金沙水电站水土保持设计新思路

2016-02-07薛鹏

中国水土保持 2016年3期

关键词：料场金沙泥石流

薛鹏

(长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430010)

金沙水电站水土保持设计新思路

薛鹏

(长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430010)

水土保持;措施设计;金沙水电站

金沙水电站坝址位于攀枝花市中心城区，属较为少见的城市水电站。该类工程建设与城市之间相互影响，一方面工程建设能为城市营造亲水空间，但会破坏原有城市生态系统，工程创伤还有损城市形象，另一方面城市的环境也制约着工程建设，如弃渣困难等。为减少工程建设对城市造成的负面影响，在对金沙水电站进行水土保持设计时引入了一些新思路，主要有:注重坝肩绿化设计，美化工程;打造沿江景观带，提升城市品位;保护城市稀缺的水、土资源，重建城市生态系统;将工程建设与地方需求相统一。

1　工程概况

金沙水电站位于金沙江干流中游末端的攀枝花河段上，是金沙江中下游河段治理开发的重要梯级。开发任务以发电为主，兼有供水、改善城市水域景观和取水条件，以及对观音岩水电站的反调节作用等。工程等别为Ⅱ等大(2)型。水库总库容1.08亿m3，其中死库容0.738亿m3、调节库容0.112亿m3。电站装机容量560 MW，多年平均发电量25.07亿kW·h。工程于2010年11月开工建设，2015年10月水库蓄水，同年11月首台机组发电。

2　工程建设特点

金沙水电站位于攀枝花市中心城区，属较为少见的城市水电站，其工程建设呈现出新的特点:①挡水大坝采用低坝方案。采用这种方案库区水位变幅小，对城市的淹没损失较小。②城区土地资源紧张、地价高昂，电站施工征地困难，场地重复利用率高、时空转换频繁。③城区基础设施密集，电站施工不可避免地会涉及城市设施，难以实现全封闭的施工管理方式。

3　工程建设与城市之间的相互影响

(1)工程建设为城市营造亲水空间。电站大坝截断河流的同时，还抬高了城区河段水位，美化了城市水域景观，为城市营造了更多的滨江亲水空间。

(2)工程创伤有损城市形象。攀枝花市以花命名、以花为景，享有“阳光花城”的美誉，其城市景观独特之处在于春夏秋冬四季有花，大街小巷、高楼深院、园林湖畔花影迷人。金沙水电站的坝肩、枢纽工程开挖面等重塑地貌，与城市景观格格不入，也有碍“花城”形象。

(3)工程建设破坏原有城市生态系统。电站建设前，城市居民与所处环境相互作用，形成了一个相对稳定的生态系统。电站施工活动及后期建筑物的永久占压，将彻底破坏原有人、城市、环境相互依存的关系，且恢复起来极为困难。

(4)城市的环境制约工程建设。金沙水电站弃渣量巨大，而攀枝花市城区可供弃渣的场地又十分有限，故弃渣场选址极为困难，严重制约工程建设。另外，若选址或弃渣堆置不当均可能造成生命财产损失、公共设施损毁等，甚至造成巨大的灾难。

4　水土保持设计新思路

4.1注重坝肩绿化设计，美化工程

金沙水电站两岸坝肩设计开挖坡比为1∶0.3，采用分台阶布置，每隔15 m布设一级马道平台，马道宽3 m。坝肩边坡全部为岩质开挖面，且垂直高差达100 m，主体设计方案对坝肩边坡挂网喷砼支护，电站建成后将形成大片灰色混凝土硬化斑块，色彩单调，景观效果不佳。

水土保持设计中，利用坝肩各级马道平台布设载土槽，实施坝肩垂直绿化，既改善了工程景观，又展现出绿化、环保的电站建设形象。具体绿化方案为:各级马道平台布置宽载土槽(宽1.50 m、高0.60 m)，槽内回覆厚度不小于0.60 m的耕作土，两侧分别栽植攀缘植物，内侧上攀，外侧下垂，营造“上攀下垂”的垂直绿化效果。为使坝肩绿化效果更有层次、色彩搭配更加丰富，马道载土槽中间区域栽植低矮、色彩明艳的小灌木，分级色彩搭配，营造“边坡整体绿化，分级色彩明艳”的整体绿化效果。载土槽绿化树种选择常用且景观效果好的爬山虎、迎春、黄花槐、三角梅等。

4.2打造沿江景观带，提升城市品位

电站建成后，大坝抬高了城区河段水位，增加了城市亲水空间。基于此，攀枝花市提出打造一条穿越城市中心，以“花海走廊、绿染江岸”为目标，展现独特城市风貌的多功能立体滨江休闲带，实现滨江亲水的城市梦想。金沙水电站的沿江道路、临江料场迹地、存料场迹地等区域均位于城市沿江可视范围内，水土保持设计不拘于传统以恢复迹地为目标，按生态优先、因地制宜、特色鲜明等原则，进行沿江景观带设计，提升城市品位。

沿江景观带以“构建绿化林带、打造景观花海、恢复生态草地”为总体策略，设计方案如下:①沿江道路以“构建绿化林带”为目标，路基下边坡种植乡土常绿阔叶树种，构成沿江两岸的基础植被。路肩栽植行道树，形成绿色防护隔离林带，消除道路对景观带产生的不良影响。②临江料场开采迹地以“打造景观花海”为目标，终采平台回覆耕作土，栽植开花乔、灌木和草本植物，营造花林景观。③存料场迹地位于河流常水位以下，以“恢复生态草地”为目标，种植湿生草本植物，形成富有野趣的草滩景观，恢复生态湿地。

4.3保护城市稀缺的水、土资源，重建城市生态系统

电站建成后，地表全面硬化阻断了光、热、水、气，以及生物的地上地下交换通道，使城市变成了没有呼吸的死城［1］。水是生命之源，土是生存之本，水土保持设计从保护城市稀缺的水、土资源两个方面着手，积极重建城市生态系统。

(1)执行最严格的表土剥离制度，保护城市宝贵的表土资源。金沙水电站施工征地全部位于城区，表土资源稀缺，少量的表土资源分布零散且厚度不均，不当的剥离方式、粗放的管理方式，极易造成表土永久损失。水土保持设计中按照“保护和利用珍贵表土资源”的理念，执行最严格的表土剥离制度，要求如下:①表土剥离应于基础开挖前全部完成，避免表土在施工过程中流失;②对于不适合机械剥离的部位，采用人工剥离方式，确保剥离区域不遗漏;③表土剥离过程中，适时调整剥离厚度，避免因局部土层较厚造成少剥;④采用封闭方式运输，避免运输过程中洒落;⑤单独堆存，避免与其他渣料混合堆放，造成表土破坏或流失。

(2)最大限度地利用城市的雨水资源。大面积的硬化地表和大坝建筑物永久占压，阻断了雨水下渗通道，城市降水无法入渗补给地下水，大部分以径流的形式排出，直接造成城市水资源损失。水土保持设计时提出了控制地表硬化面积、合理布设雨水集蓄设施，以最大限度地利用城市雨水资源的策略，如在电站管理范围内优先恢复林草植被，利用植物涵养水源;对不能恢复林草的区域，铺装透水砖、空心砖、渗水混凝土等透水材料，使雨水能够就地下渗，涵养城市水源等。

坝肩、料场开采面、弃渣场周边的截排水设施，排除坡面上游侧来水，直接造成城市水资源的白白损失。考虑工程区属金沙江干热河谷气候区，全年干湿两季分明，干季时段长、降雨极少，雨季降水集中、强度大，降雨年内分布不均的特点，水土保持设计中在坝肩、料场开采面、弃渣场顶面平台布设蓄水池、蓄水窖等雨水集蓄设施，拦蓄坡面截水沟的雨水，用于马道载土槽、料场终采平台、弃渣场顶面及边坡的植被恢复，积极重建城市生态系统。

4.4将工程建设与地方需求相统一

一方面，金沙水电站弃渣量巨大而攀枝花市城区可供弃渣的场地又十分有限，弃渣问题制约工程建设。另一方面，石家沟沟道的场地条件、堆渣容量、运距和交通条件、征地难易程度等适宜作为弃渣场，但该沟道上游近年雨季时常暴发小规模的泥石流，制约在此布设弃渣场。地方政府从保护人民群众生命财产安全的角度出发，先期实施了泥石流抢险应急工程，在沟道上游布设拦沙坝及截流沟，暂时控制了泥石流暴发，但未形成完整的泥石流防治体系，泥石流仍威胁下游居民的生命财产安全。

对泥石流的系统治理本不属于水土保持设计范畴，但鉴于地方系统治理困难和工程建设需要，水土保持设计时把泥石流系统治理与弃渣场防护相结合，先期在沟道下游弃渣区域布设排导槽、停淤场等工程措施，与上游已实施的拦沙坝、截流沟等，形成一套完善的泥石流防治体系，从根本上治理地质灾害，既保证了工程建设安全，也为弃渣场的选址消除了制约。通过先期的泥石流治理，解决了地方需求，同时也为弃渣落实了场地，经济、安全地解决了工程弃渣问题，实现了地方需求与工程建设的统一。