APP下载

金桥水电站水土流失特点及防治措施

2015-04-23李红星胥维纤岳增璧

地下水 2015年6期
关键词:砌石渣场料场

李红星,胥维纤,岳增璧

(1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西 西安710065;2.陕西水环境工程勘测设计研究院,陕西西安710018)

1 项目概况

金桥水电站(以下简称“电站”)位于西藏自治区嘉黎县境内易贡藏布干流上,是易贡藏布干流上规划的第5个梯级电站。电站属新建建设类项目,工程等别为四等小(1)型工程,电站装机容量48 MW。电站为引水式电站,主要由主体工程和施工辅助工程组成。主体工程主要由挡水建筑物、泄水建筑物及引水发电建筑物等三大部分组成,辅助工程主要有施工支洞、施工围堰、施工生产生活设施、弃渣场、料场、交通道路等组成。

2 项目区环境概况

项目区地处西藏东南部,属温带湿润高原季风气候区。该流域气温变化的特点是:年较差小,日较差大。冬春降水较少,夏秋降水总量大、降水日数多、降雨强度小、多夜雨。多年平均降雨量834.9 mm,一般每年5月~9月为雨季,雨量集中,占全年总降水量的70%以上,10月~翌年4月,降水量仅占全年的10% ~20%,被称为“干季”。年平均温度在-1℃ ~9℃之间,各月平均气温7月最大,1月最小。

项目区土壤以山地黄棕壤和山地棕壤为主。坝址区植被主要由常绿针叶林组成。代表性植被为亚高山云杉林,主要由林芝云杉群落组成,多纯林,发育良好。林芝云杉林林下伴生植物种类较少,苔藓层片不发育,植被总盖度为70%。厂区主要以多年针阔混交林带组成,分布在河流阶地和山坡上。代表性植被是由川滇高山栎群落与高山松组成的混交林群落,植被总盖度为65%。施工生产生活区、弃渣场、料场以及交通道路区植被覆盖率在60%~75%之间。

3 水土流失现状及新增水土流失影响因素分析

3.1 水土流失现状

根据“关于划分国家级水土流失重点防治区的公告”(水利部公告2006年第2号)和《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果通知(办水保[2013]188号)》,工程所在地嘉黎县不属于国家级水土流失重点防治区。按照《西藏自治区人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告》,工程所在的嘉黎县属西藏自治区水土流失重点治理区。按土壤侵蚀分类分级标准,项目区属以水力侵蚀为主的西南土石山区,容许土壤流失量为500 t/(km2·a)。

根据全国第一次水利普查成果,金桥水电站所在的嘉黎县土壤侵蚀类型以冻融侵蚀为主,兼有水力侵蚀。其中,冻融侵蚀强度以强烈为主,水力侵蚀强度以轻度和中度为主,冻融侵蚀及水力侵蚀强度分级面积统计分别见表1和表2。

项目区占地范围内土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主,侵蚀强度以微度和轻度为主,土壤侵蚀模数在400 t/(km2·a)~750 t/(km2·a)之间。土壤侵蚀模数平均为446 t/(km2·a)。

表1 嘉黎县冻融侵蚀强度分级面积统计 km2

表2 嘉黎县水力侵蚀强度分级面积统计 km2

3.2 新增水土流失影响因素分析

1)工程占地将不同程度地改变、压埋或损坏原有植被、地貌,降低其拦截径流、蓄水保土功能。从对水土流失的影响性质来分析,枢纽建筑物永久占地由于一次建成后将地表硬化,新增水土流失很少发生;临时占地区场地平整及施工过程中主要受施工人员活动扰动、破坏地表结构和植被,在暴雨季节极易产生水土流失,需采取临时防护措施加以防治,并在施工结束后尽可能恢复原有土地利用功能。

2)工程施工开挖活动主要集中在枢纽建筑物的基础和边坡、施工支洞进口、引水隧洞及导流洞进出口、料场和交通道路区等,开挖活动将使原地表植被、地面组成物质以及地形地貌受到扰动或破坏,形成新的裸露破损面,失去原有自然稳定状态,在降雨等自然因素影响下,将造成新的水土流失。工程弃渣在倒运过程中及堆放期间,在降雨、径流、洪水等外营力作用下产生流失,若不采取措施加以治理可能引发水土流失危害。

3)表土是施工迹地水土保持植物措施实施过程中的关键问题之一。因此,施工开始前需将占压地范围内的表层土壤加以剥离,临时堆存以备土地整治、植被恢复或复耕使用。项目区土层较薄,覆土来源不丰,保存表土尤显重要。施工前根据施工规划和工程占地类型,结合植被绿化所需覆土量,分区进行剥离并就近集中堆放。由于表土通常有机质含量较高,其相应的容重较轻,一旦失去地表覆盖物极易流失,如不采取临时防护措施,形成的不稳定土质边坡极易被降水冲刷,发生水土流失。

4)工程导流围堰采用土石围堰,填筑过程中难免造成填料进入河道而流失。围堰蓄水后其迎水面经常受河水冲淘侵蚀,其下游边坡在降雨、径流作用下不同程度的发生流失现象。围堰拆除过程将不可避免的造成填料流失,随着电站运行逐渐被冲刷流失。

4 水土流失防治责任范围及防治分区

4.1 水土流失防治责任范围

金桥水电站水土流失防治责任范围面积为71.84 hm2。其中,项目建设区主要包括枢纽工程、施工生产生活设施、弃渣场、交通道路、料场、水库淹没及影响等征占地及管辖范围等,面积69.96 hm2;直接影响区指因项目生产建设活动可能造成水土流失及危害的项目建设区以外的其他区域,面积1.88 hm2。

4.2 水土流失防治分区

根据工程所在区各种地貌类型及工程特点和施工工艺特征,结合区域地貌类型、地形变化、水土流失类型强度、治理的难易程度,将水土流失防治责任范围划分为枢纽工程区、施工生产生活区、弃渣场区、料场区和交通道路区。

刚来芜湖的最初几年,常常被妈妈差遣着走水路回乡下。在船舷边,吹着江风,观瞻沿岸风景,江畔寥落的芦苇湿地间,偶有白鹭飞起……慢慢地,荻港到了,铜陵到了,大通到了,然后就是终点站桂家坝码头。

5 水土保持措施设计

5.1 水土保持措施总体布局

在水土流失防治分区的基础上,针对各分区水土流失的特点,紧密结合主体工程中已有的具有水土保持功能的措施,布置相应的防治措施。以弃渣场为防治重点,采用工程措施与植物措施综合防护;对于能够实施表土剥离的枢纽工程区、施工生产生活区、料场区、弃渣场等施工场区,施工前先将表层土进行剥离、堆放,采取临时防护措施,已备后期恢复植被或复耕时使用;将场地、道路截排水等临时措施贯穿于工程建设整个过程;工程防护措施实施后依据各分区立地条件,因地制宜地实施覆土等土地整治措施,并遵循适地适树和物种多样性的原则进行植被恢复。

5.2 分区防治措施

5.2.1 弃渣场区防治措施

电站主体工程和施工辅助工程土石方开挖总量为90.08万m3,通过对开挖的洞挖料及明挖料的合理利用,工程最终弃渣量为44.43万m3。结合施工区地貌特点,布设了2个弃渣场,均为坡地型渣场,弃渣量分别为31.4万 m3和26.8万m3。由于弃渣场是新增水土流失的主要部位,是水土流失防治工作的重点区域,工程弃渣应严格遵循先挡后弃原则,科学堆渣,采用工程措施、植物措施和临时措施共同防治水土流失。

1)工程措施

(1)拦挡工程:在渣场坡脚布设挡渣墙,挡渣墙高3.0 m,顶宽 0.8 m,面坡比为 1:0.3,背坡直立,基础埋深 1.0 m。采用M7.5浆砌石挡砌筑,水泥砂浆勾缝。沿长度方向,每隔10~15 m设2 cm宽的伸缩沉陷缝,内填沥青木条。在距地面不小于30 cm的墙体内预留一排直径80 mm的PVC排水孔,间距2 m,比降5%。排水孔进口用土工布裹扎。弃渣从渣脚开始逐层堆放,堆放坡比1:1.75,每10 m高差修建一道马道,马道宽2 m。

(2)护坡工程:在浆砌石挡墙以上,渣体堆放边坡取为1∶1.75,对渣体坡面进行平整后,采取现浇方格形截水型混凝土框格梁护坡,将渣体坡面汇水截留下渗,起到稳固表土降低坡面侵蚀的作用,以便于植被恢复。框格边长3.0 m,梁宽25 cm,留10 cm截水埂,厚40 cm,框架侧边及顶边设镶边30 cm。

(3)截排水工程:弃渣堆放完成后,在渣顶内侧、渣场两侧与天然坡面结界处设M7.5浆砌石截水沟,在渣顶边缘、各级马道内侧设M7.5浆砌石排水沟,断面尺寸根据设计汇水流量确定。截、排水沟间相互衔接,截水沟末端与周边天然沟道顺接,构成完善、畅通的截排水系统。

弃渣结束后对渣顶进行土地整治,覆土厚0.3 m。根据当地天然植被类型、分布,选择合适的乔灌草种进行植被恢复。乔木选择旱柳和高山栎,株行距设计为3.0 m×3.0 m;灌木选择砂生槐和灌柳,株行距设计为1.0 m×1.0 m;草种选择羊茅和红豆草撒播于乔灌木之间,种子混合比例1:1,播种量2.0 g/m2,要控制种草的初植密度,以免造成与灌木层之间争夺光照、养分等环境资源,导致成活率下降。

弃渣场渣坡采取的植被恢复措施为框格梁植草护坡,首先在修建的框格梁网格内覆土,厚度约为0.3 m,然后撒播草籽,草种选择羊茅和红豆草,种子混合比例1:1,播种量2.0 g/m2。

3)临时措施

项目地处易贡藏布河谷区,土壤瘠薄,为保护珍贵的表土资源,在施工扰动前,先对施工扰动范围内可剥离的表层土、耕作土进行剥离,平均剥离厚度0.3 m,就近集中堆放至表土堆存场,四周采用填土草袋拦挡,设置临时排水沟,顶面用密目网进行苫盖,作为后期复垦及植被恢复的表土源。

5.2.2 枢纽工程区

施工前将枢纽工程区内的表土剥离并集中堆放在附近专门的表土堆存场,并进行临时防护。对枢纽区两岸边坡表部松动岩块及危石予以清除,并在清坡区采用设被动防护网,对边坡部位采用随机支护。在厂房、开关站周边设置浆砌石排水沟措施,与进厂道路的排水沟顺接。对施工围堰采取钢筋笼护坡措施,在保证工程安全的同时起到了防治水土流失的作用。

5.2.3 施工生产生活区

在场区平整前进行表土剥离,并集中堆放在附近专门的表土堆存场,进行临时防护。场地临山一侧设浆砌石截水沟,防止暴雨冲刷。施工结束后拆除临建设施,清理场地,进行土地整治,恢复植被。

5.2.4 料场区

料场开采前,首先将场地内的表土剥离并集中堆放在表土堆存场临时防护。设置浆砌石截排水沟,防止暴雨冲刷。施工过程中合理安排开采时间,尽可能避免在洪水季节进行大量的料场开采作业,分区规划开采,预留保护坎,控制开采边坡;取料结束后平整料坑,采取乔灌草相结合的方式恢复植被。

5.2.5 交通道路区

道路施工前剥离表土,集中堆存并防护。永久道路根据公路上坡面汇水情况和路基滞水情况设置浆砌石排水沟和边沟,临时道路在施工期设临时排水沟和沉沙池。施工结束后,临时施工道路结合施工场地进行植被恢复;永久道路在土质或土石混合的道路两侧,种植行道树。

6 结语

通过对金桥水电站项目特点、环境特点、工程水土流失现状及新增水土流失等基础条件进行综合分析的基础上,合理划分水土流失防治分区,采取完善的水土保持综合防治体系,有效地控制水电站建设过程中的水土流失,可为类似开发建设项目水土流失防治提供借鉴。

[1]赵会林,鲁新蕊,樊祥船.西藏地区水土流失现状及防治对策[J].中国水土保持科学.2012,10(3).

猜你喜欢

砌石渣场料场
移动漏斗在玉钢综合料场中的运用
钢铁企业无人化料场的设计与实现
三维地质建模在水利水电工程料场储量计算中的应用
抽水蓄能电站弃渣场全过程管控研究
抽水蓄能电站弃渣场运维现状简析
太平料场弃渣场发育特征及防治建议
五一水库工程平地型弃渣场水土保持措施设计
砼灌砌块石挡土墙在工程中的应用
中世纪早期罗马式建筑艺术分析
水库砌石拱坝安全复核及坝体补强加固防渗处理