桐柏抽水蓄能電站水土保持工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

徐霄龍,張士平,張?jiān)伨?/p>

(1.天臺(tái)水利水電局,浙江天臺(tái) 317200;2.華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江天臺(tái) 317200;3.煙臺(tái)市萊山區(qū)水利局,山東煙臺(tái) 264003)

桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺(tái)縣赤城街道百丈村,距天臺(tái)縣城 7 km,為純抽水蓄能電站。電站裝機(jī)容量為 1 200 MW,樞紐工程由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房、主變洞、地面開關(guān)站等部分組成。項(xiàng)目區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),降雨類型以梅雨、臺(tái)風(fēng)雨為主,土壤類型以紅壤、潮土、水稻土為主。根據(jù)全國(guó)水土流失類型區(qū)的劃分,項(xiàng)目區(qū)地處南方紅壤丘陵區(qū),屬浙江省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。

水利工程建設(shè)具有土石挖填方數(shù)量大、擾動(dòng)地表范圍廣和損壞水土保持設(shè)施面積大等特點(diǎn)。桐柏抽水蓄能電站水土保持監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示:工程累計(jì)開挖土石方 390.61萬(wàn) m3,綜合利用209.35萬(wàn) m3,其余 181.26萬(wàn)m3全部作棄渣處理。工程建設(shè)會(huì)造成開挖邊坡、棄渣場(chǎng)、取土場(chǎng)和施工場(chǎng)地短期內(nèi)裸露,如不及時(shí)采取水土流失防治措施,受降雨影響極易造成邊坡塌方、棄渣外流以及破壞周邊生態(tài)環(huán)境等水土流失危害。

1 水土流失防治目標(biāo)

桐柏抽水蓄能電站工程水土流失防治分區(qū)有 5個(gè):Ⅰ區(qū),樞紐防治區(qū);Ⅱ區(qū),棄渣場(chǎng)、料場(chǎng)防治區(qū);Ⅲ區(qū),施工臨時(shí)設(shè)施防治區(qū);Ⅳ區(qū),公路防治區(qū);Ⅴ區(qū),移民安置防治區(qū)。依據(jù)批復(fù)的水土保持方案報(bào)告書,工程水土保持總投資為 890.68萬(wàn)元,其中主體工程中具有水土保持功能的工程投資為 498.92萬(wàn)元,方案新增投資為 391.76萬(wàn)元。

水土保持方案報(bào)告書確定的水土流失防治目標(biāo)為:①對(duì)擾動(dòng)的土地進(jìn)行治理,使擾動(dòng)土地治理率達(dá)到 90%以上;②在運(yùn)行初期 3年內(nèi),將工程區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度降到 2 500 t/(km2?a)以內(nèi),并逐步達(dá)到該侵蝕類型區(qū)的容許值 500 t/(km2?a);③工程竣工時(shí),工程區(qū)綠化面積達(dá)到可綠化面積的 95%,并注重景觀美化要求;④采取工程、植物措施攔蓄棄渣,使攔渣率達(dá)到95%以上;⑤采取水保措施,確保場(chǎng)內(nèi)交通道路和接線公路路堤邊坡、路塹邊坡穩(wěn)定,不留安全隱患;⑥根據(jù)主體工程施工組織,結(jié)合工程周邊地區(qū)其他建設(shè)工程,考慮進(jìn)一步提高開挖土石方的綜合利用率、減少棄渣量的可行性。

2 電站的水土保持監(jiān)測(cè)、管理和監(jiān)督工作

電站建設(shè)和管理單位都十分重視施工中的水土流失防治,在施工期間始終秉承先擋后棄、先工程措施后植物措施、水土流失防治和綠化美化功能同步落實(shí)的原則,力爭(zhēng)使水土流失得到有效防治,達(dá)到方案設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范要求。

2.1 水土保持監(jiān)測(cè)、監(jiān)理工作

為保證水土保持方案的落實(shí)及落實(shí)效果,2003年 5月電站委托杭州華辰生態(tài)工程咨詢有限公司承擔(dān)水土保持監(jiān)測(cè)工作。受托單位依據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》要求,布設(shè)了監(jiān)測(cè)設(shè)施,采用地面觀測(cè)和調(diào)查監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法定期開展水土保持監(jiān)測(cè),按要求將監(jiān)測(cè)成果匯編完成水土保持監(jiān)測(cè)月報(bào)和年報(bào)分階段提交,并提交監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告。將水土保持監(jiān)理工作納入到主體工程監(jiān)理工作中,由相應(yīng)的主體工程監(jiān)理單位承擔(dān)。工程建設(shè)期間,監(jiān)理單位對(duì)工程建設(shè)可能產(chǎn)生的水土流失危害及時(shí)提出意見(jiàn)和建議,并將工程建設(shè)過(guò)程中水土保持方案落實(shí)的不足情況及時(shí)反饋給電站,電站予以積極采納,從管理源頭上保證了工程水土保持工作的順利開展。

2.2 水土保持管理工作

將水土保持工程納入整個(gè)工程建設(shè)管理體系實(shí)行統(tǒng)一管理,由專人負(fù)責(zé),對(duì)水土保持工程進(jìn)行全程監(jiān)控,確保工程質(zhì)量。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中,嚴(yán)格按照國(guó)家技術(shù)規(guī)范與編制標(biāo)準(zhǔn),做到“事前控制、過(guò)程跟蹤,事后檢查”的全過(guò)程監(jiān)理;項(xiàng)目法人有專人分管質(zhì)量工作,委托質(zhì)量監(jiān)督站實(shí)行質(zhì)量監(jiān)督;建設(shè)管理單位在工程質(zhì)量、進(jìn)度和資金控制方面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理,并主持工程質(zhì)量驗(yàn)收、評(píng)定等工作;監(jiān)理單位采取了旁站、巡視和平行檢驗(yàn)等監(jiān)理方式;施工單位設(shè)有質(zhì)量檢測(cè)專職機(jī)構(gòu)和人員,執(zhí)行工序質(zhì)量“三控制”,糾正施工中不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目,保證了工程質(zhì)量。

2.3 水土保持監(jiān)督工作

在工程建設(shè)過(guò)程中,參建單位積極主動(dòng)地接受各級(jí)水行政主管部門開展的水土保持監(jiān)督檢查,期間定期或不定期地向水行政主管部門匯報(bào)工作進(jìn)展,及時(shí)繳納水土保持設(shè)施補(bǔ)償費(fèi)。省(市、縣)各級(jí)水行政主管部門有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)人員多次來(lái)工地進(jìn)行檢查、指導(dǎo)水土保持工程的實(shí)施情況,就檢查中存在的問(wèn)題責(zé)令及時(shí)落實(shí)整改。

3 邊坡防治經(jīng)驗(yàn)

桐柏抽蓄電站工程水土保持工作的最大困難在于巖面邊坡的復(fù)綠,為此我們與設(shè)計(jì)、施工單位及縣水保站等通力合作,經(jīng)過(guò)近 4年的不斷摸索,擬定了 3種施工方案,分別為噴播種植、噴播掛網(wǎng)、種植槽,取得了顯著的復(fù)綠效果。2009年 6月桐柏抽水蓄能電站工程被浙江省水利廳評(píng)為 2008年度浙江省開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持示范工程,現(xiàn)將邊坡防治的成功經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

3.1 搞好邊坡分類

電站工程的開挖造成了近 10萬(wàn) m2的邊坡巖體裸露,為確定復(fù)綠方案,需對(duì)邊坡裸露巖面進(jìn)行調(diào)查和分類。本工程建設(shè)造成的巖面邊坡大體可分為 3種情況:①邊坡出露巖面巖性為花崗巖,局部有少量花崗巖風(fēng)化殘積土;邊坡風(fēng)化程度較低,以中風(fēng)化—弱風(fēng)化為主,巖體貫穿性裂隙不發(fā)育,地下裂隙水較少;坡度 15°～40°,邊坡露巖高度達(dá) 50 m;多位于開關(guān)站附近,面積約 2.2萬(wàn) m2。②邊坡巖石較為破碎,坡度 40°～60°,邊坡露巖高度小于 15 m;位于上水庫(kù)進(jìn)壩區(qū)公路邊坡及下水庫(kù)導(dǎo)流洞邊坡等,面積約 4.4萬(wàn)m2。③邊坡出露巖面巖性為花崗巖,整體性較好,坡度 60°～85°;巖體貫穿性裂隙不發(fā)育,地下裂隙水較小,邊坡露巖高度小于 22m;位于下水庫(kù)上壩公路左右岸,面積約 3.2萬(wàn) m2。

3.2 因地制宜選擇復(fù)綠方法

3.2.1 噴播種植

邊坡露巖復(fù)綠,首先要解決如何在露巖上覆土的問(wèn)題。由于露巖較光滑且又是傾斜的,用常規(guī)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)表面覆土,經(jīng)局部試驗(yàn)后決定采用高壓噴播的方法。噴播種植是將活性土(由泥炭土、腐殖土、草種、黏合劑、保水劑、長(zhǎng)效復(fù)合肥和草纖維等混合制成)高壓噴射在巖坡上,形成厚度較大、黏稠度較高的活性土層,以提供植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料。噴播種植方法適用于坡度小于 60°的巖面邊坡。

對(duì)于復(fù)綠植物的選擇,我們首先考慮的是灌木。灌木生長(zhǎng)茂盛,四季長(zhǎng)綠,綠化效果好。一般采用的復(fù)綠灌木品種以紫穗槐、胡枝子、多花木蘭、馬棘等為主,間有高羊茅、黑麥草、百喜草、狗牙根、白三葉等。項(xiàng)目區(qū)邊坡噴播種植 1年多后灌木長(zhǎng)勢(shì)良好,但也出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題:對(duì)于坡度大于 30°的巖面邊坡,隨著灌木的生長(zhǎng),枝葉下垂自重加大導(dǎo)致根下噴植土脫落,需要及時(shí)修剪枝葉,減輕灌木重量,修剪維護(hù)工作相當(dāng)繁重,并且坡度越陡修剪次數(shù)越頻繁。所以,對(duì)于坡度大于 30°的巖面邊坡的復(fù)綠工作,種植灌木顯然不是最佳方案。因此,在坡度較大的邊坡以種植草種類高羊茅、黑麥草、百喜草、白三葉、紫花苜蓿等為主,間有少量的紫穗槐、胡枝子、多花木蘭、小葉女貞等灌木。草類噴播的不足之處在于冬季草類植物會(huì)衰敗枯黃,影響復(fù)綠效果。

3.2.2 噴播掛網(wǎng)

噴播掛網(wǎng)需對(duì)巖質(zhì)坡面進(jìn)行處理,具體內(nèi)容包括:除去松動(dòng)的巖石,將巖面清洗干凈后掛上 5 cm×5 cm網(wǎng)孔的鍍 P V C棱形鐵絲網(wǎng),用直徑 10 mm螺紋鋼主錨釘加以固定,防止鐵絲網(wǎng)因基質(zhì)重力下墜,再用直徑 6～8 mm鋼筋副錨釘拉緊鐵絲網(wǎng);鐵絲網(wǎng)與巖面保持 30～50 mm的間距,以保證噴植厚度均勻和牢固,噴植厚度在 80～100 mm之間;為了養(yǎng)護(hù)方便,在種植區(qū)每升高 10m左右修建一條人行馬道。噴播掛網(wǎng)需要特別注意的是:整個(gè)網(wǎng)面要脫空巖面,這樣才能保證噴植土厚度均勻和牢固;噴植厚度要適宜,否則薄了不利于植物的生長(zhǎng),厚了將影響噴植土的黏結(jié)度。

3.2.3 種植槽

在巖面坡度大于 60°、巖面光潔吸附力差的巖面邊坡,會(huì)因雨水的沖刷破壞活性土的黏結(jié)度從而造成水土流失,影響復(fù)綠效果。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們?cè)趲r壁上呈梅花形錯(cuò)落安裝種植槽(2 m×0.55 m×0.5 m)1 539個(gè),種植槽水平間距 3 m,上下間距 2.5 m,種植了迎春、爬山虎等植物。起初我們的設(shè)想是迎春向下掛、爬山虎向上爬,能盡快實(shí)現(xiàn)覆蓋巖面的效果,但經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)踐和觀察發(fā)現(xiàn)迎春長(zhǎng)勢(shì)較好而爬山虎生長(zhǎng)較慢,分析其原因是迎春根系發(fā)達(dá)、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng),吸收了槽內(nèi)的大部分養(yǎng)分,從而影響了爬山虎的生長(zhǎng)。從目前情況看,上述方案要 5年以上才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)巖面復(fù)綠的目標(biāo)。由于巖面傾斜、噴植土層較薄,土層水分不容易儲(chǔ)存,我們?cè)诜N植區(qū)安裝了供水系統(tǒng),在干旱的情況下及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù),確保植物生長(zhǎng)所需水分。另外,種植槽底須設(shè)有小孔,否則槽內(nèi)根系會(huì)因過(guò)于潮濕而受損。種植槽法后期養(yǎng)護(hù)靈活方便,可以隨時(shí)補(bǔ)種、加土和施肥等,復(fù)綠效果較好,但成本較噴播種植高,實(shí)現(xiàn)全覆蓋所需時(shí)間長(zhǎng),而且品種較單一。

4 水土保持效果

在項(xiàng)目防治責(zé)任范圍內(nèi)通過(guò)各項(xiàng)水土保持措施的實(shí)施,工程擾動(dòng)土地治理率達(dá)95%,水土流失治理度達(dá) 90%,土壤流失控制比達(dá) 2.33,攔渣率達(dá) 99%,林草植被恢復(fù)率達(dá) 96%,林草覆蓋率達(dá) 20%,達(dá)到了方案制定的目標(biāo)或現(xiàn)行防治標(biāo)準(zhǔn)要求,工程建設(shè)新增水土流失得到了有效控制,進(jìn)一步改善了項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)環(huán)境。同時(shí),在執(zhí)行原《浙江桐柏抽水蓄能電站水土保持方案報(bào)告書(報(bào)批稿)》的基礎(chǔ)上提高了標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合園林美觀要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工,不僅滿足了水土保持工程的要求,而且美化了工程的環(huán)境。