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超大城市内大型抽水蓄能电站建设与生态环境协调发展实践

2021-05-14杨跃斌肖忠礼闵元科

水力发电 2021年2期
关键词:电站水库环境保护

刘 权,杨跃斌,龙 方,肖忠礼,闵元科,牟 冲

(深圳蓄能发电有限公司,广东 深圳 518115)

1 工程建设概况

深圳抽水蓄能电站(以下简称“深蓄电站”)位于深圳市东北部的盐田区和龙岗区内,距广州直线距离约117 km,距深圳市中心约20 km,安装4×300 MW的立轴单级可逆式机组,设计水平年抽水耗电量19.55亿kW·h,年发电量15.11亿kW·h。工程承担广东和深圳电网调峰、填谷、调频、调相任务以及紧急事故备用。枢纽建筑物由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞室群、开关站及永久公路等组成。上水库位于盐田区北面原小三洲盆地内,正常蓄水位526.81 m,库容915.81万m3,下水库位于龙岗区横岗简龙村东北面的龙岗河支流响水河上,利用已建的铜锣径水库进行扩容改建,正常蓄水位80.00 m,库容1 882.51万m3(发电调节库容825.00万m3)。

工程总投资59.78亿元。其中,环境保护专项费用约7 071.72万元,结合主体工程施工的环境保护投资约10 433.43万元,工程环境保护总投约20 199.77万元。2006年3月原国家环境保护总局批复了工程环境保护影响评价复核报告书,2011年11月国家发展和改革委对该项目进行核准,2013年3月主体工程开工,2015年7月和2016年12月上、下水库分别下闸蓄水,2016年10月通过原广东省环境保护厅组织的蓄水阶段验收,2017年11月首台机组投产,2018年9月电站全面投产。2019年12月完成竣工环境保护自主验收,2020年9月电站完成工程竣工验收,刷新了国内大中型水电工程竣工验收的最快纪录。

2 工程生态环境保护取得的成效

一般能满足蓄能电站建设条件的地方都是风景优美之地,因此电站的建设与生态环境保护总是备受关注。深蓄电站地理位置尤为特殊,是迄今为止所有蓄能电站中最具城市特色的,电站周边包括有高度城市化的区域-深圳市盐田区和龙岗区、高度繁忙的海港-盐田港、旅游胜地-深圳东部华侨城旅游景区;另外,电站下水库是深圳市饮用水源保护区-铜锣径水库。这些都需要电站建设在生态环境保护方面付出更多的努力。

深蓄电站为首座在超大型城市内建设的大型抽水蓄能电站,建设过程中深圳蓄能发电有限公司(以下简称“深蓄公司”)始终高度重视环境保护,严格执行环境保护“三同时”制度,落实了环评报告书及其批复提出的环保措施,工程没有发生任何安全、质量、环境污染事故,工程总体质量优良。运行数据表明,电站发电和抽水功能满足设计要求。工程建设中,把环境保护与工程建设措施相结合,把节才、节地等与设计优化相结合,把专项设计与专业队伍施工相结合,做到四节一环保与工程建设“三同时”,通过优化土石料场、施工临建集约用地、减少弃渣场等措施,实际用地较规划用地节约48 hm2多。工程建设各项环境保护、水土保持方案及设施实施后,扰动土地整治率99.6%,水土流失总治理度98.8%,拦渣率98.0%,林草植被恢复率100%,林草覆盖率32.2%,各项指标均达到或优于防治目标要求。

深蓄公司以环保、融合的理念,全过程打造碧水蓝天的生态空间,积极服务社会[1-5]。深蓄电站建设兼具“传统发电”“城市供水”“城市景观”三大功能,为粤港澳大湾区提供绿色、安全、可靠供电电源保障。电站周围绿树掩映,波光云影,风景怡人,上水库库区建筑物园林式设计风格与周边景观融为一体,成为深圳市民休闲、观光、健身的热门地点,多次被选定为深圳磨坊“百公里徒步”及其他活动打卡点(见图1、2)。

图1 建设前的上库荒野盆地

图2 建成后的上水库全景

3 工程生态环境保护的经验及做法

深蓄电站工程所在区域属于生态林保护区和规划建设的旅游度假区,下水库铜锣径水库是深圳东部的饮用水源地,属于水源保护区。其他涉及的水体包括:三洲田水库、小三洲水库和骆马岭水库,均为饮用水源。因此,在电站建设的任何阶段和任何过程,都必须优先考虑环境的保护,确保任何工程建设过程以及将来运营不会对环境造成污染及影响。

3.1 致力于实现电站与生态环境的和谐发展

(1)生态环境保护目标。深蓄电站的建设与周边生态旅游区兼容,必须考虑生态效益、社会效益、经济效益的全面协调发展。为此,深蓄公司在规划设计阶段,即高度重视生态建设和环境保护,充分考虑生态原则,生态环境保护工程与主体工程同时设计、同时施工、同时投产,使电站场址及周边区域的生态平衡与持续发展相契合。

(2)生态环境保护理念。电站建设必须保护与修复区域生态环境,并使环境呈现稳定与安全的格局。为此,深蓄公司进行了长远的生态环境保护规划与投资,着力将深蓄电站建设成“安全、可靠、绿色、高效”的电站,充分发挥电站的科普教育、休闲旅游和展示现代生态工业样板的特殊功能。

(3)优化设计,合理实施。深蓄公司在环境保护方面着重做了大量设计工作,遵循“不破坏就是最大限度的保护,不破坏就是最大限度的节约”的指导思想,遵守“保护优先、预防为主、防治结合、综合治理”的原则进行环保设计,并严格按照设计的保护方案落实环境保护措施。

3.2 建立全环境保护管理体系

(1)秉着“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念,深蓄公司将环境保护工作纳入到主体工程施工组织设计中,与主体工程同步实施,设置了专责人员开展环境保护管理工作,各监理单位和施工单位也相应成立了环境保护机构,设专职和兼职人员,工程环境管理机构针对环境保护与水土保持方面的要求,开展日常管理工作。

(2)工程环境监督由地方环保局负责,环保局定期进行检查;同时,深蓄公司委托具有资质的单位进行施工期环境监测、水土保持监测,作为环境监督管理的依据。工程施工期单独设立环境监理,负责工程施工期的环境保护监理工作,并由主体工程监理配合负责环境保护工程项目的监理工作。

(3)深蓄公司在建设管理过程中颁布了《深圳抽水蓄能电站工程绿色施工总体策划》《深圳蓄能发电有限公司环境风险管控业务指导书》等绿色施工及环水保管理制度、办法,强化施工过程控制,明确了工程环境保护目标、组织机构和职责、主要工作任务;从噪声、扬尘和废污水的防治以及人群健康、野生动物、陆地植物、场地恢复、水土保持、监测等方面考核,以促进和保证环境保护与水土保持方案的有效实施;不断完善环境保护基础工作,加强监督检查,落实各项工作责任制,形成环境保护保证体系,实现环保目标。

3.3 环境保护工程特色及好的做法

3.3.1高度重视植物保护及生态环境恢复

深蓄公司在项目实施前对发现的古树和保护植物进行了移植,共移植了3株红锥、2株罗浮栲、4株国家二级保护植物樟树;另外,移植了风景林及双拥林共26 026株,移植面积为21.33 hm2。项目实施过程中共栽植乔木20 949株、栽植灌木77 682株、栽植攀缘植物(藤本)2 304株、栽植色带0.30 hm2、铺植草皮5.83 hm2、喷混植草0.27 hm2、撒播草籽35.47 hm2、整理绿化用地33.23 hm2,修缮了3个休闲观景台。项目进行的植被恢复面积共达85.87 hm2。

3.3.2优化施工布置,减少临时占地

(1)充分利用库区淹没范围,减少占地和扰动面积。淹没区属于工程永久征地,但在水库建成蓄水前一直空闲,对施工工区、材料转运场等临时用地优化布置,将除了蓄水后必须使用的外,全部设置在淹没区,不仅减少了库外临时转运场和施工工区的扰动面积,也节约了征地费用。

(2)进行土石方平衡方案优化,减少弃渣场占地。建设过程中动态跟踪土石料来源、渣料去处,实时调整土石方平衡设计,最终实现本工程不设专用土石料场和弃渣场,大幅度节约施工临时用地,在满足城市管理要求的同时,相比同类型抽水蓄能电站,节约施工临时用地面积15万m2(占比30%)。

(3)适应当地环境及其经济发展变化。深蓄电站工程利用本身洞挖料作为石料,需要大量土地进行石料的转运、加工及堆存。根据周边环境,工程建设租用了附近大康村即将关停的采石场,减少临时占地对环境的破坏,同时给当地村民带来了经济收入。

3.3.3优化施工方案,减少水土流失和环境破坏

(1)优化设计公路隧道减少边坡开挖。采取截弯取直、线路微调等措施开展道路线性优化10余处,并在靠近东部华侨城的陡坡段采用隧洞代替明挖方案,减少土石方开挖量近30万m3,减少植被破坏近3.8万m2,对控制水土流失,维护坡面稳定及保护生态环境具有重要意义。

(2)调整上游调压井位置,减少山体明挖。深蓄公司组织技术专家审查设计图纸、查勘现场,结合现场地形和地质情况,开展上游调压井结构布置设计优化,经充分论证后优化调整了上游调压井轴心位置和边坡设计,降低调压井上室边坡开挖高度近20 m,减少边坡开挖量约1.75万m3,减少植被扰动破坏1 200 m2。

(3)首次采用全强风化料填筑水库大坝上游坝体的“风化土心墙堆石(渣)坝”坝型设计,减少工程大量弃渣。考虑到深蓄电站位于经济发达地区,土地资源有限,环境保护和水土保持要求高,工程区周边没有政策允许开采的土石料场。上水库共有1座主坝、5座副坝,经过对不同坝型的多种组合研究,最终确定主坝、4副坝采用碾压混凝土重力坝、其余副坝采用风化土心墙堆石(渣)坝的坝型组合方案,开展了“风化土心墙堆石(渣)坝坝体材料试验及坝体稳定研究” “风化土心墙堆石(渣)坝动力计算分析”和现场碾压试验等专题研究。该种新坝型充分利用工程开挖渣料,不仅解决了工程建设料场和渣场征用非常困难的难题、大量节省了工程投资,而且极大减少了工程建设对生态环境的破坏。

3.3.4强化施工期水污染防治工作,做到污废“零排放”

施工期间,针对本工程施工过程中产生的废水结合现场区域实现的区划功能,设置了8套污水处理系统,对生产废水、生活污水进行处理,含砂石料加工系统、洞室施工开挖、拌和楼系统、冲洗施工机械设备含油废水和上库施工区生活营地生活污水处理。优选高效污水净化器,增设三级沉淀池,改进污水处理工艺中的人工格栅,处理水质达标后再利用管路循环作为施工用水、降尘或绿化用水,具有较强环保性和先进适用性。依托此工程开展的《地下工程施工污水处理施工技术》获得2018年电力建设科技进步三等奖。

3.3.5排水系统采用“清污分排”方案

首次于蓄能电站地下厂房采用“清污分排”方案,进一步保护下库饮用水水源地水质,实现水资源和环境效益利用最大化。深蓄电站下水库是深圳市饮用水供水网络的一部分,水资源十分珍贵,对水质要求高。为确保下水库水质不受电站运行的影响,又能把水量损失减到最低。在设计过程中,对厂房系统的所有检修用水、渗漏水、生产用水、生活用水等进行全面梳理和分析,在厂房系统内部分别设置了清水收集系统和污水收集系统,分别把水引入不同的集水井。清水直接抽排入下库,不浪费水资源;污水利用地埋式MBR一体化系统进行处理,处理达标后的水接入市政污水管网,确保了下水库的水质。这样虽然增加了设计难度和工程费用,但实现了水资源利用和环境效益最大化。

3.3.6设置多组环境在线监测系统,提供更为科学和准确的工作依据

在电站区域内设置了多组环境在线监测系统,实现多区域多参数在线监测,为环境保护管理、规划等提供科学依据。于电站上、下库进出水口设置油污围栏各1套、在线水质监测系统各1套,集水井水质监测系统2套,设置了3套户外环境在线监测系统,实现在线监测PM2.5、PM10、噪音、风速风向、温湿度等指标,将监测数据传至监控服务器存储,并可实时显示于现场的LED大屏,并实现监测结果的在线预警。能及时有效地反应环境质量现状,并分析掌握环境变化趋势,针对性地对环保工作进行科学部署,使环保工作方向明确。

3.3.7采用水工建筑的“去工业化”设计以及绿化景观

择优挑选专业设计团队全过程参与电站生态恢复及景观设计,采用水工建筑的“去工业化”提前设计规划,施工结束后立即实施,同步恢复生态景观。上水库由于水位抬高,库面增大,成为人工湖,周围绿树掩映,波光云影,风景怡人,上库库区建筑物园林式设计风格与周边景观融为一体,成为深圳市民休闲、健身的热门地点,连续两年被选定为深圳磨坊“百公里徒步”活动打卡点。

3.4 施工期其他保护措施

(1)禁止设置油库和炸药库,爆破作业使用不含TNT的乳化炸药,避免污染工程区及附近水源的可能。施工废水须经严格处理,禁止排入水库及其集水区。穿越水源保护区公路须设置防撞护栏,禁止危险化学品运输车辆驶入,公路排水不得进入饮用水水源集水区。下水库进出水口与库边衔接段铺填块石垫层,减缓冲刷引起悬浮物增加。

(2)落实水库库底环境清理和水质环境监测。

(3)施工期建筑垃圾集中堆放,并在周围建立防护带,然后统一清运。生活垃圾釆用定点收集方式,按时每天清运。所有工地道路和施工现场定期洒水,水泥应采用密闭的车运送至水泥贮仓中,运输散货的车辆配备两边和尾部挡板,沙石、泥土等多尘物料运输时要避免洒落。

(4)采用先进和环境友好的施工技术方案,施工机械尽量选用高性能、低噪声的设备,合理安排施工时段;噪声影响较重的工种要定期轮换,施工人员应佩戴耳塞等个人防噪声用具,施工人员生活区与施工现场区间也应隔开一段距离。搞好卫生防疫和其他健康工作。

(5)结合公路过水涵洞,设立野生动物通行通道。异地移植风景林与双拥林,移栽重点保护植物和古树。上下库连接公路等部位施工期釆取各类边坡防护和排水措施,种植行道树,在环境敏感点、高挖深填路段釆取编织土袋拦挡和塑料膜覆盖等临时防护措施。

(6)弃渣场、石料场应采取顶部截排水措施和下游沉沙池,采后迹地及时覆土整治恢复植被或工程绿化。

(7)结合工程景观规划进行绿化美化。

(8)施工工区、临时转运场需对上边坡开挖临时排水沟,下边坡设置编织土袋拦挡,施工结束后拆除平整,恢复植被。

4 工程环境保护工作的改进建议

工程建设完成后,要持续践行“绿水青山就是金山银山”理念,加强环境保护宣传及知识普及,提高全员的环保素质,倡导“环保工作、人人有责”的主人翁精神,每年定期开展环境风险评估工作,开展电站生产、生活区域的环境、水质和空气质量检测,守护绿水青山,不断提升生态文明建设水平,推动美丽电站的建设。

目前,多数水电站混凝土大坝保留原貌,未能进行生态绿化,与周围生态景观协调一致还存在差距。建议设计时可考虑采取辅助措施进行植被恢复。如:延伸种植槽技术,基本不受坡度限制,已在广州、深圳、浙江等地釆石场广泛应用,主要利用藤本可上爬下垂迅速覆盖,灌木花卉可增加景观效果。将其应用于水库混凝土坝面绿化,或许是将来水利工程大坝绿化的一个突破点。

5 结 语

水利水电工程建设过程中,工程施工对环境的影响有的是不可避免的,但有的影响采取一定的措施是可以减少或者避免的。要正确处理好经济发展同生态环境保护的关系,牢固树立保护生态环境就是保护生产力、改善生态环境就是发展生产力的理念,更加自觉地推动绿色发展、循环发展、低碳发展,决不以牺牲环境为代价去换取一时的利益。

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