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梯级水电开发是最科学的河流利用方式

■张博庭

　　自从人类学会了利用水力发电以来，经过长期的探索，人们发现单目标孤立的水电开发方式存在着许多弊端，不仅河流的利用效率不高，而且对河流生态的影响也比较大。２０世纪３０年代，日本首先出现了按河流水系进行梯级开发的尝试，随后，美国在田纳西河流域的开发方案中正式提出多目标梯级水电开发的模式，并加以实践。此后，美国的密苏里河、哥伦比亚河、科罗拉多河、阿肯色河等相继按照田纳西河的开发方式进行多目标梯级开发，并都取得了非常满意的效果。几乎与此同时，前苏联也对伏尔加河流域进行了大规模的梯级水电开发。
随后，欧洲的多瑙河、莱茵河、罗纳河等流域的开发利用，也都借鉴了梯级开发的理念。河流的梯级开发不仅充分利用了水能资源，而且还大大提高了河流的航行保障能力。世界各国的水资源开发实践证明，对河流进行梯级开发，是最合理、最科学的开发利用方式。
　　新中国成立后的水利水电建设也一直沿用梯级开发的方式，１９５９年建成了龙溪河梯级，１９７２年建成了以礼河梯级，１９７３年建成了古田溪梯级，１９８６年建成了猫跳河和田洱河梯级。目前，我国黄河上的梯级水电站经过５０多年的开发建设，已经初具规模并取得了巨大的防洪、发电、供水、灌溉和水资源调节效益。此外，红水河和乌江干流上的梯级水电站也已经基本完成；大渡河、金沙江、雅砻江和澜沧江梯级开发也拉开了序幕；怒江干流的开发也在规划之中。
　　水库的最重要作用之一就是调节水资源的时空分布。因此，占用最少的土地，获得最高的水资源调节能力，是提高水库生态效益的方式之一。任意一个孤立的水库或者水电站，为了保证水库下游河道里不出现“脱水”（断流）现象，必须要保证下泄一定的基础流量，这就使得水库的蓄水调节作用大打折扣。然而，梯级开发的水库、水电站，由于各梯级首尾衔接，就可以仅让最后一级水库承担保证下游河流生态流量的任务，而以上各级水库泄水流量都可以任由调配，从而大大提高水库调蓄水资源的功能。也就是说，梯级开发是在同等条件下，占用土地面积最少，蓄水调节能力最高，对河流生态影响最小的一种河流开发方式。
　　利用梯级水坝保持河流一定的水量不仅具有重要的生态作用，而且还有巨大的航运、景观以及经济作用。由于天然河道的坡度是自然确定的，如不采取一定的措施，河流的水深、流速都无法控制。横跨欧洲多国的多瑙河上共规划了４８个梯级电站，上游德国境内的２８级电站大部分已经建成，起到了重要的河流水资源调节控制作用，中下游奥地利等国共建有２０级水坝，虽然几乎都是１０米左右的低水头电站，但建成后完全实现了首尾相接，在发电的同时保证了多瑙河的水深不受自然来水的影响，一年四季都能保证大型轮船的正常航行。
　　河流的梯级开发与保护生态环境必须兼顾。对于一些具有水能资源的河段，全面衡量之后认为不应该进行开发的不再进行水资源开发，是水电开发规划的一贯原则。在目前的水电规划中，有三分之二以上的水能资源被规划部门排除在经济可开发的范围之外，其中最重要的原因就是生态环境保护的需要。目前规划中的水电开发项目，是经过几代专业技术人员反复比较，依据各方面的数据经过科学论证确定的。当然，随着社会的发展和客观情况的变化，这些规划中的个别地方还需要进行调整。
　　人类对河流的开发利用，不可避免地要改变某些鱼类的自然生存环境。从生物进化的角度上看，大多数还不应该退出历史舞台的物种，应该具有逐步适应环境变化的能力。同时，在开发利用河流的过程中，应尽量采用各种技术手段减小对河流生物物种的不利影响。例如，欧洲的莱茵河曾经一度因为不合理的开发利用，使得河流生物物种的多样性受到了影响，近年来通过流域综合治理，已经使得这条建有１５０座大坝的河流，物种多样性恢复到了以前的水平。
　　（作者为水力发电学会副秘书长）

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