库什塔依水电站工程水土保持方案浅析

李红亮，魏 明，赵 喆

（新疆伊犁库克苏河水电开发有限公司，新疆 伊犁 835500）

库什塔依水电站为二等大 （2）型工程，设计库容1.5亿m3，正常蓄水位1305.00 m，总装机容量100 MW （2×35 MW＋2×15 MW）， 多年平均发电量3.50亿kW·h。工程由沥青混凝土心墙坝、表孔溢洪洞、导流兼泄洪洞、发电引水洞、地面厂房等建筑物组成。根据主体工程设计的施工方式、占地性质及扰动地表方式的不同，主体工程区可划分为工程区和生活区。主体工程设计主要布置了导流围堰、厂区设置排水沟等。从保障工程安全运行的角度考虑，主体工程已有水土保持措施能够满足需求。本文就主体工程主要采取的水土保持措施进行介绍。

1 料场区水土保持措施

库什塔依水电站工程共设置了4处取料场。

1.1 土料场

（1）工程措施。T2土料场现状为天然草地，主体工程已考虑料场开采前将表层的腐殖土予以剥离，T2土料场开采完成后，先回填无用层弃料，后回填清表土方；回填后采用推土机对料场土地进行平整，其面积为料场开采面积 （0.2 hm2），平整后将料场边坡削成1∶2的缓坡。

（2）植物措施。T2料场施工末期仍恢复为草地，在表土回填的同时撒播草籽，自然恢复植被。草籽选用早熟禾和狗牙根，撒播草籽面积为料场开采面积。

（3）临时措施。T2土料场剥离的清表土方应和料场筛分弃料分开堆放。为减少施工期由于暴雨和大风造成的临时堆渣的流失，清表土方采取堆放坡面表面拍实、顶面机械压实的措施进行防护。T2料场清表土方共计600 m3，按边坡为1∶1.5的稳定台体堆放在料坑周边，堆高不大于2 m，估算表面拍实量约50 m3，机械压实量约80 m3。

1.2 砂砾料场

（1）工程措施。设置2个砂砾料场C2、C4，C2料场位于坝址上游右岸Ⅱ级阶地上，处于水库淹没区内，C4料场位于坝址下游左岸Ⅲ级阶地上，两砂砾料场占地类型均为天然草地。 主体工程已考虑料场开采前将表层的腐殖土予以剥离，要求C4土料场开采完成后，先回填无用层弃料，后回填清表腐殖土；再用推土机对料场土地进行平整，面积为料场的开采面积 （15.86 hm2）；平整后将料场边坡削成边坡比为1∶2的缓坡。由于C2料场位于淹没区内，开采完毕后将无用层弃料回填，再对12.63 hm2土地进行平整即可。C2料场剥离出的表层腐殖土可用于淹没区外的永久弃渣场、坝后坡及管理区、电站厂房周边的绿化覆土。

（2）植物措施。C4料场位于淹没区外，现状土地利用类型为天然草地，施工末期仍恢复为草地。在表土回填的同时撒播草籽，自然恢复植被。草籽选用早熟禾和狗牙根，撒播草籽面积为料场开采面积， 约15.86 hm2。

（3）临时措施。砂砾料场的清表土方与料场筛分弃料分开堆放。为减少施工期由于暴雨和大风造成的临时堆渣的流失，对清表土方采取堆放坡面表面拍实、顶面机械压实的措施进行防护。

1.3 石料场

（1）工程措施。P2块石料场位于下坝址下游左岸，现状为天然草地，施工结束后应将施工迹地进行土地平整，再将无用弃料回填，最后将清表土方覆盖至地表。

（2）植物措施。石料场施工末期仍恢复为草地，在表土回填的同时撒播草籽，自然恢复植被。草籽选用早熟禾和狗牙根；撒播面积为料场开采面积，约0.3hm2。

2 弃渣场区水土保持措施

2.1 永久弃渣场

（1）工程措施:①浆砌石趾墙。根据弃渣堆放“先拦后弃”的原则，在坝址下游的2号、4号弃渣场的堆渣坡角处底部先采用浆砌石趾墙拦挡，再进行弃渣的堆放。浆砌石趾墙断面如图1a所示，材料选用C15浆砌块石。堆渣应严格在趾墙拦挡的范围内按照1∶1.5的稳定边坡堆放，避免滑入周边地区产生水土流失。为防止地基沉陷和墙体裂缝，趾墙每隔10 m设置1道宽2 cm的伸缩沉陷缝，缝内填充沥青麻絮、沥青木板等止水材料。为排除渣体中降水形成的渗透水流，减小墙身水压力，增加墙体稳定性，在墙体上每隔2 m设直径5 cm排水管，排水管距地面高度为20 cm，采用φ50 mm PVC管预埋进砌体内。为增强墙体抗剪切力，排水孔不能布置在同一水平面上；为防止弃渣堵塞排水孔，在靠弃渣一侧的排水孔用透水无纺布包裹。②浆砌石挡渣墙。1号弃渣场和3号弃渣场位于坝址上游阶地，水库蓄水后将被淹没，渣顶位于水库死水位以下。为防止运行期弃渣滑塌对水库库容和沉淀泥沙产生影响，同时对施工期的堆渣起到拦挡作用，在弃渣堆置前在各弃渣场地势较低的边界一侧建浆砌石挡渣墙，再进行弃渣的堆置，弃渣应按照1∶1.75的缓坡堆放。根据GB 50433—2008《开发建设项目水土保持技术规范》中对拦渣工程的设计要求和稳定性分析计算，确定本工程挡渣墙采用直立式挡渣墙（见图1b）。③排水沟。为防止降雨及汇流对渣堆的冲刷，淹没区外的2号、4号弃渣场堆渣结束后，在渣顶周边布设排水沟，将渣顶旁的山体汇水和渣顶汇水集中由堆渣坡面导出；淹没区以内的1号、3号弃渣场，施工期间在弃渣堆放稳定、短时间内不再扰动的情况下，在渣顶周边布设排水沟，将渣顶汇水集中由堆渣坡面导出。排水沟底宽0.3 m，深度0.3 m，边坡1:1，采用人工开挖，复合土工膜防渗。1号弃渣场排水沟长约380 m，需开挖土方约86 m3；采用汽车拉运、人工铺砌，需土工膜面积为440 m2。3号弃渣场排水沟长约630 m，需开挖土方约142 m3，土工膜面积为725 m2。④覆土。为使弃渣场与周边景观相协调，堆渣结束后应对淹没区外的2号、4号弃渣场进行绿化。为保证植物措施的效果，需要对绿化区域的堆渣坡面及渣顶进行覆土。覆土可拉运库区清理出的表层腐殖土，在蓄水前进行铺填。此时主体工程已基本完工，弃渣场堆渣已堆放完毕，可进行绿化覆土，从施工时序上是可行的。渣顶和坡面覆土厚度30 cm，估算2号弃渣场需覆土约2.07万m3，4号弃渣场需覆土约0.46万m3。

图1 弃渣场浆砌石墙标准断面

（2）植物措施:对淹没区外的2号、4号弃渣场进行绿化，在渣顶和坡面覆土的同时人工撒播当地适生的免灌早熟禾、狗牙根的混合草籽，2号弃渣场撒播面积约6.91 hm2，4号弃渣场撒播面积约1.53 hm2，按100 kg/hm2进行撒播。

2.2 利用料堆放场

（1）工程措施:施工末期利用料堆放场内的弃渣全部拉运清除后，采用推土机对利用料堆放场的扰动地表进行平整，平整面积为各利用料堆放场的扰动面积。

（2）植物措施:利用料堆放场原地表为天然草地，为促进扰动范围内的植被恢复，施工结束土地平整后对淹没区外的利用料堆放场撒播草籽，草籽选择早熟禾和狗牙根，各利用料堆放场撒播草籽面积分别为1号利用料堆放场4.35 hm2，3号利用料堆放场6.5 hm2。按100 kg/hm2进行撒播。

由图1(c)可以看出，河北省物流业能耗变动比较剧烈，2009—2010、2015—2016年能耗增长均超过了100万吨标准煤。而2011—2012、2007—2008年能耗变动均低于1万吨标准煤。从城镇化的影响来看，产业结构、经济增长、交通拥堵和交通基础设施建设对河北省物流业能耗增长起到推动作用，其中产业结构的推动作用相对较小。但需要注意的是，自2014年以来，产业结构的推动作用正在持续增强，交通拥堵对河北省物流业能耗增长的推动作用十分显著，且呈现逐渐增强的趋势，因此，合理规划城市布局，加快道路交通规划，对物流业能耗降低有显著作用。

（3）临时措施:施工前期，利用大坝开挖出的大粒径石方堆放于弃渣的坡脚，起到先拦后弃的作用。弃渣堆放成边坡1:1.5的梯形台体。为减小大风和降雨对堆渣的侵蚀，堆渣坡面采取人工拍实、渣顶采取机械压实的临时防护措施。

3 施工生产生活区水土保持措施

施工生产生活区共有2处，位于坝址下游右岸阶地，总占地面积8.24 hm2。主体工程在施工准备期对施工生产生活区进行土地平整，施工期间采取洒水保湿，施工期结束后临建设施拆除等措施，本方案还增加了以下防护措施:

（1）工程措施。经过施工期施工机械和人员活动的反复碾压，表层土壤已基本板结，虽然不易产生流失，但地表植被也很难恢复。为加速地表土壤和植被的恢复，施工结束后需对施工生产生活区扰动区域土地进行平整，面积8.24 hm2。

（2）植物措施。为促进扰动范围内的植被恢复，土地平整后，在施工扰动范围内撒播草籽，自然恢复植被。草籽选择早熟禾、狗牙根等当地适生草种，撒播草籽面积共计8.24 hm2，按100 kg/hm2在9月中旬进行撒播。根据当地的气象条件，撒播的草籽可自然生长，不需进行灌溉。

（3）临时措施:①施工生产生活区设置成品料堆放地，应对拌和砂及散装水泥等成品料采取防尘网苫盖措施，成品料堆放地需防尘网苫盖约0.8 hm2；同时要求合理控制砂料开采量，尽量减少砂料在成品料区的堆放时间。②成品料堆放前，在堆放成品料区域四周布设彩钢板拦挡，防护长度约500 m。估算需彩钢板约500 m，钢支撑167根。

4 道路区水土保持措施

4.1 永久道路

主体工程设计施工期永久道路全长3.3 km，占地面积3 hm2；路面铺筑砂砾石路面，施工末期改建为沥青路面。本方案新增防治措施如下:

（1）工程措施。施工和运行期间，为便于路面排水，在永久道路两侧设置永久排水沟。排水沟断面为梯形，尺寸为底宽0.3 m，深0.3 m，边坡1:0.3，采取6 cm厚预置混凝土板衬砌。排水沟共需开挖土方约800 m3，预制混凝土板370 m3。开挖土方运至就近弃渣场，采用弃渣场的防护措施。

4.2 临时道路

主体工程设计施工期路面铺筑砂砾石路面，施工末期临时道路废弃，并将地表砾石层清除。本方案增加了一下地表恢复措施。

（1）工程措施:①施工期间为便于路面排水，同时起到严格管理施工道路内车辆及重型机械的运行范围的作用，在临时道路两侧开挖宽50 cm，深50 cm的矩形窄深边沟。临时道路总长11.4 km。边沟开挖土方就近填筑于路基上，机械平整压实；施工结束后，将开挖土方用推土机回填两侧窄深边沟。②为便于后期植物措施的布设，将布置于阶地上的表层土质较好的8号、9号、11号和14号临时道路的表土进行剥离，面积为2.66 hm2，剥离量约为7980 m3。剥离的表土就近在利用料堆放场集中堆存。③由于施工期工程机械的反复碾压，临时道路路面在施工结束后已板结硬化。为促进施工末期废弃道路的地表植被恢复，需对淹没区外临时道路的18 hm2土地进行平整。④施工完毕土地平整后，对8号、9号、11号和14号道路剥离的表土进行回填，以便后期植物措施的实施，表土回填量约7980 m3。

（2）临时措施:①工程区地处低山丘陵区，部分临时施工道路存在半挖半填方路段，道路填筑剩余的临时堆渣堆放在道路的下边坡处。为严格限定位于坡面上的临时堆渣范围，在9号、11号道路路基下边坡坡角设置彩钢板2000 m进行拦挡。②施工期间，对8号、9号、11号道路和14号道路剥离的表土采取防尘网苫盖的措施进行防护，剥离的土方共7980 m3，估算需防尘网5200 m2。

5 工程管理区水土保持措施

工程措施主要有:

（1）覆土。为保障植物的成活率，需对绿化区域进行覆土。回填土方可利用C2料场的清表土，初期堆放在C2料场周边，待管理区绿化前拉运并覆盖在绿化区域地表。区内绿化面积约0.3 hm2，覆土厚度为30 cm。

（2）植物措施。①园林化。为在加强水土流失防治的同时改善工作人员的生产、生活环境，对管理区内的绿化区域进行园林化建设，面积为0.3 hm2，树种选择造型别致、景观效果好的云杉，共种植200株。景观树下种植草坪，面积为0.3 hm2，草种可选择三叶草和黄花苜蓿等，灌溉采取微喷补充灌溉，水源利用生活区用水。②种植乔木。乔木种植在永久建筑物周边和道路两侧，均种植两排，株行距2 m×2 m，选择当地适生的密叶杨，需约300株。种植方式采用穴植，0.5 m×0.5 m方形穴，深0.5 m，选择3年生、株高1.5 m以上、主根长30 cm以上、生长健壮的苗木。种植季节可选择在春季或秋季，滴灌，水源利用生活区用水。③种植灌木。灌木种植在永久建筑物四周的乔木林带内，树种选择矮榆，共需500株。种植方式采用穴植，0.5 m×0.5 m方形穴，深0.5 m，选择2年生、株高1 m以上、主根长30 cm以上、生长健壮的苗木。种植季节可选择在春季或秋季，灌木补充灌溉利用草坪微喷灌溉系统，水源利用生活区用水。

6 淹没区水土流失防治要求

（1）合理安排施工时序。对淹没范围内的库区清理安排在水库蓄水前夕，尽量减少地表裸露的时间，以减少新增水土流失量。

（2）工程运行期对水库淹没区加强巡查，如发现水土流失现象及时加以治理。

（3）移民安置区水土保持:①加强水土保持法制宣传及执法监督；②移民牧场应采取轮封轮牧，防止草场退化；③房屋建设中产生的弃渣应妥善处置，可用于居民林带边埂或屋前便道的建设，居民房前屋后可种植一些果树，如桃树、苹果树等。

7 专项设施改建区

本工程专项设施改建主要为特克斯县至七十八团畜牧营及特克斯林场的县乡公路、畜牧营、特克斯林场至各牧业点道路的改建，专项设施改建施工满足以下水土保持要求:

（1）县乡公路牧道、桥梁的改建选线选址进行了系统规划，在经济、合理的范围内尽量减少路基土方量和对地表的扰动程度。

（2）严格限定施工范围，避免对当地地表植被造成大面积扰动。

库什塔依水电站的建设方在工程建设之初就以将库什塔依水电站建设成为 “疆内文明安全施工环保示范电站”为目标，高度重视水电站环保及水土保持工作，无论是设计还是施工阶段都对水土保持工作严格要求。目前，库什塔依水电站水土保持水平领先于疆内同等中小型水电站。

［1］胡甲均主编.水土保持小型水利水保工程设计手册［M］.武汉:长江出版社，2006.

［2］胡广录主编.水土保持工程［M］.北京:水利水电出版社，2002.