第二章 水利水电枢纽工程设计方法

第一节 河流开发规划

一、河流开发规划的任务和要求

河流开发规划旨在根据江河流域的自然、地理、资源、社会、经济和环境条件及其特征规律，按照国家或地区近、远期国民经济发展规划，全面探讨、研究和确定其治理与开发的主题方针、战略部署、工程方案以及实施程序等，从而有效地开发资源，除害兴利，促进和振兴流域地区社会经济事业的发展。

水资源规划方案是开发、利用、节约与保护水资源和防治水害的重要依据，是加强水资源统一管理、合理调配资源、保护资源的必不可少的基础性工作。水资源规划分为流域规划和区域规划。流域规划包括流域综合规划和流域专业规划；区域规划包括区域综合规划和区域专业规划。

专业规划指流域或区域的水文测验规划、防洪规划、水电开发规划、治涝规划、灌溉规划、航运规划、旅游规划、渔业规划、水土保持规划、水资源保护规划、环境保护规划等。

区域规划应当服从流域规划，专业规划应当服从综合规划。流域综合规划和区域综合规划体现该地区国民经济和社会发展的总体要求，同时还必须与土地利用规划、环境保护规划相协调，兼顾各流域、各地区和各行业的需要和发展。

重要河流、湖泊的流域综合规划由国务院有关部门会同有关省、自治区、直辖市政府，依照国家有关法律，在综合科学考察和调查研究的基础上，经反复论证和技术经济比较后编制，报国务院批准。综合规划或专业规划一经批准，必须严格执行；经批准的规划如需要修改、调整，也必须按照规划编制的程序，报经原批准机关审批。

与水利水电工程规划关系密切的国家法律法规文件有：《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国土地法》、《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国森林法》、《中华人民共和国环境影响评价法》、《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》，以及其他行政性法规等。

二、河流水利水电规划的基本原则

中国河流水利水电规划工作有70多年历史，主要河流（河段）梯级水利水电开发规划或流域综合利用规划报告，已经通过了国务院或国家有关部门的审查批复，成为流域综合治理和水利水电建设的重要依据。

河流开发规划是水利水电工程前期工作的重要环节，是关系水利水电工程建设目标和战略布局的综合性工作，也是河流综合规划和区域综合规划的基础，要做到高瞻远瞩、超前规划、统筹兼顾、适时修订和与时俱进。河流水利水电规划的基本原则是：

（1）重视水资源和水能资源的调查研究，通过必要的地形测量、水文测验与分析、地质勘察与分析、环境现状评价、环境影响评价以及工程技术方案的比较和论证工作，优选开发方案。

（2）研究优选调节性能好的控制性工程，以控制性工程为骨干，构成梯级开发的合理布局，做到既能合理有效地利用水头水量，又能发挥龙头水库的调节作用，确保梯级综合效益最大化。

（3）贯彻水资源的综合利用原则，在明确河流开发任务重点的同时，对防洪、拦沙、灌溉、供水、航运、漂木、渔业、旅游等要求进行综合研究，并确定综合利用的程度。

（4）谨慎处理建设征地与水库移民问题，水利水电规划要做到水资源和水能资源的合理利用，梯级电站尽可能合理衔接，尽量减少淹没损失，将淹没损失及移民安置作为规划方案选择的重要影响因素。

（5）贯彻“在开发中保护，在保护中开发”的方针政策，河流水利水电规划开发方案要趋利避害，更加关注生态环境保护和河流健康，使水利水电开发与生态环境保护相互促进、协调发展。

（6）坚持以市场为导向，发挥市场对资源配置的基础作用。水库正常蓄水位和装机规模的论证要按照可开发和市场需求的平衡进行多方案的技术经济比较，按照投入与产出关系、投资效益最大化原则，优选方案。

（7）具有综合利用的水利水电工程项目，应对工程投资和效益分别加以论证，研究综合利用替代方案的可行性和合理性。近期没有规模经济效益的，应考虑分期开发或预留位置后期建设。为方便远期发展而必须在近期增加的工程量，要减少到最低限度，避免投资积压。

受技术和财力等因素的限制，河流水利水电规划往往不能一蹴而就，随着国民经济社会发展、技术进步，河流水利水电工程规划的思路和方法也在不断创新和变化，即使是已经国家审批的河流规划方案仍需要适时修订和补充，以进一步完善流域综合规划和区域综合规划。

三、水利水电规划技术的发展趋势

严格来说，水利水电规划工作主要涉及3个系统：水资源系统、能源系统和电力系统。水利水电规划既要研究河流水资源的优化开发问题，又要研究能源的开发和优化配置问题，还要研究电力系统电源的优化问题。每一个系统都是规模庞大、复杂、影响因素众多的复合大系统，他们的主要特征是多目标、多层次、不确定性。目前河流水利水电规划技术的发展趋势是：从单纯追求一个目标最优的择优准则，逐步转向到多目标综合最优的择优准则；从单一整体、功能有限的模型结构形式，逐步发展为分散的、多层次的、且能协调作用的多功能模型系统；从策略导向的个人决策模式，逐步过渡到“决策过程导向”的群决策模式。

系统工程法、经济评价法和CAD技术已广泛应用于水利水电规划研究，水利水电工程规划方法和理论因此而不断得到补充和发展。此外，还有其他一些规划方法，如多目标决策、人工神经网络、专家系统、人工智能系统等。由于水利水电规划问题的复杂性，常常需要运用不同的系统分析方法来解决不同的规划问题。

20世纪80年代初期，在引进、学习国际能源机构（IEA）开发的MARKAL能源规划模型、国际原子能机构（IAEA）开发的WASP-Ⅲ等的基础上，结合长江中上游水电规划，中国研究和开发了多分区电力长期规划模型（Inter-Regional Electric Long-term Planning，IRELP）。IRELP是混合整数线性规划模型，首次将水电规划和电源规划结合起来，初步解决了这两类规划的主要问题。20世纪90年代，在IRELP模型的基础上，研制出了水电和电力长期规划模型（Hydropower&amp；Electricity Long-term Planning，HELP）。HELP模型是动态规划和线性规划结合的模型。此外，还有GESP混合整数线性规划模型。这些规划模型的开发应用，促进了水电规划技术的创新和发展，基本解决了复杂的多系统规划难题，满足了水电开发规划的需要。