深圳抽水蓄能電站水土保持設(shè)計(jì)

段東亮，張曉遠(yuǎn)，李建生，鄭美燕

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510635)

深圳抽水蓄能電站(以下簡(jiǎn)稱“工程”)是我國(guó)首個(gè)建在超大城市內(nèi)的大型抽水蓄能電站，也是我國(guó)“十二五”期間開(kāi)工建設(shè)的首座抽水蓄能電站。工程2011年11月獲國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)核準(zhǔn)，2012年12月開(kāi)工建設(shè)，2017年11月首臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行，2019年10月樞紐工程和水土保持設(shè)施通過(guò)了專項(xiàng)驗(yàn)收，2020年9月完成了工程竣工驗(yàn)收。

筆者結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)存在的困難提出了解決建議，為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

工程位于深圳市東北部的鹽田區(qū)和龍崗區(qū)內(nèi)，裝機(jī)容量1200MW(300MW×4臺(tái))，為Ⅰ等大(1)型工程，建筑物主要由上水庫(kù)、輸水系統(tǒng)，地下廠房、上下庫(kù)連接道路及下水庫(kù)等組成，平均年抽水用電量19.55億kW·h，平均年發(fā)電量15.11億kW·h。

上水庫(kù)位于鹽田區(qū)北面的小三洲盆地內(nèi)，主要由1座主壩、5座副壩和環(huán)庫(kù)道路等組成。下水庫(kù)位于龍崗區(qū)橫崗鎮(zhèn)簡(jiǎn)龍村東北面的龍崗河支流響水河上，利用現(xiàn)有的銅鑼徑水庫(kù)擴(kuò)容改建而成，以租賃的方法獲得825.24萬(wàn)m3蓄能庫(kù)容(下庫(kù)另項(xiàng)建設(shè))。

項(xiàng)目區(qū)地形以低山丘陵為主，地勢(shì)上呈東南高西北低，山脊整體較平緩，山體坡度一般20°～35°，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多年平均降雨量1941mm，土壤以紅壤、赤紅壤為主，植被以低矮的灌叢和雜草為主，覆蓋率較高。

工程實(shí)際擾動(dòng)地表面積215.09hm2，挖方286.62萬(wàn)m3，填方224.77萬(wàn)m3，棄方61.85萬(wàn)m3全部綜合利用，未設(shè)置土石料場(chǎng)和棄渣場(chǎng)，恢復(fù)林草植被面積41.58hm2，林草植被恢復(fù)率98.6%，林草覆蓋率32.2%，水土流失總治理度98.8%，未發(fā)生水土流失災(zāi)害事件。

2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

(1)項(xiàng)目區(qū)人地矛盾突出，環(huán)境敏感度高

工程地處超大城市深圳，受地形限制、生態(tài)控制及城市快速擴(kuò)張等原因，用地指標(biāo)緊張，人地矛盾突出。工程上水庫(kù)施工區(qū)域靠近小三洲生態(tài)林保護(hù)區(qū)和東部華僑城旅游度假區(qū)，位于三洲田水源保護(hù)區(qū)和駱馬嶺水庫(kù)上游，環(huán)境敏感程度高，需控制施工擾動(dòng)范圍和植被損毀面積，減少對(duì)周邊環(huán)境造成的不利影響，保證水土流失防治效果，兼顧景觀要求。

(2)工程施工點(diǎn)面多，地形落差大，土石方量大

工程建設(shè)包括上水庫(kù)、上下庫(kù)連接道路、輸水發(fā)電系統(tǒng)及下水庫(kù)四個(gè)施工區(qū)域，涉及的施工點(diǎn)面多，上、下水庫(kù)落差達(dá)445m，挖填土石方量超500萬(wàn)m3，且不同施工部位多有交叉，土石方調(diào)配利用受空間和施工時(shí)序銜接等因素制約，優(yōu)化空間小，棄渣處置和防護(hù)困難。

(3)工程區(qū)位于暴雨中心，地表挖填擾動(dòng)強(qiáng)烈

上水庫(kù)位于暴雨中心，涉及的建筑物復(fù)雜多樣，大量的土石方挖填等施工活動(dòng)對(duì)地表擾動(dòng)強(qiáng)烈，在強(qiáng)降雨和大地形落差的雙重作用下，易造成大的水土流失，需要因地制宜成體系布設(shè)防治措施，各防治區(qū)間有效聯(lián)防，措施間合理搭配，控制水土流失及其造成的危害。

(4)工程景觀融合要求高，植物措施要求高

上水庫(kù)臨近東部華僑城風(fēng)景旅游度假區(qū)，區(qū)域原狀植被優(yōu)良，且項(xiàng)目周邊常有市民游玩、休憩，工程建設(shè)本身又對(duì)地形、植被覆蓋改變較大，需要消除建設(shè)帶來(lái)的不利影響，最大限度的保護(hù)與恢復(fù)林草植被，提高工程與周邊景觀的融合，改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

3 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

(1)棄渣優(yōu)先利用，優(yōu)化土石方調(diào)配，減少渣料場(chǎng)布置

批復(fù)的水土保持方案中，工程需棄渣163.05萬(wàn)m3，設(shè)棄一處占地10.03hm2，地類為林地的渣場(chǎng)堆置；需外借石料165.46萬(wàn)m3，設(shè)一處占地6.18hm2，地類為林地的自采石料場(chǎng)。施工圖階段，通過(guò)與施工專業(yè)協(xié)商，調(diào)整優(yōu)化了土石方調(diào)配方案，取消了石料場(chǎng)和棄渣場(chǎng)，工程所需石料全部利用自身開(kāi)挖石方，棄渣結(jié)合場(chǎng)地回填整治全部綜合利用，減少了施工擾動(dòng)范圍和植被損毀面積，從源頭上消除了石料場(chǎng)、棄渣場(chǎng)兩個(gè)水土保持“痛點(diǎn)”，在降低工程水土流失防治難度的同時(shí)，又保護(hù)和合理利用了土地資源，這在土地資源緊缺、人地矛盾突出的深圳，尤顯珍貴，值得類似工程借鑒。

(2)棄渣綜合利用與微地形重塑結(jié)合，因地制宜提升景觀效果

上水庫(kù)施工區(qū)域棄渣，結(jié)合主壩、1#副壩及2#副壩壩后管理用地回填整治需求綜合利用，消除了因地形和基坑挖填等因素形成的壩后積水坑洼地，增加了可恢復(fù)植被面積，提升了景觀效果，同時(shí)通過(guò)減少大壩、壩坡等圬工體相對(duì)高度來(lái)降低帶來(lái)的視覺(jué)違和感，提高了與周邊景觀融合。上、下庫(kù)連接道路施工區(qū)棄渣，結(jié)合k7轉(zhuǎn)彎處道路行車安全和景觀需求，設(shè)置一處景觀平臺(tái)，用于來(lái)往車輛、行人休憩及觀景，工程設(shè)計(jì)與棄渣綜合利用結(jié)合，提高了該處的景觀效果。

(3)層層設(shè)防，預(yù)防為主

抓住暴雨這個(gè)水土流失主因，土建施工期每年汛前均編制水土保持度汛方案，基于工程施工計(jì)劃和組織安排，梳理分析各施工作業(yè)面水土流失特點(diǎn)，明確水土流失防治的關(guān)鍵部位和時(shí)段，因地制宜，做到區(qū)域聯(lián)防、措施靈活搭配，盡力將水土流失控制在源頭，流失的部分再?gòu)耐局薪亓簦詈笤谀┒讼?，化解了被?dòng)局面，確保工程安全度汛的同時(shí)，有效控制了泥沙流失對(duì)下游的影響。具體為：源頭上，上水庫(kù)庫(kù)區(qū)內(nèi)各土石方挖填、地表裸露的施工面先以苫蓋、攔擋措施及截排水溝控制水土流失；途中，利用泄洪洞底板高程和庫(kù)底自然高程差形成的積水區(qū)域，以及庫(kù)內(nèi)存在的坑洼地、水塘等，分區(qū)劃片布設(shè)擋水埂，將各施工面流失的泥沙層層截留、沉滯；末端，在主壩壩后沖溝內(nèi)布設(shè)一座格賓石籠攔沙壩，控制泥沙輸出，對(duì)下游敏感區(qū)域的駱馬嶺水庫(kù)，在庫(kù)尾溝道內(nèi)再設(shè)一座鋪設(shè)反濾土工布的格賓石籠壩，避免懸移質(zhì)泥沙對(duì)水庫(kù)水質(zhì)造成影響。

(4)將植物措施布設(shè)和庫(kù)區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)土林木資源保護(hù)相結(jié)合

工程上水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)內(nèi)林木資源豐富，根據(jù)胸徑10cm以上的自然風(fēng)景林木清點(diǎn)結(jié)果，按樹(shù)種、樹(shù)齡、樹(shù)形分類，綜合考慮運(yùn)距、移植成本及景觀價(jià)值等因素，從中篩選出了18種4646株進(jìn)行移栽(含假植)和利用，作為永久生產(chǎn)生活管理區(qū)、道路景觀平臺(tái)、行道樹(shù)等綠化苗木來(lái)源，成功保護(hù)了當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土林木資源的同時(shí)，又為下閘蓄水前的庫(kù)區(qū)清理提供了便利，還節(jié)約了工程投資。

(5)植物措施立體化布設(shè)，兼顧景觀效果

設(shè)計(jì)中，對(duì)可恢復(fù)為林草地相對(duì)平緩的區(qū)域采取喬、灌、草結(jié)合綠化，涉及到的挖填方邊坡采取鋪草皮、噴混植生防護(hù)，對(duì)于局部以圬工防護(hù)措施為主但又有景觀要求的邊坡，如上、下庫(kù)連接道路填方側(cè)路基擋墻和挖方邊坡處擋墻，則結(jié)合地形，在擋墻坡腳、中間平臺(tái)(墻頂)建槽填土栽植花灌木和攀援植物，起到了遮擋作用的同時(shí)，又增加了綠化面積和景觀效果，提升了工程形象。

4 問(wèn)題與建議

(1)現(xiàn)場(chǎng)施工與設(shè)計(jì)有偏差，缺少高效溝通橋梁

現(xiàn)場(chǎng)缺少專業(yè)監(jiān)理人員，造成措施實(shí)施和設(shè)計(jì)有脫節(jié)，需要從機(jī)制上重視，配備有技術(shù)能力的水土保持專業(yè)監(jiān)理人員。

(2)總價(jià)項(xiàng)目分解和措施實(shí)施計(jì)劃制定，得不到重視和落實(shí)。

造成水土保持措施，特別是臨時(shí)措施，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施和管理缺少參照，需要施工單位根據(jù)結(jié)合實(shí)際制定和更新措施實(shí)施計(jì)劃，分解投標(biāo)時(shí)的總價(jià)項(xiàng)目。

(3)表土保護(hù)，設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施有偏差。

設(shè)計(jì)時(shí)以土地利用現(xiàn)狀匡算剝離范圍和厚度，按需剝離，實(shí)施時(shí)實(shí)際表土分布及回覆需求量又存在偏差，需要設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，厘清綠化、復(fù)墾表土回覆需求量，根據(jù)表土實(shí)際分布，提前謀劃調(diào)配利用方案。