抽水蓄能電站上水庫(kù)水土流失與水資源循環(huán)利用探究

趙偉國(guó)

摘要：隨著我國(guó)新能源的迅速發(fā)展，需要加速抽水蓄能電站建設(shè)。抽水蓄能電站上水庫(kù)有兩個(gè)顯著特點(diǎn)，一是旱季施工用水資源不足，二是雨季水土流失，如何解決水土流失和水資源不足成為人們關(guān)系的話題。本文針對(duì)抽水蓄能電站上水庫(kù)水土流失情況分析，通過(guò)對(duì)水資源的循環(huán)利用研究，盡量降低施工區(qū)域水流外排，達(dá)到減少水土流失的目的。

Abstract： With the rapid development of new energy in China， it is necessary to accelerate the construction of pumped storage power stations. There are two remarkable characteristics of upper reservoir of pumped storage power station. One is insufficient water resources for construction in dry season， the other is soil and water loss in rainy season. How to solve the problem of soil and water loss and water resources shortage has become a topic of concern. Based on the analysis of water and soil loss in upper reservoir of pumped storage power station， this paper studies the recycling utilization of water resources to minimize the outflow of water in construction area， so as to achieve the goal of reducing soil and water loss.

關(guān)鍵詞：水土流失;水資源;循環(huán)利用

Key words： soil and water loss;water resource;recycling

中圖分類號(hào)：TV213? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）31-0275-03

0? 引言

抽水蓄能電站的建設(shè)選址上一般選擇靠近用電負(fù)荷中心，存在天然高差，地質(zhì)情況穩(wěn)定的區(qū)域。一般抽水蓄能電站選在靠近大山深處，高差較大的地方。因此，抽水蓄能電站上水庫(kù)地勢(shì)高，無(wú)外來(lái)徑流，全靠天然降雨來(lái)解決施工用水問(wèn)題，水資源極為珍貴。同時(shí)，抽水蓄能上水庫(kù)一般自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，生態(tài)環(huán)境較好，水土保持要求高，水土流失危害大。如何有效解決水資源不足和水土流失之間的關(guān)系尤為重要。下面從這方面進(jìn)行研究分析。

1? 抽水蓄能電站上水庫(kù)工程的特點(diǎn)

某抽水蓄能電站上水庫(kù)位于深圳市區(qū)東部，鹽田區(qū)和龍崗區(qū)交界的山區(qū)，地處北回歸線以南，珠江口東岸，現(xiàn)狀植被為次生的針葉林、常綠闊葉林、灌草叢、草叢、果林、農(nóng)田群落。本標(biāo)施工區(qū)域下游分布多座水庫(kù)，西北方向?yàn)辂}田港、東北方向?yàn)槿A僑城，有著獨(dú)特的地理位置和優(yōu)美的自然環(huán)境。上水庫(kù)集雨面積0.62km2，總庫(kù)容983.0萬(wàn)m3。

施工區(qū)域多年平均降雨量為1932mm，雨量較為豐沛，但年內(nèi)分配不均勻， 4～9月降雨量占全年降雨量的80%以上，前汛期（4～6月）以鋒面雨為主，后汛期（7～9月）以臺(tái)風(fēng)雨為主。雨季雨量較為充沛，水土流失風(fēng)險(xiǎn)大。

根據(jù)施工情況，旱季（10月～次年3月）為抽水蓄能電站施工的高峰期，降雨量較少，僅占去年降雨量的20%，但該階段年需水總量達(dá)40萬(wàn)m3以上。而施工區(qū)域內(nèi)蓄水用的小三洲塘庫(kù)容較小，蓄水總量約為1萬(wàn)m3，高峰期施工用水缺口很大。

2? 抽水蓄能電站工程水土流失的危害性

抽水蓄能電站類開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目造成的土壤侵蝕主要集中在施工期，是以人類生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)為主要外營(yíng)力形成的土壤侵蝕類型。具體概括有以下特點(diǎn)：

①抽水蓄能電站上水庫(kù)工程多位于高差較大的大山深處，土壤侵蝕類型多樣，且各種類型相互作用、相互重疊，構(gòu)成了更復(fù)雜的土壤侵蝕體系。

②抽水蓄能電站上水庫(kù)工程建設(shè)工期長(zhǎng)，破壞地表植被范圍大;取土、棄渣量大;施工便道、堆渣場(chǎng)多;棄渣堆置時(shí)間較長(zhǎng)，土壤侵蝕周期也較長(zhǎng)。

③以誘發(fā)性土壤侵蝕為主;固體廢棄物多堆置在流域內(nèi)，廢棄物的淋溶及地表徑流的流失和滲漏，造成了地表水和地下水的污染，破壞了水資源。

④巖土擾動(dòng)程度大，植被破壞嚴(yán)重;侵蝕搬運(yùn)物質(zhì)復(fù)雜，土壤侵蝕成倍增長(zhǎng);易引發(fā)重力侵蝕，影響行洪，危及正常的生產(chǎn)及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全;造成特殊的工程侵蝕。

⑤工程區(qū)地表沖刷嚴(yán)重，降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙特征明顯，土壤侵蝕危害大。

由于抽水蓄能電站工程有其特殊性，也就決定了其危害性。抽水蓄能電站工程建設(shè)過(guò)程中大面積的開挖及其棄渣的堆放，破壞了工程區(qū)原有的地表植被及坡面穩(wěn)定，形成了新的流失源，嚴(yán)重影響了工程區(qū)環(huán)境及生態(tài)平衡。更為嚴(yán)重的是大量棄渣隨徑流流入下游區(qū)，對(duì)工程區(qū)及其下游地區(qū)的防洪和當(dāng)?shù)厝罕姷纳?、?cái)產(chǎn)及生存環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。同時(shí)也會(huì)引發(fā)洪澇、滑坡、泥石流災(zāi)害，使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，影響區(qū)內(nèi)旅游業(yè)的發(fā)展。

3? 施工用水需求

根據(jù)施工用水項(xiàng)目，結(jié)合水利水電現(xiàn)行施工規(guī)范、施工定額等，各項(xiàng)目施工單位用水量分別為：

①固結(jié)灌漿混凝土鉆孔0.224m3/m，基巖鉆孔0.284m3/m，灌漿10.1m3/m;

②帷幕灌漿混凝土鉆孔5.0m3/m，基巖鉆孔6.2m3/m，灌漿11.5m3/m;

③壩基排水孔鉆孔4.6m3/m;

④常態(tài)混凝土施工1.0m3/m3;

⑤防滲墻施工7.33m3/m2;

⑥碾壓混凝土施工0.9m3/m3。

根據(jù)本工程主要施工項(xiàng)目工程量，上述單位用水量統(tǒng)計(jì)主要項(xiàng)目施工總用水量如表1所示。

4? 水資源循環(huán)利用規(guī)劃與實(shí)施

為解決旱季施工用水缺口，確保旱季施工順利進(jìn)行，通過(guò)對(duì)低洼地帶周邊設(shè)置攔水埂、攔渣壩等措施形成集水坑，將天然降雨收集起來(lái)，然后通過(guò)抽排水抽水將收集起來(lái)的雨水用于施工生產(chǎn)。水資源循環(huán)利用規(guī)劃（圖1）如下：

4.1 水資源循環(huán)利用規(guī)劃

根據(jù)工程當(dāng)前現(xiàn)狀，可利用主壩上游基坑、圍堰上游庫(kù)區(qū)（含土料場(chǎng)L區(qū)與砂料堆場(chǎng)之間的沼澤地）進(jìn)行臨時(shí)性蓄水。

主壩上下游基坑蓄水來(lái)源主要包括：地下水、天然降水以及部分可重復(fù)利用的施工棄水。經(jīng)測(cè)算，該部位蓄至490m高程可存水約2.5萬(wàn)m3、蓄至496m高程可存水約7.1萬(wàn)m3。

圍堰上游庫(kù)區(qū)蓄水來(lái)源主要包括：地下水、天然降水、小三洲塘滲水以及可重復(fù)利用的施工棄水。對(duì)該區(qū)域全部清淤擴(kuò)挖至493m高程后，經(jīng)測(cè)算，該部位蓄至498m高程可存水約10萬(wàn)m3。

4#副壩上下游基坑蓄水來(lái)源主要包括：地下水、天然降水以及部分可重復(fù)利用的施工棄水。經(jīng)測(cè)算，該部位蓄滿后單次可供應(yīng)小三洲塘水量約3萬(wàn)m3。

4.2 水資源循環(huán)利用實(shí)施

上水庫(kù)大壩土建工程于2014年1月啟動(dòng)水資源循環(huán)利用方案，至2015年4月主體工程完工后停止水循環(huán)抽水，歷時(shí)13個(gè)月。期間通過(guò)循環(huán)抽水114萬(wàn)余m3，解決了施工用水缺口，避免了工程停工。（表2）

5? 水資源循環(huán)利用的意義

通過(guò)采取水資源循環(huán)利用，不僅解決了旱季施工用水缺口，也有效減少了水土流失，其意義有以下幾方面。①通過(guò)設(shè)置集水區(qū)，將含泥沙水流匯入集水區(qū)后依地形地勢(shì)設(shè)置沉沙措施，通過(guò)阻滯水流使泥沙沉淀，減少下泄水流泥沙含量。②可以將具體的用水需求作為依據(jù)，對(duì)水資源循環(huán)區(qū)進(jìn)行分類，從而科學(xué)合理的對(duì)水資源進(jìn)行重復(fù)利用，達(dá)到污水的零排放，對(duì)生活環(huán)境實(shí)行保護(hù)。③有效的解決了抽水蓄能電站上水庫(kù)施工用水缺口的問(wèn)題。

6? 結(jié)語(yǔ)

上水庫(kù)大壩土建工程于2014年1月啟動(dòng)施工用水循環(huán)利用方案，至2015年4月主體工程完工后停止水循環(huán)抽水，歷時(shí)13個(gè)月。期間通過(guò)蓄水措施，解決了70萬(wàn)m3的施工用水缺口，同時(shí)也有效降低了施工區(qū)域的水土流失。有效的解決了抽水蓄能電站上水庫(kù)水資源緊缺和水土流失的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王小芳，楊玲娟.從我國(guó)水資源的現(xiàn)狀論水污染治理的策略[J].天津師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，21（5）：41.

[2]劉躍.中國(guó)水資源與可持續(xù)發(fā)展[J].中國(guó)水資源與可持續(xù)發(fā)展，1998（5）.

[3]廖澤前.如何促進(jìn)水資源的可持續(xù)發(fā)展[J].廣西電力報(bào)，2002，7（662）.