計(jì)劃地進(jìn)行施工場地復(fù)墾造地具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境價(jià)值。
5.6高壩魚道或魚梯技術(shù)
在水利水電工程的施工中,水閘施工技術(shù)不但關(guān)系到水利水電工程建設(shè)的質(zhì)量和施工進(jìn)度,而且關(guān)系到水利水電工程防洪、引水、分流和泄洪等功能的發(fā)揮,對保障人民安居樂業(yè)方面起著重要的作用。同時(shí),水利水電是可再生的能源,加強(qiáng)水利水電工程建設(shè)有利于能源的開發(fā)利用,緩解國家能源緊張的危機(jī),減少環(huán)境的污染和破壞,實(shí)現(xiàn)水利水電工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,而水閘施工技術(shù)在其中起著決定性的作用。
2水利水電工程中水閘施工的技術(shù)方法
2.1施工前技術(shù)方法
在開始水閘施工之前,施工單位需要做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,如嚴(yán)格制定、審核水閘施工的技術(shù)方案、施工方案和質(zhì)量管理制度,以及施工人員的施工資質(zhì)及人員配備,并與建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位一起對施工圖紙進(jìn)行共同會(huì)審,施工前必須逐級(jí)進(jìn)行施工技術(shù)和安全生產(chǎn)書面交底,對施工人員進(jìn)行崗前培訓(xùn),明確施工中各項(xiàng)技術(shù)、質(zhì)量與安全生產(chǎn)的要求與指標(biāo),并對其中不利與施工管理的環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化整改,以避免可能存在的安全隱患和因返工造成延誤工期及生命、經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。
2.2水閘施工中的技術(shù)應(yīng)用
水閘施工涉及到許多的工序環(huán)節(jié),而每個(gè)工序環(huán)節(jié)對技術(shù)和質(zhì)量有著嚴(yán)格的要求。因此,施工單位既需要認(rèn)真檢測施工材料材質(zhì)與強(qiáng)度,又需要嚴(yán)格控制水閘施工的工藝流程,以保證水閘施工順利進(jìn)行。
2.2.1土石方的開挖施工
水閘施工的長度較長,施工斷面較大,對土石方的開挖要求較高,這對水閘質(zhì)量有著直接的影響。施工單位在開挖土石方時(shí)需要注意選擇合適的斷面,既要減少混凝土的使用量,又要保證水閘強(qiáng)度滿足施工要求。因此,施工單位在施工中需要按照斷面的中腰線進(jìn)行施工,保證開挖情況與設(shè)計(jì)相一致。
2.2.2混凝土的施工
由于水閘施工需要使用大量的混凝土,所以混凝土的質(zhì)量控制工作就顯得非常重要。一方面,施工單位需要采取定期監(jiān)測和抽查監(jiān)測相結(jié)合的方法,從源頭上保證混凝土的質(zhì)量;另一方面,施工單位需要做好混凝土配制工作,對混凝土的施工進(jìn)行全程監(jiān)控,確?;炷恋馁|(zhì)量滿足施工的要求。對于水閘工程中的關(guān)鍵部位,施工單位還需要采取鉆芯取樣的檢測方法,最大限度保障混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與質(zhì)量。
2.2.3金屬結(jié)構(gòu)的施工
金屬結(jié)構(gòu)施工同樣是水閘工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),施工單位需要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求進(jìn)行施工。首先,施工單位需要對金屬材料進(jìn)行質(zhì)量檢測與復(fù)測,確保其符合施工標(biāo)準(zhǔn)和要求,并要求廠家提供制作材料的質(zhì)保單;其次,在運(yùn)輸金屬材料時(shí),施工單位需要采取整體或者分片運(yùn)輸?shù)姆绞剑谑┕がF(xiàn)場進(jìn)行安裝,以免對金屬材料造成損壞而影響其質(zhì)量;最后,在安裝水閘門槽的預(yù)件時(shí),施工單位需要采取正確的施工工藝,并實(shí)時(shí)監(jiān)測金屬焊接時(shí)的變形情況,以便出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行糾正處理。
3水閘工程中的導(dǎo)流施工過程
水閘工程建造的目的主要是排洪、引水、分流和泄水等。因此,在河、渠口進(jìn)行水閘工程施工時(shí),施工單位需要依據(jù)導(dǎo)流建筑中的擋洪標(biāo)準(zhǔn),就地取材進(jìn)行施工。
3.1選擇合適的導(dǎo)流方案
在選擇水閘施工的導(dǎo)流方案時(shí),施工單位可以選擇在束窄的灘地修建合適的圍堰的方法。由于水閘施工容易受到地形限制,施工單位在布置圍堰時(shí)需要靠近主河道岸邊,但是主河道岸坡地質(zhì)條件一般不太理想,極易出現(xiàn)坍塌情況。因此,施工單位需要修建結(jié)構(gòu)簡單但是抗沖刷能力較強(qiáng)的漿砌石圍堰,并以木樁加固圍堰基礎(chǔ),以粘土夯實(shí)圍堰的外側(cè),還可以通過迎水面鋪設(shè)防滲塑膜,堆砌裝土編織袋加固圍堰,提高圍堰的堅(jiān)固程度。
3.2選擇合適的截流方法
在堵壩截流的時(shí)候,施工單位需要采取合適的截流方法,先以模型和現(xiàn)場的試驗(yàn)對截流設(shè)計(jì)嚴(yán)格論證,再利用平堵和立堵相互結(jié)合的方法進(jìn)行合龍。同時(shí),考慮到計(jì)算用料和實(shí)際用料之間的出入,施工單位在截流施工中需要增加備料量,確保截流施工用料的充足。此外,在截流施工前,施工單位需要增加護(hù)堤寬度,并對其進(jìn)行嚴(yán)密的排列,按照拋投料物地點(diǎn)的流速和水深安排移動(dòng)的距離,確保截流施工中拋投料物準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
4結(jié)語