某新建水庫工程棄渣場方案比選

范光美

(浙江省水利水電勘測設(shè)計院,浙江 杭州 310002)

1 問題的提出

建設(shè)方案的比選是工程設(shè)計的重點內(nèi)容之一,特別是水庫工程設(shè)計過程中,往往涉及到多壩址、多條輸水線路的選擇,結(jié)合政策、法規(guī)、技術(shù)、經(jīng)濟等相關(guān)因素,對建設(shè)方案開展多因素的分析和比選,以爭取全面優(yōu)化項目建設(shè)方案。但在目前水庫工程設(shè)計中,更多的是關(guān)注技術(shù)和經(jīng)濟方面的因素,往往容易忽視其中的水土保持影響,特別是棄渣場方案的分析比選。各項水庫工程在發(fā)揮工程和社會效益的同時,其施工建設(shè)過程中的土石方棄渣等活動將會帶來一定的環(huán)境影響問題,如使棄渣區(qū)域內(nèi)的植被破壞和水土流失等,更為嚴重的是若大量棄渣流失入河,將使河道淤積,河床抬高,泄洪能力降低,對工程區(qū)及下游地區(qū)的防洪和人民群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴重威脅[1]。因此,在工程設(shè)計過程中,要做好方案比選工作,優(yōu)化設(shè)計,并把棄渣場參與方案比選,可減免工程建設(shè)可能造成的水土流失危害,保護生態(tài)環(huán)境和人身安全。本文以松陽縣莊門源水庫工程為例,對棄渣場進行方案比選分析,從而使工程設(shè)計在滿足各項技術(shù)經(jīng)濟條件最優(yōu)的同時,也為防治水土流失、保護生態(tài)環(huán)境、保障工程區(qū)及下游地區(qū)人民群眾的生命財產(chǎn)安全以及節(jié)約工程投資創(chuàng)造良好條件。

2 工程及工程區(qū)概況

2.1 工程概況

莊門源水庫位于麗水市松陽縣古市鎮(zhèn)境內(nèi),壩址位于松陰溪支流莊門源的賴家村上游,壩型為混凝土面板堆石壩,最大壩高53.3m,距下游的原莊門源水庫約1.6km；電站廠址位于大壩下游400.0m的莊門源溪右岸,電站型式為引水地面式。報廢重建的莊門源水庫是一座以供水為主,結(jié)合防洪、發(fā)電、改善小流域生態(tài)環(huán)境等綜合利用的水庫。水庫總庫容343萬m3,電站裝機容量420kW。工程為Ⅳ等工程,水庫規(guī)模為小(1)型。工程建筑物主要由攔河壩、溢洪道、供水放空建筑物(發(fā)電引水建筑物)、發(fā)電廠、管理區(qū)、上壩公路、進廠公路等組成。工程土石方開挖總量23.91萬m3,填筑總量44.33萬 m3。開挖土石方6.49萬m3用于工程回填,其余的從料場開采37.84萬m3石方用于工程回填。開挖土石方經(jīng)工程回填利用后,產(chǎn)生土石方棄渣17.42萬m3。

原有莊門源水庫歷經(jīng)40多年的運行,由于淤積嚴重,水庫淤泥至溢流堰頂不足2.0m,基本喪失防洪、灌溉效益。水庫還存在大壩滲漏、溢洪道及放水系統(tǒng)嚴重毀壞等病險隱患。原有莊門源水庫已于2010年10月完成報廢,報廢工程內(nèi)容包括恢復溢流堰庫區(qū)段原河道 (河寬20.0m,長130.0m左右),并在河道兩岸修建防洪堤,右岸防洪堤后側(cè)修建機耕路,與原通往賴家村機耕路相接。原有大壩不拆除。

2.2 工程區(qū)概況

工程位于浙西南中低山丘陵區(qū),庫區(qū)位于狹窄山谷,周邊群山環(huán)繞,庫容較小。水庫庫岸穩(wěn)定性能良好,且不存在庫岸滲漏問題。工程所在區(qū)域的土壤類型主要有紅壤、黃壤、潮土、水稻土等,森林植被屬亞熱帶常綠闊葉林帶,林木茂盛,植被覆蓋率80%左右。工程所在流域?qū)賮啛釒Ъ撅L區(qū),多年平均氣溫16.8℃,多年平均年降水量1642mm。工程區(qū)的水土流失以水力侵蝕為主,背景土壤侵蝕模數(shù)在300t/(km2·a)左右,小于工程區(qū)容許土壤流失量(500t/(km2·a)),工程區(qū)不屬于國家級和省級的水土流失重點防治區(qū)。

3 棄渣場方案比選

3.1 方案比選應(yīng)重點關(guān)注的問題

對棄渣場方案進行分析比選時,主要考慮各方案能否綜合利用棄渣、環(huán)境敏感性、施工征用土地、運距、擾動原地貌面積、損壞水土保持設(shè)施面積、水土流失量、相關(guān)費用等,綜合分析前述各項因素后,選擇最優(yōu)方案作為推薦方案。

3.2 棄渣場方案比選

按工程土石方平衡要求,產(chǎn)生土石方棄渣17.42萬m3。根據(jù)工程區(qū)周邊地形情況,工程壩址下游240.0m左右的左岸有一個較大的山岙,可容納棄渣,其余周邊位置無容渣的山岙。另外,工程壩址下游1.6km左右已廢棄的原莊門源水庫庫區(qū)也可容納工程產(chǎn)生的棄渣。因此,選取壩址下游左岸棄渣場和廢棄庫區(qū)棄渣場進行方案比較。

3.2.1 方案1：壩址下游左岸棄渣場

壩址下游左岸棄渣場地形為山岙,現(xiàn)狀地表為林草植被,下方20.0m左右有上壩公路,120.0m左右有零星房屋。該渣場棄渣平均運距0.5km,需在底部修建26.0m的擋土墻,頂部修建320.0m的截水溝,渣體表面綠化3.08hm2。渣場設(shè)置具體情況見表1,平面布置見圖1。

3.2.2 方案2：廢棄庫區(qū)棄渣場

廢棄的原莊門源水庫庫區(qū)壩頂高程為212.0m,庫底淤泥現(xiàn)狀淤積高程207.0m,棄渣運至廢棄庫區(qū)可綜合利用于庫區(qū)復耕。堆渣庫區(qū)現(xiàn)狀為水域,西側(cè)和北側(cè)為機耕路及排水渠,東側(cè)為機耕路及河道,南側(cè)為大壩,四周道路高程為212.0～213.0m。該渣場棄渣平均運距1.8km,可利用大壩作為擋土墻,周邊已有排水設(shè)施和道路,渣體表面復耕4.80hm2。渣場設(shè)置具體情況見表1,平面布置見圖2。

表1 棄渣場設(shè)置相關(guān)情況匯總表

圖1 壩址下游左岸棄渣場平面布置圖

圖2 廢棄庫區(qū)棄渣場平面布置圖

3.2.3 方案比選

方案比選見表2。

表2 棄渣場方案比較表

由表2可以看出,方案2雖然運距比方案1遠1.2km,運費略多,擾動地表面積也較多,但能綜合利用棄渣,且渣場周邊沒有環(huán)境敏感點,無需施工征用土地,無臨時用地補償費,無損壞水土保持設(shè)施,可能產(chǎn)生的水土流失量較小,水土保持可比投資也較小,因此推薦方案2,具體匯總見表2。

4 結(jié) 語

水庫工程設(shè)計方案比選過程中,不能忽視棄渣可能產(chǎn)生的環(huán)境影響因素,可把棄渣場參與方案比選,從能否綜合利用棄渣、環(huán)境敏感性、施工征用土地、運距、擾動原地貌面積、損壞水土保持設(shè)施面積、水土流失量、相關(guān)費用等因素進行比較,合理選定方案,以達到經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益的最佳結(jié)合,避免造成不必要的損失。

[1]徐永年,田衛(wèi)賓.開發(fā)建設(shè)項目棄渣場設(shè)計及防洪問題[J].中國水土保持,2003(2)：23-24.