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谈光伏发电建设项目水行政审查审批建议

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摘要:为规范涉河(库)光伏发电建设项目水行政审查审批工作,通过省内外调研、文献查阅、相关法律法规梳理,综合分析了水面光伏发电建设项目特点、防洪影响、水生态环境影响等,提出了禁止在河道管理范围内、允许符合条件的水库管理与保护范围内建设光伏发电项目的建议。

关键词:水面光伏电站;防洪影响;水行政;审查审批

光伏发电是我国重要的战略性新兴产业,近年来光伏发电产业得到了迅猛发展,水面光伏以解决土地瓶颈为优势,正逐渐成为光伏发电应用领域新热点,不少企业申报利用水库水面、河道滩地建设光伏发电项目。水面光伏项目为新生事物,具有占用水域(河滩、库区等)面积大、影响不确定等特点,目前水利部未发布涉河(库)光伏发电建设项目顶层设计指导意见,国内外关于光伏发电项目建设对防洪安全、水利工程运行的影响研究几乎空白,项目建设的审批也鲜有先例可循。据了解,广东省已有一部分光伏发电项目建设在河道管理范围、水库管理和保护范围内,大部分工程建设方案没有经过水行政主管部门审批,少部分审批许可不严格、不规范。为加强涉河(库)建设项目管理、规范涉河(库)光伏发电建设项目水行政审查审批工作,广东省水利厅特成立调研组,深入省内外调研。本文是调研工作的部分成果,文中分析了水面光伏发电建设项目的特点,综合论述了涉河(库)光伏发电建设项目对河(库)的影响,梳理了相关水事法律水法,提出了广东省涉河(库)光伏发电建设项目水行政审查审批的建议。

1水面光伏发电建设项目简介

1.1光伏发电原理及其构成

太阳能光伏发电的原理主要是利用半导体的光生伏特效应[1]。光生伏特效应是指半导体在受到太阳光照射时会产生电动势现象,光伏发电就是利用光生伏特效应将太阳能转化为电能[2]。光伏发电装置主要由太阳能电池板、控制器和逆变器三大部分组成,其中主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

1.2分类

根据支撑方式的不同,水面光伏电站可分为架高式水面光伏电站和漂浮式水面光伏电站两大类。架高式水面光伏电站主要由桩基和光伏面板组成,桩基一般采用预应力钢筋混凝土圆形管桩,适用于水位较浅,无场地沉陷、水位变化较小的水面或滩地。漂浮式水面光伏电站主要由浮体、光伏面板、锚固系统等组成,适用于水深较深且水位比较稳定的水域。

2水面光伏电站对河(库)影响分析

2.1水库管理与保护范围内水面光伏建设项目的影响分析

根据《广东省水利工程管理条例》(2014年修正)第十五条规定,水库工程管理范围包括坝址上游坝顶高程线或土地征用线以下的土地和水域,以及挡水、泄水、引水建筑物及电站厂房的占地范围及其周边。对于大型及重要中型水库管理范围下游外缘线为主、副坝下游坝脚线外200~300m;中型水库管理范围下游外缘线为主、副坝下游坝脚线外100~200m。根据《广东省水利工程管理条例》[3](2014年修正)第十六条规定,水库工程保护范围包括坝址上游坝顶高程线或者土地征用线以上至第一道分水岭脊之间的土地,以及水库工程主体建筑物以外不少于200m、其他附属建筑物以外不少于50m的土地。1)对水库水量的影响。水面光伏遮盖了部分库区水域面积,减少水面蒸发;此外在同等供电需求下,水面光伏发电可以减少部分水力发电,节约部分发电用水量。2)对水库安全的影响。架高式电站一般建在库尾或离坝体较近的浅水地带,桩基施工可能会破坏坝体的整体稳定和渗透稳定,影响坝体安全。此外,在强台风或超强台风天气下,光伏面板有脱落的风险,如2016年8月日本埼玉县7.55MW光伏电站受强风和大浪影响,周边的浮体式架台被吹翻,吹翻的光伏面板有堵塞溢洪道、排洪洞等排洪设施的风险,是水库防洪安全的一隐患。3)对水库蓄水功能的影响。架高式光伏电站桩基一般埋深超3m,且桩基数量较多,桩基施工对水库蓄水功能可能会造成不良影响。4)对水库水质的影响。正常运行期污染源为漂浮式光伏电站采用的高密度聚乙烯浮体,长期的暴晒、风化、浸泡可能导致其缓慢释放有机烃类污染物,亦可能释放微塑料颗粒[3]。建设期污染源为混凝土灌注、施工设备的维修、冲洗时产生的施工废水;运营期污染源为主要来自检修和发生事故时变压器溢出的废油。此外,水面光伏组件遮盖的一定面积的阳光,影响浮游植物的光合作用,进而影响水体溶解氧浓度,降低了水环境自净能力,间接的影响水库水质。5)对库区水生态环境的影响。水利部中国科学院水工程生态研究所郑志伟[3]等人的研究成果表明:水面光伏电站运行过程中,长期遮光导致水温结构和变幅发生改变,使得浮游植物、沉水植物等初级生产者生物总量出现下降,通过营养级联效应对水体中的其他鱼类和生态系统的物质循环和能量流动等过程产生影响。

2.2河道管理范围内水面光伏建设项目的影响分析

根据《中华人民共和国河道管理条例》(2018修正)第二十条规定,有堤防的河道,其管理范围为两岸堤防之间的水域、沙洲、滩地(包括可耕地)、行洪区,两岸堤防及护堤地;无堤防的河道,其管理范围根据历史最高洪水位或者设计洪水位确定。本文根据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》(试行)[4]《涉河建设项目河道管理技术规范》(DBJ440100/T135—2012)[5]《涉河建设项目防洪评价和管理技术规范》(SZDB/Z215—2016)[6]等国家和广东省地方标准对河道管理范围内水面光伏建设项目的防洪影响进行了综合分析。1)对河势稳定的影响。河道管理范围内光伏电站以架高式为主,数百根乃至上千根圆形混凝土桩基组成桩群,王春华[7]、翁松干[8]、邓绍云[9-10]等人关于高桩码头群桩对流场和河床影响的研究成果表明:群桩流场特征既有单桩时的共性,又由于桩群互相影响,桩群区内流速显著减小,桩群附近会出现局部绕流流态,在桩的下游形成涡旋,迎水面的下沉流下切河床,马蹄形旋涡和尾流旋涡形成的旋涡体系淘刷河床。可见,河道管理范围内建设水面光伏项目,改变了河段原来的流场边界、流场特征、水流泥沙运动特性以及河床的冲淤形态,对河势稳定产生不良影响。2)对河道行洪的影响。河道管理范围内架高式光伏电站一般覆盖面积较大,数百根乃至上千根圆形混凝土桩基组成的桩群,不仅侵占了过洪断面空间,还形成一定规模的绕流阻力[4],多重阻水,对河道行洪有较大的阻滞作用。3)对堤防安全的影响。一方面光伏电站桩基施工有可能会影响堤防的安全稳定,另一方面桩基绕流可能会加剧堤脚冲刷。4)对河道水质的影响。河道管理范围内光伏电站建设期污水主要来自混凝土灌注、施工设备的维修、冲洗时产生的施工废水,运营期污水主要来自检修和发生事故时变压器溢出的废油。4)对河道岸线管理的影响。在河道管理范围内建设光伏电站,占用大面积河滩地和水域,不利于河道岸线统一管理。5)对防汛抢险的影响。光伏电站占用面积较大,有可能会影响防汛抢险道路通畅及现场救援的实施。6)对下游防洪工程的影响。台风、洪水期间光伏面板有脱落的风险,给下游防洪工程运行造成安全隐患。7)对河道通航的影响。有通航任务的河流,立桩或浮体靠近主航道,将会对船舶航行安全有一定的不利影响。

3相关法律法规梳理

光伏发电项目属于新兴事物,现行水法律、法规禁止性条文主要针对的是妨碍行洪的活动,并未对河道管理范围内、水库管理范围和保护范围内光伏发电项目建设作出明文规定。1)《中华人民共和国水法》(2016年修正)第三十七条第二款和《中华人民共和国防洪法》(2016年修正)第二十二条第二款都规定:禁止在河道管理范围内建设妨碍行洪的建筑物、构筑物以及从事影响河势稳定、危害河岸堤防安全和其他妨碍河道行洪的活动。《广东省实施<中华人民共和国水法>办法》(2014年修订)第四十二条第二款规定:河道管理范围内的水域、沙洲、滩地和行洪区属于河道行洪通道,不作为基本农田保护区,不得建设阻碍行洪的建筑物、构筑物。《广东省河道行洪控制线管理办法》(1993年)第六条规定:行洪通道内严禁任何单位和个人侵占或兴建阻水建筑物。目前,河道管理范围内水面光伏发电项目以架高式为主,由上述分析可知林立在河道行洪通道内的光伏电站桩基群影响河势稳定,妨碍河道行洪,存在危及堤防安全隐患,可见在河道管理范围内建设水面光伏电站违反了《中华人民共和国水法》(2016年修正)第三十七条第二款和《中华人民共和国防洪法》(2016年修正)第二十二条第二款等相关条款。2)《广东省水利工程管理条例》(2014年修改)第二十八条规定:在以供水为主的水利工程的管理范围和保护范围内不得建设污染水体的生产经营项目;已经兴建的,必须采取补救措施,防治水质污染。由上述分析可知,水面光伏电站对水库水质有一定影响,可见,在以供水为主的水利工程的管理范围和保护范围内禁止建设水面光伏电站违反了《广东省水利工程管理条例》(2014年修改)第二十八条。3)《广东省水利工程管理条例》(2014年修改)第二十二条规定:在水利工程管理范围内禁止兴建影响水利工程安全与正常运行的建筑物和其他设施。由上述分析可知,水面光伏项目平面布置、规模、场址选取、施工方法等关系到其对水库工程安全与正常运行的影响。

4审查审批建议

4.1关于河道管理范围内建设光伏发电项目的审查审批建议

1)河道管理范围内禁止建设光伏发电项目。2)已审批但未开工建设的涉河光伏发电建设项目,不得继续建设。3)已建成的要依据法律法规的要求建设单位逐步清理或退出。

4.2关于水库管理与保护范围内建设光伏发电项目的审查审批建议

1)水库管理与保护范围内建设光伏发电项目,必须经有管辖权的水行政主管部门审批同意后,才能报有关部门批准实施。水库管理与保护范围内建设光伏发电项目审批需遵循的基本原则有:确保工程安全原则、确保水资源安全原则、遵循分级管理原等。2)在以下水库水面禁止建设光伏发电项目:①饮用水水源区水库管理范围内;②风景名胜区和水利风景区水库管理范围内;③非饮用水水源区水库行洪通道水面内;④相关法律法规规定不能开发利用的其他水库管理范围内。3)在以下水库管理与保护范围内(含水库水面)允许有条件建设光伏发电项目:①非饮用水水源区水库库汊水面;②不影响水库行洪安全的水库库边浅水区和岸边滩涂;③水库保护范围内陆域等区域。4)项目建设所利用水面面积应不超过水库正常蓄水位情况下全部水面面积的20%。5)光伏发电组件布置应远离水库溢洪道、取水口、大坝、泄洪洞、电站进水口等重要设施。其中,水面光伏发电组件边界距水库主要建筑物的距离,大坝、溢洪道、电站进水口应不小于500m,取水口、泄洪洞应不小于300m。6)施工和运行期要采取有效的防治与补救措施,确保工程防洪安全、运行安全和水资源安全。5结语1)光伏发电属于新生事物,项目建设的审批还鲜有先例可循,规范涉河库光伏发电项目的审查审批事项,对加强河湖管理、推行河长制具有重要意义。2)在水库管理与保护范围内建设水面光伏电站,虽可减少部分水面蒸发和水力发电用水量,但电站施工和运行过程可能会对坝体安全稳定、水库水质、水体自净能力、库区水生态环境等造成不良影响。3)在河道管理范围内建设光伏电站,改变了河段原来的流场边界、流场特征、水流泥沙运动特性以及河床的冲淤形态,影响河势稳定,阻碍河道行洪,此外电站施工和运行过程中可能会对堤防安全稳定、水域岸线统一管理、防汛抢险、河道水质、船舶航行等造成不良影响。4)建议禁止在河道管理范围内内建设光伏发电项目,禁止在饮用水水源区水库管理范围内、景名胜区和水利风景区水库管理范围内、非饮用水水源区水库行洪通道水面内、相关法律法规规定不能开发利用的其他水库管理范围内建设光伏发电项目;在非饮用水水源区水库库汊水面、不影响水库行洪安全的水库库边浅水区和岸边滩涂允许有条件审批。5)建议下一阶段开展水库(湖泊)光伏发电建设项目对水库(湖泊)大坝安全、水生态环境影响专题研究。

参考文献:

[1]李春鹏,张廷元,周封.太阳能光伏发电综述[J].电工材料,2006(3):45-48.

[2]商长征.水面光伏电站设计要点分析[J].电力勘测设计,2017(S2):325-330.

[3]郑志伟,史方,彭建华,等.水面光伏电站对水域生态环境影响分析与对策[J].三峡生态环境监测,2018(4):47-50,66.

[4]水利部.河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则(试行)[S].2004.

[5]涉河建设项目河道管理技术规范:DBJ440100/T135—2012[S].

[6]涉河建设项目防洪评价和管理技术规范:SZDB/Z215—2016[S].

[7]翁松干,钱钧,翟铎,等.高桩码头桩群水流阻力近似计算方法[J].水电能源科学,2017,35(8):116-119.

[8]王春华.高桩码头桩群对流场及底床影响试验研究[D].南京水利科学研究院,2010.

[9]邓绍云,邱清华.均匀流中矩形排列圆柱桩群阻力测试研究[J].人民长江,2009,40(19):79-81.

[10]邓绍云.圆柱桩群阻力特性及其对底床冲淤影响的研究[D].南京:南京水利科学研究院,2007.

作者:彭艳 唐造造 黄健东 刘世中 魏俊彪 单位:广东省水利水电科学研究院

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