油房溝水電站建設(shè)工程中水土流失因素分析及防治措施

尹艾萍，蘇凱文，沈立新

(1.云南省林業(yè)科學(xué)院， 云南 昆明 650204；2.西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)旅游學(xué)院， 云南 昆明 650224；3.西南林業(yè)大學(xué)亞太森林組織昆明培訓(xùn)中心，云南 昆明 650224)

油房溝水電站建設(shè)工程中水土流失因素分析及防治措施

尹艾萍1，蘇凱文2，沈立新3

(1.云南省林業(yè)科學(xué)院， 云南 昆明 650204；2.西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)旅游學(xué)院， 云南 昆明 650224；3.西南林業(yè)大學(xué)亞太森林組織昆明培訓(xùn)中心，云南 昆明 650224)

水電站工程的實(shí)施在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，不可避免地會(huì)對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的生態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。文章對(duì)昭通市油房溝水電站工程建設(shè)過(guò)程中新增水土流失的影響因素進(jìn)行分析，藉此，除提出應(yīng)采取的工程措施外，還分區(qū)域提出了相應(yīng)的植樹(shù)、種草恢復(fù)植被以減少水土流失的措施。

油房溝水電站建設(shè)工程；水土流失；影響因素；防治措施；植物綠化

1 工程概況

油房溝電站為灑漁河梯級(jí)水能開(kāi)發(fā)的第四級(jí)電站(其上游有高橋電站、柏香林電站、悅樂(lè)電站)，電站距昭通城區(qū)78 km。電站裝機(jī)容量68 MW，最大工作水頭166 m，引用流量46.7 m3/s。工程建筑物主要由首部樞紐、引水隧洞、跨河建筑物、調(diào)壓井、壓力管道、廠房、升壓站及尾水渠等組成。

工程主要由取水口大壩、引水隧洞、調(diào)壓井、廠區(qū)、棄渣場(chǎng)、施工輔助設(shè)施等組成?？傉嫉孛娣e為49.05 hm2，其中取水口大壩1.54 hm2，引水隧洞0.23 hm2，棄渣場(chǎng)區(qū)9.14 hm2，廠區(qū)1.969 hm2，交通工程區(qū)27.26 hm2，料場(chǎng)區(qū)3.13 hm2，生產(chǎn)生活區(qū)4.92 hm2[1]。

2 項(xiàng)目區(qū)環(huán)境概況

云南省昭通市油房溝水電站工程(以下簡(jiǎn)稱油房溝水電站工程)位于云南省昭通市大關(guān)縣與永善縣交界的灑漁河上。項(xiàng)目區(qū)地理座標(biāo)為東經(jīng)103°40′～103°55′、北緯27°48′～27°52′，電站距大關(guān)縣城約26 km，距昭通城區(qū)約78 km，距昆明市514 km。

工程區(qū)位于滇東北金沙江流域，主要為構(gòu)造侵蝕深切高中山河谷地貌。灑漁河在區(qū)內(nèi)平均縱比降為13‰～14.7‰，河谷呈不對(duì)稱的“U”型谷(整體上左岸地形比右岸陡)，兩岸地形坡度多在30°以上。工程區(qū)內(nèi)物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為崩塌，區(qū)內(nèi)沿河床坡腳、陡崖腳崩塌廣泛發(fā)育，此外局部地段有滑坡發(fā)育。取水口河谷谷地分布高程為905～912m，兩岸為陡崖地形，崖頂分布高程為932～975 m；屬“U”型谷，兩岸基本對(duì)稱，同一斷面上右岸崖頂高于左岸崖頂[2]。

灑漁河流域?qū)贉貛О霛駶?rùn)地區(qū)，年均溫11.6℃，氣溫年內(nèi)變化在-13.3～38.5℃。其氣候受季風(fēng)控制，主要表現(xiàn)為干、濕季分明的特點(diǎn)(5—10月降水量占全年的90%左右)。由于流域地勢(shì)高差懸殊，下游黃葛溪一帶又表現(xiàn)為干熱河谷氣候。流域降水來(lái)自孟加拉灣及北部灣的暖濕氣流，年均降水量為800 mm。由于昭通地處云南省冷空氣入侵的門戶，冬季寒潮頻繁、天氣陰冷，常伴有雨雪，油防溝水電站1、6、24 h暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)為35 mm、55 mm、70 mm。

施工區(qū)由于是典型的山區(qū)，垂直高差使得氣候立體性強(qiáng)，以氣候因素為主形成的土壤類型占絕大多數(shù)。建設(shè)區(qū)土壤垂直地帶性分布特點(diǎn)明顯，可大致為紅壤、黃壤、棕壤和紫色土壤。土壤的分布規(guī)律與海拔高度緊密聯(lián)系，工程所在地區(qū)土壤類型主要為黃壤土類[3]。

由于多種原因，本區(qū)森林屢遭破壞，植被覆蓋率極低，工程區(qū)植被覆蓋率為18.81%。植被分布由低到高：金沙江邊以油桐、花椒、枧子、柑桔為主；河谷常綠闊葉林以地盤松、女貞、木瓜、棕櫚為主，常見(jiàn)皂角、臘蟲(chóng)、苦楝、栽秧果、吳芋、棕櫚，毛竹等；一般山地以云南松、華山松、杉、柏、櫟類、楊樹(shù)、果樹(shù)為主；亞高山則以櫟類、桃、漆樹(shù)、華山松、杜鵑為主。作物種植種類主要為玉米、稻谷、小麥和豆類、薯類等糧食作物，經(jīng)濟(jì)作物主要有烤煙、油菜等。

3 水土流失影響因素分析

工程區(qū)為中山峽谷地貌，山形陡峻，兩岸山峰直入云霄，溯源而上，沿途均為懸崖壁立、怪石嶙峋。行至上游岔河一帶，地形趨緩，分布有針葉林、灌木叢及荒草地。侵蝕類型主要為水力侵蝕。

水電站工程的水土流失主要形式有面蝕、溝蝕、重力侵蝕等，水土流失主要時(shí)段為工程建設(shè)期[4]。本工程開(kāi)挖量及施工占地面積均不大，棄渣均能及時(shí)地運(yùn)至棄渣場(chǎng)。但由于地處深山峽谷，山高坡陡，暴雨量較大且集中，一旦地面植被被破壞，形成裸露地表，水土流失強(qiáng)度將加劇。棄渣處理不當(dāng)可能會(huì)造成滑坡及泥石流，故應(yīng)采取必要的水土保持措施，防治因工程建設(shè)可能造成的新增水土流失。

工程建設(shè)產(chǎn)生水土流失的主要因素有主體工程開(kāi)挖、施工棄土、棄渣，施工道路建設(shè)和運(yùn)行、生產(chǎn)生活及臨時(shí)用地區(qū)施工。

3.1 主體工程開(kāi)挖產(chǎn)生的水土流失

主體工程建設(shè)包括攔河閘壩、引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、廠房開(kāi)挖等工程，其中攔河閘壩修建時(shí)需對(duì)兩岸山體進(jìn)行削坡、清基，開(kāi)挖產(chǎn)生較大的棄土、棄渣，將不可避免地造成人為水土流失。此外，本區(qū)降雨充沛，水蝕較為嚴(yán)重，對(duì)主體工程開(kāi)挖裸露地表也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

3.2 施工棄土、棄渣產(chǎn)生的水土流失

建設(shè)類項(xiàng)目中的棄土、棄渣場(chǎng)是造成水土流失最大、危害性最顯著的區(qū)域，本工程設(shè)6個(gè)棄渣場(chǎng)，總占地面積9.14 hm2，總棄渣量65.70萬(wàn) m3(98.56萬(wàn) t)。由于施工棄渣量較大，且為松散堆積體，若施工期不加以防護(hù)，局部坡面可能發(fā)生水力沖蝕和溝蝕，造成較嚴(yán)重的水土流失，影響正常的施工活動(dòng)。該項(xiàng)目施工期較長(zhǎng)，期間的水土流失防治十分緊迫，工程施工期間因不斷產(chǎn)生棄渣，其水土流失防治必須與建設(shè)同期進(jìn)行，否則對(duì)施工進(jìn)度也將帶來(lái)一定影響。

此外，棄渣場(chǎng)所在地為溝道地形，且棄渣場(chǎng)位于河道邊，具有一定坡度，一遇暴雨將形成嚴(yán)重的水土流失，并隨著原地形、地貌、植被、土壤等遭到整體性的擾動(dòng)，大量泥沙和松散堆積體被帶到下游河道，易造成河道和水庫(kù)淤積，影響發(fā)電效果。

3.3 施工道路開(kāi)挖產(chǎn)生的水土流失

本工程施工道路位于灑漁河岸坡的山地上，地形坡度較大，工程開(kāi)挖將產(chǎn)生大量的棄渣，施工過(guò)程中開(kāi)挖作業(yè)極易使開(kāi)挖渣料沿開(kāi)挖下邊坡流入河道中，造成水土流失。

3.4 生產(chǎn)生活及臨時(shí)用地區(qū)施工產(chǎn)生的水土流失

生產(chǎn)生活及臨時(shí)用地區(qū)主要包括生產(chǎn)生活設(shè)施、施工機(jī)械修理廠、加工廠等。生產(chǎn)生活及臨時(shí)用地區(qū)的場(chǎng)地平整、占?jí)海瑢?duì)原地面植被及水土保持設(shè)施造成破壞，使其地表裸露、破壞及改變排水體系等，易誘發(fā)水土流失。本流失區(qū)相較其它流失區(qū)水土流失較小。

4 水土流失防治措施

4.1 工程措施

本工程為新建項(xiàng)目，在工程設(shè)計(jì)中已在取水口大壩、引水隧洞、調(diào)壓井、廠區(qū)的開(kāi)挖邊坡采取了漿砌石擋墻及噴混凝土、錨桿等支護(hù)邊坡的措施，并設(shè)置了排水溝進(jìn)行邊坡水的排出。施工道路沿線已采取排水等一些行之有效的工程措施。

4.1.1 壩型選擇

油房水電站工程攔河擋水壩為混凝土重力壩。依據(jù)壩址所處位置的工程地質(zhì)、地形條件及水文條件，混凝土重力壩較適應(yīng)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。灑漁河屬于山區(qū)河流，汛期洪水較大，重力壩較易解決洪期洪水過(guò)壩問(wèn)題，且重力壩有利于減少占?jí)和恋孛娣e，減輕對(duì)土地?cái)_動(dòng)、破壞程度。

4.1.2 石料場(chǎng)選擇

石料場(chǎng)選擇在保障質(zhì)量與數(shù)量的前提下，盡可能減少土石料場(chǎng)個(gè)數(shù)為原則。本工程施工規(guī)劃充分利用工程土石方開(kāi)挖料，填筑所需土料全部利用開(kāi)挖料，部分石料也利用開(kāi)挖工程開(kāi)挖料，最終只規(guī)劃1個(gè)石料場(chǎng)，以從客觀上減少土地?cái)_動(dòng)、破壞。車香溝石料場(chǎng)石料充足，可滿足工程對(duì)石料的要求，且為集中開(kāi)采，有利于保護(hù)環(huán)境，治理水土流失。

4.1.3 存棄渣場(chǎng)選址及規(guī)劃

根據(jù)電站工程樞紐區(qū)地形、地質(zhì)條件，施工組織設(shè)計(jì)中在引水線路沿線布設(shè)了6個(gè)棄渣場(chǎng)，可滿足工程棄渣要求。由于棄渣場(chǎng)位于河道兩側(cè)，存在洪水的影響，位于沖溝及坡地的棄渣場(chǎng)可能受水流沖刷引起水土流失，應(yīng)增加排水及攔擋措施。

4.1.4 施工場(chǎng)地布置

施工場(chǎng)地布置依山就勢(shì)，砂石料加工盡可能靠近采石場(chǎng)，便于就近加工，減少石料運(yùn)輸及回采過(guò)程中的損耗，可提高利用率，減少對(duì)施工范圍土地、植被的占?jí)浩茐摹?/p>

綜上所述，本工程在壩型、棄渣場(chǎng)、石料場(chǎng)等的選擇，以及樞紐、施工總體布置、施工場(chǎng)地布設(shè)等方面，都從充分利用寶貴的土地資源出發(fā)，盡可能減少占?jí)簲_動(dòng)的土地面積和損壞的水土保持設(shè)施面積；最大限度地利用工程開(kāi)挖料，減少存棄渣場(chǎng)數(shù)量及對(duì)石料場(chǎng)的開(kāi)挖量，盡量降低高邊坡處理難度，有利于減輕因工程建設(shè)造成的水土流失量，防止滑坡等水土流失災(zāi)害發(fā)生[5]。因此，從水土保持角度分析，主體工程的總體布局是較為合理的。

以上措施除維護(hù)工程的安全和正常運(yùn)行外，還起到了保持水土的作用。主體工程采取這些工程措施后，水土流失將得到極大控制，但仍需實(shí)施植被綠化措施以減少水土流失。

4.2 植物綠化措施4.2.1 首部樞紐

水土保持方案主要采取在工程設(shè)施外圍的保護(hù)范圍內(nèi)植樹(shù)，防止工程建筑物周邊地表因占?jí)旱乇碇脖黄茐暮螽a(chǎn)生水土流失，減少水土流失對(duì)工程造成的危害，美化建筑物周邊環(huán)境。本區(qū)以綠化美化為主，樹(shù)種選用當(dāng)?shù)剡m生品種滇楊、山合歡等，間距2.5 m×2 m，種植984株，綠化面積為0.492 hm2。

4.2.2 引水線路

引水線路為引水隧洞、調(diào)壓井及壓力管道，由于采用地下隧洞引水，設(shè)置地下調(diào)壓井，壓力管道采用地下埋管，引水線路施工對(duì)地表植被破壞不大，擾動(dòng)地表面積較小。本工程引水隧洞棄渣均運(yùn)至棄渣場(chǎng)堆放。施工結(jié)束后進(jìn)行擾動(dòng)區(qū)內(nèi)的棄渣清理，對(duì)裸露的地表進(jìn)行植樹(shù)(樹(shù)種為滇楊、山合歡)，使其得到保護(hù)。擬在引水隧洞、調(diào)壓井豎井進(jìn)口周邊范圍植樹(shù)488株，綠化面積為 0.244 1 hm2。

4.2.3 廠房樞紐

廠房樞紐區(qū)工程為電站發(fā)電廠房、升壓站，水土保持的主要對(duì)象為廠房樞紐區(qū)(包括保護(hù)用地)的臨河一側(cè)，水土保持措施以植物綠化為主。植樹(shù)株行距為2.5 m×2 m，植樹(shù) 1 369 株(樹(shù)種為滇楊、山合歡)，綠化面積為 0.684 8 hm2。

4.2.4 渣場(chǎng)區(qū)

工程開(kāi)挖施工結(jié)束后，對(duì)各棄渣場(chǎng)渣體表面進(jìn)行平整、覆土復(fù)墾、坡面覆土種草(草種為狗牙根)，種草總面積為棄渣場(chǎng)坡面總面積，共3.592 hm2，復(fù)墾面積為棄渣場(chǎng)總面積，共5.388 hm2。

考慮到堆渣體主要為開(kāi)挖石渣料，棄渣場(chǎng)地形較陡，工程區(qū)耕地少的因素，棄渣場(chǎng)坡面采用覆土種草護(hù)坡，覆土厚度0.25 m，渣體表面平整、覆土復(fù)墾，覆土厚度0.8m。覆土所用土料部分為開(kāi)挖面開(kāi)挖后保存于原地的可耕土，不足部分發(fā)動(dòng)當(dāng)?shù)卮迕裨诓黄茐漠?dāng)?shù)赝恋刭Y源的情況下就近取土。堆渣結(jié)束后，進(jìn)行渣體表面清理，覆土，然后再進(jìn)行種草，以恢復(fù)植被。

4.2.5 施工道路區(qū)

本工程施工道路分為永久公路及臨時(shí)公路。永久公路植物綠化措施為在公路外側(cè)單行植樹(shù)，株距2 m；對(duì)臨時(shí)公路，施工完畢后在公路外側(cè)單行植樹(shù)。待主體工程全部完工后，在可綠化土地上整地植樹(shù)，綠化面積為7.8 hm2。臨時(shí)公路原占用耕地復(fù)墾，共復(fù)墾耕地9.4 hm2。

4.2.6 施工營(yíng)地區(qū)

本區(qū)主要采取植物措施進(jìn)行治理。施工結(jié)束時(shí)，拆除各種臨時(shí)建筑，清理雜物，平整場(chǎng)地，同時(shí)完善場(chǎng)地四周的排水設(shè)施。然后再進(jìn)行植樹(shù)種草，恢復(fù)植被。原占用耕地復(fù)墾，共復(fù)墾耕地2.4 hm2。施工營(yíng)地共植樹(shù) 1 556 株(樹(shù)種為滇楊、山合歡)，植樹(shù)株行距為2.5 m×2 m，綠化面積達(dá)1.283 hm2。

4.2.7 料場(chǎng)區(qū)

本工程料場(chǎng)為石料場(chǎng)。車香溝石料場(chǎng)位于灑漁河右岸，地形較陡，植被不發(fā)育，耕地較少?？紤]到料場(chǎng)區(qū)開(kāi)采完畢可綠化面積僅為周邊坡度較緩的坡面，為起到覆蓋巖面的目的，采用藤本植物進(jìn)行坡面綠化，共種植653株，可綠化面積為 0.326 6 hm2。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)油房溝水電站項(xiàng)目特點(diǎn)、環(huán)境特點(diǎn)、工程水土流失等基礎(chǔ)條件進(jìn)行綜合分析，構(gòu)建了具體可行的工程措施和植物綠化措施，可有效地控制工程建設(shè)中的水土流失，實(shí)現(xiàn)水電站生產(chǎn)效益和環(huán)境、生態(tài)效益并舉，可為類似的工程開(kāi)發(fā)建設(shè)提供參考和借鑒。

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Soil Erosion and Water Loss and Its Prevention and Control in Youfanggou Hydropower Station

YING Aiping1, SU kaiwen2, SHEN Lixin3

(1.Yunnan Academy of Forestry，Kunming 650224, China;2. College of Ecotourism, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China;3. APFNet Kunming Training Center, Kunming 650224, China;)

The implementation of Hydropower project brings in the economic benefits, at the same time, inevitably make negative impact on the ecological environment. This paper analyzed the influencing factors of the new soil erosion in the construction of Yumugou hydropower station in Zhaotong City, and then, carried out the engineering measures, and other measures for reducing water loss and soil erosion e.g. corresponding tree planting, vegetation recovery and so on.

Yanguigou hydropower station construction project; water loss and soil erosion; influencing factors; control measures; plant greening

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.02.024

2017-02-20.

尹艾萍(1976-)，女，云南呈貢人，碩士，助理研究員.從事森林培育、森林生態(tài)及環(huán)境治理等工作.Email:506051293@qq.com

沈立新(1966-), 男，研究員.主要從事森林資源管理與利用研究.Email:yafslx@qq.com

S744

A

1671-3168(2017)02-0113-04