作者：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。我国多年来的实践经验也已经证明，只有梯级开发的流域才能科学有效地进行水资源调度，取得最大的社会、经济和生态环境效益。

众所周知，建造水库的最重要作用之一就是要调节水资源时空分布，保护社会的生态环境。因此，占用最少的土地，获得最高的水资源调节能力，就提高水库的生态效益的方式之一。由于每一个具体的水库的蓄水和供水（包括发电）之间总会有一定的矛盾。因而对于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）的现象，必须要保证水库下泄一定的基础流量。这样必然就使得该水库的蓄水调节作用大打折扣，否则就将会出现下游断流，并对河流的生态造成巨大的伤害。然而，如果是梯级开发的水库、水电站，由于首尾已经衔接，我们就可以仅仅让最后一级水库，承担保证下游河流生态流量的任务，而以上的各级水库泄水流量都可以任由人们的调配，从而大大提高水库的调蓄水资源的功能。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。

此外，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。由于天然的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、流速人们都无法控制。例如，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，虽然这些几乎都是10米左右的低水头电站，但建成后完全实现了首尾相接，除了发电至少保证了多瑙河的水深，不受自然来水的影响，让多瑙河一年四季都能保证大型轮船的正常航行。最大程度的发挥出河流的社会、经济和生态环境效益。

多瑙河干流梯级水电站位置示意图

国内有一种论调错误地认为：“水电梯级开发，会使全世界的所有的河流都会变成连串的湖泊，世界上也就不会再有河流存在了”。其实，这完全是一种杞人忧天。一般来说，梯级水电开发除了龙头水库需要保证一定的调节库容之外，往往都可以在充分利用水能资源的前提下，用多个梯级小电站代替某一个大电站。因此，河流的梯级开发方式恰恰是减少淹没损失，避免过多的形成高坝大库，降低水电站对河流生态影响的最重要举措。此外，河流的梯级开发也并不一定就会彻底改变河流的流态。因为，即便进行了梯级开发，人们也还是能够通过适当的规划设计，人为的控制某一河段河水的流态以及淹没的范围，达到最佳的生态环境效果。这也就是为什么，全世界几乎所有的发达国家都已经对河流进行了梯级开发，而至今没有见到过哪一个国家的哪一条河流，已经变成了一连串不流动的死水池。

河流的梯级开发与因地制宜的保护生态环境必须兼顾。在一些具有水能资源河段，全面衡量之后认为不应该进行开发的地方，不再进行水资源开发是水电开发规划的一贯原则。只有那些对水资源开发原则和现状都毫无了解，而且根本分不清梯级开发和100%开发有什么区别的同志，才会否定河流的梯级开发。我国的水能资源的理论蕴藏量有6万多亿kwh，而目前我们按照梯级开发理念规划的经济可开发量还不到2万亿。可见，在目前的水电规划中，早就已经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。而我们目前的规划，几乎是经过几代专业技术人员反复的比较、依据各方面的数据、经过科学的论证确定的。尽管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确有需要调整的可能。但是，没有人会相信某些人的心血来潮的遐想，就能比几代研究河流的专业人员依据科学考察所做出的开发规划还要高明。

最近，某些反对梯级开发的人建议，在梯级开发的水电站之间，需要保留一段自然河段。然而，这种设想无论在理论上还是实践上都还得不到支持。目前谁也说不清楚，所谓需要保留的自然河段，到底应该是几十米、一公里，还是几十、几百公里才合适？不过，有一点却可以肯定，即便在梯级电站之间，保留一段自然流动的河段，我们不仅仍然无法解决鱼类洄游的矛盾，反而还会失去梯级开发所具有的各种优势；这不仅会使河流的开发利用效率大打折扣，并且还可能会造成一系列新的生态环境问题。况且，我们今天科学技术手段，既然已经能够比较成功地解决了鱼类洄游过坝，控制水温等方面的难题，我们为什么就不能依靠科技手段，解决某些鱼卵需要靠自然漂流来提高孵化成活率的简单问题呢？

必须承认，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，我们也会尽量采用各种技术手段减小对河流生物物种的不利影响，以保障对河流可持续的合理开发利用。例如，欧洲的莱茵河曾经一度因为人类不合理的开发利用，使得河流的生物物种的多样性受到了毁灭性的影响。然而，近年来通过流域综合治理，已经使得这条建有150座大坝的河流的物种多样性，恢复到了一百多年前的水平。

事实说明，目前的科技手段已经可以有效的缓解水坝建设对于河流鱼类以及水生、陆生动植物的不利影响。随着我们人类的科技进步和生态环境意识的增强，梯级水电开发的科学性以及生态环保作用，必将会得到进一步的证实和加强。

   （本文摘要内容已在5月21日中国电力报上发表，作者为中国水力发电工程学会副秘书长）