柴海東（山西水務(wù)工程項目管理有限公司山西太原030002）

農(nóng)田水利

國電太原第一熱電廠貯灰場水土保持設(shè)計方案探析

柴海東
（山西水務(wù)工程項目管理有限公司山西太原030002）

本文根據(jù)國電太原第一熱電廠4×350MW搬遷重建工程的基本情況。核算了貯灰場的庫容、堆渣量；對貯灰場的壩體設(shè)計、防排洪設(shè)計進(jìn)行了說明，通過水文計算，確定了灰場的筑壩堆灰高程，并設(shè)計了部分排水措施，界定了貯灰場水土保持工程措施，并設(shè)計了植物措施、臨時措施，以期為類似貯灰場、棄渣場的水土保持設(shè)計提供借鑒意義。

貯灰場；水土保持；方案設(shè)計

1　項目概況

國電太原第一熱電廠原址位于太原晉陽湖西側(cè)湖畔，電廠機(jī)組投運年限已久，設(shè)備老化，除塵效率低，嚴(yán)重影響太原市環(huán)境質(zhì)量。根據(jù)太原市人民政府統(tǒng)一規(guī)劃，對該電廠整體搬遷，搬遷重建地址位于清徐縣境內(nèi)東于鎮(zhèn)賈兆村南，在市政府劃定的清徐縣開發(fā)區(qū)范圍內(nèi)，工程規(guī)模4×350MW。

國電太原第一熱電廠4×350MW搬遷重建工程水土保持分區(qū)包括電廠廠區(qū)、廠外道路、貯灰場、施工生產(chǎn)生活區(qū)、供電線路。工程總占地86.52hm2，防治責(zé)任范圍95.94hm2，總土石方量103.92萬m3，需外購27萬m3碎石土用于抬高廠區(qū)標(biāo)高和灰場筑壩。工程總投資63.72億元，水土保持投資2037.96萬元。

2　貯灰場基本情況

熱電廠年運行小時數(shù)為5004h，年排灰渣量139.03萬t，建設(shè)單位已與相關(guān)企業(yè)簽訂粉煤灰、石膏綜合利用協(xié)議，屆時灰渣將全部進(jìn)行綜合利用，因此貯灰場按照事故備用灰場考慮。

2.1貯灰場選址

貯灰場選址時對白石巖溝灰場和洛池渠灰場進(jìn)行比選，兩個灰場均位于清徐縣西北側(cè)，均屬山谷灰場。主要因洛池渠灰場距洛池渠村300m，存在制約性因素，需考慮村莊搬遷，最終選定白石巖溝灰場。

白石巖溝灰場占地面積9.3hm2，占地類型為其它草地，距電廠廠址直線距離11.5km。溝谷形態(tài)從庫區(qū)向溝口處逐漸由“U”型收斂為“V”型，溝底寬20m～50m，地形高差為70m，溝道縱坡約0.07，長度約1km，溝口狹窄而陡峭，是較為理想的貯灰場地。

2.2貯灰場庫容計算

利用1:2000的地形圖，在AutoCAD中，計算某堆灰高程所對應(yīng)的堆灰頂面面積。根據(jù)式（1）［1］計算各堆灰區(qū)間的庫容，進(jìn)一步算出整個貯灰場的庫容。

式中：V為相鄰等高線區(qū)間庫容（萬m3）；F上為堆灰區(qū)間上表面面積（hm2）；F下為堆灰區(qū)間上表面面積（hm2）；H為相鄰等高線間等高距（m）。

經(jīng)計算，繪制貯灰場高程—面積—庫容曲線如圖1。考慮到調(diào)蓄洪水的需要，最大堆灰高度比最末一級子壩壩頂?shù)?.2m，最大堆灰高度為1123.8m（見下文），對應(yīng)的堆渣量為111.24萬m3，可滿足本工程0.8年的堆渣。

3　貯灰場設(shè)計方案

3.1壩體設(shè)計

在貯灰場溝口建一初期壩，初期壩采用堆石壩，內(nèi)外邊坡分別為1:2、1:2.5。壩基高程1055m，壩頂高程1075m，壩高20m，壩軸長70m，頂寬6m。后期共建5級子壩，內(nèi)外邊坡均為1：4，每級高10m，最終壩頂標(biāo)高1125m。子壩間設(shè)置3m寬馬道，馬道全長654m。

圖1　貯灰場高程—面積—庫容曲線

3.2防洪、排水設(shè)計

3.2.1設(shè)計思路

在貯灰場上游設(shè)置攔洪壩。壩底高程1125m，采用豎井—涵管型式排洪，在壩前設(shè)置一座Ф3m的豎井，和庫底Ф1.6m的涵管相連，將堆灰區(qū)域上游的洪水直接排至初期壩下游。

貯灰場初期壩和各級子壩前均留有蓄洪庫容，即堆灰高程永遠(yuǎn)低于壩頂高程，在貯灰場庫內(nèi)設(shè)置3座Ф3m的豎井，和庫底另一Ф1.6m的涵管相連，將庫內(nèi)洪水排至初期壩下游。豎井隨著灰面的增高而不斷加高。

為防止雨水沖刷灰壩坡面，在灰面兩側(cè)設(shè)置截水溝，在馬道上設(shè)置橫向排水溝，向兩側(cè)排水至截水溝，最終將雨水排至初期壩下游。

由于匯流面積較小，流量不大，且溝谷里主要是巖石，巖基抗沖刷能力強(qiáng)，在涵洞及截水溝末端不再建設(shè)消能防沖設(shè)施。

3.2.2水文計算

攔洪壩和灰?guī)靸?nèi)各級壩均有攔洪蓄洪功能，攔蓄洪水均通過豎井—涵管排走，通過計算洪水量確定攔洪壩高程及各級壩前堆灰高程。通過計算灰壩坡面兩側(cè)的洪峰流量確定截水溝規(guī)格。

（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《GB 50201-2014防洪標(biāo)準(zhǔn)》，確定本工程貯灰場的級別為二級，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇設(shè)計，200年一遇校核。根據(jù)《GB 50660-2011大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》，確定截水溝標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇設(shè)計、20年一遇校核。

（2）洪水計算

根據(jù)《山西水文計算手冊》、《開發(fā)建設(shè)項目水保技術(shù)規(guī)范》中的公式及參數(shù)計算洪峰流量及24小時洪水總量。

設(shè)計暴雨量計算公式：

式中：H1.p、H24.p分別為頻率為p的1h、24h暴雨量（mm）；Kp為頻率為p的皮Ⅲ型曲線模比系數(shù)，取Cs/Cv=3.5；H1、H24為分別1h、24h暴雨均值（mm）。

設(shè)計洪峰流量計算公式為：

式中：Qp為頻率為p的洪峰流量（m3/s）；k為徑流系數(shù)，取0.50；ip為頻率為p的1h暴雨量（mm/h）；F為匯水面積（km2）。

設(shè)計24h洪水總量計算公式：

式中：Wp為頻率為p的24h洪水總量（萬m3）；k為徑流系數(shù)；H24.p、F意義同前。

表1　貯灰場洪水總量計算成果表

化建設(shè)和社會建設(shè)各方面和全過程。

（2）堅持在發(fā)展中保護(hù)、在保護(hù)中發(fā)展的基本要求。

（3）堅持尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的基本理念。

（4）堅持把改革創(chuàng)新作為渭河水生態(tài)文明建設(shè)的基本動力。

（5）堅持綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展的基本途徑。

（6）堅持政府主導(dǎo)、企業(yè)主體、多方參與、全民行動的工作格局。

4　渭河生態(tài)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)任務(wù)

4.1保護(hù)渭河生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)資源高效利用

按照人口資源環(huán)境相均衡、經(jīng)濟(jì)社會生態(tài)效益相統(tǒng)一的要求，在渭河河道兩岸劃出一定范圍的生態(tài)建設(shè)和生態(tài)保護(hù)區(qū)域（原渭河綜合整治規(guī)劃中為河道管理范圍外1.5km）。生態(tài)區(qū)按照優(yōu)化開發(fā)、限制開發(fā)、禁止開發(fā)的主體功能定位，構(gòu)建科學(xué)合理的城鎮(zhèn)化推進(jìn)格局、農(nóng)業(yè)發(fā)展格局和生態(tài)安全格局，保障渭河區(qū)域生態(tài)安全，提高渭河對沿岸發(fā)展的生態(tài)服務(wù)功能。

4.2強(qiáng)化渭河生態(tài)治理，推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)

建設(shè)渭河生態(tài)體系。重點建設(shè)水源涵養(yǎng)、污水凈化、濕地保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、景觀綠帶、濱河公園等生態(tài)治理工程，使河流植被濱岸緩沖帶發(fā)揮維持生物多樣性、過濾面污染和保障防洪安全的功能，發(fā)揮農(nóng)田、城市綠道的生態(tài)功能，確保區(qū)域生態(tài)安全。

實施河湖庫水系連通體系。以渭河為軸線，連通引漢濟(jì)渭、八水潤西安、東莊水庫等重大水利工程和其他水利工程，構(gòu)建布局合理、生態(tài)良好，引排得當(dāng)、循環(huán)暢通、蓄泄兼籌、豐枯調(diào)劑，多源互補(bǔ)、調(diào)控自如的河湖庫水系連通體系，綜合發(fā)揮河湖生態(tài)系統(tǒng)功能。

4.3轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

把渭河生態(tài)建設(shè)融入當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)，引導(dǎo)兩岸發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)，根據(jù)生態(tài)環(huán)境承載力，按照優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、安全的要求，積極發(fā)展以新型產(chǎn)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、旅游觀光、濱河開發(fā)區(qū)為主體的低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)帶。利用生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢建設(shè)海綿城市、易居城市，形成以城市新區(qū)、生態(tài)園區(qū)為骨干，濱河小鎮(zhèn)、新型農(nóng)村星羅棋布的生態(tài)文明建設(shè)示范帶。

4.4推動改革創(chuàng)新，用生態(tài)文明制度護(hù)航美麗渭河建設(shè)

從渭河水管理、水生態(tài)、水安全、水環(huán)境和水經(jīng)濟(jì)等方面建立系統(tǒng)完整的渭河生態(tài)建設(shè)指標(biāo)體系。量化建設(shè)目標(biāo)，作為生態(tài)建設(shè)評估審查、考核評價的依據(jù)，以“硬約束”來強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境長效機(jī)制建設(shè)。強(qiáng)化“三條紅線”管理，落實最嚴(yán)格水資源管理制度，建立水資源水環(huán)境承載能力檢測預(yù)警機(jī)制。健全完善市場體制機(jī)制和經(jīng)濟(jì)政策，完善生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，建立吸引社會資本投入生態(tài)環(huán)境保護(hù)的市場化機(jī)制。

5　渭河生態(tài)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)應(yīng)協(xié)調(diào)的關(guān)系

（1）正確處理渭河防洪除澇與生態(tài)保護(hù)的關(guān)系?？茖W(xué)編制渭河生態(tài)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)規(guī)劃，積極采用生物技術(shù)和生態(tài)修復(fù)措施，防止過度“硬化、白化、渠化”，注重加強(qiáng)渭河與流域內(nèi)河湖庫水系連通，促進(jìn)水體流動和水量交換。防止以城市建設(shè)、河湖治理等名義盲目裁彎取直、圍墾水面和侵占河道灘地。

（2）正確處理渭河生態(tài)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)與其他建設(shè)的關(guān)系。渭河生態(tài)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)如同關(guān)中區(qū)域發(fā)展的的一條生命“綠線”，與兩岸環(huán)境保護(hù)、土地開發(fā)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)文明城市建設(shè)、旅游文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面緊密融合，是社會民生的重大任務(wù)，必須在突出生態(tài)文明建設(shè)的格局下，協(xié)調(diào)處理好相互關(guān)系。

（3）正確處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。按照保護(hù)生態(tài)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力、改善生態(tài)環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力的理念，進(jìn)行渭河生態(tài)治理，推動綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，不以犧牲環(huán)境為代價換取一時的經(jīng)濟(jì)增長。

（4）正確處理市場決定性作用與政府依法治理的關(guān)系。保障渭河水安全、修復(fù)渭河水生態(tài)建設(shè)中充分發(fā)揮政府和市場“兩只”手的作用。統(tǒng)籌把握、優(yōu)勢互補(bǔ)、有機(jī)結(jié)合、協(xié)同發(fā)力，劃清政府和市場的邊界，運用負(fù)面清單的管理模式，體現(xiàn)市場經(jīng)濟(jì)在生態(tài)文明建設(shè)中的作用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展中的體制特色和優(yōu)勢。

6　結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)全球化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化加速發(fā)展的背景下，進(jìn)一步推動渭河生態(tài)產(chǎn)業(yè)帶的建設(shè)，有利于整合資源，發(fā)揮優(yōu)勢，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)分工和城鎮(zhèn)布局，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會加快發(fā)展，探索生態(tài)文明建設(shè)新路徑，為大江大河綜合治理積累經(jīng)驗。實施渭河生態(tài)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)，對確保全省經(jīng)濟(jì)社會“十三五”發(fā)展規(guī)劃的實施，加快絲綢之路發(fā)展戰(zhàn)略和關(guān)中天水經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃的實施都將具有重大的戰(zhàn)略意義。陜西水利

（責(zé)任編輯：李蕊）

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