辛紅偉，楊 銳，晁 亮

(中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710065)

0 引 言

目前大中型水電(水利)工程建設(shè)征地涉及小型水電站補償處理的設(shè)計規(guī)范還不健全，實施階段過程中仍存在較多的問題，小水電站的權(quán)屬人與項目業(yè)主之間的利益沖突和矛盾日益突出。如何合法、公平、合理地處理項目業(yè)主與小水電站權(quán)屬人的利益關(guān)系，妥善解決兩者之間的矛盾，是小水電補償處理規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵[1]。規(guī)劃設(shè)計首先應(yīng)梳理清楚影響情況，其次應(yīng)結(jié)合小水電權(quán)屬人的意見，綜合確定處理方案。

1 影響情況及處理機制

大中型水電(水利)工程建設(shè)征地對小水電站的影響主要分為全部淹沒和部分淹沒兩種情形[2]。全部淹沒顧名思義就是電站完全喪失發(fā)電功能，其處理方式較為簡單，主要以貨幣補償為主，具體補償費用計算通常包括一是對電站未來發(fā)電收益，即電量損失進行補償；二是按單位裝機進行補償。

對于部分淹沒的情況，主要是影響尾水，處理方式通常包括一是工程改建措施加停產(chǎn)停業(yè)損失補助費；二是對損失發(fā)電水頭進行補償。具體的補償費用計算與上述全部淹沒的相同。綜上，小水電站的處理方式可分為工程改建措施和補償兩種[3]。

部分學者主要研究方向為補償處理，主要包括電量損失收益的補償和資產(chǎn)評估法補償；其中電量損失收益補償?shù)闹饕诵囊貫檎郜F(xiàn)率取值、剩余壽命確定、補償電價問題，并未對各要素取值的依據(jù)和變化規(guī)律進行系統(tǒng)的研究。資產(chǎn)評估法主要分為市場法、成本法和收益法[4]，與小水電站相匹配的評估方法為成本法和收益法；成本法主要通過分析土地費用、建安費用及其他費用等計算；收益法主要通過計算折現(xiàn)率、凈收益及剩余壽命年限[5]。電量損失收益的補償和資產(chǎn)評估法補償基本原理類似，折現(xiàn)率通常取6%～8%，經(jīng)濟壽命通過經(jīng)營收益年限、國有土地使用權(quán)證等綜合確定，補償電價通常采用最新平均售電電價。成本法主要結(jié)合原設(shè)計資料進行分析，對于資料缺失情況，可參考類似規(guī)模電站的設(shè)計資料。

綜上所述，目前已研究成果主要是定性分析電量損失的收益補償和資產(chǎn)評估補償，很少通過一個具體案例系統(tǒng)定量計算分析，對于采取工程改建措施和補償損失裝機的實例則更少。下文先對兩個行業(yè)規(guī)范進行分析，再通過兩個實例計算補償費用，最后對計算結(jié)果進行總結(jié)。

2 行業(yè)規(guī)范分析

目前國家相關(guān)行業(yè)規(guī)范主要有《水電工程建設(shè)征地移民安置專業(yè)項目規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(NB/T 10801—2021)(以下簡稱《水電規(guī)范》)和《水利水電工程建設(shè)征地移民安置規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(SL 290—2009)(以下簡稱《水利規(guī)范》)，兩本規(guī)范對小水電站的處理方式要求不盡相同。

根據(jù)新修訂的《水電規(guī)范》相關(guān)要求，對發(fā)電水頭和水量影響的，通過工程改建措施可以恢復(fù)原有功能的小水電站，應(yīng)根據(jù)影響程度開展改建措施設(shè)計，并對發(fā)電水頭或水量減少產(chǎn)生的資產(chǎn)損失采取補償。對于完全淹沒或完全喪失發(fā)電功能的，以及難以改建的水電工程，采取補償處理[6]。根據(jù)《水利規(guī)范》相關(guān)要求，對小水電站處理應(yīng)根據(jù)受淹沒影響程度，結(jié)合移民安置和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，選定合理的處理方案；不需要或難以恢復(fù)的，應(yīng)根據(jù)淹沒影響的具體情況，給予合理補償[7]。

綜上，《水電規(guī)范》已明確小水電站處理為工程改建措施和補償處理，其中補償處理只補資產(chǎn)不補收益，即不補償未來電量損失收益，這一點是水電項目的特殊之處。相比來說《水利規(guī)范》規(guī)定相對籠統(tǒng)，除采取工程改建措施外，貨幣補償可以考慮補償裝機損失或者電量損失收益，對于小水電站的處理為工程改建措施和貨幣補償。筆者下面通過兩個案例分別進行闡述。

3 實例分析

3.1 工程改建措施案例

3.1.1 GK水電站概況

MED水電站位于MQ縣JL鎮(zhèn)上游約5 km的黃河干流上，庫區(qū)影響GK水電站1座。GK水電站為引水式水電站，現(xiàn)已運行發(fā)電，電站主要任務(wù)是發(fā)電，總庫容329萬m3，總裝機容量30.0 MW。電站設(shè)計水頭為110 m，最小水頭108 m，最大水頭112 m，安裝3臺混流式水輪發(fā)電機，單機額定流量10.5 m3/s，年發(fā)電量14 500萬kW·h。本工程規(guī)模為Ⅳ等小(1)型工程，主要建筑物級別為四級，次要建筑物級別為五級。

GK水電站由攔河大壩、泄洪排沙洞、引水洞、壓力前池、壓力鋼管、電站廠房、開關(guān)站以及廠區(qū)道路等組成，正常蓄水位3 395.0 m，設(shè)計洪水水位3 398.0 m，校核洪水水位3 398.5 m；壩頂高程3 399.0 m，尾水平臺高程3 279.45 m。

3.1.2 影響分析

MED水電站水庫正常蓄水位3 275 m時，GK水電站尾水平臺將受影響，采取改建處理。多年平均流量在GK水電站尾水斷面回水高程為3 279.25 m，100年一遇設(shè)計洪水在水電站尾水斷面回水高程為3 286.45 m，均高于電站正常尾水位3 272.75 m。根據(jù)水庫運行方式及天然河道來沙量分析，取泥沙淤積20年為水庫淤積設(shè)計標準，其在GK水電站尾水斷面淤積高程為3 274.14 m，高于尾水洞出口底板高程3 270.87 m。因此，考慮泥沙淤積和回水的影響，需對GK水電站進行改建，以保證電站正常運行。

3.1.3 工程改建措施方案

(1)尾水平臺改建

GK水電站原設(shè)計尾水平臺高程3 279.45 m，MED水電站正常蓄水位3 275 m時，根據(jù)電站尾水布置情況，考慮電站設(shè)計、校核洪水標準，根據(jù)GK水電站尾水斷面回水水位流量關(guān)系曲線，以100年一遇校核洪水為電站廠房控制標準，計算得電站尾水處洪水高程為3 286.45 m；在不影響電站正常運行的情況下，將電站尾水平臺抬高至3 287.0 m，同時將尾水周邊防浪墻加高，以防洪水進入廠房及廠區(qū)。

(2)尾水洞改建

原廠房尾水布置3條尾水洞，每臺機組對應(yīng)1條尾水洞。尾水洞為城門洞型，斷面尺寸2.5 m×3.7 m(寬×高)，圓拱高0.7 m，中心角117°，襯砌厚0.3 m，隧洞進、出口加厚至0.5 m。

根據(jù)水庫運行方式及天然河道來沙量分析，取泥沙淤積20年為水庫淤積設(shè)計標準，其在GK水電站尾水斷面淤積高程為3 274.14 m，高于尾水洞出口底板高程3 270.87 m；泥沙淤積將影響電站正常運行，需對隧洞進行改建?？紤]施工難度、施工工期及工程投資等影響因素，隧洞改建方案為：

新建1條隧洞，即從原隧洞尾0+016.00 m樁號處開始，將3條尾水隧洞以“卜”型岔管交匯，新建1條新的尾水洞；原尾水洞軸線與改建尾水洞軸線夾角38°，將尾水出流至胡哇溝內(nèi)。考慮水頭損失以及初期尾水洞部分自由出流，尾水洞出口底板高程抬高至3 275.20 m，高于MED水庫按20年水庫淤積設(shè)計時在GK水電站尾水的淤積高程(3 274.14 m)。新建改線隧洞全長159 m，主洞縱坡比2.96%。

新建尾水洞主洞為城門洞型，斷面尺寸3 m×4 m(寬×高)，圓拱高0.75 m，中心角106°，混凝土襯砌厚0.5 m。尾水隧洞全段進行固結(jié)灌漿和回填灌漿，固結(jié)灌漿采用襯砌內(nèi)預(yù)埋PVC管的方式，在襯砌混凝土澆筑完成并達到設(shè)計強度后進行；固結(jié)灌漿壓力為0.5～1 MPa，回填灌漿利用固結(jié)灌漿孔進行，灌漿壓力為0.15 MPa。

3條尾水支洞(2.5 m×3.7 m)以“卜”型岔管與尾水主洞(3 m×4 m)相連，洞軸線與原尾水洞軸線夾角38°；岔管處斷面較小，圍巖為Ⅲ類，采取一定錨固措施可以保證圍巖的穩(wěn)定；后期采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.5 m。

尾水隧洞開挖支護采用系統(tǒng)錨噴支護，Ⅲ類圍巖采用全斷面鉆爆法施工，初期支護采用φ22砂漿錨桿、全斷面掛網(wǎng)和噴射10 cm厚C25混凝土。φ22砂漿錨桿長2.5 m，間距為2 m×2 m(環(huán)向×縱向)。鋼筋網(wǎng)采用φ6網(wǎng)片，間距為20 cm×20 cm，后期采用C25混凝土襯砌。

由于客觀因素，本階段未收集到GK水電站引水洞及廠房、機組的設(shè)計資料，故本次水力計算僅考慮了改建尾水洞部分的水力計算。額定流量下，尾水洞主洞流速2.78 m/s，最大水頭損失0.19 m；改建前原尾水洞最大水頭損失0.15 m，改建前與改建后差別不大，僅增加部分局損。

(3)電站改建方案投資

經(jīng)計算，本工程總投資為2 307.15萬元，其中施工輔助工程518.03萬元，建筑工程701.86萬元，環(huán)境保護和水土保持工程100萬元，機電設(shè)備及安裝工程72.16萬元，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程187.91萬元，獨立費用596.60萬元，基本預(yù)備費130.59萬元。

(4)施工期電量損失補償費用

工程改建施工期為4個月，共影響發(fā)電量1 577萬kW·h，電價按電站上網(wǎng)電價0.281元/kW·h計算，改建期補償費用為443.14萬元，計入改建費用中的獨立費用。

3.1.4 處理費用

經(jīng)計算，GK水電站處理總費用為2 750.29萬元，其中工程改建費用2 307.15萬元，施工期電量損失補償443.14萬元。

3.2 補償裝機損失案例

3.2.1 BR水電站概況

BR水電站位于NQ市BR縣BR鎮(zhèn)NQ河段，為低水頭徑流壩后式電站，壩(廠)址位于BR縣縣城下游2 km，距NQ市236 km。BR水電站于1987年施工，1989年12月竣工發(fā)電，裝機容量1 600 kW(2×800 kW)，為Ⅴ等小(2)型工程，設(shè)計水頭6.2 m，設(shè)計多年平均發(fā)電量800萬kW·h，設(shè)計裝機年利用小時數(shù)5 000 h，保證出力1 200 kW。溢流壩、泄洪排沙孔、進水口及壩后廠房、混凝土副壩為5級建筑物。擋水建筑物防洪標準30年一遇設(shè)計、100年一遇校核，廠房防洪標準30年一遇設(shè)計、50年一遇校核。

截至2022年7月底，BR水電站已運行了33 a。2017年，電站業(yè)主對發(fā)電機、水輪機等進行了返廠維修，更換了閘門、有關(guān)電器設(shè)備，對尾水墻、消力池等重新修建。

3.2.2 電站影響情況及處理方式

經(jīng)回水計算，A水電站正常蓄水位3 892 m時，其多年平均流量在BR水電站尾水斷面回水位3 892.71 m，較天然水位3 890.56 m抬高2.15 m；非汛期5年、20年和30年一遇洪水水庫回水在BR水電站尾水斷面回水位分別為3 893.69、3 894.36 m和3 894.54 m，較天然水位3 891.82、3 892.62 m和3 892.82 m抬高1.87、1.74 m和1.72 m；汛期5年、20年和30年一遇洪水水庫回水在BR水電站尾水斷面回水位分別為3 896.15、3 896.93 m和3 897.13 m，較天然水位3 894.72、3 895.56 m和3 895.77 m抬高1.43、1.37 m和1.36 m。

根據(jù)回水成果分析，A水電站回水對BR水電站尾水有一定影響，需根據(jù)尾水影響情況，分析對BR水電站發(fā)電損失情況，按照損失裝機容量進行一次性補償處理。

3.2.3 水頭損失及損失裝機計算

綜上分析，A水電站非汛期(10月—第二年5月)多年平均流量在BR水電站尾水斷面回水位3 892.71 m，較天然水位3 890.56 m抬高2.15 m，其影響最大，故非汛期按2.15 m水頭計算損失的裝機。汛期(6月—9月)，電站運行考慮汛限水位3 890 m，5年一遇洪水水庫回水在BR水電站尾水斷面回水位3 896.15 m，較天然水位3 894.72 m抬高1.43 m，其影響最大。綜合分析，影響B(tài)R水電站水頭為2.15 m×8/12+1.43 m×4/12=1.91 m，裝機和水頭關(guān)系按下式計算：

裝機容量=9.81×Q×H×η水×η電

(1)

式中，Q為流量(m3/s)；H為水頭(m)；η水、η電為水輪機和發(fā)電機效率。

根據(jù)上式，裝機容量和水頭成正比例關(guān)系，故影響1.91 m水頭對應(yīng)的裝機損失=1 600 kW/6.2 m×1.91 m=493 kW。

3.2.4 處理費用

小水電補償費用按照下式計算：

補償費用=裝機損失×單千瓦費用

(2)

式中，裝機損失按照式(1)計算(kW)；單千瓦費用通過工程類比方法計算(元/kW)。

參考近期審定的小型水電站項目補償標準，按照7 000元/kW計列。經(jīng)計算，BR水電站補償處理費為345.1萬元。

4 結(jié) 論

對于大型水電工程建設(shè)，水庫淹沒損失一般均較大，涉及小水電站補償比較常見，設(shè)計人員需按照《水電規(guī)范》進行規(guī)劃設(shè)計；但是關(guān)于貨幣補償方式，必須注意只能補償資產(chǎn)損失。對于資產(chǎn)損失補償中的影響水頭分析和影響裝機的計算，本文通過案例2定量分析計算，類比單千瓦補償標準，進而確定小水電站的補償處理費用；此種方法簡單實用，可供類似水電項目參考。案例1主要是采取工程改建措施和施工期電量損失計算小水電站的補償處理費用，尤其電量損失補償可供類似水利項目參考。

但是對于不同水電(水利)項目，工程改建措施需因地制宜綜合分析確定。另外，采取補償處理的小水電站，單位千瓦補償標準需類比同地區(qū)近期已建工程綜合確定。本文在案例2中，未考慮水輪機和發(fā)電機效率變化的因素，下一步可以進行更深入的研究。