察尔森水库近坝区岸坡生态治理探索

巩维屏，滕忠雪

（水利部松辽水利委员会察尔森水库管理局，137400，乌兰浩特）

一、水库概况

察尔森水库位于内蒙古自治区兴安盟科右前旗境内，为松辽流域嫩江支流洮儿河中游唯一的控制性骨干工程，是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、养殖、生态供水、旅游综合利用的大（1）型水利枢纽工程。水库属东北高寒干旱丘陵地区水库，坝址位于著名的科尔沁草原腹地。水库枢纽主要由壤土心墙坝、溢洪道、泄洪洞和电站等组成。水库正常蓄水位为365.40 m，设计洪水位366.40 m，校核洪水位367.61 m，水库总库容12.53亿m3，承担着下游内蒙古和吉林两省（自治区）7个城市、213万亩 （1亩=1/15 hm2，下同）农田、487 万亩草场、6个旗 （县、市）、200多万人的防洪安全，以及4条铁路和3条公路的防洪任务，同时也承担下游农业灌溉和生态应急补水的任务，被誉为下游地区的生命线工程。水库蓄水后，在洪水消落区内，由于多年高水位运行和风浪淘刷，近坝区库岸坍塌严重，大量泥土、碎石落入库区，造成了库区淤积，从而降低了防洪能力和水库的综合效益，影响水库安全运行和河湖安全，需及时采取有效措施加强治理。

二、水库近坝区岸坡地质状况

水库近坝岸坡地面高程一般340～400 m，属丘陵地貌，地形坡度一般 15°～25°，局部坡度可达 40°左右，受水库蓄水后库岸再造作用，在正常蓄水位附近形成一定规模的陡坎，坡度近于直立，地势相对狭长陡峭、蜿蜒曲折、参差不齐，比高 2～3 m，表层为土壤，厚度0.2～1.5 m，下部为风化岩石，岩层厚度3～8.5 m。库岸地质构造以节理裂变为主，上部为第四系冲积物、坡积物，下部为侏罗系火山角砾岩，在火山角砾岩中穿插有燕山期辉长岩脉。

三、近坝区塌岸形成及危害

察尔森水库为多年调节水库，库水位年季变幅较大，水库淹没区边线总长度约120 km，其中大坝两岸近坝区陡峭岸坡长度约30 km。水库自1989年下闸蓄水以来，历经了多年高水位运行,形成了水库洪水消落区，在洪水消落区内，由于水位变化和风浪作用，致使水库近坝区岸坡造成很多坍塌,且呈逐年发展趋势，致使水库淤积不断发展，生态环境遭受破坏，水土流失加剧，并严重影响到枢纽工程安全运行和河湖安全，对水库防洪、灌溉、旅游等综合效益发挥产生一定影响。

四、塌岸治理的必要性

察尔森水库既是一座集防洪、灌溉、发电、养殖、生态供水于一体的综合性水库，同时又是国家级水利风景区，每年都有大批国内外游客前来观光旅游。由于洪水作用和风浪淘刷造成近坝库区岸坡的坍塌形成断崖，使大量泥土、碎石直接进入水库库区，造成了库区淤积，降低了水库防洪能力和水库的综合效益，库岸逐年坍塌后移，破坏了水库周边科尔沁草原的自然生态环境，植被遭到破坏，加速岸坡水土流失，直接威胁着河湖安全，也给参观旅游人员带来潜在的人身安全隐患。因此，实施察尔森水库近坝区岸坡应急治理工程，可以有效减少水库每年的淤积库容，消除工程安全隐患，使水库近坝岸坡的自然生态环境得到改善，也是水库管理部门落实管理职责、加强水利基础设施建设、推动民生水利发展、以人为本的管理理念的体现，是保护生态环境、防治水土流失和保护河湖安全健康发展，实现水资源可持续利用的需要。

五、治理措施及效果

1.生态混凝土措施

察尔森水库地处内蒙古蒙元文化黄金旅游线上，为国家水利风景区，是科尔沁草原腹地唯一的大型水利枢纽，因此在进行塌岸治理时主要考虑采取将工程措施和生态美化进行有机结合的治理方法。经调研比选，决定采用生态型绿化混凝土护坡技术。生态型绿化混凝土采用随机结构无砂混凝土作为植物生长基体，通过缓释离子交换方法，使混凝土析出的有害盐碱物与添加的复合改良营养材料发生反应后转化为植物生长营养元素，采取孔隙填充和营养型无纺布双重方式，由生态型绿化混凝土提供给植物营养。具体实施时结合地形条件， 护坡设计坡比 1∶0.8～1∶1，护坡设200 cm×200 cm混凝土框格梁，底部铺设400 g/m2无纺布，框格内充填 8～12 cm 厚 C5～C8生态混凝土，生态混凝土孔隙率达25%～30%，空隙内填充腐殖土，种植根系发达、适合当地生长的草种。生态护坡设计剖面示意图见图1。

图1生态护坡设计剖面示意图

2.生态混凝土护坡优越性

在国内外河流生态修复和水环境保护科技发展的大趋势下，绿化混凝土生态修复技术逐步在全国各地水生态修复防护工程中大力推广应用，解决了传统防护工程中“绿化”与“硬化”的矛盾，在我国华南、华北等地区已得到成功应用，与传统的护坡相比具有以下优越性：

①高透水性、高生态化、绿化覆盖达百分之百、植物寿命长；植物品种要求低，只要为当地的可种植、野生生长的植物即可。

②施工方式灵活多变，既可以预制成品运输至现场，也可以现场浇注。

③防护能力较强，通过生态型绿化混凝土本身即可达到护坡所需强度，并且通过特殊工艺绿化植物可完全穿透混凝土，植物根系的锚固能力又大大增强了护坡稳定性。

④下部铺设的营养型无纺布既具有普通土工布的反滤作用，防止水土流失，同时又可为植物长期生长不断提供营养。

⑤护坡本身提供了植物生长所需的环境，大大减小了人工养护力度，维护成本低，适合河湖岸线长、养护人员相对较少的大型水库、湖泊、河流等岸坡防护。

3.治理效果

在察尔森水库洪水消落区岸坡成功利用绿化混凝土生态治理技术，既可稳定岸坡，又可发挥其植生功能、净水功能和景观功能，解决了传统防护工程中“绿化”与“硬化”的矛盾。生态型混凝土护坡属于刚性结构，对基土具有良好的保护性，是一种更加高级的护岸型式，满足抵御洪水的能力要求，生态型混凝土护坡中采用根系发达的植物后，护岸的抗冲性能大大加强，增加了岸坡的稳定性，同时起到了保护环境、改善生态条件、保持原有防护作用、净化水环境的目的。

六、结 论

通过采用生态型绿色混凝土护坡技术对察尔森水库近坝区岸坡进行治理，有效消除了该区域库岸塌岸和安全隐患，减少了水库淤积，降低了塌岸对枢纽工程的影响，改善了水库洪水消落区生态环境和水土保持现状，保证了水库工程安全和河湖安全，确保了水库综合功能正常发挥。同时，生态型绿色混凝土护坡技术在察尔森水库的成功应用，总结出了适合该地区生长的植物体系，解决了传统“硬化”与“绿化”的矛盾，为东北高寒干旱地区水利工程岸坡生态综合治理提供了成功的参考依据。 ■