某新建水库工程弃渣场方案比选

范光美

(浙江省水利水电勘测设计院,浙江 杭州 310002)

1 问题的提出

建设方案的比选是工程设计的重点内容之一,特别是水库工程设计过程中,往往涉及到多坝址、多条输水线路的选择,结合政策、法规、技术、经济等相关因素,对建设方案开展多因素的分析和比选,以争取全面优化项目建设方案。但在目前水库工程设计中,更多的是关注技术和经济方面的因素,往往容易忽视其中的水土保持影响,特别是弃渣场方案的分析比选。各项水库工程在发挥工程和社会效益的同时,其施工建设过程中的土石方弃渣等活动将会带来一定的环境影响问题,如使弃渣区域内的植被破坏和水土流失等,更为严重的是若大量弃渣流失入河,将使河道淤积,河床抬高,泄洪能力降低,对工程区及下游地区的防洪和人民群众的生命财产安全构成严重威胁[1]。因此,在工程设计过程中,要做好方案比选工作,优化设计,并把弃渣场参与方案比选,可减免工程建设可能造成的水土流失危害,保护生态环境和人身安全。本文以松阳县庄门源水库工程为例,对弃渣场进行方案比选分析,从而使工程设计在满足各项技术经济条件最优的同时,也为防治水土流失、保护生态环境、保障工程区及下游地区人民群众的生命财产安全以及节约工程投资创造良好条件。

2 工程及工程区概况

2.1 工程概况

庄门源水库位于丽水市松阳县古市镇境内,坝址位于松阴溪支流庄门源的赖家村上游,坝型为混凝土面板堆石坝,最大坝高53.3m,距下游的原庄门源水库约1.6km；电站厂址位于大坝下游400.0m的庄门源溪右岸,电站型式为引水地面式。报废重建的庄门源水库是一座以供水为主,结合防洪、发电、改善小流域生态环境等综合利用的水库。水库总库容343万m3,电站装机容量420kW。工程为Ⅳ等工程,水库规模为小(1)型。工程建筑物主要由拦河坝、溢洪道、供水放空建筑物(发电引水建筑物)、发电厂、管理区、上坝公路、进厂公路等组成。工程土石方开挖总量23.91万m3,填筑总量44.33万 m3。开挖土石方6.49万m3用于工程回填,其余的从料场开采37.84万m3石方用于工程回填。开挖土石方经工程回填利用后,产生土石方弃渣17.42万m3。

原有庄门源水库历经40多年的运行,由于淤积严重,水库淤泥至溢流堰顶不足2.0m,基本丧失防洪、灌溉效益。水库还存在大坝渗漏、溢洪道及放水系统严重毁坏等病险隐患。原有庄门源水库已于2010年10月完成报废,报废工程内容包括恢复溢流堰库区段原河道 (河宽20.0m,长130.0m左右),并在河道两岸修建防洪堤,右岸防洪堤后侧修建机耕路,与原通往赖家村机耕路相接。原有大坝不拆除。

2.2 工程区概况

工程位于浙西南中低山丘陵区,库区位于狭窄山谷,周边群山环绕,库容较小。水库库岸稳定性能良好,且不存在库岸渗漏问题。工程所在区域的土壤类型主要有红壤、黄壤、潮土、水稻土等,森林植被属亚热带常绿阔叶林带,林木茂盛,植被覆盖率80%左右。工程所在流域属亚热带季风区,多年平均气温16.8℃,多年平均年降水量1642mm。工程区的水土流失以水力侵蚀为主,背景土壤侵蚀模数在300t/(km2·a)左右,小于工程区容许土壤流失量(500t/(km2·a)),工程区不属于国家级和省级的水土流失重点防治区。

3 弃渣场方案比选

3.1 方案比选应重点关注的问题

对弃渣场方案进行分析比选时,主要考虑各方案能否综合利用弃渣、环境敏感性、施工征用土地、运距、扰动原地貌面积、损坏水土保持设施面积、水土流失量、相关费用等,综合分析前述各项因素后,选择最优方案作为推荐方案。

3.2 弃渣场方案比选

按工程土石方平衡要求,产生土石方弃渣17.42万m3。根据工程区周边地形情况,工程坝址下游240.0m左右的左岸有一个较大的山岙,可容纳弃渣,其余周边位置无容渣的山岙。另外,工程坝址下游1.6km左右已废弃的原庄门源水库库区也可容纳工程产生的弃渣。因此,选取坝址下游左岸弃渣场和废弃库区弃渣场进行方案比较。

3.2.1 方案1：坝址下游左岸弃渣场

坝址下游左岸弃渣场地形为山岙,现状地表为林草植被,下方20.0m左右有上坝公路,120.0m左右有零星房屋。该渣场弃渣平均运距0.5km,需在底部修建26.0m的挡土墙,顶部修建320.0m的截水沟,渣体表面绿化3.08hm2。渣场设置具体情况见表1,平面布置见图1。

3.2.2 方案2：废弃库区弃渣场

废弃的原庄门源水库库区坝顶高程为212.0m,库底淤泥现状淤积高程207.0m,弃渣运至废弃库区可综合利用于库区复耕。堆渣库区现状为水域,西侧和北侧为机耕路及排水渠,东侧为机耕路及河道,南侧为大坝,四周道路高程为212.0～213.0m。该渣场弃渣平均运距1.8km,可利用大坝作为挡土墙,周边已有排水设施和道路,渣体表面复耕4.80hm2。渣场设置具体情况见表1,平面布置见图2。

表1 弃渣场设置相关情况汇总表

图1 坝址下游左岸弃渣场平面布置图

图2 废弃库区弃渣场平面布置图

3.2.3 方案比选

方案比选见表2。

表2 弃渣场方案比较表

由表2可以看出,方案2虽然运距比方案1远1.2km,运费略多,扰动地表面积也较多,但能综合利用弃渣,且渣场周边没有环境敏感点,无需施工征用土地,无临时用地补偿费,无损坏水土保持设施,可能产生的水土流失量较小,水土保持可比投资也较小,因此推荐方案2,具体汇总见表2。

4 结 语

水库工程设计方案比选过程中,不能忽视弃渣可能产生的环境影响因素,可把弃渣场参与方案比选,从能否综合利用弃渣、环境敏感性、施工征用土地、运距、扰动原地貌面积、损坏水土保持设施面积、水土流失量、相关费用等因素进行比较,合理选定方案,以达到经济、社会和环境效益的最佳结合,避免造成不必要的损失。

[1]徐永年,田卫宾.开发建设项目弃渣场设计及防洪问题[J].中国水土保持,2003(2)：23-24.