牛欄江天花板水電站水土流失分析與防治初探

尹艾萍+蘇凱文+沈立新

摘要：指出了水電站工程的實(shí)施必然會(huì)對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境和水土保持帶來負(fù)面影響，以牛欄江天花板水電站工程為例，對(duì)水電站工程建設(shè)過程中新增水土流失進(jìn)行了分析，并提出了行之有效、有針對(duì)性的水土保持防治措施、布局及方案，為保證水電站工程的安全發(fā)電、保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水土保持；防治措施；水土流失；水電站工程

1 工程概況

牛欄江天花板水電站壩處云南省昭通市魯?shù)榭h和巧家縣交壤處的牛欄江干流上，距上、下游洪石巖壩址和陡灘口壩址均約20 km。天花板水電站為混合式開發(fā)電站，地面廠房位于魯?shù)榭h龍頭山鎮(zhèn)境內(nèi)的牛欄江干流右岸，距上游壩址約3 km。該工程為混合式開發(fā)電站，主要由擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物和地面式發(fā)電廠房及開關(guān)站組成，牛欄江天花板水電站裝機(jī)容量2×90 MW，多年平均發(fā)電量8.295億kW·h。

牛欄江天花板水電站主體工程由永久工程、臨時(shí)工程、移民安置工程和對(duì)外交通工程等組成。其中永久工程有擋蓄水工程、引水工程、發(fā)電工程3部分組成，擋蓄水工程包括攔河壩等；引水系統(tǒng)包括由進(jìn)/出水口、高壓管道、引水隧洞等組成；發(fā)電廠房包括地面廠房、主變室、開關(guān)站等建筑物組成。水電站輔助工程由施工道路、施工場(chǎng)地、料場(chǎng)、存、棄渣場(chǎng)等組成。

2 項(xiàng)目區(qū)環(huán)境概況

天花板水電站壩址區(qū)為典型的峽谷河段，兩岸地勢(shì)險(xiǎn)峻，多件近百米或數(shù)百米的石壁，山頂高約1650 m以上，峽谷岸坡度平均多在65°以上，整個(gè)河谷斷面呈“V”字形。河谷兩岸的岸坡坡度隨著海拔的拔升而降低，由50～60°漸減為20～40°。地面廠房位于壩址下游右岸，距壩址河道距離約40 km，高程約972 m。

工程區(qū)多年平均氣溫為12.1℃，極端最高氣溫為33.0℃，極端最低氣溫為-11.5℃；多年平均降水量為881.8 mm，最大日降水量為137.4 mm；多年平均風(fēng)速為2.2 m/s，最大風(fēng)速達(dá)到21.3 m/s，主風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)；多年平均蒸發(fā)量1780.9 mm（口徑為20 cm蒸發(fā)皿），平均相對(duì)濕度76%，最小相對(duì)濕度0%，雷暴日數(shù)57.9 d[1]。

項(xiàng)目區(qū)土壤類型以燥紅土和紅壤為主，燥紅土主要分布在海拔568～1100 m，紅壤主要分布在海拔1100～1900 m。工程區(qū)的沿河植被多為人工植被和次生植被。天然植被中僅見面積不大的且分散于河谷中的稀樹灌木草叢、伴生少量的云南松林和小面積殘留的半濕潤常綠闊葉林片斷[1]。植被類型主要分為五大類：農(nóng)地（以水田、旱地等栽培植物為主），暖性石灰?guī)r灌叢，河谷稀樹灌木草叢，暖溫性針葉林，半濕潤常綠櫟類灌叢。

3 水土流失影響分析

區(qū)域地處云南省東北部，具有山地相對(duì)高差大、地面坡度陡的特點(diǎn)，這為土壤侵蝕的發(fā)生提供了條件，土壤侵蝕以水力侵蝕為主。項(xiàng)目區(qū)多年平均降雨量881.8 mm，而且大部份集中在雨季，極易產(chǎn)生山洪暴雨導(dǎo)致水土流失。另外，人類活動(dòng)也是水土流失的重要影響因素。項(xiàng)目區(qū)多年來由于受地形條件限制，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)落后。隨著人口和生活需求的增加，隨意開墾耕地、毀林開荒以及森林過量采伐，這都對(duì)水土保持及生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。

根據(jù)《云南省土壤侵蝕遙感調(diào)查報(bào)告》的土壤侵蝕圖，云南牛欄江天花板水電站工程區(qū)屬中度侵蝕區(qū)，為了防治工程區(qū)域的水土流失，水行政主管部門己將工程區(qū)列為重點(diǎn)治理區(qū)，重點(diǎn)是加強(qiáng)水土保持工作，減少原有水土流失，同時(shí)要加強(qiáng)管理，減少新增水土流失。

依據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，項(xiàng)目區(qū)屬于以水力侵蝕為主的一級(jí)類型區(qū)及西南土石山區(qū)二級(jí)類型區(qū)，土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)為“中度”，土壤容許流失量為500 t/（km2·a）。項(xiàng)目區(qū)水土流失情況見表1。

在工程的建設(shè)中，需要對(duì)地表大面積的開挖，這將帶來大量的渣土，由此會(huì)導(dǎo)致水土流失面積和總體水土流失量的的加劇，若不采取水土保持措施或水土保持措施不當(dāng)，都將對(duì)工程安全和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)安全帶來巨大的威脅[2，3]。

4 水土流失防治方案

4.1 總體布局

以實(shí)地情況為基礎(chǔ)，根據(jù)工程的建設(shè)規(guī)劃和廢渣的具體產(chǎn)生情況，擬采用的措施可分為工程措施、植物措施、臨時(shí)措施等，具體布置如下。

整體思路上有機(jī)結(jié)合工程措施和植物措施，合理搭配點(diǎn)、線、面水土流失防治措施，使不同措施能有效互補(bǔ)，確保工程時(shí)效性和控制性的充分發(fā)揮，以達(dá)到短時(shí)期內(nèi)減少直至遏制水土流失；同時(shí)通過植物措施，利用種植適宜的水保植物和開展土壤整治以恢復(fù)土壤保水蓄水能力，保護(hù)回填后的新生地表，最終達(dá)成徹底防治水土流失[4，5]。具體措施為：在棄渣場(chǎng)和施工場(chǎng)地建立防護(hù)攔擋工程，以“點(diǎn)”為單位集中攔蓄棄渣、工程產(chǎn)生的水土流失；在施工道路等“線”狀地點(diǎn)，以護(hù)坡工程措施為主體，植物措施為輔助；施工中形成的新生面修建條帶狀的截水溝，擋土（渣）墻和護(hù)坡，以鞏固地基和坡腳，同時(shí)在“線”上種植水保林草充分控制水土流失，減少地表徑流沖刷，使泥沙、廢土、塊石“難出溝、不下河、不入庫”；同時(shí)在施工場(chǎng)地進(jìn)行土地平整，將被工程破壞的土地修復(fù)、改造至平整狀態(tài)，并種植植株，形成“面”的防治。最終，在工程措施和植物措施結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過點(diǎn)、線、面的合理配置，形成互補(bǔ)互利的立體綜合防治體系，實(shí)現(xiàn)控制水土流失、改善生態(tài)環(huán)境、確保生態(tài)安全的整體效益[6]。

4.2 分區(qū)防治

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)、項(xiàng)目影響、環(huán)境條件、項(xiàng)目功能分區(qū)等，結(jié)合不同用地的水土流失特征、水土流失防治重點(diǎn)和土地整治后的發(fā)展利用方向等因素，將區(qū)域分化為不同水土保持分區(qū)[6]。經(jīng)分析，工程應(yīng)將水土流失防治分區(qū)分為樞紐區(qū)、渣場(chǎng)區(qū)、料場(chǎng)區(qū)、施工公路區(qū)、施工營地場(chǎng)地區(qū)、移民安置區(qū)、生廠生活區(qū)和直接影響區(qū)。具體防治措施見表2。

5 結(jié)語

在對(duì)牛欄江天花板水電站項(xiàng)目特點(diǎn)、環(huán)境特點(diǎn)、工程水土流失現(xiàn)狀等基礎(chǔ)條件進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，對(duì)工程區(qū)的水土流失進(jìn)行了合理的防治分區(qū)劃分，構(gòu)建了立體綜合的水土保持防治體系，有效地控制了工程建設(shè)中的水土流失，實(shí)現(xiàn)了水電站的生產(chǎn)效益和環(huán)境的生態(tài)效益并舉，為類似的開發(fā)建設(shè)提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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