水利水電工程棄渣場水土保持工程措施研究

□潘文玲（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站）

水利水電工程棄渣場水土保持工程措施研究

□潘文玲（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站）

由于水利水電在施工建設(shè)的過程中，必不可少的會出現(xiàn)大量的棄渣，其堆放比較困難，水土流失的危害比較大。為了有效的解決水利水電棄渣場水土流失的問題，還需要根據(jù)水利水電棄渣場的特點進行分析研究，從而根據(jù)實際情況與相關(guān)水土保持的標(biāo)準(zhǔn)要求來執(zhí)行，以便提高水利水電棄渣場水土保持效率，確保棄渣場的安全性，以便減少對生態(tài)環(huán)境的不利影響。文章就水利水電棄渣場的特點進行分析，并探究水利水電棄渣場類型與選址原則，探討棄渣場水土保持工程措施，以便提高棄渣場水土保持的效率。

水利水電工程；棄渣場；水土保持；工程措施；研究

0　引言

在中國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的情況下，科學(xué)技術(shù)得到質(zhì)的飛躍，從而促使我國城市化建設(shè)的步伐逐漸加快，水利水電工程得到進一步的發(fā)展。水利水電工程給社會建設(shè)提供了較大的促進作用，并與人們的日常生活密切聯(lián)系在一起。因此，針對水利水電棄渣場水土保持問題需要廣泛關(guān)注，在水利水電工程開發(fā)與建設(shè)的過程中，其中棄土與棄石等固體物質(zhì)是工程項目水土流失的主要因素，在水土保持方案中，需要著重對水利水電棄渣場工程措施進行研究，以便提高水土保持效率。

1　水利水電棄渣場的特點

1.1棄渣場的棄渣量較大

水利水電工程在施工過程中，對建筑物基礎(chǔ)的開挖會產(chǎn)生大量的棄渣，棄渣量比較龐大。

1.2棄渣場的選擇具有一定的困難

水利水電工程通常會選擇在山區(qū)峽谷中，并且山高坡陡，山體切割現(xiàn)象比較強烈，地形較狹窄，同時，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在一定程度上給棄渣場的選擇都帶來一定的難度。通常在溝道的上下游十幾公里的范圍內(nèi)難以找到合適的棄渣場，甚至有時候不得不將棄渣場選擇在河道中，從而給生態(tài)環(huán)境造成較大的影響[1]。

1.3棄渣場的水土流失危害比較大

樹立水電工程中棄渣場比較特殊，并且具有一定的危害性。在工程建設(shè)中，大量的棄渣堆放在河道或者溝道內(nèi)，如果沒有對其進行有效的防護處理，在暴雨天氣下容易形成泥石流等災(zāi)害，從而會導(dǎo)致河道淤積，導(dǎo)致河床升高，對河道的行洪能力造成一定的影響。并且還會對下游的群眾生產(chǎn)與經(jīng)濟造成一定的影響，以及對公路、跌路等公共設(shè)施的安全造成一定的影響。另外，棄渣的堆放會對周圍地表植被以及坡面的穩(wěn)定性帶來一定的影響，并且對其生態(tài)環(huán)境進行一定的破壞，因此，在水利水電工程建設(shè)過程中，需要處理好棄渣，適當(dāng)?shù)牟捎盟帘３执胧?，以便降低對周圍環(huán)境的不利影響。

2　水利水電棄渣場類型與選址原則

水利水電棄渣場的主要類型包括臨河型、攔溝型、谷坡型以及水庫型。臨河型棄渣場主要是將棄渣堆積在河道的附近，其渣體的底部高度應(yīng)低于河道中的防護渣體設(shè)防洪水位，需要考慮到對溝道防洪的影響。攔溝型主要是將棄渣堆放在溪溝溝道內(nèi)，在溝口處采用攔截渣壩形式攔擋，其上游的洪水由渣場設(shè)置的明渠排出。谷坡型主要是將渣體堆放在河道兩側(cè)的臺地或灘地上，渣體底部高度應(yīng)高于溝道中防護渣體的設(shè)防洪水位，不需要考慮渣體對溝道防洪的影響。水庫型主要是將棄渣堆放在水庫中，根據(jù)棄渣堆放的高度與水庫正常的蓄水位以及死水位進行分析，可以分為庫面型、庫低型以及庫中型。

在棄渣場選址原則方面需要遵循兩個方面的要求，一種是不得影響周邊的公共設(shè)置、工業(yè)企業(yè)以及居民點的安全性，避免對重要的基礎(chǔ)設(shè)施、生命財產(chǎn)安全以及行洪能力等的影響。針對必須存在棄渣的項目，需要對其進行科學(xué)的認(rèn)證，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)與治理標(biāo)準(zhǔn)。另一種是禁止在河道管理的范圍內(nèi)棄渣。針對需要在河道內(nèi)設(shè)置棄渣場的情況下，需要對其進行科學(xué)的認(rèn)證，對渣場進行評價，避免影響河道的行洪能力與河流水勢。同時，還需要制定出渣場的防洪評價報告，并獲取相關(guān)管理部門的批準(zhǔn)[2]。

3　水利水電棄渣場水土保持工程措施

3.1攔擋措施

3.1.1攔渣壩

當(dāng)棄渣堆放在溝道內(nèi)的時候，需要修建攔渣壩進行阻擋，其攔渣壩的主要壩型根據(jù)其材料的不同分為堆石壩、土壩、漿砌石壩和混凝土壩等。在上游攔渣壩中，其主要是在渣體堆放在整條溝道內(nèi)時修建攔渣壩，這種攔渣壩在設(shè)計的時候可以不考慮上游的來洪情況，因此，其設(shè)計比較簡單。主要考慮到地形條件、棄渣情況與安全性等問題，其抗滑穩(wěn)定系數(shù)設(shè)計在1.05～1.10范圍，當(dāng)壩體與攔渣量較大的時候，可以將系數(shù)適當(dāng)?shù)奶岣?。另外，在上游有洪水設(shè)置的攔渣壩中，需要考慮到壩體的穩(wěn)定與安全性，并對上游洪水量進行計算，以便確定攔渣壩與排水泄洪建筑的尺寸。在設(shè)計攔渣壩的時候，還需要對其攔渣量、攔泥庫容以及帶洪庫容進行計算，壩頂高度需要在總庫容水位與庫容曲線上對應(yīng)的高度上增加安全超高。在攔渣壩工程等級設(shè)計方面，當(dāng)攔渣庫容低于100萬m3，其壩高應(yīng)＜30m，其工程等級為5級[3]。

3.1.2攔渣墻

在棄渣等物質(zhì)容易出現(xiàn)滑坡或者坍塌的情況下，需要修建攔渣墻。其通常建設(shè)在緊靠棄渣與相對高度較高的坡面上，可以有效的降低攔渣墻的高度，并對溝道行洪能力的影響有所減少。其結(jié)構(gòu)形式主要分為半重力式、重力式、扶臂式、懸臂式等，并根據(jù)不同的土質(zhì)、地基以及使用情況等確定結(jié)構(gòu)形式，其重力式最為常見。

3.1.3攔渣堤

當(dāng)棄渣堆放在溝道岸邊或者河灘時，可以在棄渣場周邊修建攔渣堤。根據(jù)修建的位置分為河岸攔渣堤與溝岸攔渣堤，在設(shè)計的時候需要同時滿足防洪與攔渣的雙重功能。其防洪的標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)棄渣場實際情況、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟、環(huán)境等因素進行分析；而洪水位的設(shè)計需要根據(jù)明渠均勻流公式以及攔渣堤最窄河面寬對應(yīng)河道橫斷面圖進行分析，得出洪水深度，從而計算出洪水位。在其高度設(shè)計方面，需要考慮到以下兩個方面的要求，一方面，當(dāng)設(shè)計水位高于棄渣高加覆土?xí)r，其攔渣堤高度需要根據(jù)洪水位高度加上超高來確定。另一方面，當(dāng)洪水位低于棄渣場高度，攔渣堤高度應(yīng)根據(jù)棄渣高覆土厚度加上安全超高來確定。

3.2表土保護措施

為了有效地保護棄渣場周圍耕植土，有效地促進后期的耕地與植被的恢復(fù)，需要在堆放渣體前，將渣場的表層腐殖土剝離。并根據(jù)恢復(fù)的土地利用類型以及數(shù)量等情況來確定表土剝離的數(shù)量，當(dāng)表土剝離之后，需要臨時堆放在渣場的角落，邊坡比例為1:2，高度需要控制在2.50m，在渣場的周邊采用草袋裝土進行臨時攔擋。還需要根據(jù)堆放的時間在表面撒播草籽或者使用防護網(wǎng)加蓋處理，以便有效地避免水土流失，取到水土保持的作用。

3.3排水措施

在棄渣場排水方面，需要在施工期間設(shè)置臨時排水措施，同時，還需要考慮到在堆放完畢后的永久性排水措施。在施工期間，需要根據(jù)施工期的洪水流量在渣場周邊設(shè)施排水系統(tǒng)，斷面可以不需要襯砌處理，需要遵循引走洪水原則。在永久性排水措施方面，需要根據(jù)渣場的攔墻控制流域面積、降水量以及工程等級等方面的標(biāo)準(zhǔn)來確定。其排水的形式可以分為以下兩種：一種為排水渠，通常分布在渣面與山坡坡腳交接處，出水口設(shè)置在擋渣壩兩岸的壩頭沿山坡與河溝相接處。這種排水形式主要適合用于排水面積小、設(shè)計洪水流量小的棄渣場中。另一種是涵洞式，主要埋在渣體下部的河溝溝底處，穿過擋渣壩，與出口消力池相接，主要適合用于排水面積大，設(shè)計洪水流量大的棄渣場中。

3.4護坡措施

護坡的主要措施有漿砌石護坡、混凝土護坡、干砌石護坡、預(yù)制護坡等，在水土保持工程措施中，需要根據(jù)棄渣場的實際情況進行分析，以便選擇適當(dāng)?shù)淖o坡措施。在邊坡長期受水沖刷與浸泡的影響下，需要采用干砌石護坡措施；為了將渣體內(nèi)部的水分及時排除，也可采用干砌石護坡措施。如果渣體邊坡與水庫水位無關(guān)，通常采用框格草皮護坡形式，不僅可以有效防治水土流失，還可以節(jié)約工程投資，對渣場進行有效的改善。

4　總結(jié)

水利水電工程在經(jīng)濟建設(shè)中處于重要的位置，需要對水利水電棄渣場水土保持問題進行分析，以便有效地提高水土保持的效率，減少對周圍生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、生命財產(chǎn)安全等方面的影響。并根據(jù)棄渣場的實際情況，制定出水土保持的有效措施，可以借鑒國內(nèi)外先進技術(shù)，促使水土保持效果的提升。

［1］李翔宇.水利水電工程棄渣場水土保持工程的相關(guān)措施研究［J］.水力水電，2013，28（12）：903-904.

［2］操昌碧.水利水電工程棄渣場水土保持工程措施研究［J］.水電站設(shè)計，2014，17（4）：287-288.

［3］高寶林.水電工程棄渣場水土保持措施設(shè)計探討［J］.中國水土保持，2014，13（9）：36-37.

（責(zé)任編輯：劉青）

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