新疆内陆干旱区引水式电站水土流失治理措施研究——以新疆车尔臣河车尔臣一级水电站工程为例

王春峰

(水利部新疆维吾尔自治区水电勘测设计研究院，乌鲁木齐830000)

1 新疆车尔臣河车尔臣一级水电站工程概况

新疆车尔臣河车尔臣一级水电站工程位于巴音郭楞蒙古自治州且末县库拉木勒克乡境内的车尔臣河中游河段，闸址距且末县约78.5 km，距库尔勒市793.5 km，位于且末水文站上游77 km处。工程主要由拦河引水枢纽、发电引水系统和电站厂房组成。拦河引水枢纽位于拟建大石门水利枢纽电站厂房尾水下游约600 m处，工程布置从左岸至右岸由左岸挡水堤、发电引水闸、冲砂闸、泄洪闸、生态基流闸、右岸挡水堤组成。发电引水隧洞全长为6 698.674 m。厂房采用地面式厂房。属于单纯发电的引水式电站工程，设计发电引水流量51.7 m3/s，电站装机容量49.6 MW，多年平均发电量1.718 亿kW·h。工程为Ⅳ等小(1)型工程。

主体工程规划布置C8、C9 砂砾石料场两处，7处永久弃渣场，2 处利用料堆放场;道路长28.7 km，其中临时道路长6 km，永久道路长22.7 km，布设2处施工生产生活区;工程占地面积共计81.53 hm2，其中永久占地57.23 hm2，临时占地19.69 hm2，淹没区面积4.61 hm2;工程土方开挖总量为41.35 万m3，土方总回填量26.27 万m3，借方10.22 万m3，工程总弃方26.36 万m3。

2 各分区防治措施设计

2.1 主体工程区

2.1.1 拦河引水枢纽

工程措施。土地整治:施工结束后对拦河引水枢纽区空地内表面坑凹不平整区域进行土地整治，整治方式为采用74 kW推土机推平地表，土地整治面积为3.5 hm2。拦河引水枢纽的开挖料堆放在工程区范围内的利用料堆放场，其防护措施使用弃渣场的防护措施。

2.1.2 电站厂房

1)工程措施:土地整治。本方案针对主体设计已有的措施，增加土地整治措施，平整方式为74 kW推土机推平地表，土地整治面积为1.0 hm2。电站厂房的开挖料堆放在工程区范围内的利用料堆放场，其防护措施使用弃渣场的防护措施。

2)植物措施:电站厂房区扣除永久建筑物、道路路面等占地范围，可用于实施植物措施的面积约为1.0 hm2。植物措施应根据厂区内建筑物的平面布置和使用特点有所侧重的进行布置，拟采用乔、灌相结合的方式，以达到更好的美化厂区、改善景观的效果［1］。

乔木布置在永久建筑物周边和道路两侧，呈单排种植，株距2m，树种选择红枣树，共需种植乔木约250 株。乔木种植方式采用穴植，穴径为方形0.5 m×0.5 m，深0.5 m。乔木树种选2年生、株高1 m以上、主根长30 cm以上、生长健壮的苗木。

灌木布置在永久建筑物四周空地上，树种选择柽柳和膜果麻黄，共需种植灌木750 株，其中柽柳500 株，膜果麻黄250 株。灌木种植方式采用穴植，穴径为方形0.3 m×0.3 m，深0.3 m。

根据项目区的气象条件，植物措施可选择在3月下旬或4月上旬实施。为保证植物措施的成活率，需增加人工灌溉措施，灌溉方式为:从尾水渠抽水，灌溉方式为预埋水管放水沟灌的方法，灌溉频次夏季每周2 次，春、秋季每周1 次。

人工换土:为提高植物措施的成活率，植物措施实施区域需进行人工换土，换土方式为树坑回填腐殖质土壤，共有1 000个树坑需换土，一棵乔木树坑换土量为0.125 m3，一棵灌木树坑换土量为0.027 m3，共需腐殖质土51.5 m3。

2.1.3 发电引水系统

工程措施:①土地整治。工程区扰动地表主要为调压井及竖井施工平台，施工结束后对扰动区域空地内表面坑凹不平整区域进行土地整治，整治方式为采用74 kW推土机推平地表，土地整治面积估算为0.15 hm2;②砾石压盖。根据主体设计，竖井施工平台及调压井占地面积为0.42 hm2，扣除永久建筑物占地，土地整治后进行砾石压盖，砾石压盖面积为0.15 hm2，压盖厚度为5 cm;砾石来源为C8、C9 料场筛分弃料。

2.2 料场区

工程建设布置2 处料场，分别为C8、C9 料场，主体设计将各料场的筛分弃料回填。本方案从水土保持角度分析料场还需采取以下方面水保措施:

1)工程措施:土地整治。料场回填后对其地表进行土地整治，土地整治采用74 kW推土机推平，部分需倒运的土方采用3 m3装载机挖装10 t自卸车运输。料场区土地整治面积6.63 hm2。

2)临时措施:①彩条旗拦挡。为规范施工机械的行驶区域，减少料场区扰动地表面积，同时进一步减少工程扰动后的水土流失量，在料场四周用彩条旗进行拦挡。彩条旗拦挡防护方式为:每隔20 m插一根木桩，木桩地上部分长1 m，地下埋深0.5 m，木桩用直径1 cm尼龙绳连接，尼龙绳上悬挂鲜艳彩旗作为警示。为更好的实施拦挡效果，彩条旗需在料场开采前进行布置，费用可纳入工程建设管理费中，施工末期施工单位将木桩和彩旗拆除，可在其它工程重复使用。共需彩条旗拦挡7.6 km;②袋装土压盖:施工期料场分期分区开采，将料场剥离的无用层单独堆放，料场共剥离无用层2.82 万m3，堆放高度为4 m，按稳定边坡堆放。为减少施工期临时堆渣的流失量，对临时堆渣坡面采取袋装土压盖的临时措施，压盖的总面积为0.85 hm2，厚度为30 cm，袋装土2 550 m3。

2.3 渣场区

主体工程设计弃渣场最大堆渣高度均控制在6 m以内，边坡削为1∶1.5稳定边坡。

1)永久弃渣场:本工程共布置7 处弃渣场，其中7#弃渣场利用C9 料场的料坑弃料，1#弃渣场位于拦河引水枢纽下游左岸200 m的阶地上，自然坡度15°～25°;3#、5#弃渣场位于发电引水系统施工平洞出口的阶地上，自然坡度15° ～25°;2#、4#、6#弃渣场均布置在发电引水系统竖井施工平台附近，地势相对平坦，自然坡度5° ～15°。弃渣场防治措施布置如下:①挡渣墙:1#、3#、5#弃渣场弃渣平均堆高为4.5 m，弃渣场均位于发电引水系统施工平洞出口的阶地上，堆渣后削缓边坡，不会发生倾覆或滑塌，为防止施工期越界扰动，同时对弃渣坡脚进行防护，施工准备期在弃渣场外围设置挡渣墙:墙高1 m，其中地上部分60 cm，地下基础埋深40 cm，顶宽60 cm，内侧为直角，外边坡为1∶0.4，底宽1 m，填筑材料为浆砌石，初步估算挡渣墙长度约为4 000 m，则共需浆砌石填筑量为3 200 m3;②弃渣回填:根据主体工程设计，7#弃渣场利用C9 料场料坑，主要为压力管道及电站厂房开挖弃料，7#弃渣场弃方回填总量为81 293 m3。

2)利用料堆放场:袋装土压盖。为防止本电站工程临时堆渣在堆放期间因大风而产生的水土流失，在临时堆渣表面采取袋装土压盖的措施进行防护，压盖的总面积为0.60 hm2，厚度为30 cm，袋装土1 800 m3。

2.4 道路区

本工程施工期间场内道路共布置有10 条道路。其中永久道路5 条，施工临时道路5 条。

1)永久道路区:根据主体设计，本工程布置的永久道路长22.8 km，沿工程区沿线布置，主体工程在挖方路段已增设排水沟。本方案根据同类工程建设的水土流失防治经验，结合工程区的气象、地表组成等条件，针对永久道路区的水土流失增加临时防治措施:限制性彩旗。为严格控制和管理运输车辆及重型机械的行走范围，共需设彩旗45.6 km，施工末期拆除，可在其它工程重复使用。

2)临时道路区:根据主体设计，本工程布置的临时道路长6.0 km，沿工程区沿线布置，主体工程在挖方路段已增设排水沟。本方案根据同类工程建设的水土流失防治经验，结合工程区的气象、地表组成等条件，针对永久道路区的水土流失增加临时防治措施:限制性彩旗。为严格控制和管理运输车辆及重型机械的行走范围，共需设彩旗12 km，施工末期拆除，可在其它工程重复使用。

2.5 施工生产生活区

施工生产生活区主要包括施工工厂、仓库以及临时生活福利区，占地面积共6.51 hm2。施工期间主体工程会在施工生产生活区四周布设围墙，并采取洒水保湿的方法，降低施工场地的扬尘量。为更好的防治水土流失，在施工期内还需对施工生产生活区成品料堆放场采取彩条布苫盖的措施。施工生产生活区施工期间有细颗粒砂料等成品料临时堆存，为防止其产生扬尘，需要对临时堆放的成品料采取彩条布苫盖，苫盖面积0.20 hm2。

2.6 施工输电线路区

施工输电线路区扰动面积为2.92 hm2，施工结束后需进行防治，施工扰动区域防治措施如下:

1)工程措施:土地整治。施工结束后对施工输电线路区地表进行土地整治，平整方式为人工推平地表，土地整治面积估算为1.2 hm2。

2)临时措施:彩条布苫盖。塔基开挖的土方堆放于塔基附近，为防止大风及暴雨造成的水土流失量，应采取彩条布苫盖的临时措施，需彩条布360 m2。

2.7 工程管理站

1)工程措施:土地整治。施工结束后对管理站永久建筑物周边空地内表面坑凹不平整区域进行土地整治，整治方式为采用74 kW推土机推平地表，土地整治面积估算为0.2 hm2。

2)植物措施:工程管理站周边可用于实施植物措施的面积约为0.2 hm2。植物措施应根据建筑物的平面布置和使用特点有所侧重的进行布置，拟采用乔、灌相结合的方式，以达到更好的美化环境、改善景观的效果。

乔木布置在永久建筑物周边和道路两侧，呈单排种植，株距2 m，树种选择红枣树，共需种植乔木约100 株。乔木种植方式采用穴植，穴径为方形0.5 m×0.5 m，深0.5 m。

灌木布置在永久建筑物四周空地上，树种选择柽柳和膜果麻黄，共需种植灌木450 株，其中柽柳300 株，膜 果麻黄150 株。灌木种植方式采用穴植，穴径为方形0.3 m×0.3 m，深0.3 m。

根据项目区气象条件，植物措施可选择在3月下旬或4月上旬实施。从拦河引水枢纽抽水，灌溉方式为预埋水管放水沟灌的方法，灌溉频次夏季每周2 次，春、秋季每周1 次。

人工换土:共需腐殖质土25 m3。

2.8 预防管理措施

为了减轻施工过程中产生的水土流失，除了具体的工程措施和植物措施以外，还应加强各施工阶段的管理。①施工期间对于需要转运利用的堆放利用料场的临时填筑料，应要求施工单位堆放成台体，并且表面拍实，如短时间内暂时不会填筑的填筑料，料堆表层应喷洒一些水，形成“人工结皮”，防止风蚀发生。另外也要求施工单位合理安排施工工序，尽量减少临时堆土的堆放时间［1］;②施工期间应规划施工活动范围，安排好现有交通车辆的通行，由专人负责严格控制和管理运输车辆及重型机械的行车范围，以防破坏原生地表和植被，引发水土流失;③严禁在大风、大雨天气下施工，特别是料坑和基础开挖等施工作业;④在便道出入口，竖立保护原生地表和植被的警示牌，以提醒施工作业人员;⑤严禁施工材料乱堆、乱放，要划定适宜的堆料场和弃方堆放场所，以防对植被破坏范围的扩大;⑥料场应严格控制料场范围，料场一次性清表容易扩大扰动面积，增加侵蚀历时，使新增水土流失量增加，因此应根据实际的需要分区域分时段进行清表;⑦由于工程施工过程中堆弃的随意性较大，可能会造成弃渣阻碍行洪通道，加剧水蚀，因此针对此部分要求施工单位避免将弃渣堆放在沟谷的行洪通道内;⑧施工结束后，要做好施工迹地的恢复工作，应结合地形修整成一定形状与周围环境相协调。

［1］顾小华，赵成，蓝红林. 西南地区引水式小水电站水土流失防治探讨［J］. 水土保持应用技术，2009(03):31 －32.