观音岩水电站 “三通一平”工程水土流失防治效果评价

(攀枝花市水土保持生态环境监测分站，四川 攀枝花 617000)

水土保持专栏

观音岩水电站“三通一平”工程水土流失防治效果评价

孔祥周

(攀枝花市水土保持生态环境监测分站，四川 攀枝花 617000)

本文以金沙江观音岩水电站“三通一平”工程水土流失防治效果评价为例，构建了水土流失防治效果评价的指标体系，并采用层次分析法与综合指数法，对工程水土流失防治效果进行了评价。

水电站工程；水土流失；防治措施；效果评价

自20世纪90年代以来，随着国家对水电资源开发力度的加大，水电建设工程迅猛发展[1,2]。然而，在项目施工过程中，开发建设活动在一定程度上会给土壤带来扰动，使原有土地的水土保持功能降低或丧失，从而造成地表的水土流失[3-5]。水土流失是区域生态安全与环境状况评价的重要组成部分，尤其在大规模的水电建设项目中，不仅涉及环境问题，更关系到工程的运营是否安全与稳定以及其使用年限。随着水土流失问题的凸显，水土流失的防治工作也受到了各界的广泛关注，防治措施也愈发系统与成熟，对各项措施防治的效果评价也日益重要[6-10]。近年来，不少学者从生态环境与土地生产力恢复以及水土流失治理的角度出发，对开发建设项目水土流失防治措施的效果进行了研究与评价,并取得了不错的成果[11-15]。鉴于以上原因，本文以金沙江观音岩水电站为研究对象，对其水土防治措施作出定量评价，以期为工程后期水土保持控制设施的完善提供数据基础，同时为类似工程的水土流失防治效果评价提供借鉴。

1 工程及研究区域概况

观音岩水电站位于四川省攀枝花市(右岸)与云南省丽江市华坪县(左岸)交界的金沙江中游河段，为金沙江中游河段水电规划的八个梯级电站的最末一个梯级，装机容量3000MW。观音岩水电站水库正常蓄水位1134m，死水位1126m ，相应库容20.72亿m3。工程以发电为主，兼顾下游攀枝花市城市防洪任务，经过水库调洪能有效削减攀枝花市的洪水，将其防洪标准从30年一遇提高到50年一遇。同时，工程通过采取改造取水口并设置一定基荷流量等措施，以满足攀枝花市供水要求。其“三通一平”工程于2008年6月开工，2010年12月完工，施工工期30个月，工程总投资24.16亿元。

工程区域位于云贵高原西部，属滇中红土层高原区地貌单元。总体地势西部高峻、东部相对低缓，多为中、高山地貌，其间有山间盆地分布，但面积较小。区内山脉、水系多呈南北向延伸，明显受地质构造控制。工程项目区多年平均降雨量836mm，多年平均蒸发量2086mm，多年平均流量1890m3/s，汛期6～10月径流量约占全年径流总量的75%，洪水多发生在6～9月，7～9月为主汛期，持续时间较长，攀枝花水文站实测最大流量12200m3/s。

2 水土流失防治设施体系

观音岩水电站 “三通一平”工程将其水土流失防治区域分化为存弃渣场防治区、场内交通工程防治区、施工辅助设施防治区、准备工程防治区、石料场防治区、土料场防治区六个分区，通过一系列工程措施与植物措施，形成了完整的防治体系。

2.1 存弃渣场防治区

存弃渣场防治区的工程措施主要是：浆砌石挡渣墙、浆砌石截排洪沟、钢筋混凝土截排洪沟、喷砂浆排洪沟。挡墙以上10m高范围堆渣坡面干砌石护坡等工程拦挡和排水措施对弃渣体进行挡防、排水，并利用土料存渣场剥离表土及土料存渣场内多存料作为渣场后期覆土。在渣料的堆存过程中，施工单位均注意利用开挖出的较好土料铺堆，在攀枝花市雨季雨水充沛、日照充足的自然环境条件下，采用耐瘠薄草籽，对各存弃渣场边坡进行整理，撒播草籽对边坡进行绿化，节省了表土剥离与覆土工程量。

2.2 场内交通工程防治区

场内交通工程防治区的主要工程措施有框架梁护坡、护坡挡墙、边坡喷混凝土支护、挡土墙、喷锚支护、截排水沟等。同时辅以种植木豆、三角梅、迎春花、小叶榕等植物措施，并对上坝公路两侧进行绿化。

2.3 施工辅助设施防治区

施工辅助设施防治区的水土保持措施包括以边坡防护与排水工程为主的工程措施及以花草种植为辅的植物措施。其中，边坡防护包括挡土墙、边坡喷混凝土支护设施；排水工程主要为各种截排水沟与沉沙池；植物措施则是在施工过程中对施工裸露地撒草绿化。

2.4 准备工程防治区

准备工程防治区工程措施包括右岸缆机平台和导流明渠前期工程，缆机平台里侧及周边布置排水沟。同时在占地区周边播撒草种，对其进行植物修复。但由于占地区周边基本硬化，因此撒草护面工程效果不佳。

2.5 石料场防治区

石料厂防治区的主要防治措施为分台阶开挖、料场上游浆砌石截排洪沟、排洪渠等拦挡和排水措施。并且在工程施工中，尽量利用已建的永久挡排措施，减少临时措施工程量，节约投资。

2.6 土料场防治区

由于土料场位于工程区坝基、导流明渠及溢洪道部位，因此在筹建期导流明渠前期工程开挖前，土料必须一次性开采完，运至土料存渣场堆存，弃渣运输距离为900m。通过右岸下游低线公路、右岸上游中线公路、右岸坝顶公路运至土料存渣场，且右岸上游中线公路和坝顶公路从土料场上侧通过，公路排水沟可兼做土料场截水沟。因此，在施工过程中，过公路及平台排洪采用涵管，并接入下游原始冲沟。

3 研究方法

3.1 评价指标体系的确定

评价指标体系是一个有机统一体，起到一种政策向导的作用，该体系必须具备描述、评价与预警的功能。因此，在构建评价指标体系时，应遵循整体性与独立性原则、指标定量与可操作性原则、指标敏感与稳定性原则以及主导性原则[16]。本文基于以上原则，结合研究区域水土流失特点及其防治措施体系，将以上6个指标作为该项目的水土流失防治的评价体系(见表1)。

表1 水土流失防治效果评价指标体系

3.2 指标权重的确定

目前主要通过频次直方统计分析法、专家评估打分法、因子分析法和层次分析法等对单一评价指标权重进行确定[17]。但通常对一个项目效果评价选择的指标较为复杂，各指标的属性也不尽相同，因此，本文选用层次分析法确定各指标的权重。

3.3 评价方法

为了对金沙江观音岩水电站 “三通一平”工程水土流失防治的效果作出定量与客观的判断，采用综合指数法对其水土流失防治效果进行评价。

4 防治效果评价

4.1 指标值计算

根据选定的评价指标，通过外业调查和室内数据分析，6个指标的计算值见表2。

表2 各评价指标实测值

4.2 数据标准化处理

由于选取的评价指标数量较多，各指标之间的单位也不统一，即使采用层次分析法确定了各指标的贡献率也会因单位的不一致而缺乏可比性。因此，为了消除量纲的影响，对上述指标进行标准化处理，其标准化公式为

式中Y——各指标的标准化赋值；

Xi——各指标的实测值；

Xmax——某指标的实测最大值；

Xmin——某指标的实测最小值。

Y值越大，其对水土流失防治效果的影响越大；反之亦然。根据上式对数据进行标准化处理，结果见表3。

表3 各评价指标标准化赋值及权重结果

4.3 指标权重确定

运用层次分析法对各层次上的指标分别对比，根据1～9比率标度方法，分别构建了指标层对生态环境与土地生产力恢复效果及指标层对水土流失控制效果的两个正反判断矩阵，两矩阵的CR值分别为0、0.02，均小于0.10，通过矩阵一致性检验。最后在Matlab工具箱中对各指标进行权重确定，结果见表3。

4.4 防治效果综合评价

通过对各指标进行标准化与权重的确定，虽然能在一定程度上反映工程水土流失的防治效果，但结果不直观，不符合人们的判断习惯。因此，本研究采用极差标准化法与等间距法对工程水土流失防治效果进行等级划分，将定量描述转化为定性描述，以便更加直接客观地反映防治效果。其等级划分标准见表4。

表4 综合指数等级划分

表中

式中R——水土流失防治效果综合指数；

Yi——各指标的赋值；

F——各指标的权重值；

n——指标数量。

根据该公式计算得到金沙江水电站工程水土保持效果综合指数R=6.15(介于6～8之间)，属于上述5个等级中的良好等级。

5 结 语

本研究在对工程项目区的水土流失防治措施系统分析的基础上，以植被恢复率、林草覆盖率、拦渣率、土壤流失控制比、水土流失总治理度和扰动土地整治率等6项指标为评价指标，结合层次分析法和综合指数法，对金沙江观音岩水电站建设过程产生的水土流失防治效果进行评价。结果显示：金沙江观音岩水电站 “三通一平”工程水土流失防治效果综合指数为6.15，处于良好等级。

金沙江观音岩水电站 “三通一平”工程水土流失防治效果整体较为满意，但存在着植被覆盖率、水土流失总治理度及扰动土地治理率较低的问题，这可能是由于在数据调查期间内，工程区植物修复措施还没基本到位引起的。因此，在后期的水土流失防治工作中，应加强养护管理以提高林草覆盖率，通过各项水土保持措施的有效实施，使工程建设水土流失防治效果进一步提高，达到最为理想的效果。

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EvaluationofWaterandSoilErosionControlEffectsinGuanyinyanHydropowerStation‘Santongyiping’Project

KONG Xiang-zhou

(PanzhihuaSoilandWaterConservationEcologicalEnvironmentMonitoringStation,Panzhihua617000,China)

Evaluation of Water and Soil Erosion Control Effect in Jinsha River Guanyinyan Hydropower Station ‘Santongyiping’ Project is adopted as an example in the paper. The indicator system of evaluating water and soil erosion control effect is constructed. AHP and comprehensive index method are adopted for evaluating the project water and soil erosion control effect.

hydropower station project; water and soil erosion; control measures; effect evaluation

S157

A

1673-8241(2014)03-0046-04