浅述水电站工程水土流失防治的对策

李茜茜

(台州市水利水电勘测设计院,浙江 台州 318000)

水土保持方案是建设项目立项、可研、设计、施工及运行管理中重要的、具有法律效力的技术文件,已成为基本建设程序中一个重要的环节。以水电站工程为例,必须重点对工程建设中水土流失成因及危害等问题进行分析,提出相应的防治措施,以解决水电站工程建设中出现的水土流失共性问题。

1 工程建设特点

水电站工程大部分位于流域中上游,地形条件复杂,上游坡陡流急、河谷深切;中游坡缓渐宽,呈宽窄不等的山间谷地。此类工程永久性建筑物布局较复杂,一般包括拦河坝、溢洪道、上坝公路、输水系统、厂房、管理房等,有的还涉及库区改线公路、拆迁安置等;施工过程中还涉及施工道路、辅企用地、临时堆场等施工场地的布设,各类料场、弃渣场的设置等。

鉴于水电站工程的特性,其施工具有作业面点多面广、材料运距长,开挖填筑量大、破坏原有植被并产生大量的裸露面等特点。工程施工过程中,一方面扰动原地貌,损坏原有的土壤结构、地表植被,改变地表的径流状况,对水土保持不利;另一方面,施工建设中大面积的土石方开挖,改变原有的土体或岩体的稳定结构,形成裸露的开挖面和松散的堆渣体,抗侵蚀能力大大降低。同时由于工程所处地形条件限制,施工区多为陡峭山体,因此工程在施工过程中所产生的各类挖填坡面、取料场的开采和弃渣场的堆渣,如处理不当将不可避免地产生水土流失和次生地质灾害,给工程安全和生态环境带来不利影响。

2 水土流失特点及其危害

2.1 水土流失特点

2.1.1 水土流失空间分布

依托主体建筑物的布置,各个施工场地布置相对分散,其造成的影响区域也是分散的,而且由于施工部位的自然因素不尽相同,其造成的水土流失强度也不均匀。水库枢纽区和料场区水土流失主要发生在开挖坡面,裸露的风化层岩质松散,产生的流失强度较大,而对于较为平整的开挖面及岩质较好的开挖面水土流失并不明显;道路区和弃渣场区多为土质或碎石边坡,结构疏松,极易产生流失,流失强度大;施工场地和安置区地形较为平坦,流失量相对较小。

2.1.2 不同时段流失情况

在施工准备期,施工场地、道路的布设扰动了原地表、破坏了地表覆盖物,会产生水土流失;施工期伴随着地表扰动和场地填筑,导致地表裸露和土壤理化性质的破坏,遇到降雨将会产生水土流失;自然恢复期工程施工的土石方开挖、填筑已经完成,扰动地表、损坏林草植被的施工活动基本停止,工程建设造成人为水土流失的因素大部分已消失,多数扰动区域被永久建筑物覆盖或被硬化,水土流失程度较施工期大为降低,但由于植被措施的滞后性,水土流失强度依然高于工程建设前,工程建设导致新增水土流失情况依然存在。

2.2 水土流失危害[1]

工程建设中若不及时采取水土流失防治措施,势必造成严重的水土流失。可能造成的水土流失危害表现在以下几个方面:

2.2.1 可能造成局部滑坡、崩塌等,危及工程安全

大坝、溢洪道、料场等都存在高边坡开挖,坡面爆破将造成坡面松动,降雨产生的坡面径流流入到岩体缝隙中,导致岩体间的摩擦力减少,加之岩体表层受坡面径流冲刷,在水力和重力的双重作用下,可能造成局部滑坡、崩塌,直接危及工程安全和人民生命财产安全。

2.2.2 堵塞河道、污染水质、影响行洪

由于施工占地面积较大,破坏的植被较多,从而将导致短期内土壤流失量急剧增加,使河道的泥沙含量逐渐增多,在水库蓄水后,若没有治理措施,将加速水库淤积。土壤侵蚀的发展也会逐步影响下游河道水质。特别是弃渣、临时堆料若不加以防护,可能会流失进入附近河流,造成河道淤积,降低河道的行洪能力。此外,弃渣中的土壤、砂石流失入河,还可引起水体浑浊度增加,影响河道水质。

2.2.3 降低土壤肥力和加剧水土流失

工程建设中征占一定数量的土地资源,施工活动改变土体结构,地表裸露,抗蚀能力降低,降低土壤的肥力。植被的损坏,使其截留降水、涵蓄水份、滞缓径流、固土拦泥的作用降低,造成水土保持功能下降,加剧水土流失。

2.2.4 对自然景观和水质的影响

工程建设使原林草植被遭到损坏,影响当地自然景观。工程建设期水土流失加剧,造成水库和工程区局部水体浑浊度增加,影响水质。

3 水土流失防治对策

3.1 科学设计并落实施工期的防治措施

根据水利水电工程特性及水土流失特点,按各施工类型区进行防治,具体如下:

3.1.1 水库枢纽区防治措施

开挖方在施工期应综合利用,如石渣可用于厂房区场地平整、进厂道路填方段填筑、临时挡墙堆砌等;如土方特别是表层土有机含量高,可用于项目区绿化覆土,覆土堆置期间做好拦挡、排水及表面铺盖塑料薄膜加以防护;在坝体与山体的连接处、发电厂房后侧开挖边坡等处,设置浆砌石截排水措施。开挖结束后,及时清除坡面松动碎石,并对裸露面采取厚层基材喷射植被护坡绿化。

3.1.2 道路工程区防治措施

道路边坡进行撒播草种,沿山侧设截水沟拦截山坡水,开挖边坡顶部一定范围内栽种根系较发育的植物来保证道路边坡稳定;局部堆体边缘在库内正常水位以下的进行浆砌挡墙护坡处理;对道路外侧种植行道树绿化,并撒播草种保护开挖及堆积的道路边坡。

3.1.3 施工临时设施区防治措施

管理区占地施工初期地坪初平后可用作坝区枢纽施工场地,场地周边视地形需要增设排水沟及沉沙池。施工后期拆除施工场地内临时设施,并做好绿化措施。

3.1.4 移民安置区防治措施

安置区水土保持措施主要是表土剥离、临时排水沉沙、临时堆土、堆料防护和综合绿化。表土剥离厚度0.10～0.20m,采用推土机推土并集中堆放,四周采用填土草包围护,施工后期用于项目区绿化覆土;临时排水沟、沉沙池位于径流小区边墙的外测,宜采用混凝土或砖砌筑成梯形断面,尺寸应能满足该区域排水要求;堆料场采用砖砌筑,内部分成若干格将各种材料分隔开,一面开口,方便施工取料;景观绿化采取乔、灌、草相结合的方式进行绿化。

3.1.5 料场防治区防治措施[2]

取料场应尽量选在库区内山体,减少占用施工地区以外区域;或选在不会因取料产生不良地质灾害对下游造成影响的山凹内。料场施工期应设置砌石挡墙、临时排水措施,对边坡进行分台阶开挖,及时清除坡面松动岩体,确保施工安全。完工后措施,如位于水库淹没区内的,料场开采结束后只进行场地平整;如位于淹没区外的,料场开采结束后应削缓危险边坡,并覆土栽植草本类和爬藤类等适合岩质边坡生长的植物措施。

3.1.6 弃渣场防治区防治措施

弃土弃渣可选在地质条件较好的山凹地、大坝下游或水库回水区以外,堆置前可用砌石挡墙进行拦挡,并在堆置表面撒播草籽、种植小灌木等绿化措施,做到与周边环境相一致。

3.2 加强水土保持监测

为切实落实水土保持方案中提出的水土流失防治措施,动态监控工程建设过程中的水土流失情况,协调水土保持工程与主体工程建设进度,准确掌握项目水土流失防治效果,及时发现重大水土流失危害隐患,及时提出相应的防治对策并优化水土保持措施,施工过程中加强水土保持监测工作也是水土保持防治体系中不可或缺的环节。

根据水电站工程特性及施工特点,围绕“扰动土地整治率、水土流失总治理度、土壤流失控制比、拦渣率、林草植被恢复率、林草覆盖率”等6项效益指标,水土保持监测工作应重点对坝区开挖面、道路开挖填筑面、弃渣场、料场、临时堆土场等区域实施动态监测。监测方法以现场调查为主,辅以地面观测、资料分析等。

4 结 语

水电站工程由于水土流失在空间及时间分布不均的特点,其产生的危害也不一样,因此水土保持防治措施需要因地、因时制宜,对于产生主要水土流失的施工期,需要根据不同空间不同特点采取不同的措施来减小水土流失,同时为监测水土流失防治措施的效果,需要进行细致的水土保持监测,以及时调整防治措施,尽可能的减少水土流失。

[1]杨伯华.珊溪水利枢纽工程水土流失状况及防治措施[J].浙江水利科技,2008(4):30-32.

[2]徐霄龙,张士平,张咏晶.桐柏抽水蓄能电站水土保持工程建设经验[J].中国水土保持,2010(3):9-11.