抽水蓄能電站棄渣場(chǎng)運(yùn)維現(xiàn)狀簡(jiǎn)析

溫家華，馬保東，曹 暢，柴建峰，程亞男，李沁書，凌 超，閔 麗，閆 賓，李明陽，王 昱

（1.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心，北京市 100161 2.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司，北京市 100761；3.中國(guó)電力財(cái)務(wù)有限公司，北京市 100005）

1 棄渣場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查工作概述

前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前已投產(chǎn)運(yùn)行電站的棄渣場(chǎng)在運(yùn)行管理方面，有的電站存在棄渣場(chǎng)防治責(zé)任不明確問題，有的棄渣場(chǎng)可能也存有安全隱患等問題，如：

（1）已運(yùn)行電站的大多數(shù)棄渣場(chǎng)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，影響其穩(wěn)定性的因素主要是水力侵蝕、重力侵蝕和人為活動(dòng)影響等；失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)往往具有分散性、潛伏性和不確定性等特征，并且與棄渣場(chǎng)日常的運(yùn)行維護(hù)管理是否完善有著密切的相關(guān)性[1-6]。

（2）棄渣場(chǎng)多為臨時(shí)建設(shè)用地，而防治責(zé)任與土地利用權(quán)屬直接相關(guān)，通過驗(yàn)收、土地移交后建設(shè)單位不再具有土地利用權(quán)，不再承擔(dān)防治責(zé)任，不具有繼續(xù)開展防治措施的法律基礎(chǔ)。但棄渣場(chǎng)往往與電站生產(chǎn)生活設(shè)施毗鄰，其安全穩(wěn)定與電站安全運(yùn)行又存在著關(guān)聯(lián)，且不易切割開。

（3）極端氣候環(huán)境條件下棄渣場(chǎng)往往會(huì)發(fā)生水土流失影響區(qū)域的生態(tài)穩(wěn)定，更有甚者還會(huì)誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，可能也會(huì)影響抽水蓄能電站的正常運(yùn)行，甚至?xí)?yán)重威脅到抽水蓄能電站及下游區(qū)域的人民生命財(cái)產(chǎn)安全。與此同時(shí)，國(guó)家行業(yè)政策層面對(duì)棄渣場(chǎng)安全、水土保持恢復(fù)等方面的重視程度越來越高。

在上述背景下，有針對(duì)性地普查新源公司系統(tǒng)內(nèi)已運(yùn)行電站棄渣場(chǎng)的現(xiàn)狀，梳理并分析棄渣場(chǎng)不同階段可能存在的問題及背后的原因，不僅有利于摸清現(xiàn)有棄渣場(chǎng)的現(xiàn)狀及存在問題，也可為后續(xù)類似工程棄渣場(chǎng)的選點(diǎn)、勘測(cè)設(shè)計(jì)、運(yùn)維提供經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

本次調(diào)查工作主要有以下特點(diǎn)：

（1）采用了問卷調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)踏勘相結(jié)合的方式。

（2）問卷調(diào)查表從8個(gè)角度出發(fā)，涉及約40個(gè)問題，涵括了棄渣場(chǎng)規(guī)模、管理機(jī)構(gòu)、截排水等設(shè)施現(xiàn)狀及穩(wěn)定性、運(yùn)維等多方面信息。

8個(gè)角度依次為：棄渣場(chǎng)高度和堆渣量、棄渣場(chǎng)管理情況（所屬權(quán)）、棄渣場(chǎng)運(yùn)維情況、棄渣場(chǎng)地貌氣候等、棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施、棄渣場(chǎng)的渣體護(hù)面、棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施和運(yùn)維過程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等。

本次向18個(gè)已運(yùn)營(yíng)抽水蓄能電站發(fā)出普查表，有14個(gè)電站根據(jù)渣場(chǎng)運(yùn)維管理過程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)后續(xù)電站棄渣場(chǎng)勘測(cè)設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理提出了寶貴的意見和建議。共收集到46個(gè)棄渣場(chǎng)的普查表，其中42個(gè)棄渣場(chǎng)有較詳細(xì)運(yùn)維信息；其余4個(gè)由于已移交當(dāng)?shù)卣?，其運(yùn)維情況不甚了解。

2 抽水蓄能電站棄渣場(chǎng)普查成果分析

2.1 棄渣場(chǎng)移交及管理現(xiàn)狀分析（所屬權(quán)等問題）

圖1為46個(gè)棄渣場(chǎng)移交及管理情況統(tǒng)計(jì)餅狀圖，分析可見：

（1）16個(gè)棄渣場(chǎng)已移交當(dāng)?shù)卣?，約占總數(shù)的35%；其余的30個(gè)棄渣場(chǎng)由電站自行管理，占總量的65%。

（2）有3個(gè)電站的棄渣場(chǎng)均已移交當(dāng)?shù)卣?，由?dāng)?shù)卣芾怼?/p>

（3）有9個(gè)電站的棄渣場(chǎng)均由電站自行管理。

（4）有5個(gè)電站的棄渣場(chǎng)，既有已移交當(dāng)?shù)卣模灿须娬咀孕泄芾淼摹?/p>

由于棄渣場(chǎng)多臨近電站，有的甚至毗鄰廠區(qū)，雖然棄渣場(chǎng)已經(jīng)移交當(dāng)?shù)卣?，但若其失穩(wěn)失事，將對(duì)電站水保、環(huán)保、安全運(yùn)行造成一定影響，且有可能影響棄渣場(chǎng)下游居民生活生產(chǎn)，所以電站有時(shí)仍然還承擔(dān)棄渣場(chǎng)的日常巡檢和維護(hù)。

存在風(fēng)險(xiǎn)及困惑：棄渣場(chǎng)移交地方政府后，如出現(xiàn)因地方政府未維護(hù)到位或人為破壞造成渣體失穩(wěn)變形破壞，仍將對(duì)電站水保、環(huán)保、安全運(yùn)行造成一定影響。加之與地方政府協(xié)調(diào)難度較大，事故責(zé)任也較難明確界定。

圖1 棄渣場(chǎng)移交和管理現(xiàn)狀示意圖（17個(gè)電站，46個(gè)渣場(chǎng)）Figure 1 The pie chart for the current situation of transfer or ownership according to different residues disposals

2.2 棄渣場(chǎng)運(yùn)維情況

圖2為根據(jù)42個(gè)棄渣場(chǎng)運(yùn)維情況整理的餅狀圖，可見：

（1）有29個(gè)棄渣場(chǎng)狀態(tài)良好，處于穩(wěn)定狀態(tài)，約占統(tǒng)計(jì)渣場(chǎng)總數(shù)量的69%。

（2）有13個(gè)棄渣場(chǎng)曾經(jīng)投入資金維護(hù)，約占總量的31%。

此外，本次普查還發(fā)現(xiàn)，只有3個(gè)棄渣場(chǎng)有監(jiān)測(cè)設(shè)施，其余均無監(jiān)測(cè)設(shè)施。

2.3 棄渣場(chǎng)地形地貌氣候等情況

圖3為42個(gè)棄渣場(chǎng)地貌氣候等條件統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可見：

（1）42個(gè)棄渣場(chǎng)中，有31個(gè)為溝谷型棄渣場(chǎng)，約占總量的74%；11個(gè)為坡面型棄渣場(chǎng)，約占總量的26%。

圖2 棄渣場(chǎng)運(yùn)維情況統(tǒng)計(jì)Figure 2 The pie chart for the operation and maintenance according to different residues disposals

（2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和普查表，有8個(gè)棄渣場(chǎng)可能受到臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等極端氣候影響，約占本次統(tǒng)計(jì)棄渣場(chǎng)總量的17%，分別位于浙江和福建。

考慮到江、浙、閩等東南沿海地區(qū)可能遭遇臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等極端氣候的概率較大，17%的這一統(tǒng)計(jì)結(jié)果可能偏保守。

圖3 棄渣場(chǎng)地貌條件等統(tǒng)計(jì)分析圖Figure 3 The pie chart for the tatistic analysis of landform and weather condition

2.4 棄渣場(chǎng)高度、堆渣量及坡比等統(tǒng)計(jì)

2.4.1 渣體高度特征

圖6為堆渣高度柱狀圖，分析可見：

（1）棄渣場(chǎng)高度多在20～80m之間。

（2）42個(gè)棄渣場(chǎng)中，有8個(gè)棄渣場(chǎng)高度大于等于100m。33個(gè)棄渣場(chǎng)高度小于100m，占統(tǒng)計(jì)總量的80%。

2.4.2 堆渣量統(tǒng)計(jì)

圖5為堆渣量柱狀圖，分析可見：

（1）18個(gè)棄渣場(chǎng)的堆渣量大于100萬m3，最大可達(dá)780萬m3，約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)43%。

（2）24個(gè)棄渣場(chǎng)的堆渣量小于100萬m3，最小僅為2.73萬m3，約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)57%。

圖6為棄渣場(chǎng)高度-堆渣量散點(diǎn)圖，直觀可見，本次統(tǒng)計(jì)的棄渣場(chǎng)高度多在20～100m這一區(qū)間，且堆渣量多小于150 萬 m3。

2.4.3 坡比情況

圖4 棄渣場(chǎng)高度柱狀圖Figure 4 The column graph of height according to different residues disposals

圖5 棄渣場(chǎng)堆渣量情況Figure 5 The column graph of capacity according to different residues disposals

40個(gè)坡比數(shù)據(jù)中（需要說明的是，38個(gè)棄渣場(chǎng)普查表中有坡比數(shù)據(jù)，仙居上庫和響水澗的渣場(chǎng)各有2個(gè)坡比，所以有40個(gè)數(shù)據(jù)）：

（1）有22個(gè)渣場(chǎng)的坡比為1:2.0，約占總量的55%。

（2）有5個(gè)棄渣場(chǎng)的坡比為1:2.5，其堆渣角度比1:20要平緩些。

（3）有13個(gè)棄渣場(chǎng)的堆渣角度要陡于1:2.0，其坡比包括1:1.2、1:1.6和1:1.8等，約占總量的32%。

2.5 棄渣場(chǎng)護(hù)面及渣體、截排水、攔擋設(shè)施現(xiàn)狀分析

2.5.1 渣體及護(hù)面

棄渣場(chǎng)護(hù)面及植被具有以下特點(diǎn)：

（1）31個(gè)棄渣場(chǎng)的渣體護(hù)面一直穩(wěn)定且植被良好，約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的76%。

（2）9個(gè)棄渣場(chǎng)有局部有淺表層變形（滑塌、溜滑），約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的22%，但目前渣體總體是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。

2.5.2 攔擋設(shè)施

棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：

（1）有32個(gè)棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施一直處于正常狀態(tài)且無變形跡象，占統(tǒng)計(jì)總量的78 %。

（2）3個(gè)棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施，局部雖有變形破壞，仍可發(fā)揮作用，或者已有過工程治理，目前仍然可發(fā)揮截排水效用，約占總量的7 %。

（3）6個(gè)棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施已破壞嚴(yán)重，或曾經(jīng)治理，仍需工程處理；或渣體變形已引起攔擋設(shè)施破壞，現(xiàn)未治理，但擬申請(qǐng)費(fèi)用專項(xiàng)治理。

2.5.3 截排水設(shè)施

圖6 棄渣場(chǎng)“高度-堆渣量”散點(diǎn)圖Figure 6 The scatter diagram between height and capacity according to different residues disposals

棄渣場(chǎng)截排水設(shè)施現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果，分析可見：

（1）有22個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施一直正常，約占統(tǒng)計(jì)總量的67%。

（2）有10個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施局部有變形破壞，仍可發(fā)揮作用，或者已進(jìn)行過工程治理，目前仍然可發(fā)揮截排水效用，約占總量的30%。

（3）有3個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施破壞嚴(yán)重，已不起截排水作用，或者擬申請(qǐng)費(fèi)用治理。

29個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施采用單一的截排水溝形式；12個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施為多種形式聯(lián)合的方式，比如結(jié)合暗涵、盲溝或排水洞等。

3 結(jié)論

（1）17個(gè)電站的46個(gè)渣場(chǎng)，已有16個(gè)已移交當(dāng)?shù)卣?，約占總量的35%；其余30個(gè)棄渣場(chǎng)由電站自行管理，約占總量的65%。

（2）本次統(tǒng)計(jì)的棄渣場(chǎng)中，約70%棄渣場(chǎng)的護(hù)坡、截排水及攔擋等設(shè)施均處于正常狀態(tài)，其余30%的棄渣場(chǎng)局部有變形或者損壞或嚴(yán)重?fù)p害，或擬申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)進(jìn)行相應(yīng)的治理。

（3）從各電站反饋的管理和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)來看，建議棄渣場(chǎng)完成驗(yàn)收后，盡早移交地方政府，并明確管理職責(zé)。

（4）從各電站反饋的管理和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)來看，重視籌建期和基建期棄渣場(chǎng)的勘測(cè)設(shè)計(jì)和管理標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮監(jiān)測(cè)設(shè)施的布設(shè)。觀測(cè)和監(jiān)測(cè)設(shè)施盡可能采用先進(jìn)可靠的自動(dòng)化采集設(shè)備。

（5）棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮設(shè)置便捷巡視便道，建議后續(xù)電站棄渣場(chǎng)截排水溝等與巡視便道同步設(shè)計(jì)。