(攀枝花市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測分站，四川 攀枝花 617000)

水土保持專欄

觀音巖水電站“三通一平”工程水土流失防治效果評價

孔祥周

(攀枝花市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測分站，四川 攀枝花 617000)

本文以金沙江觀音巖水電站“三通一平”工程水土流失防治效果評價為例，構(gòu)建了水土流失防治效果評價的指標(biāo)體系，并采用層次分析法與綜合指數(shù)法，對工程水土流失防治效果進行了評價。

水電站工程；水土流失；防治措施；效果評價

自20世紀(jì)90年代以來，隨著國家對水電資源開發(fā)力度的加大，水電建設(shè)工程迅猛發(fā)展[1,2]。然而，在項目施工過程中，開發(fā)建設(shè)活動在一定程度上會給土壤帶來擾動，使原有土地的水土保持功能降低或喪失，從而造成地表的水土流失[3-5]。水土流失是區(qū)域生態(tài)安全與環(huán)境狀況評價的重要組成部分，尤其在大規(guī)模的水電建設(shè)項目中，不僅涉及環(huán)境問題，更關(guān)系到工程的運營是否安全與穩(wěn)定以及其使用年限。隨著水土流失問題的凸顯，水土流失的防治工作也受到了各界的廣泛關(guān)注，防治措施也愈發(fā)系統(tǒng)與成熟，對各項措施防治的效果評價也日益重要[6-10]。近年來，不少學(xué)者從生態(tài)環(huán)境與土地生產(chǎn)力恢復(fù)以及水土流失治理的角度出發(fā)，對開發(fā)建設(shè)項目水土流失防治措施的效果進行了研究與評價,并取得了不錯的成果[11-15]。鑒于以上原因，本文以金沙江觀音巖水電站為研究對象，對其水土防治措施作出定量評價，以期為工程后期水土保持控制設(shè)施的完善提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時為類似工程的水土流失防治效果評價提供借鑒。

1 工程及研究區(qū)域概況

觀音巖水電站位于四川省攀枝花市(右岸)與云南省麗江市華坪縣(左岸)交界的金沙江中游河段，為金沙江中游河段水電規(guī)劃的八個梯級電站的最末一個梯級，裝機容量3000MW。觀音巖水電站水庫正常蓄水位1134m，死水位1126m ，相應(yīng)庫容20.72億m3。工程以發(fā)電為主，兼顧下游攀枝花市城市防洪任務(wù)，經(jīng)過水庫調(diào)洪能有效削減攀枝花市的洪水，將其防洪標(biāo)準(zhǔn)從30年一遇提高到50年一遇。同時，工程通過采取改造取水口并設(shè)置一定基荷流量等措施，以滿足攀枝花市供水要求。其“三通一平”工程于2008年6月開工，2010年12月完工，施工工期30個月，工程總投資24.16億元。

工程區(qū)域位于云貴高原西部，屬滇中紅土層高原區(qū)地貌單元?？傮w地勢西部高峻、東部相對低緩，多為中、高山地貌，其間有山間盆地分布，但面積較小。區(qū)內(nèi)山脈、水系多呈南北向延伸，明顯受地質(zhì)構(gòu)造控制。工程項目區(qū)多年平均降雨量836mm，多年平均蒸發(fā)量2086mm，多年平均流量1890m3/s，汛期6～10月徑流量約占全年徑流總量的75%，洪水多發(fā)生在6～9月，7～9月為主汛期，持續(xù)時間較長，攀枝花水文站實測最大流量12200m3/s。

2 水土流失防治設(shè)施體系

觀音巖水電站 “三通一平”工程將其水土流失防治區(qū)域分化為存棄渣場防治區(qū)、場內(nèi)交通工程防治區(qū)、施工輔助設(shè)施防治區(qū)、準(zhǔn)備工程防治區(qū)、石料場防治區(qū)、土料場防治區(qū)六個分區(qū)，通過一系列工程措施與植物措施，形成了完整的防治體系。

2.1 存棄渣場防治區(qū)

存棄渣場防治區(qū)的工程措施主要是：漿砌石擋渣墻、漿砌石截排洪溝、鋼筋混凝土截排洪溝、噴砂漿排洪溝。擋墻以上10m高范圍堆渣坡面干砌石護坡等工程攔擋和排水措施對棄渣體進行擋防、排水，并利用土料存渣場剝離表土及土料存渣場內(nèi)多存料作為渣場后期覆土。在渣料的堆存過程中，施工單位均注意利用開挖出的較好土料鋪堆，在攀枝花市雨季雨水充沛、日照充足的自然環(huán)境條件下，采用耐瘠薄草籽，對各存棄渣場邊坡進行整理，撒播草籽對邊坡進行綠化，節(jié)省了表土剝離與覆土工程量。

2.2 場內(nèi)交通工程防治區(qū)

場內(nèi)交通工程防治區(qū)的主要工程措施有框架梁護坡、護坡?lián)鯄?、邊坡噴混凝土支護、擋土墻、噴錨支護、截排水溝等。同時輔以種植木豆、三角梅、迎春花、小葉榕等植物措施，并對上壩公路兩側(cè)進行綠化。

2.3 施工輔助設(shè)施防治區(qū)

施工輔助設(shè)施防治區(qū)的水土保持措施包括以邊坡防護與排水工程為主的工程措施及以花草種植為輔的植物措施。其中，邊坡防護包括擋土墻、邊坡噴混凝土支護設(shè)施；排水工程主要為各種截排水溝與沉沙池；植物措施則是在施工過程中對施工裸露地撒草綠化。

2.4 準(zhǔn)備工程防治區(qū)

準(zhǔn)備工程防治區(qū)工程措施包括右岸纜機平臺和導(dǎo)流明渠前期工程，纜機平臺里側(cè)及周邊布置排水溝。同時在占地區(qū)周邊播撒草種，對其進行植物修復(fù)。但由于占地區(qū)周邊基本硬化，因此撒草護面工程效果不佳。

2.5 石料場防治區(qū)

石料廠防治區(qū)的主要防治措施為分臺階開挖、料場上游漿砌石截排洪溝、排洪渠等攔擋和排水措施。并且在工程施工中，盡量利用已建的永久擋排措施，減少臨時措施工程量，節(jié)約投資。

2.6 土料場防治區(qū)

由于土料場位于工程區(qū)壩基、導(dǎo)流明渠及溢洪道部位，因此在籌建期導(dǎo)流明渠前期工程開挖前，土料必須一次性開采完，運至土料存渣場堆存，棄渣運輸距離為900m。通過右岸下游低線公路、右岸上游中線公路、右岸壩頂公路運至土料存渣場，且右岸上游中線公路和壩頂公路從土料場上側(cè)通過，公路排水溝可兼做土料場截水溝。因此，在施工過程中，過公路及平臺排洪采用涵管，并接入下游原始沖溝。

3 研究方法

3.1 評價指標(biāo)體系的確定

評價指標(biāo)體系是一個有機統(tǒng)一體，起到一種政策向?qū)У淖饔?，該體系必須具備描述、評價與預(yù)警的功能。因此，在構(gòu)建評價指標(biāo)體系時，應(yīng)遵循整體性與獨立性原則、指標(biāo)定量與可操作性原則、指標(biāo)敏感與穩(wěn)定性原則以及主導(dǎo)性原則[16]。本文基于以上原則，結(jié)合研究區(qū)域水土流失特點及其防治措施體系，將以上6個指標(biāo)作為該項目的水土流失防治的評價體系(見表1)。

表1 水土流失防治效果評價指標(biāo)體系

3.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

目前主要通過頻次直方統(tǒng)計分析法、專家評估打分法、因子分析法和層次分析法等對單一評價指標(biāo)權(quán)重進行確定[17]。但通常對一個項目效果評價選擇的指標(biāo)較為復(fù)雜，各指標(biāo)的屬性也不盡相同，因此，本文選用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重。

3.3 評價方法

為了對金沙江觀音巖水電站 “三通一平”工程水土流失防治的效果作出定量與客觀的判斷，采用綜合指數(shù)法對其水土流失防治效果進行評價。

4 防治效果評價

4.1 指標(biāo)值計算

根據(jù)選定的評價指標(biāo)，通過外業(yè)調(diào)查和室內(nèi)數(shù)據(jù)分析，6個指標(biāo)的計算值見表2。

表2 各評價指標(biāo)實測值

4.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于選取的評價指標(biāo)數(shù)量較多，各指標(biāo)之間的單位也不統(tǒng)一，即使采用層次分析法確定了各指標(biāo)的貢獻率也會因單位的不一致而缺乏可比性。因此，為了消除量綱的影響，對上述指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，其標(biāo)準(zhǔn)化公式為

式中Y——各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化賦值；

Xi——各指標(biāo)的實測值；

Xmax——某指標(biāo)的實測最大值；

Xmin——某指標(biāo)的實測最小值。

Y值越大，其對水土流失防治效果的影響越大；反之亦然。根據(jù)上式對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果見表3。

表3 各評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化賦值及權(quán)重結(jié)果

4.3 指標(biāo)權(quán)重確定

運用層次分析法對各層次上的指標(biāo)分別對比，根據(jù)1～9比率標(biāo)度方法，分別構(gòu)建了指標(biāo)層對生態(tài)環(huán)境與土地生產(chǎn)力恢復(fù)效果及指標(biāo)層對水土流失控制效果的兩個正反判斷矩陣，兩矩陣的CR值分別為0、0.02，均小于0.10，通過矩陣一致性檢驗。最后在Matlab工具箱中對各指標(biāo)進行權(quán)重確定，結(jié)果見表3。

4.4 防治效果綜合評價

通過對各指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化與權(quán)重的確定，雖然能在一定程度上反映工程水土流失的防治效果，但結(jié)果不直觀，不符合人們的判斷習(xí)慣。因此，本研究采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法與等間距法對工程水土流失防治效果進行等級劃分，將定量描述轉(zhuǎn)化為定性描述，以便更加直接客觀地反映防治效果。其等級劃分標(biāo)準(zhǔn)見表4。

表4 綜合指數(shù)等級劃分

表中

式中R——水土流失防治效果綜合指數(shù)；

Yi——各指標(biāo)的賦值；

F——各指標(biāo)的權(quán)重值；

n——指標(biāo)數(shù)量。

根據(jù)該公式計算得到金沙江水電站工程水土保持效果綜合指數(shù)R=6.15(介于6～8之間)，屬于上述5個等級中的良好等級。

5 結(jié) 語

本研究在對工程項目區(qū)的水土流失防治措施系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，以植被恢復(fù)率、林草覆蓋率、攔渣率、土壤流失控制比、水土流失總治理度和擾動土地整治率等6項指標(biāo)為評價指標(biāo)，結(jié)合層次分析法和綜合指數(shù)法，對金沙江觀音巖水電站建設(shè)過程產(chǎn)生的水土流失防治效果進行評價。結(jié)果顯示：金沙江觀音巖水電站 “三通一平”工程水土流失防治效果綜合指數(shù)為6.15，處于良好等級。

金沙江觀音巖水電站 “三通一平”工程水土流失防治效果整體較為滿意，但存在著植被覆蓋率、水土流失總治理度及擾動土地治理率較低的問題，這可能是由于在數(shù)據(jù)調(diào)查期間內(nèi)，工程區(qū)植物修復(fù)措施還沒基本到位引起的。因此，在后期的水土流失防治工作中，應(yīng)加強養(yǎng)護管理以提高林草覆蓋率，通過各項水土保持措施的有效實施，使工程建設(shè)水土流失防治效果進一步提高，達(dá)到最為理想的效果。

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EvaluationofWaterandSoilErosionControlEffectsinGuanyinyanHydropowerStation‘Santongyiping’Project

KONG Xiang-zhou

(PanzhihuaSoilandWaterConservationEcologicalEnvironmentMonitoringStation,Panzhihua617000,China)

Evaluation of Water and Soil Erosion Control Effect in Jinsha River Guanyinyan Hydropower Station ‘Santongyiping’ Project is adopted as an example in the paper. The indicator system of evaluating water and soil erosion control effect is constructed. AHP and comprehensive index method are adopted for evaluating the project water and soil erosion control effect.

hydropower station project; water and soil erosion; control measures; effect evaluation

S157

A

1673-8241(2014)03-0046-04