謝紹紅 王童 朱文

1 項(xiàng)目概況

新疆某水利樞紐工程由攔河壩、泄水建筑物、發(fā)電引水建筑物、工業(yè)和生態(tài)放水建筑物、壩后式電站廠房和過魚建筑物等項(xiàng)目組成。水庫正常蓄水位為1027m，總庫容2.94億m3，電站裝機(jī)容量27.6MW，多年平均發(fā)電量8 488萬kW·h，多年平均供水量2.631億m3，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型[1]。

工程建設(shè)總開挖為118.94萬m3（自然方），工程產(chǎn)生棄渣116.75萬m3（松方），共設(shè)置2個(gè)棄渣場(chǎng)，其中1#棄渣場(chǎng)堆放棄渣93.42萬m3（松方），2#棄渣場(chǎng)位于水庫淹沒區(qū)，堆放棄渣23.33萬m3（松方）。

工程設(shè)石料場(chǎng)1處，布設(shè)施工區(qū)2處，新建場(chǎng)內(nèi)交通道路14.11 km，壩下交通橋1座。工程征占地總面積為1 770.50 hm2，總工期42個(gè)月，總投資為187 213.55萬元。

2 項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)屬北溫帶大陸性寒冷干旱氣候，多年平均降水量188.7 mm，多年平均氣溫1℃，不小于10℃年有效積溫3 580℃，多年平均水面蒸發(fā)量1 410.1 mm，多年平均風(fēng)速1.4 m/s，最大凍土深度239 cm。土壤類型以棕鈣土、灰棕漠土為主，植被類型為山地荒漠植被，地表植被稀疏，植被覆蓋率約為15%左右。

工程區(qū)土壤侵蝕類型包括風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕，局部地區(qū)有重力侵蝕，侵蝕強(qiáng)度以輕度為主，原生土壤侵蝕模數(shù)為1 700 t/（km2·a）。根據(jù)《全國(guó)水土保持規(guī)劃》，項(xiàng)目區(qū)屬國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，工程執(zhí)行建設(shè)類項(xiàng)目水土流失防治一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3 水土保持設(shè)計(jì)重點(diǎn)

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)基本情況結(jié)合工程擾動(dòng)產(chǎn)生的水土流失特點(diǎn)，本工程水土保持設(shè)計(jì)的重點(diǎn)包括：

（1）項(xiàng)目區(qū)屬于國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，土壤侵蝕類型包括風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕，局部地區(qū)有重力侵蝕，侵蝕強(qiáng)度以輕度為主，原生侵蝕模數(shù)為1 700 t/（km2·a），加之工程建設(shè)擾動(dòng)地表面積較大，產(chǎn)生的棄渣量較大，因此，棄渣場(chǎng)的選擇及防護(hù)措施是水土保持工作的重點(diǎn)。

（2）工程區(qū)為山地荒漠植被，地表植被稀疏，植被蓋度不高，地表植被被破壞后，自然恢復(fù)過程將十分緩慢，加之工程區(qū)氣候干燥，降水量小，蒸發(fā)量大，多年平均降水量?jī)H188.7 mm，平均水面蒸發(fā)量達(dá)1 410.1 mm，植物生長(zhǎng)主要受水源條件制約，因此，為保證植物措施發(fā)揮作用，需結(jié)合工程布置，各水土流失防治區(qū)配置合理的灌溉措施，保證植物成活率。

（3）工程區(qū)位于低山丘陵區(qū)，溝谷內(nèi)松散堆積物厚度不大，由碎塊石及碎石土組成，土壤以棕鈣土、灰棕漠鈣土為主，土層厚度不大，因此，如何保護(hù)、合理調(diào)配及綜合利用表土資源，是工程水土保持工作的重點(diǎn)。

4 水土保持措施布局

根據(jù)上述分析，結(jié)合主體工程設(shè)計(jì)施工總體布置方案、水土流失特點(diǎn)及后期需求，擬定本工程水土保持措施的總體布局如下。

4.1 主體工程區(qū)

施工結(jié)束后，對(duì)導(dǎo)流明渠、大壩壩肩兩側(cè)、工程管理范圍可綠化區(qū)域進(jìn)行土地平整，覆庫區(qū)表層土，并進(jìn)行綠化美化，配灌溉設(shè)施。對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)管理基地周邊空閑地采取園林景觀式綠化美化措施。

4.2 棄渣場(chǎng)區(qū)

根據(jù)棄渣場(chǎng)布設(shè)位置的不同采取漿砌石擋渣堤、鉛絲石籠擋墻、鉛絲石籠護(hù)坡等防護(hù)。在棄渣場(chǎng)上游開挖排水溝，減輕降雨產(chǎn)生的匯流對(duì)渣體的沖刷。施工完畢后對(duì)棄渣場(chǎng)棄渣頂面進(jìn)行土地平整。施工期，對(duì)剝離的表土進(jìn)行臨時(shí)攔擋；施工結(jié)束后，回填本區(qū)剝離表土及庫區(qū)表層土，并對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行植被恢復(fù)。

4.3 料場(chǎng)區(qū)

施工期，剝離料按照穩(wěn)定邊坡堆放，并采取臨時(shí)攔擋措施；沿料場(chǎng)上游開挖排水溝，以便將降雨及時(shí)排走。取料結(jié)束后，將無用層剝離料回填至緩坡區(qū)域，進(jìn)行土地平整，植被恢復(fù)。

4.4 交通道路區(qū)

對(duì)永久道路挖方邊坡臨河側(cè)，用木樁防護(hù)，永久道路兩側(cè)栽植行道樹。永久道路挖方下邊坡撒播草籽綠化。

對(duì)部分施工道路，路面坡腳修建干砌石擋土埂。施工結(jié)束后，播撒草籽恢復(fù)植被，施工期開挖排水溝。

4.5 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工期，在施工生產(chǎn)生活區(qū)四周開挖臨時(shí)排水溝；施工結(jié)束后，進(jìn)行土地平整，回填本區(qū)剝離表土及庫區(qū)剝離的表層土，播撒草籽恢復(fù)植被。

4.6 工程永久辦公生活區(qū)

施工前，剝離表土；施工結(jié)束后，回填表土，對(duì)辦公生活區(qū)空閑區(qū)域進(jìn)行綠化美化。

4.7 移民安置區(qū)

對(duì)安置區(qū)建設(shè)產(chǎn)生的臨時(shí)堆土進(jìn)行防護(hù)，對(duì)安置區(qū)外圍、房前屋后等空閑地及居民點(diǎn)內(nèi)道路綠化美化。

5 水土保持設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

5.1 棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)

本工程設(shè)棄渣場(chǎng)2處，分別為臨河型棄渣場(chǎng)和庫區(qū)型棄渣場(chǎng)。工程所設(shè)的2處棄渣場(chǎng)為水利水電工程常見的兩種渣場(chǎng)類型，具有很好的代表性。

5.1.1 臨河型棄渣場(chǎng)分析與措施設(shè)計(jì)

臨河型棄渣場(chǎng)需首先根據(jù)SL 575—2012[3]，確定棄渣場(chǎng)級(jí)別，查“表3.1.2棄渣場(chǎng)防護(hù)工程建筑物級(jí)別”確定攔渣堤的工程級(jí)別，查“表3.2.1棄渣場(chǎng)防護(hù)工程防洪標(biāo)準(zhǔn)”，分析棄渣場(chǎng)防護(hù)工程防洪標(biāo)準(zhǔn)[4]，并結(jié)合河道管理和防洪要求，綜合確定渣場(chǎng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)[5]，并通過河道斷面數(shù)據(jù)，計(jì)算防洪水位。

5.1.2 庫區(qū)型棄渣場(chǎng)分析與措施設(shè)計(jì)

（1）庫區(qū)棄渣場(chǎng)不應(yīng)占用有效庫容[6]，占用死庫容的，棄渣場(chǎng)設(shè)置不宜影響水庫大壩、取水及泄水等建筑物安全及運(yùn)行。

（2）應(yīng)按施工導(dǎo)流期與水庫運(yùn)行期，分析棄渣場(chǎng)是否影響河道行洪與影響水庫的正常運(yùn)行。

（3）庫區(qū)型棄渣場(chǎng)的防護(hù)措施應(yīng)根據(jù)棄渣場(chǎng)施工導(dǎo)流期和運(yùn)行期的受影響程度設(shè)置水土保持措施[7]。一般情況下，應(yīng)設(shè)置攔擋和護(hù)坡措施，防止施工導(dǎo)流期洪水對(duì)渣腳和坡面的沖刷影響；如果水庫位于水庫消落帶，還應(yīng)對(duì)渣面進(jìn)行防護(hù)[8]。

5.2 庫區(qū)表土可用做后期綠化覆土

根據(jù)SL 575—2012規(guī)定，對(duì)于水庫淹沒范圍內(nèi)的耕地，可根據(jù)水土保持有關(guān)剝離表土供需平衡分析，綜合取土、運(yùn)輸、儲(chǔ)量等條件，將其耕作熟土剝離，用于后期綠化覆土。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合庫區(qū)取土料，對(duì)庫區(qū)土料儲(chǔ)量進(jìn)行勘探，綜合分析運(yùn)距、施工運(yùn)輸難易程度、造價(jià)、表土臨時(shí)防護(hù)等，明確庫區(qū)取土的可行性，核算可取表土量。

5.3 因地制宜的灌溉設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)降水量小、蒸發(fā)量大、地表植被稀疏，植被類型主要為半荒漠草原地，以耐風(fēng)沙、耐鹽堿、耐干旱的小灌叢植物為主，因此，植物措施主要受水源條件制約，需配備灌溉設(shè)施，才能保證植物的成活。根據(jù)植物措施設(shè)置的位置，分別進(jìn)行了灌溉設(shè)施設(shè)計(jì)。

（1）導(dǎo)流明渠區(qū)位于大壩左岸下游，周邊有永久場(chǎng)內(nèi)道路相連，交通便利，因此，灌溉采用小型移動(dòng)噴灌機(jī)或灌溉澆水車，取下游河道水進(jìn)行灌溉。

（2）大壩壩肩兩側(cè)區(qū)域：右岸壩肩下游兩側(cè)區(qū)域可改造施工期間大壩右岸設(shè)立的高位水池，由泵站抽取庫區(qū)水，經(jīng)鋼管將水引至水池，通過管道輸送至右岸壩肩綠化區(qū)域進(jìn)行灌溉。左岸無可利用高位水池，永久上壩公路可直達(dá)該區(qū)域，因此，運(yùn)行期可采用移動(dòng)噴灌機(jī)或灌溉澆水車，抽取庫區(qū)水，定期進(jìn)行灌溉。

（3）下游工程管理范圍。工程管理基地綠化直接采用管理基地處理后的生活污水，大壩下游管理范圍綠化區(qū)域可改造施工期間大壩右岸設(shè)立的高位水池，由泵站抽取庫區(qū)水，經(jīng)鋼管將水引至水池，通過管道輸送至右岸下游綠化區(qū)域進(jìn)行灌溉。通過配置噴灌和微噴等灌溉設(shè)施，滿足植物生長(zhǎng)水源需求。

5.4 與環(huán)評(píng)專業(yè)結(jié)合的綠化配置

水土保持植物措施設(shè)計(jì)時(shí)，綠化樹種結(jié)合工程區(qū)占用的珍稀保護(hù)植物細(xì)子麻黃、羅布麻、梭梭、鎖陽及額河楊等，在大壩管理范圍、電站廠房、永久交通道路及工程永久辦公生活區(qū)綠化中，對(duì)這些保護(hù)植物采用移植、育苗栽植、采集種子或枝條育苗后栽植等方式，進(jìn)行恢復(fù)。這些保護(hù)植物都是適生的當(dāng)?shù)貥浞N、草種，既可以有效的保證成活率，又減少了外購樹種、草種的成本，保護(hù)珍稀植物的同時(shí)降低了造價(jià)即節(jié)省了苗木投資，又保護(hù)了庫區(qū)淹沒造成的珍稀植物損失，保護(hù)了植物多樣性，具有很好的借鑒意義。

6 改進(jìn)建議

目前，工程已開工建設(shè)，水土保持工程與主體工程同步實(shí)施中，雖然工程已設(shè)計(jì)了較完備的水土保持措施，但通過與現(xiàn)場(chǎng)配合，仍有以下改進(jìn)建議需以后設(shè)計(jì)中加以完善。

6.1 棄渣場(chǎng)選址

水利水電工程棄渣場(chǎng)原則上不宜在河道管理范圍和水庫淹沒區(qū)棄渣，若在河道管理范圍內(nèi)棄渣，應(yīng)征得河道管理部門的同意，且經(jīng)論證不影響河道行洪能力；若在水庫淹沒區(qū)棄渣，應(yīng)經(jīng)規(guī)劃專業(yè)論證不影響水庫正常使用功能后方可棄渣[9]。

6.2 棄渣場(chǎng)后續(xù)變更設(shè)計(jì)

由于實(shí)施階段主體設(shè)計(jì)方案、施工方案調(diào)整、前期設(shè)計(jì)深度不足及現(xiàn)場(chǎng)條件限制等原因，原規(guī)劃棄渣場(chǎng)有時(shí)不能滿足實(shí)施階段棄渣要求。根據(jù)辦水保[2016]65號(hào)文[10]，在水土保持方案確定的棄渣場(chǎng)外新設(shè)棄渣場(chǎng)的，或者需要提高棄渣場(chǎng)堆渣量達(dá)到20%以上的，生產(chǎn)建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)在棄渣前編制水土保持方案（棄渣場(chǎng)補(bǔ)充）報(bào)告書，報(bào)水利部審批。因此，在可研階段棄渣場(chǎng)規(guī)劃時(shí)，水保專業(yè)應(yīng)與施工專業(yè)、移民專業(yè)充分配合，在棄渣場(chǎng)容量、棄渣運(yùn)距及道路建設(shè)、征地難度、周邊敏感性因素等多方面進(jìn)行分析比選，并充分考慮進(jìn)場(chǎng)道路與場(chǎng)內(nèi)永久道路棄渣、過魚設(shè)施、危巖處理及其他由于設(shè)計(jì)深度增加引起的棄渣量增加，選定滿足棄渣要求的棄渣場(chǎng)。

7 結(jié)語

通過水土保持工程措施和植物措施等的綜合防治，使工程建設(shè)可能造成水土流失的原地貌擾動(dòng)區(qū)域全部等到治理，6項(xiàng)指標(biāo)全部達(dá)到目標(biāo)值的要求，具有明顯的生態(tài)效益和社會(huì)效益。棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)、庫區(qū)表土用做后期綠化覆土、因地制宜的灌溉設(shè)計(jì)及與環(huán)評(píng)專業(yè)結(jié)合的綠化配置等水土保持設(shè)計(jì)，對(duì)類似水利水電工程均具有明顯的借鑒意義。