渭河基流保障生态补偿及调度方案层次化分析

1、    渭河基流保障生态补偿及调度方案层次化分析    摘 要：随着生态文明建设的推进和陕西省渭河全线综合整治工程的实施，渭河生态流量保障成为渭河生态系统修复面临的迫切需求。针对渭河干流宝鸡峡至魏家堡河段生态流量保证率低的问题，基于层次化需水理论方法和利益相关方解析，研究适用于该河段水利工程特点和生态环境状况的河道基流生态补偿和调度方案。通过研究，提出了渭河流域农业、工业、生活、生态等不同类型用水的优先等级，综合确定了层次化的生态环境需水和经济社会需水保障次序;在此基础上，基于不同情景下利益相关方损益分析，按照基于最小生态流量的水生态保障义务、基于低限生

2、态流量的水生态补偿过渡、基于适宜生态流量的水生态补偿责任3个层次，提出了渭河宝鸡段水生态补偿机制，并提出了不同情景下的生态流量调度方案和具体补偿措施。关键词：层次化需水;生态补偿;调度方案;渭河：tv213.4   文献标志码：adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.03.007hierarchical analysis of ecological compensation and dispatching schemeguaranteed by the base flow of the weihe riverliu tielong（shaanx

3、i provincial river reservoir management bureau， xian 710018， china）abstract：how to guarantee the ecological flow is an urgent issue in the restoration of river ecosystem in the context of ecological civilization construction and comprehensive regulation project of the weihe river in shaanxi province

4、. the paper carried out ecological compensation and dispatching schemes for the river reach from baojixia to weijiapu based on the theory of hierarchical water demand and stakeholders analysis to promote ecological flow guarantee rate. firstly， the overall sequence of hierarchical socio-economic and

5、 eco-environmental water use was brought forward based on the priority of agriculture， industry， domestic and ecological water use. then， water ecological compensation mechanism was carried out according to the cost and benefit analysis of stakeholders， including ecological obligation for the minimu

6、m ecological flow， transitional ecological compensation for the low limit of ecological flow， and comprehensive ecological compensation for appropriate ecological flow. the corresponding ecological compensation and dispatching schemes were also put forward.key words： hierarchical water demand; ecolo

7、gical compensation; dispatching scheme; weihe river1 引 言我国日益重视生态文明建设。党的十九大报告明确提出“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”“绿水青山就是金山银山”。河流生态系统修复是自然变异和人类活动综合影响下美丽中国建设的迫切需求，也是生态文明建设的重要内容。2015年国务院发布的水污染防治行动计划（“水十条”）明确提出：科学确定生态流量，加强江河湖库水量调度管理，维持河湖生态用水需求，重点保障枯水期生态基流。陕西省水行政主管部门组织开展相关研究并提出了渭河主要控制断面3级生态流量指标：允许个别枯水年份鱼类生存空间缩小（可以保障魚类

8、在某些河段生存）的最小生态流量（也称基本生态流量）、保证鱼类基本生存空间的低限生态流量和与天然生态状况接近以最小月天然径流量均值为标准的适宜生态流量1。其中：渭河干流宝鸡段林家村断面3级流量指标分别为5.4、8.6、12.8 m3/s，魏家堡断面3级流量指标分别为8.4、11.6、23.5 m3/s。2016年，陕西省水利厅按照研究成果，以行政手段开始组织实施渭河生态水量调度工作，要求宝鸡峡水库在非汛期下泄流量不低于基本生态流量。但是，在水资源管理中若仍延续以往的取用水方式和调度方案，则渭河宝鸡段枯水期的基本生态流量难以实现。国内外相关研究和实践中，对美国科罗拉多河2、澳大利亚墨累-达令流域3

9、以及我国的黄河流域4、长江三峡水库5等在生态调度理论和方法方面已有长期的探索，对于生态补偿建立了相关制度6。但是，渭河宝鸡段仍缺乏系统、可操作性的生态调度及补偿方案，亟需研究制定并组织实施。4 水生态补偿与生态水量调度方案4.1 水生态补偿方案基于层次化需水的理论和原则，考虑陕西省渭河流域社会经济发展、供用水以及河流生態流量保障的实际情况，从基于最小生态流量的水生态保障义务、基于低限生态流量的水生态补偿过渡、基于适宜生态流量的水生态补偿责任3个层次进行水生态补偿方案分析。（1）基于最小生态流量的水生态保障义务。基于层次化需水的理论和原则，认为河流最小生态流量需要无条件得到保障，这部分生态流量的

10、切实保障是流域各利益相关方的义务，不存在补偿的问题。尽管河流最小生态流量比较小，仅能满足河流生态系统最基本的需求，但是现实中这部分流量的保障仍然存在较大问题，特别是对于北方干旱半干旱地区，经济社会发展挤占生态环境需水的现象时有发生，部分地区甚至存在有河皆干、有水皆污的情况。因此，需要制定严厉的惩罚措施，确保河流基本生态流量得到满足，所得资金用于河流生态环境改善。（2）基于低限生态流量的水生态补偿过渡。低限生态流量对于维护河流生态环境健康十分重要。随着社会经济的发展，低限生态流量应划入水生态保障义务的范畴。但是考虑到陕西省渭河流域供水侧及需水侧相关单位的现实情况，在近期（2025年之前）可以采取

11、一定的过渡性措施，基于低限生态流量下泄造成利益相关方的损失，同时考虑具体补偿对象的社会经济负担等因素，按照低限生态流量与最小生态流量之间的全年水量差额对相关单位进行一定程度的补偿，为单位转型及人员安置留下一定的缓冲空间。（3）基于适宜生态流量的水生态补偿责任。根据渭河流域生态流量调度方案，到2030年渭河干支流主要断面应达到适宜流量。在考虑基于适宜生态流量的水生态补偿责任时，主要依据是适宜生态流量下泄造成利益相关方的损失（相比于水生态保障义务情景下的效益），同时考虑供水侧和需水侧相关单位的用水总量、用水效率等指标，对补偿标准进行折算，以达到鼓励节约、惩罚浪费、提高效率的目的。4.2 生态流量调

12、度方案4.2.1 利益相关方分析陕西省渭河魏家堡以上河段利益相关方为宝鸡峡灌区，灌区建有林家村、魏家堡、绛帐和杨凌4座水电站。电站引水发电造成渭河干流林家村以下河道流量偏小，据统计，魏家堡引水发电造成林家村水文断面2.0 m3/s的下泄流量保证率仅20%。（1）林家村水电站。2003年建成投运，利用宝鸡峡渠首加坝加闸工程落差，结合灌溉引水发电，装机8 000 kw，设计年发电量4 150万kw·h，总投资4 285万元，现有电站运行管理人员37人， 2013年实际发电量3 793万kw·h，发电收入1 176万元。（2）魏家堡水电站。1998年建成投运，利用渭惠渠总干渠塬上

13、和塬下近百米的落差发电，装机1.89万kw，设计年发电量9 200万kw·h，总投资7 070万元，现有电站运行管理人员40人、输水管理人员90人。2013年实际发电量8 969万kw·h，发电收入2 780万元。（3）杨凌水电站。1999年建成投运，利用北干渠半坡寺退水形成的落差发电，装机5 400 kw，设计年发电量2 531万kw·h，总投资3 926万元，现有电站运行管理人员45人、输水管理人员53人。2013年实际发电量2 221万kw·h，发电收入688万元。（4）绛帐水电站。初建于1956年，2013年扩容增效改造完成投运，利用塬下南干渠1

14、号跌水落差发电，装机500 kw，设计年发电量206万kw·h，现有电站运行管理人员12人。2013年实际发电量46万kw·h，发电收入14.3万元。4.2.2 生态调度方案综合考虑渭河来水、用水、下泄流量以及宝鸡峡灌区4座水电站的运行情况，建议加强渭河干流水量调度，从非汛期部分关闭或全部关闭逐步过渡到彻底关闭灌区魏家堡、杨凌和绛帐3座水电站，与最小、低限、适宜这3个层次的生态流量目标相对应，提出3种生态调度方案。第一方案：非汛期（11月至次年6月）魏家堡水电站与杨凌水电站各关闭一台机组、限制两台机组发电，绛帐水电站全部机组停止运行。初步估算，可以保证渭河干流林家村以下河道

15、流量提升到58 m3/s，宝鸡峡管理局下辖水电站年减少发电量3 005万kw·h，减少收入932万元。建议由省财政（陕西省政府和流域相关管理部门）给予补贴或补偿。第二方案：非汛期（11月至次年6月）魏家堡、杨凌、绛帐水电站全部机组停止运行，只在汛期运行。初步估算，可以保证渭河干流林家村以下枯水期河道平均流量在平水年及偏枯年提升到8.212.1 m3/s，宝鸡峡管理局下辖水电站年减少发电量6 139万kw·h，减少收入1 903万元。第三方案：彻底关闭魏家堡、杨凌、绛帐3座水电站，拍卖资产、偿还债务、安置人员。电站资产预估10 862万元，贷款本金利息13 719万元，分流安

16、置直接人员240人，每年补偿经济收入损失3 598万元。5 结 语（1）为了协调生态环境和经济社会之间的用水竞争，根据渭河流域实际情况，基于最低、适宜、最高3个等级的需水量，划分了渭河生态环境和人类生产生活的用水优先次序：各类用水的最低等级>生活用水的适宜和最高等级>工业和农业用水的适宜等级>工业和农业的最高等级、生态用水的适宜和最高等级。（2）从基于最小生态流量的水生态保障义务、基于低限生态流量的水生态补偿过渡、基于适宜生态流量的水生态补偿责任3个层次，提出了渭河水生态补偿方案：渭河最小生态流量在来水许可的情况下应无条件满足，各利益相关方不能主张生态补偿;为满足低限生态流量

17、而导致的经济效益损失在近期可考虑进行一定程度的补偿，为相关单位转型和人员安排做缓冲;针对为实现适宜生态流量而导致的经济效益损失，可出台相关标准进行相应补偿。（3）针对陕西省渭河宝鸡峡至魏家堡河段非汛期河道生态流量保障，完成了主要利益相关方的损益分析，提出了不同层次的生态流量保障方案。近期首先在非汛期部分关闭或全部关闭魏家堡、杨凌和绛帐3座水电站，保障渭河干流最小生态流量;远期考虑彻底关闭部分对渭河干支流生态流量影响较大的水电站，并对已有电站进行针对生态流量的优化调度。为了保障陕西省渭河生态补偿和调度方案的执行，应遵循因地制宜、切实可行的原则，分阶段、分情景、奖惩结合，建立健全渭河生态补偿机制和

18、生态调度体系，并提出相应的保障措施，推动渭河生态文明建设，实现水资源可持续利用与经济可持续发展。参考文献：1 郝春沣. 半干旱半湿润地区河流生态环境流量确定方法及其应用d. 北京：清华大学，2017：123-124.2 lovich j， melis t s. the state of the colorado river ecosystem in grand canyon： lessons from 10 years of adaptive ecosystem managementj. international journal of river basin management， 2007，5（3）：207-221.3 gippel c j， jacobs t， mcleod t. determining environmental flow needs and scenarios for the river murray system， australiaj. australian journal of water resources