金沙水電站水土保持設(shè)計新思路

薛鵬

(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，湖北武漢430010)

金沙水電站水土保持設(shè)計新思路

薛鵬

(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，湖北武漢430010)

水土保持;措施設(shè)計;金沙水電站

金沙水電站壩址位于攀枝花市中心城區(qū)，屬較為少見的城市水電站。該類工程建設(shè)與城市之間相互影響，一方面工程建設(shè)能為城市營造親水空間，但會破壞原有城市生態(tài)系統(tǒng)，工程創(chuàng)傷還有損城市形象，另一方面城市的環(huán)境也制約著工程建設(shè)，如棄渣困難等。為減少工程建設(shè)對城市造成的負(fù)面影響，在對金沙水電站進(jìn)行水土保持設(shè)計時引入了一些新思路，主要有:注重壩肩綠化設(shè)計，美化工程;打造沿江景觀帶，提升城市品位;保護(hù)城市稀缺的水、土資源，重建城市生態(tài)系統(tǒng);將工程建設(shè)與地方需求相統(tǒng)一。

1　工程概況

金沙水電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開發(fā)的重要梯級。開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼有供水、改善城市水域景觀和取水條件，以及對觀音巖水電站的反調(diào)節(jié)作用等。工程等別為Ⅱ等大(2)型。水庫總庫容1.08億m3，其中死庫容0.738億m3、調(diào)節(jié)庫容0.112億m3。電站裝機(jī)容量560 MW，多年平均發(fā)電量25.07億kW·h。工程于2010年11月開工建設(shè)，2015年10月水庫蓄水，同年11月首臺機(jī)組發(fā)電。

2　工程建設(shè)特點

金沙水電站位于攀枝花市中心城區(qū)，屬較為少見的城市水電站，其工程建設(shè)呈現(xiàn)出新的特點:①擋水大壩采用低壩方案。采用這種方案庫區(qū)水位變幅小，對城市的淹沒損失較小。②城區(qū)土地資源緊張、地價高昂，電站施工征地困難，場地重復(fù)利用率高、時空轉(zhuǎn)換頻繁。③城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施密集，電站施工不可避免地會涉及城市設(shè)施，難以實現(xiàn)全封閉的施工管理方式。

3　工程建設(shè)與城市之間的相互影響

(1)工程建設(shè)為城市營造親水空間。電站大壩截斷河流的同時，還抬高了城區(qū)河段水位，美化了城市水域景觀，為城市營造了更多的濱江親水空間。

(2)工程創(chuàng)傷有損城市形象。攀枝花市以花命名、以花為景，享有“陽光花城”的美譽(yù)，其城市景觀獨特之處在于春夏秋冬四季有花，大街小巷、高樓深院、園林湖畔花影迷人。金沙水電站的壩肩、樞紐工程開挖面等重塑地貌，與城市景觀格格不入，也有礙“花城”形象。

(3)工程建設(shè)破壞原有城市生態(tài)系統(tǒng)。電站建設(shè)前，城市居民與所處環(huán)境相互作用，形成了一個相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。電站施工活動及后期建筑物的永久占壓，將徹底破壞原有人、城市、環(huán)境相互依存的關(guān)系，且恢復(fù)起來極為困難。

(4)城市的環(huán)境制約工程建設(shè)。金沙水電站棄渣量巨大，而攀枝花市城區(qū)可供棄渣的場地又十分有限，故棄渣場選址極為困難，嚴(yán)重制約工程建設(shè)。另外，若選址或棄渣堆置不當(dāng)均可能造成生命財產(chǎn)損失、公共設(shè)施損毀等，甚至造成巨大的災(zāi)難。

4　水土保持設(shè)計新思路

4.1注重壩肩綠化設(shè)計，美化工程

金沙水電站兩岸壩肩設(shè)計開挖坡比為1∶0.3，采用分臺階布置，每隔15 m布設(shè)一級馬道平臺，馬道寬3 m。壩肩邊坡全部為巖質(zhì)開挖面，且垂直高差達(dá)100 m，主體設(shè)計方案對壩肩邊坡掛網(wǎng)噴砼支護(hù)，電站建成后將形成大片灰色混凝土硬化斑塊，色彩單調(diào)，景觀效果不佳。

水土保持設(shè)計中，利用壩肩各級馬道平臺布設(shè)載土槽，實施壩肩垂直綠化，既改善了工程景觀，又展現(xiàn)出綠化、環(huán)保的電站建設(shè)形象。具體綠化方案為:各級馬道平臺布置寬載土槽(寬1.50 m、高0.60 m)，槽內(nèi)回覆厚度不小于0.60 m的耕作土，兩側(cè)分別栽植攀緣植物，內(nèi)側(cè)上攀，外側(cè)下垂，營造“上攀下垂”的垂直綠化效果。為使壩肩綠化效果更有層次、色彩搭配更加豐富，馬道載土槽中間區(qū)域栽植低矮、色彩明艷的小灌木，分級色彩搭配，營造“邊坡整體綠化，分級色彩明艷”的整體綠化效果。載土槽綠化樹種選擇常用且景觀效果好的爬山虎、迎春、黃花槐、三角梅等。

4.2打造沿江景觀帶，提升城市品位

電站建成后，大壩抬高了城區(qū)河段水位，增加了城市親水空間?；诖耍手ㄊ刑岢龃蛟煲粭l穿越城市中心，以“花海走廊、綠染江岸”為目標(biāo)，展現(xiàn)獨特城市風(fēng)貌的多功能立體濱江休閑帶，實現(xiàn)濱江親水的城市夢想。金沙水電站的沿江道路、臨江料場跡地、存料場跡地等區(qū)域均位于城市沿江可視范圍內(nèi)，水土保持設(shè)計不拘于傳統(tǒng)以恢復(fù)跡地為目標(biāo)，按生態(tài)優(yōu)先、因地制宜、特色鮮明等原則，進(jìn)行沿江景觀帶設(shè)計，提升城市品位。

沿江景觀帶以“構(gòu)建綠化林帶、打造景觀花海、恢復(fù)生態(tài)草地”為總體策略，設(shè)計方案如下:①沿江道路以“構(gòu)建綠化林帶”為目標(biāo)，路基下邊坡種植鄉(xiāng)土常綠闊葉樹種，構(gòu)成沿江兩岸的基礎(chǔ)植被。路肩栽植行道樹，形成綠色防護(hù)隔離林帶，消除道路對景觀帶產(chǎn)生的不良影響。②臨江料場開采跡地以“打造景觀花?！睘槟繕?biāo)，終采平臺回覆耕作土，栽植開花喬、灌木和草本植物，營造花林景觀。③存料場跡地位于河流常水位以下，以“恢復(fù)生態(tài)草地”為目標(biāo)，種植濕生草本植物，形成富有野趣的草灘景觀，恢復(fù)生態(tài)濕地。

4.3保護(hù)城市稀缺的水、土資源，重建城市生態(tài)系統(tǒng)

電站建成后，地表全面硬化阻斷了光、熱、水、氣，以及生物的地上地下交換通道，使城市變成了沒有呼吸的死城［1］。水是生命之源，土是生存之本，水土保持設(shè)計從保護(hù)城市稀缺的水、土資源兩個方面著手，積極重建城市生態(tài)系統(tǒng)。

(1)執(zhí)行最嚴(yán)格的表土剝離制度，保護(hù)城市寶貴的表土資源。金沙水電站施工征地全部位于城區(qū)，表土資源稀缺，少量的表土資源分布零散且厚度不均，不當(dāng)?shù)膭冸x方式、粗放的管理方式，極易造成表土永久損失。水土保持設(shè)計中按照“保護(hù)和利用珍貴表土資源”的理念，執(zhí)行最嚴(yán)格的表土剝離制度，要求如下:①表土剝離應(yīng)于基礎(chǔ)開挖前全部完成，避免表土在施工過程中流失;②對于不適合機(jī)械剝離的部位，采用人工剝離方式，確保剝離區(qū)域不遺漏;③表土剝離過程中，適時調(diào)整剝離厚度，避免因局部土層較厚造成少剝;④采用封閉方式運輸，避免運輸過程中灑落;⑤單獨堆存，避免與其他渣料混合堆放，造成表土破壞或流失。

(2)最大限度地利用城市的雨水資源。大面積的硬化地表和大壩建筑物永久占壓，阻斷了雨水下滲通道，城市降水無法入滲補(bǔ)給地下水，大部分以徑流的形式排出，直接造成城市水資源損失。水土保持設(shè)計時提出了控制地表硬化面積、合理布設(shè)雨水集蓄設(shè)施，以最大限度地利用城市雨水資源的策略，如在電站管理范圍內(nèi)優(yōu)先恢復(fù)林草植被，利用植物涵養(yǎng)水源;對不能恢復(fù)林草的區(qū)域，鋪裝透水磚、空心磚、滲水混凝土等透水材料，使雨水能夠就地下滲，涵養(yǎng)城市水源等。

壩肩、料場開采面、棄渣場周邊的截排水設(shè)施，排除坡面上游側(cè)來水，直接造成城市水資源的白白損失?？紤]工程區(qū)屬金沙江干熱河谷氣候區(qū)，全年干濕兩季分明，干季時段長、降雨極少，雨季降水集中、強(qiáng)度大，降雨年內(nèi)分布不均的特點，水土保持設(shè)計中在壩肩、料場開采面、棄渣場頂面平臺布設(shè)蓄水池、蓄水窖等雨水集蓄設(shè)施，攔蓄坡面截水溝的雨水，用于馬道載土槽、料場終采平臺、棄渣場頂面及邊坡的植被恢復(fù)，積極重建城市生態(tài)系統(tǒng)。

4.4將工程建設(shè)與地方需求相統(tǒng)一

一方面，金沙水電站棄渣量巨大而攀枝花市城區(qū)可供棄渣的場地又十分有限，棄渣問題制約工程建設(shè)。另一方面，石家溝溝道的場地條件、堆渣容量、運距和交通條件、征地難易程度等適宜作為棄渣場，但該溝道上游近年雨季時常暴發(fā)小規(guī)模的泥石流，制約在此布設(shè)棄渣場。地方政府從保護(hù)人民群眾生命財產(chǎn)安全的角度出發(fā)，先期實施了泥石流搶險應(yīng)急工程，在溝道上游布設(shè)攔沙壩及截流溝，暫時控制了泥石流暴發(fā)，但未形成完整的泥石流防治體系，泥石流仍威脅下游居民的生命財產(chǎn)安全。

對泥石流的系統(tǒng)治理本不屬于水土保持設(shè)計范疇，但鑒于地方系統(tǒng)治理困難和工程建設(shè)需要，水土保持設(shè)計時把泥石流系統(tǒng)治理與棄渣場防護(hù)相結(jié)合，先期在溝道下游棄渣區(qū)域布設(shè)排導(dǎo)槽、停淤場等工程措施，與上游已實施的攔沙壩、截流溝等，形成一套完善的泥石流防治體系，從根本上治理地質(zhì)災(zāi)害，既保證了工程建設(shè)安全，也為棄渣場的選址消除了制約。通過先期的泥石流治理，解決了地方需求，同時也為棄渣落實了場地，經(jīng)濟(jì)、安全地解決了工程棄渣問題，實現(xiàn)了地方需求與工程建設(shè)的統(tǒng)一。

5　結(jié)語

隨著我國水力資源的不斷開發(fā)，長江小南海、金沙江銀江等多座位于城市的水電站即將開建。城市水電站的建設(shè)特點、所處自然環(huán)境、城市功能及需求各不相同，其水土保持設(shè)計還需要不斷探索及完善，以實現(xiàn)工程建設(shè)與城市環(huán)境保護(hù)的雙贏。

(責(zé)任編輯孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2016)03-0018-02

薛鵬(1982—)，男，江蘇淮安市人，工程師，學(xué)士，主要從事水土保持規(guī)劃設(shè)計工作。

2015-04-20