(河南省白龜山水庫管理局， 河南 平頂山 467001)

白龜山水庫北干渠水電站水土保持分析與評價

劉芳芳馮娟娟李曉威

(河南省白龜山水庫管理局， 河南 平頂山 467001)

本文通過對北干渠水電站建設(shè)前后的水土保持情況對比研究，結(jié)果表明：利用泄水水能發(fā)電獲得直接經(jīng)濟(jì)效益的同時，可有效保護(hù)項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少當(dāng)?shù)厝济弘姀S的污染物排放量，改善人們的生存環(huán)境條件。

白龜山水庫；水電站；水土保持，評價

1 引 言

白龜山水庫是一座大(2)型綜合利用水利工程，壩址位于平頂山市西南郊沙河干流。控制流域面積2740km2，多年平均年降雨量963.6mm。沙河天然徑流主要由降雨形成，徑流在年際間和年內(nèi)均分布不均，年均徑流量8.07億m3，最大與最小年徑流量相差近20倍。

水庫的北干渠渠首位于壩北頭上游500m處，在平頂山市區(qū)與湛河交匯后，渠河合一，在張莊閘下游860m處匯入沙河，根據(jù)白龜山水庫調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃，泄量200m3/s以下時，從北干渠下泄。北干渠的年均泄水量為2.53億m3。

為減少煤電的燃料消耗量，減少CO2排放造成的環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，充分利用白龜山水庫的水電資源，建設(shè)北干渠水電站，利用水庫北干渠渠首閘形成的上、下游水位差和下泄水量發(fā)電是十分必要的。北干渠水電站于2015年初開始建設(shè)，2017年6月工程完工。

2 水電站建設(shè)方案

北干渠自渠首至張莊閘匯入沙河，干流全長38.9km，流域面積194.4km2；除了水庫泄水外，還有區(qū)域的天然徑流及經(jīng)處理廠處理達(dá)標(biāo)排放的城市生活污水。

北干渠渠首閘后渠道底部高程93.0～95.0m，通過北干渠下泄水量和北干渠與入沙河之間的落差，結(jié)合部分類似的已建工程，通過綜合分析，北干渠水電資源可開發(fā)量為6185kW。經(jīng)方案論證，采取分三級的梯級開發(fā)方案，分別是渠首閘站(裝機(jī)1800kW)、姚孟站(裝機(jī)3000kW)及張莊閘站(裝機(jī)1385kW)；多年平均發(fā)電量1.6×107kW·h。

3 水電站水土保持分析

項(xiàng)目區(qū)土壤主要為褐土，土壤侵蝕類型以水蝕為主，植被類型為溫帶針闊葉混交林，林草覆蓋率為23%。項(xiàng)目區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)為500t/(km2·a)，屬輕度侵蝕區(qū)，容許土壤流失量為200t/(km2·a)。屬于平頂山市湛河區(qū)水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。

3.1 水土保持分析

3.1.1 項(xiàng)目場址水土保持分析

利用已有空閑場地及附近供水、供電資源，不用新增臨時占地；棄土運(yùn)往棄渣場，棄石運(yùn)往備料場使用；減少了擾動面面積，減少新增占地，棄渣場選址運(yùn)輸距離短，堆放時間短。項(xiàng)目選址符合水土保持要求。

3.1.2 主體工程水土保持分析

對土石方挖、填平衡的水土保持，實(shí)行移挖作填，減少棄方，符合水土保持限制性規(guī)定。主體工程的選址、占地、土石方、施工工藝以及對水土流失的影響均符合規(guī)范要求。

3.2 水土保持防治措施

3.2.1 水土流失預(yù)測

a. 項(xiàng)目施工期擾動原地貌、破壞地表及植被面積2.01hm2。

b. 損壞和占壓水土保持設(shè)施0.74hm2，其中林地0.38hm2，草地0.36hm2。

c. 工程總挖方量44679m3，總填方量4525m3，總棄方量40154m3，棄方運(yùn)往指定料場和棄渣場，工程建設(shè)可能造成土壤流失總量226.61t；新增水土流失量196.46t。

水土流失預(yù)測分析結(jié)果是：本工程水土流失重點(diǎn)時段為施工期，重點(diǎn)部位為棄渣場。

3.2.2 防治范圍

本工程水土流失防治責(zé)任范圍為2.72hm2，其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)2.01hm2，直接影響區(qū)0.71hm2。防治區(qū)劃分為渠首閘站防治區(qū)、棄渣場防治區(qū)、施工道路防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)。

3.2.3 防治措施布設(shè)

設(shè)計(jì)水平年6項(xiàng)防治目標(biāo)值為：擾動土地整治率95%，水土流失總治理度86%，土壤流失控制比1.0，攔渣率95%，林草植被恢復(fù)率96%，林草覆蓋率21%。

在防治分區(qū)內(nèi)，因地制宜、因害設(shè)防地布設(shè)土地整治、漿砌石排水溝、漿砌石擋墻、漿砌石護(hù)坡、綠化、臨時措施等防護(hù)措施，形成工程措施與植物措施相結(jié)合、永久性措施與臨時性措施相結(jié)合的綜合防治體系。

3.3 水土保持監(jiān)測

監(jiān)測方案主要采用實(shí)地調(diào)查和定點(diǎn)觀測相結(jié)合的方法進(jìn)行。施工準(zhǔn)備期前進(jìn)行一次監(jiān)測；挖、填方數(shù)量，擾動地表面積，破壞植被面積的監(jiān)測在土建施工期前和結(jié)束后各1次；臨時堆土形態(tài)及占地面積等監(jiān)測，在土建工程施工前、中、末各2次；植物措施面積、成活率與保存率、覆蓋率，防治措施數(shù)量和治理面積，每年1次；雨季前、后各1次，雨季每月1次，遇到大于50mm/d降雨或暴雨加測；水土流失量的重點(diǎn)監(jiān)測時段為施工期，重點(diǎn)監(jiān)測部位為棄渣場。

4 水土保持評價

4.1 水土保持投資

水土保持方案總投資69.87萬元，其中防治費(fèi)36.07萬元(工程措施投資29.64萬元，植物措施投資4.47萬元，臨時工程投資1.96萬元)，獨(dú)立費(fèi)用31.19萬元(水土保持監(jiān)測費(fèi)10.17萬元)，基本預(yù)備費(fèi)2.02萬元，水土保持補(bǔ)償費(fèi)0.59萬元。

4.2 防治效益分析

防治效益分析主要考慮水土流失防治措施實(shí)施后的基礎(chǔ)生態(tài)效益，在此基礎(chǔ)上綜合考慮措施實(shí)施所帶來的社會效益。

4.2.1 生態(tài)效益

生態(tài)效益分析，主要是水土保持方案實(shí)施后，通過主體工程設(shè)計(jì)的防護(hù)措施和本次水土保持方案設(shè)計(jì)的防治措施，項(xiàng)目區(qū)水土流失可以得到有效的控制。水土保持措施全部發(fā)揮作用后，造成的水土流失面積得到有效治理。方案實(shí)施后，通過計(jì)算，6項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到防治目標(biāo)值，見下表。

防治目標(biāo)分析值與確定的防治目標(biāo)對比分析表

a. 擾動土地整治率。本項(xiàng)目擾動土地總面積為2.01hm2，防治責(zé)任面積為2.72hm2。到設(shè)計(jì)水平年時，閘站內(nèi)的建構(gòu)筑物、硬化地表面積0.54hm2，水土保持工程措施面積0.87hm2，植物措施面積0.59hm2，項(xiàng)目區(qū)水土流失防治責(zé)任范圍內(nèi)擾動土地整治率達(dá)99.5%。

b. 水土流失治理度。到設(shè)計(jì)水平年時，水土流失防治措施面積為1.46hm2，項(xiàng)目區(qū)扣除建構(gòu)筑物、路面等永久占地，水土流失面積為0.47hm2，項(xiàng)目區(qū)水土流失治理度為99.3%。

c. 土壤流失控制比。通過各項(xiàng)水土保持措施，到設(shè)計(jì)水平年，防治責(zé)任范圍內(nèi)按方案采取水土保持措施后，項(xiàng)目區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)降到200t/(km2·a)，項(xiàng)目區(qū)允許土壤侵蝕模數(shù)為200t/(km2·a)，土壤流失控制比為1.0。

d. 攔渣率。開挖土石方除回填、綜合利用外，到設(shè)計(jì)水平年攔渣率為96.5%。

e. 林草植被恢復(fù)率。到設(shè)計(jì)水平年，植物措施面積0.59hm2，項(xiàng)目區(qū)可綠化措施面積為0.61hm2，林草植被恢復(fù)率為97.2%。

f. 林草覆蓋率。到設(shè)計(jì)水平年，林草總面積為0.59hm2，項(xiàng)目區(qū)占地面積為0.61hm2，項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋率為29.4%。

4.2.2 社會效益

水土保持措施方案實(shí)施后，對保護(hù)周圍的村莊、農(nóng)田及下游流域范圍內(nèi)的生產(chǎn)和生活安全，對當(dāng)?shù)丶爸苓吔?jīng)濟(jì)社會的持續(xù)發(fā)展都將起到積極的促進(jìn)作用。

4.2.3 生態(tài)效益

下泄發(fā)電的棄水為流經(jīng)平頂山市區(qū)的湛河提供了生態(tài)用水，對湛河兩岸的水生態(tài)及水環(huán)境提供了可靠的保證，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的改善起到一定的作用。

AnalysisandevaluationonwaterandsoilconservationinBaiguishanReservoirNorthTrunkHydropowerStation

LIU Fangfang, FENG Juanjuan, LI Xiaowei

(HenanBaiguishanReservoirAdministration,Pingdingshan467001,China)

The water and soil conservation condition before and after construction of North Trunk Hydropower Station is comparatively studied. The results show that direct economic benefits are obtained by utilizing drainage water energy for power generation, meanwhile the ecological environment of the project area can be effectively protected, thereby reducing the pollutant emissions from local coal-fired power plants, and improving people’s living environment.

Baiguishan Reservoir; hydropower station; water and soil conservation, evaluation

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.12.007

TV213.4

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2096-0131(2017)12-0028-03