《抽水蓄能電站工程建設用地節地技術和模式研究》一書將從抽水蓄能電站的簡介、發展歷史、雙碳目標下的發展前景對行業發展做出預判和展望;結合新形勢下節地和集約用地的新要求,對已建成或規劃設計中蓄能電站用地情況、特點進行統計和整理,梳理工程建設用地面臨的諸多困境;并向讀者介紹蓄能電站工程設計關鍵技術、設計過程,借鑒相關行業節地技術的應用情況,探索蓄能電站工程節約集約用地標準設計思路,研究工程建設節地技術和措施,提出社會各方參與下的工程建設節地模式。本書還將構建蓄能電站節地評價體系,研究習近平經濟思想理論、人地協調理論、可持續發展理論、土地資源承載力理論等對新能源發展、抽水蓄能電站行業發展的指導意義,構建蓄能電站節地評價理論基礎;通過探索和應用神經網絡、多因素分析、專家打分等建立節地評價模型;從工程設計標準、安全性、用地規模與結構、利用功效(強度和功能)、綜合效益(經濟、社會、生態)等方面構建三級指標評價體系;根據指標體系對某蓄能電站項目開展節地評價分析和優化。*后,本書還將對蓄能電站節地集約用地的工作進行總結和展望,探索和提出抽水蓄能電站節約用地標準、節約用地技術與措施、節地模式等。
作者團隊總結多年來的實踐工作經驗,總結出廣東省抽水蓄能電站節地難點,提出一套行之有效的解決方案,值得大家學習與探討。
抽水蓄能是當前技術*成熟、經濟性*優、*具大規模開發條件的電力系統綠色低碳 清潔靈活調節電源,與風電、太陽能發電、核電、火電等配合效果較好。為應對全球氣候 變化,加快發展抽水蓄能是實現碳達峰、碳中和目標的重要舉措,是構建以新能源為主體 的新型電力系統的迫切要求,是保障電力系統安全穩定運行的重要支撐,是可再生能源大 規模發展的重要保障。我國抽水蓄能發展始于 20 世紀 60 年代后期,隨著我國經濟和社會 的快速發展,國內已建成廣州、惠州、清遠、深圳、陽江、梅州、泰安、白蓮河、西龍 池、仙居、豐寧、長龍山、敦化等一批具有世界先進水平的抽水蓄能電站,目前我國已形 成較為完備的抽水蓄能電站規劃、設計、建設、運行管理體系。 雖然抽水蓄能電站對于保障電力系統安全穩定運行具有重要意義,但相比普通水電站,抽水蓄能電站占地規模總體偏大。據不完全統計,以 1200 MW 抽水蓄能電站為例,我國目前已完工、在建及可研階段的抽水蓄能電站平均占地規模為 245~267 hm2 。廣東省 抽水蓄能電站共有 14 個,總用地面積 3763.40 hm2 ,平均占地面積約為 268.81 hm2 。 近年來,黨中央、國務院高度重視節約集約用地工作,明確提出強化節地標準建設,實行*嚴格的節約集約用地制度,先后頒布了一系列節地政策。2004 年國務院印發 《關于深化改革嚴格土地管理的決定》(國發 〔2004〕 28 號),把節約用地放在首位,并提出制定 和實施新的土地使用標準。2014 年 《節約集約利用土地規定》(國土資源部令第 61 號) 提 出,國家和地方尚未出臺建設項目用地控制標準的建設項目,或者因安全生產、特殊工藝、地形地貌等原因,確實需要超標準建設的項目,縣級以上自然資源主管部門應當組織 開展建設項目用地評價,并將其作為建設用地供應的依據。2021 年自然資源部辦公廳印 發 《自然資源部辦公廳關于規范開展建設項目節地評價工作的通知》(自然資辦發 〔2021〕 14 號),進一步強調節約集約用地的重要意義。2023 年,《自然資源部辦公廳關于印發 〈節 約 集 約 用 地 論 證 分 析 專 章 編 制 與 審 查 工 作 指 南 (試 行) 〉 的 通 知》(自 然 資 辦 函 〔2023〕 473 號) 進一步規范了節約集約用地論證分析專章的編制內容和審查要求。因此,抽水蓄能電站工程建設的用地規模也受到相應的控制和約束,以往工程建設及管理所須的 用地規模已經難以符合新形勢下節約集約用地要求。 目前,有關抽水蓄能電站的國家、行業標準和建設規范中尚未明確規定土地使用標 準,在節地分析與評價中,只能參考相關行業的標準進行評判或者按照實際建設內容詳細 核算用地規模①。但抽水蓄能電站項目用地存在其特殊性,其他行業的標準并不能完全適 用。所以,受抽水蓄能電站項目用地標準缺失、節地審查主觀性較強以及工程建成后場地 利用效率低等因素的影響,節地評價專題論證難度大,節地審查通過難度大,用地預審周 期長,不利于抽水蓄能電站前期工作的推進及長遠發展。 因此,為了研究和解決在節約集約背景下抽水蓄能電站工程建設與用地的標準缺失及相關行業的標準不適用問題,合理確定抽水蓄能電站工程建設用地標準,提高項目用地效 率十分必要。本書在對廣東省各工程項目進行充分調研的基礎上,深入分析影響抽水蓄能 電站各功能區項目用地規模的因素,歸納總結現有政策框架下抽水蓄能電站項目的節地設 計技術,同時借鑒相關行業的節地技術,提出抽水蓄能電站設計的關鍵節地技術和要求, 以便更好地指導抽水蓄能電站工程設計工作,減少工程建設對土地資源過度占用的情況, 達到節約集約用地的目標。 本書分析對比廣東省內外抽水蓄能電站工程設計及用地設計技術,基于當前雙碳 目標下抽水蓄能電站發展前景及節地有關政策要求,總結本行業或借鑒其他行業技術經 驗,通過實際設計方案對比分析,提煉形成抽水蓄能電站工程節地設計技術和模式標準, 以期促進本行業節約集約用地,為構建行業用地標準奠定理論基礎。基于此,本書主要圍 繞以下幾部分內容展開。 一是系統梳理抽水蓄能電站發展概況及前景。從抽水蓄能電站的工作原理、組成部 分、作用、國內外發展史等方面對抽水蓄能電站進行全面的梳理,厘清抽水蓄能電站基本 要點,同時通過對雙碳政策、長期能源發展前景報告的研究,分析抽水蓄能電站對長 期大規模可再生能源的支撐作用及需求,展望新形勢下抽水蓄能電站的發展前景。 二是提煉總結抽水蓄能電站用地特點及困境。本書通過收集、梳理全國抽水蓄能電站 相關數據,簡要分析全國抽水蓄能電站用地情況,同時對廣東省 14 個抽水蓄能電站的用 地情況進行深入分析,總結提煉廣東省抽水蓄能電站用地特點,并簡要分析當前抽水蓄能 電站建設面臨的困境。 三是厘清新形勢下節約集約用地的要求。對國家和廣東省節約集約用地政策進行全面 梳理和分析,在系統梳理節約集約政策實施背景及演化歷程的基礎上,從規劃引導、計劃 調節、標準控制、市場配置、盤活利用、節地技術等方面,系統歸納節約集約用地政策制 度體系的要點內容,并簡要分析其對抽水蓄能電站項目用地可能產生的影響,同時從節地 評價范圍、節地評審論證原則、主要內容、審核程序、技術要點等方面深入分析工程建設 項目開展節地評價的具體要求,為后續抽水蓄能電站節地技術設計、節地評價指標設定以 及相關用地標準研究更貼合節地評價要求提供理論基礎支撐。 四是系統闡述抽水蓄能電站工程設計過程,分析不同功能區項目用地規模影響因素。 從正常蓄水位選擇 (電力系統需求分析、調節性能分析、裝機容量選擇、正常蓄水位方案 擬定)、樞紐布置 (庫址和壩址選擇、輸水發電系統布置廠房開發方式選擇、壩型選擇、 泄洪建筑物選擇、水道系統布置、廠房系統布置、公路布置、管理區域布置)、施工總布 置規劃 (施工分區規劃與布置、料源選擇與料場開采規劃、施工工廠設施及施工營地規 劃、土石方平衡及渣場規劃) 三大方面及多個細分維度,系統闡述抽水蓄能電站工程設計 關鍵技術,同時結合現有政策文件和規范體系,歸納總結抽水蓄能電站各工程建設用地范 圍的確定過程與方法,在此基礎上,對抽水蓄能電站不同功能區項目用地規模影響因素進 行定性分析,為后續更加有針對性地進行相關節地技術研究打下堅實基礎。 五是歸納本行業并借鑒相關行業節地技術,提出抽水蓄能電站設計關鍵節地技術和要 求。一方面對現有政策文件和規范體系下的抽水蓄能電站相應的節地設計技術進行歸納總 結,并對其適用性及限制因素進行深入分析。另一方面借鑒相關行業關鍵節地技術,探索 立體開發、復合利用、結構優化、地下空間利用等節地技術在抽水蓄能電站各功能區設計和建設中應用的可行性。結合歸納總結的節地技術及其適用條件,提出抽水蓄能電站設計 關鍵節地技術和要求,為后續的標準化研究提供支撐。 廣東省抽水蓄能電站節地難點如下。 一是新形勢下抽水蓄能電站用地供需平衡難。近年來國家對建設用地規模和指標管控 越來越嚴,抽水蓄能電站工程建設的用地規模也受相應的控制和約束,以往工程建設及管 理所需的用地規模已經難以符合新形勢下節約集約用地要求。因此,如何在符合節約集約 用地政策要求的同時滿足抽水蓄能電站的用地要求,成為新形勢下抽水蓄能電站持續發展 的一大難題。 二是抽水蓄能電站節地成效與投入成本平衡難。抽水蓄能電站項目往往涉及業主、政 府、原權利人等多方主體,各方主體利益訴求差異大,相互平衡難度大。政府更多關注的 是項目是否過多占用用地指標,業主則主要關注項目的成本投入及收益能否平衡,原權利 人則更加關注自身權益能否得到有效保障。在項目博弈過程中,政府的節地訴求與業主的 減少成本投入訴求往往存在沖突。通常情況下,項目節約土地越多,投資成本就越高。因 此,如何在節約土地與減少成本投入二者之間找到一個平衡點,兼顧政府和業主的利益, 是推動抽水蓄能電站項目順利開展的關鍵難點。 三是抽水蓄能電站設計機理系統理順難。抽水蓄能電站的功能區主要包括水庫淹沒 區、壩區、永久道路、業主營地、開關站、交通洞、排風豎井等,不同功能區在設計過程 中應考慮的因素多樣復雜,且影響不同功能區設計的因素差異大,包括裝機容量、發電水 頭、調節庫容、距高比、壩型、地形地質條件、發電機組形式等。因此,如何系統歸納抽 水蓄能電站各功能區用地影響因素,總結不同功能區用地設計過程及方法,系統闡述抽水 蓄能電站不同功能區的設計機制,成為后續更有針對性地進行相關節地技術研究的核心 難點。 四是抽水蓄能電站項目用地標準確定難。目前,有關抽水蓄能電站項目的國家、行業 標準和建設規范中尚未明確規定土地使用標準,在節地分析與評價中,只能參考相關行業 的標準進行評判。但抽水蓄能電站項目用地存在其特殊性,其他行業的標準并不能完全適用。因此,抽水蓄能電站項目用地標準的缺失及其用地的特殊性,導致其節地評價專題論證難度大,節地審查通過難度大,用地預審周期長,不利于抽水蓄能電站前期工作的推進及其長遠發展。 解決廣東省抽水蓄能電站節地難點的方法如下。 一是提升節約集約用地技術,緩解電站工程建設需求與用地標準約束間的矛盾。隨著 建設項目用地標準控制制度的實施,建設項目用地標準與抽水蓄能電站工程對建設用地規 模需求特殊性之間的矛盾日益凸顯,因此,本書結合新形勢下節約集約用地要求及抽水蓄 能電站用地特點,通過研究提升抽水蓄能電站工程節地設計技術,初探抽水蓄能電站節地 評價指標,以期解決抽水蓄能電站工程項目節地評審專題論證難等問題,促進本行業節約 集約用地。 二是多方案多角度綜合比選,找到節約用地與減少成本投入的平衡點。抽水蓄能電站 項目的各功能區的設計考慮因素眾多,傳統設計方法往往注重位置條件、地質條件、施工 條件、投資成本等因素的比較,隨著節約集約用地要求的深化,抽水蓄能電站的設計應將 節約集約用地列為重要考量因素之一,再結合其他因素進行綜合比選,盡量找到節約用地與減少成本投入的平衡點。 三是系統分析抽水蓄能電站不同功能區的設計過程,理順抽水蓄能電站設計機理。本 書按照不同的特性指標類型 (如裝機容量、發電水頭、調節庫容、距高比、壩型、地形地 質條件、發電機組形式等) 和不同的功能分區 (如水庫淹沒區、壩區、永久道路、業主營 地、開關站、交通洞、排風豎井等),定性探究各類特性指標對項目用地規模的影響,并 詳細論述抽水蓄能電站各功能區的設計過程及用地確定方法,為后續更加有針對性地進行 相關節地技術研究打下堅實基礎。
譚亮,英國拉夫堡大學管理科學碩士。水利水電工程建設征地移民高級工程師,從2004年起在廣東省水電設計院任職,一直從事我省重大水利水電工程建設征地與移民安置規劃設計工作,參與國內外工程近50項,對工程建設及用地規劃設計有較深的研究和心得。
1 抽水蓄能電站發展概述 …………………………………………………………11.1 抽水蓄能電站簡介 ……………………………………………………………………11.1.1 抽水蓄能電站工作原理 ………………………………………………………11.1.2 抽水蓄能電站組成 ……………………………………………………………11.1.3 抽水蓄能樞紐工程設施簡介 …………………………………………………21.1.4 抽水蓄能電站的作用 …………………………………………………………71.2 國內外抽水蓄能電站發展歷史 ………………………………………………………91.2.1 國外抽水蓄能電站發展歷史 …………………………………………………91.2.2 國內抽水蓄能電站發展歷史 ………………………………………………101.3 雙碳目標下抽水蓄能電站發展前景 ……………………………………………131.3.1 雙碳目標下的能源結構調整趨勢 ………………………………………131.3.2 抽水蓄能電站對大規模可再生能源的支撐作用及需求預測 ……………131.4 水利水電工程節地技術相關研究綜述 ……………………………………………171.4.1 節地思路、技術和方法的研究 ………………………………………………181.4.2 節地評價技術的研究 ………………………………………………………181.4.3 節地評價體系的研究 ………………………………………………………181.4.4 評述 …………………………………………………………………………192 新形勢下對節約集約用地的新要求 …………………………………………202.1 政策背景與內容要點 ………………………………………………………………202.1.1 節地政策實施背景與演變歷程 ……………………………………………202.1.2 節地政策核心要點及影響 …………………………………………………212.2 工程建設項目節約集約用地意義 …………………………………………………273 抽水蓄能電站用地現狀 ………………………………………………………293.1 抽水蓄能電站典型工程用地情況 …………………………………………………293.1.1 國內用地總體情況 …………………………………………………………293.1.2 廣東省用地總體情況 ………………………………………………………293.2 廣東省抽水蓄能電站用地特點 ……………………………………………………313.2.1 電站裝機容量不同,用地面積差異較大 ……………………………………313.2.2 電站用地分類明晰,有利于用地功能分區 …………………………………313.2.3 上下水庫連接道路在整個道路用地中占比較高 …………………………313.2.4 為滿足實際需求及設計規范運輸要求,占用道路用地面積較大 …………323.3 抽水蓄能電站建設用地困境 ………………………………………………………324 抽水蓄能電站工程設計過程 …………………………………………………344.1 抽水蓄能電站工程設計關鍵技術簡介 ……………………………………………344.1.1 正常蓄水位選擇 ……………………………………………………………344.1.2 樞紐布置 ……………………………………………………………………384.1.3 施工總布置規劃 ……………………………………………………………494.2 工程建設用地范圍設計 ……………………………………………………………524.2.1 水庫淹沒影響區 ……………………………………………………………524.2.2 樞紐工程建設區用地 ………………………………………………………535 抽水蓄能電站建設用地節地技術和模式 ……………………………………575.1 抽水蓄能電站項目用地規模影響因素分析 ………………………………………575.1.1 水庫淹沒區 …………………………………………………………………575.1.2 大壩 …………………………………………………………………………605.1.3 泄洪、放空設施 ………………………………………………………………635.1.4 輸水系統 ……………………………………………………………………645.1.5 發電廠房 ……………………………………………………………………705.1.6 永久道路 ……………………………………………………………………715.1.7 交通洞和通風洞 ……………………………………………………………755.1.8 業主營地 ……………………………………………………………………785.1.9 棄渣場 ………………………………………………………………………805.1.10 料場 …………………………………………………………………………815.1.11 臨時施工道路 ………………………………………………………………825.1.12 臨時施工營地 ………………………………………………………………835.1.13 其他施工工區 ………………………………………………………………835.2 抽水蓄能電站節地技術與模式借鑒 ………………………………………………845.2.1 抽水蓄能電站現有節地技術 ………………………………………………845.2.2 相關行業節地技術與模式借鑒 ……………………………………………1006 抽水蓄能電站節地技術應用及模式的初步探索 ……………………………1086.1 應用研究對象情況簡介 ……………………………………………………………1086.1.1 某抽水蓄能電站工程概況 …………………………………………………1086.1.2 某抽水蓄能電站工程規劃設計過程 ………………………………………1086.2 主要節地技術的應用 ………………………………………………………………1106.2.1 大壩壩型設計 ………………………………………………………………1106.2.2 水庫淹沒范圍設計 …………………………………………………………1216.2.3 上下水庫連接道路設計 ……………………………………………………1226.2.4 業主營地設計 ………………………………………………………………1256.3 項目用地分析 ………………………………………………………………………1296.4 模式初探 ……………………………………………………………………………1297 總結與展望 ……………………………………………………………………1317.1 抽水蓄能電站節地技術與模式 ……………………………………………………1317.1.1 比選選優型 …………………………………………………………………1317.1.2 存量挖潛型 …………………………………………………………………1327.1.3 創新技術升級型 ……………………………………………………………1327.1.4 綜合利用型 …………………………………………………………………1327.1.5 平面節地型 …………………………………………………………………1337.1.6 立體開發型 …………………………………………………………………1347.2 展望與建議 …………………………………………………………………………135參考文獻 …………………………………………………………………………136名詞注釋 …………………………………………………………………………138