崔 磊 ,薛聯(lián)芳,宋曉彥

(水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,北京 100120)

力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,是黨中央經(jīng)過(guò)深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策,事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。我國(guó)的資源稟賦決定了水電是構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要保障。隨著生態(tài)文明建設(shè)被納入國(guó)家“五位一體”總體布局,以及長(zhǎng)江大保護(hù)和黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展等戰(zhàn)略出臺(tái),堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展,成為新形勢(shì)下水電持續(xù)開(kāi)發(fā)建設(shè)的基本原則。水電工程建設(shè)工期長(zhǎng),擾動(dòng)范圍廣,挖填土石方、棄渣量大,防護(hù)不到位極易造成水土流失,正確處理水電開(kāi)發(fā)與水土保持之間的關(guān)系,是堅(jiān)決落實(shí)習(xí)近平總書記對(duì)水電“在保護(hù)中發(fā)展,在發(fā)展中保護(hù)”指示和防治水電項(xiàng)目水土流失、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的必然要求,并且能夠通過(guò)各項(xiàng)水土保持措施發(fā)揮土壤碳匯、植物碳匯等生態(tài)效益。

1 新形勢(shì)下水電發(fā)展規(guī)劃

我國(guó)地勢(shì)西高東低,雨熱同期,水能資源可開(kāi)發(fā)量世界第一,技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量約6.87億kW,主要分布在長(zhǎng)江、金沙江、黃河、雅礱江、大渡河、烏江、瀾滄江等大型水電基地。截至2021年底,常規(guī)水電已建、在建裝機(jī)規(guī)模約3.93億kW,約占技術(shù)開(kāi)發(fā)量的57.2%。

為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),構(gòu)建以水電為重要組成的清潔低碳、安全高效能源體系是關(guān)鍵。水電具有啟停速度快、工況轉(zhuǎn)換靈活、碳排放量極低等特點(diǎn),在調(diào)峰調(diào)頻、儲(chǔ)能和水風(fēng)光互補(bǔ)等方面具備獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì),新形勢(shì)下水電功能定位將從電量為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏亢腿萘恐尾⒅?在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中起到關(guān)鍵作用。預(yù)計(jì)2030年我國(guó)常規(guī)水電總裝機(jī)容量將達(dá)到4.2億kW[1]。

2 新形勢(shì)下水電工程水土保持的作用和意義

2.1 水土保持是水電綠色發(fā)展的必然要求

黨的十八大以來(lái),習(xí)近平總書記提出了“綠水青山就是金山銀山”“像保護(hù)眼睛一樣保護(hù)生態(tài)環(huán)境,像對(duì)待生命一樣對(duì)待生態(tài)環(huán)境”“生態(tài)環(huán)境保護(hù)是功在當(dāng)代、利在千秋的事業(yè)”等指示要求,還在對(duì)金沙江白鶴灘、烏東德水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電批示中強(qiáng)調(diào)“要堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展,科學(xué)有序推進(jìn)金沙江水能資源開(kāi)發(fā),推動(dòng)金沙江流域在保護(hù)中發(fā)展、在發(fā)展中保護(hù),更好造福人民”。

“十四五”以來(lái),隨著《中華人民共和國(guó)長(zhǎng)江保護(hù)法》和《中華人民共和國(guó)黃河保護(hù)法》的落地實(shí)施,水電建設(shè)要實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展,必須適應(yīng)新的水土保持與生態(tài)保護(hù)要求。水電工程施工過(guò)程中棄渣量大,水土流失較為嚴(yán)重,尤其是在山區(qū)江河上修建,其水土保持工作更為重要。同時(shí),我國(guó)西部水電待開(kāi)發(fā)區(qū)域與生態(tài)脆弱區(qū)、水土保持敏感區(qū)高度重合,使得生態(tài)問(wèn)題成為制約未來(lái)水電開(kāi)發(fā)的重要因素[2]。在此背景下,水電工程開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須更加注重水土保持和生態(tài)環(huán)境建設(shè),將水土保持作為踐行生態(tài)文明戰(zhàn)略的主要抓手,努力做好包括生態(tài)治理與景觀綠化、林草植被多樣性建設(shè)、生態(tài)修復(fù)在內(nèi)的各項(xiàng)水土保持工作。水土保持工作已成為推動(dòng)水能資源有序穩(wěn)妥開(kāi)發(fā)和水電綠色發(fā)展的必然要求。

2.2 水土保持是助力水電實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑

我國(guó)是世界上水土流失最為嚴(yán)重的國(guó)家之一,由水土流失引起的植被生產(chǎn)力降低、土壤有機(jī)碳遷移影響生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程和碳排放。水土流失會(huì)破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),加速土壤有機(jī)碳的礦化,影響植被生產(chǎn)力,水土流失嚴(yán)重區(qū)域植被持續(xù)退化,其植被碳儲(chǔ)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水土保持良好的區(qū)域[3]。

水電等大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目施工挖填方量大、擾動(dòng)劇烈且棄渣量大,對(duì)地表植被破壞嚴(yán)重,如果水土保持措施實(shí)施不到位,則容易造成嚴(yán)重的水土流失,進(jìn)而加速土壤有機(jī)碳礦化和碳排放,降低植物碳匯量。水電工程的水土保持工程、植物措施對(duì)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的作用主要體現(xiàn)在:通過(guò)實(shí)施水土保持工程措施,保持?jǐn)_動(dòng)區(qū)域穩(wěn)定,改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),促進(jìn)土壤有機(jī)碳的積累和肥力提升;通過(guò)配合實(shí)施水土保持植物措施,在防治水土流失的同時(shí)發(fā)揮植被的固碳釋氧作用。此外,水庫(kù)的修建可以強(qiáng)化泥沙沉積掩埋,形成不易礦化的深層土壤碳,從而實(shí)現(xiàn)碳埋藏,增加土壤碳匯[4]。

3 水電工程水土保持工作重點(diǎn)

3.1 水電行業(yè)水土保持標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

為更好地落實(shí)國(guó)家各項(xiàng)法規(guī)政策、加強(qiáng)水土保持管理,相關(guān)部門頒布了一系列水土保持技術(shù)規(guī)范。水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院受國(guó)家能源局的委托,承擔(dān)了水電行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂的職能,結(jié)合水電工程水土流失特點(diǎn)及工作要求,統(tǒng)籌開(kāi)展了水電工程水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)與制(修)訂工作。近年來(lái),國(guó)家已經(jīng)頒布了多項(xiàng)指導(dǎo)水電行業(yè)水土保持工作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),比如:為規(guī)范水電工程水土保持設(shè)施驗(yàn)收的條件、內(nèi)容、要求和程序,頒布了《水電工程水土保持設(shè)施驗(yàn)收規(guī)程》(NB/T 35119—2018);為規(guī)范水電工程水土保持設(shè)計(jì)、控制設(shè)計(jì)質(zhì)量、防治水土流失及其危害、恢復(fù)和改善生態(tài)環(huán)境、保障水土保持工程安全,頒布了《水電工程水土保持設(shè)計(jì)規(guī)范》(NB/T 10344—2019);為規(guī)范水電工程各階段水土保持監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)和水土保持監(jiān)測(cè)實(shí)施的工作內(nèi)容、要求及程序,頒布了《水電工程水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(NB/T 10506—2021);為預(yù)防、控制和治理水電建設(shè)項(xiàng)目活動(dòng)造成的水土流失,防治水土流失危害,恢復(fù)和改善工程區(qū)域生態(tài)環(huán)境,規(guī)范水電建設(shè)項(xiàng)目水土保持工作,統(tǒng)一水電建設(shè)項(xiàng)目水土保持內(nèi)容、方法及技術(shù)要求,頒布了《水電建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(NB/T 10509—2021);為規(guī)范水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)原則、范圍、內(nèi)容和方法,進(jìn)一步提高水電工程影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能,頒布了《水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)范》(NB/T 10510—2021)。其他已批準(zhǔn)或正在制(修)訂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還包括《水電工程陡邊坡植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)范》(NB/T 35082—2016)、《水電工程渣場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(NB/T 35111—2018)、《水電工程水土保持監(jiān)理規(guī)范》(制訂中)等10余項(xiàng)。隨著上述水土保持標(biāo)準(zhǔn)的頒布與實(shí)施,水電行業(yè)水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)已見(jiàn)雛形,這些根據(jù)水電工程特點(diǎn)制(修)訂的具有針對(duì)性和可操作性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為規(guī)范水電工程建設(shè)各階段水土保持工作、提高水電行業(yè)整體水土流失防治水平發(fā)揮了重要作用。

3.2 水電工程水土保持設(shè)計(jì)與科研

水電工程前期論證與開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),前期論證就包括規(guī)劃、預(yù)可研、可研等多個(gè)階段。對(duì)于水電工程的水土保持工作,過(guò)去長(zhǎng)期側(cè)重方案編制和主體設(shè)計(jì)中的水保原則要求,主要技術(shù)工作集中在水土保持方案和初步設(shè)計(jì)水保篇章編制環(huán)節(jié),項(xiàng)目開(kāi)工以后的設(shè)計(jì)工作占比較少,且缺乏專題專項(xiàng)工作及試驗(yàn)研究支撐,水保專業(yè)重要性沒(méi)有充分發(fā)揮。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐,從全局性、全過(guò)程管理理念出發(fā),水電工程水土保持工作形成了水電工程項(xiàng)目規(guī)劃、預(yù)可研、可研、招標(biāo)及施工圖等不同階段水土保持設(shè)計(jì)與咨詢體系框架,涵蓋了方案報(bào)告書、設(shè)計(jì)專篇、重要專題論證、科研、專項(xiàng)設(shè)計(jì)及評(píng)估報(bào)告等方面內(nèi)容。

根據(jù)水電行業(yè)特點(diǎn)及要求,其可研階段與一般建設(shè)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)深度相當(dāng),水電工程一般在可研階段開(kāi)展水土保持方案編制工作,其方案報(bào)告書相應(yīng)可達(dá)到一般生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)深度[5]。鑒于水電工程棄渣規(guī)模大、渣場(chǎng)等級(jí)高、防護(hù)措施工程量大,以及高山河谷地區(qū)表土資源匱乏、后期覆土需求大、外購(gòu)及運(yùn)輸不便等因素,根據(jù)水電行業(yè)特點(diǎn)、方案編制要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了以棄渣場(chǎng)設(shè)置與防護(hù)安全、表土資源保護(hù)與利用作為水土保持方案的技術(shù)要求重點(diǎn),一般需要在預(yù)可研、可研階段開(kāi)展棄渣場(chǎng)選址和防護(hù)設(shè)計(jì)專題、表土資源剝離與保護(hù)規(guī)劃專題等水土保持重要專題論證工作[6],并將成果納入水土保持方案作為支撐性技術(shù)材料。按照《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案管理辦法》(水利部令第53號(hào))有關(guān)要求,水土保持方案和后續(xù)變更要開(kāi)展棄渣減量化、資源化論證等工作。

部分水電工程建設(shè)區(qū)域可能涉及水土保持敏感區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)、重要生態(tài)功能區(qū)與水土保持制約因素,包括水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)、飲用水水源保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園和濕地公園等水土保持敏感區(qū)[7],東北林草交錯(cuò)區(qū)、北方農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)、西北荒漠綠洲交接區(qū)、西南巖溶山地石漠化區(qū)、青藏高原復(fù)合侵蝕區(qū)等生態(tài)脆弱區(qū),以及以水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)、土壤保持、防風(fēng)固沙和洪水調(diào)蓄5類生態(tài)調(diào)節(jié)功能為基礎(chǔ)的重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能區(qū)。在前期論證階段,應(yīng)針對(duì)以上區(qū)域提出可以指導(dǎo)后續(xù)水保措施設(shè)計(jì)實(shí)施的科研規(guī)劃,并在預(yù)可研、可研階段盡早開(kāi)展水土保持科研課題立項(xiàng)、研究論證等。比如,重點(diǎn)開(kāi)展水土流失影響因素及其機(jī)理、高陡邊坡水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)、庫(kù)周水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)、生態(tài)連通區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)、原生植被保護(hù)技術(shù)、土壤改良技術(shù)等研究。

3.3 水土保持監(jiān)理、監(jiān)測(cè)、設(shè)施驗(yàn)收

水土保持監(jiān)理是實(shí)現(xiàn)水電工程全過(guò)程管理的重要手段,是對(duì)水電工程建設(shè)過(guò)程中水土保持措施實(shí)施進(jìn)度、質(zhì)量、投資、變更、驗(yàn)收、信息、合同、工作協(xié)調(diào)等進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督、管理及咨詢的技術(shù)服務(wù)活動(dòng)。水土保持監(jiān)理單位應(yīng)監(jiān)督參建各方落實(shí)水土保持責(zé)任,協(xié)助業(yè)主督促開(kāi)展水土保持后續(xù)設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)及有關(guān)專題論證、科研等,核對(duì)水土保持設(shè)計(jì)相關(guān)資料與水土保持方案的符合性;監(jiān)督檢查項(xiàng)目施工過(guò)程中各項(xiàng)水土保持措施的落實(shí)情況;對(duì)水土保持工程的項(xiàng)目劃分和質(zhì)量評(píng)定工作提出意見(jiàn),協(xié)調(diào)和銜接水土保持工程劃分與工程項(xiàng)目劃分;監(jiān)督水土保持措施變更和涉及水土保持的工程變更;組織建設(shè)期水土保持宣傳和培訓(xùn);參與水土保持設(shè)施驗(yàn)收及科研工作。水土保持監(jiān)理單位與工程監(jiān)理、環(huán)境監(jiān)理、移民綜合監(jiān)理、水土保持監(jiān)測(cè)、水土保持設(shè)計(jì)及水土保持咨詢等單位應(yīng)各司其職、相互配合、統(tǒng)籌協(xié)調(diào),按照各自技術(shù)服務(wù)合同中明確的工作范圍、工作內(nèi)容及相關(guān)要求開(kāi)展工作,為實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)目標(biāo)提供技術(shù)服務(wù)。水土保持監(jiān)理機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)表土資源剝離、保護(hù)及利用,棄渣場(chǎng)、取料場(chǎng)水土保持措施,植被恢復(fù)與生態(tài)建設(shè)工程等水土保持措施的實(shí)施過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和巡查,在水土保持工程的關(guān)鍵部位或關(guān)鍵工序進(jìn)行旁站監(jiān)理。

水土保持監(jiān)測(cè)是水電工程建設(shè)及運(yùn)行期間一項(xiàng)必不可少的工作內(nèi)容,是控制水電工程水土流失、保護(hù)水土資源和生態(tài)環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。大部分水電工程籌建期、工程準(zhǔn)備期已經(jīng)發(fā)生較多地表擾動(dòng)及土石方挖填活動(dòng),為確保各類水電工程監(jiān)測(cè)工作及時(shí)有效開(kāi)展,水電工程監(jiān)測(cè)實(shí)施的起始時(shí)間應(yīng)為施工擾動(dòng)前。因?yàn)樗姽こ虠壴鼒?chǎng)堆渣量較大,所處區(qū)域地形地質(zhì)條件復(fù)雜,渣場(chǎng)一旦失穩(wěn)可能產(chǎn)生水土流失危害事件,所以水電工程運(yùn)行期應(yīng)持續(xù)開(kāi)展水土保持監(jiān)測(cè)。現(xiàn)階段水電工程水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)由傳統(tǒng)的調(diào)查監(jiān)測(cè)、地面觀測(cè)逐步發(fā)展為調(diào)查監(jiān)測(cè)、地面觀測(cè)、衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)遙測(cè)、視頻監(jiān)控相結(jié)合的“空天地”監(jiān)測(cè)方法,為施工管控和水土流失防治提供了立體監(jiān)測(cè)體系,從而切實(shí)減少了施工擾動(dòng),控制了水土流失。

水電工程水土保持設(shè)施驗(yàn)收是工程建設(shè)的必要步驟和重要內(nèi)容,根據(jù)水電工程建設(shè)特點(diǎn)和特殊需要,《水電工程水土保持設(shè)施驗(yàn)收規(guī)程》(NB/T 35119—2018)將水土保持設(shè)施驗(yàn)收分為階段驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收,階段驗(yàn)收包括截流階段驗(yàn)收和蓄水階段驗(yàn)收。水電工程截流前施工擾動(dòng)范圍廣、土石方工程量較大,且通常在截流階段先行實(shí)施棄渣場(chǎng)攔擋及排導(dǎo)設(shè)施[8],考慮到水電工程施工期跨度長(zhǎng),截流階段水土流失影響大,在截流階段開(kāi)展水土保持階段性驗(yàn)收是必要的;水電工程下閘蓄水后部分水土保持設(shè)施將被淹沒(méi)或部分淹沒(méi),后續(xù)竣工驗(yàn)收階段難以再開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)核查,為確認(rèn)已建水土保持設(shè)施是否滿足工程下閘蓄水要求,為后續(xù)工程竣工水土保持設(shè)施驗(yàn)收提供可追溯的階段性驗(yàn)收成果,需在水電工程蓄水階段同步開(kāi)展水土保持設(shè)施驗(yàn)收。水土保持設(shè)施蓄水階段驗(yàn)收前,建設(shè)單位應(yīng)組織對(duì)蓄水階段重點(diǎn)驗(yàn)收范圍內(nèi)的棄渣場(chǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估,重點(diǎn)評(píng)估受蓄水直接影響的棄渣場(chǎng)的穩(wěn)定性。工程竣工階段水土保持設(shè)施驗(yàn)收前,建設(shè)單位應(yīng)對(duì)驗(yàn)收范圍內(nèi)所有棄渣場(chǎng)開(kāi)展穩(wěn)定性評(píng)估工作。

3.4 水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)

水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)是指基于水土保持理論與實(shí)踐,在水電工程擾動(dòng)區(qū)通過(guò)實(shí)施水土保持措施對(duì)以植被為主的生態(tài)要素進(jìn)行恢復(fù)與更新。水土保持生態(tài)修復(fù)工作是傳統(tǒng)水土保持工作的延續(xù),是在落實(shí)水土保持方案的具體要求的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提升水電工程影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能的重要手段[9]。

根據(jù)施工擾動(dòng)程度、生態(tài)功能定位、生態(tài)環(huán)境特征等因素可將水土保持生態(tài)修復(fù)區(qū)域劃分為生態(tài)維護(hù)區(qū)、生態(tài)恢復(fù)區(qū)、生態(tài)提升區(qū)和生態(tài)連通區(qū)。將原有植被良好,陸生植被生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定且區(qū)內(nèi)施工擾動(dòng)強(qiáng)度小的區(qū)域劃定為生態(tài)維護(hù)區(qū),并開(kāi)展原有植被保護(hù);將施工活動(dòng)導(dǎo)致陸生植被生態(tài)系統(tǒng)損害,在無(wú)人工干預(yù)的情況下從施工跡地演替到頂級(jí)群落結(jié)構(gòu)耗時(shí)較長(zhǎng)的區(qū)域劃定為生態(tài)恢復(fù)區(qū),以重構(gòu)植物群落、提高生物多樣性為主要目標(biāo),開(kāi)展施工跡地的生態(tài)恢復(fù);將施工活動(dòng)導(dǎo)致陸生植被生態(tài)系統(tǒng)損害,且工程建設(shè)完成后對(duì)于生態(tài)性和景觀要求高的區(qū)域劃定為生態(tài)提升區(qū),以重構(gòu)植物群落、提高生物多樣性、提高景觀觀賞性為主要目標(biāo),開(kāi)展施工跡地的生態(tài)提升;將施工活動(dòng)導(dǎo)致陸生植被生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和連通性降低,以及水庫(kù)水位周期性漲落導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的通道減少、穩(wěn)定性降低,需要輔助提高連通性的庫(kù)周,劃定為生態(tài)連通區(qū),以恢復(fù)陸生植被生態(tài)系統(tǒng)連通。

水土保持生態(tài)修復(fù)工作實(shí)施前應(yīng)編制總體規(guī)劃,根據(jù)調(diào)查與評(píng)價(jià)結(jié)果、項(xiàng)目所在生態(tài)功能區(qū)的要求及其他相關(guān)資料開(kāi)展總體規(guī)劃工作,布設(shè)各生態(tài)修復(fù)分區(qū)的水土保持生態(tài)修復(fù)措施;按照工作需要,開(kāi)展表土資源保護(hù)與利用、原有植被保護(hù),以及施工跡地、高陡邊坡、庫(kù)周、特殊地區(qū)[10](高寒區(qū)、干熱河谷區(qū)和風(fēng)沙干旱區(qū))水土保持生態(tài)修復(fù)等專項(xiàng)規(guī)劃。

3.5 運(yùn)用信息化手段開(kāi)展水保智能化管理

在開(kāi)展水電工程水土保持信息化工作過(guò)程中,利用遙感技術(shù)對(duì)大中型水電項(xiàng)目進(jìn)行水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè),是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目水土流失和水土保持效益全面準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)的重要手段。利用無(wú)人機(jī)技術(shù),以無(wú)人機(jī)為空中平臺(tái),以遙感傳感器獲取信息,用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理,能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)水土保持監(jiān)測(cè)方法工作效率較低、精度不高和衛(wèi)星遙感時(shí)效性不足的缺點(diǎn)[11]。

水電工程土石方量和棄渣量巨大,大量土石方施工活動(dòng)及大型棄渣引起的水土流失問(wèn)題一直是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。水電建設(shè)項(xiàng)目通過(guò)構(gòu)建棄渣場(chǎng)水土保持跟蹤監(jiān)測(cè)和管理體系,以現(xiàn)有信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ),開(kāi)展棄渣全過(guò)程自動(dòng)化智能監(jiān)測(cè)技術(shù)研究,通過(guò)智能化的監(jiān)測(cè)設(shè)備和常規(guī)監(jiān)測(cè)手段,可實(shí)現(xiàn)對(duì)水土流失背景值、土石方調(diào)運(yùn)動(dòng)態(tài)、棄渣場(chǎng)水土流失防治效果的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集,滿足水電建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)管的工作要求,提升水土保持監(jiān)測(cè)服務(wù)能力[12];同時(shí)建設(shè)信息管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)水電工程棄渣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的共享、分析、預(yù)警、信息發(fā)布,滿足主管部門和建設(shè)單位對(duì)水電工程建設(shè)棄渣實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、系統(tǒng)監(jiān)管的需要[13]。

我國(guó)在水電工程水土保持信息化方面進(jìn)行了諸多探索,比如已經(jīng)建設(shè)完成的大渡河流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心項(xiàng)目的水土保持模塊集成了諸多信息化內(nèi)容,包括展示流域各梯級(jí)已建電站水土流失防治目標(biāo)完成情況、流域水土保持設(shè)施驗(yàn)收達(dá)標(biāo)情況、典型工程水土保持工作三維實(shí)景模型、在建電站水土保持工作進(jìn)展及工程面貌等。

4 思考及建議

4.1 加強(qiáng)水電工程水土保持標(biāo)準(zhǔn)體系宣貫落實(shí)

近年來(lái)水電行業(yè)已制(修)訂了多項(xiàng)水電工程水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前的任務(wù)是加大行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的宣傳和技術(shù)人員培訓(xùn),在工程建設(shè)中強(qiáng)化落實(shí),切實(shí)提升建設(shè)單位水土保持專業(yè)和管理水平,幫助水土保持技術(shù)服務(wù)單位開(kāi)展全過(guò)程水土保持管家服務(wù),促進(jìn)水保標(biāo)準(zhǔn)在工程建設(shè)一線發(fā)揮巨大作用。后續(xù),將以抽水蓄能電站建設(shè)和高寒高海拔區(qū)域電站建設(shè)為重點(diǎn),繼續(xù)制(修)訂水土保持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),爭(zhēng)取“十四五”期間建立較為完善的水電行業(yè)水保標(biāo)準(zhǔn)體系,指導(dǎo)水電建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的水土保持工作。

4.2 增加水土保持重點(diǎn)問(wèn)題的科研投入

后續(xù)在規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,將根據(jù)水電工程特點(diǎn)和需求,繼續(xù)貫徹生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展理念,針對(duì)表土資源保護(hù)、棄渣減量和資源化利用、生態(tài)保護(hù)修復(fù)等重點(diǎn)任務(wù),主動(dòng)開(kāi)展原生植被保護(hù)、表土(草甸、草皮)剝離與堆存、土壤改良、生態(tài)系統(tǒng)植被多樣性構(gòu)建和功能穩(wěn)定性提升、水土保持碳中和技術(shù)、水土保持產(chǎn)品生態(tài)價(jià)值、水土保持適應(yīng)性、水土保持信息化智能化等相關(guān)科學(xué)研究,同時(shí)試驗(yàn)新技術(shù)、新方法、新工藝,為水保設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)支撐。

4.3 深入開(kāi)展水電工程水土保持信息化建設(shè)

新時(shí)期,建議全面開(kāi)展水電工程水土保持監(jiān)測(cè)信息化建設(shè)工作,構(gòu)建水土保持?jǐn)?shù)字化場(chǎng)景,研究探討生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失預(yù)防和治理措施,提高水土保持信息化管控水平。繼續(xù)深入開(kāi)展水電工程棄渣場(chǎng)等重要部位的信息化監(jiān)測(cè)管理研究,利用互聯(lián)網(wǎng)+、數(shù)字孿生等技術(shù)創(chuàng)建水電工程棄渣場(chǎng)水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù),構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)信息處理分析、智能安全預(yù)警、數(shù)據(jù)傳輸共享的水電建設(shè)項(xiàng)目棄渣全過(guò)程水土保持監(jiān)測(cè)管理信息平臺(tái),并將其接入流域水電綜合監(jiān)測(cè)信息管理平臺(tái)[14],構(gòu)成水土保持?jǐn)?shù)字化建設(shè)的有機(jī)整體。