旭龍水電站設(shè)計重大技術(shù)問題研究

王小毛 孔凡輝 黃紅飛 王維浩

摘要：旭龍水電站是“十四五”期間開工建設(shè)裝機規(guī)模最大的水電站，也是《長江保護法》實施以來第一個核準的大型水電站項目。為應(yīng)對工程建設(shè)面臨的地震烈度高、壩區(qū)邊坡高、環(huán)保要求高和拱壩溫控難度大、發(fā)電流量變幅大、移民工作難度大等特點難點，針對樞紐布置、拱壩防震抗震、地下洞室群穩(wěn)定、水輪機穩(wěn)定運行、環(huán)水保設(shè)計以及移民安置等方面的研究及設(shè)計成果開展了論述。經(jīng)過長達18 a的研究、論證、設(shè)計，設(shè)計單位妥善解決了一系列重大技術(shù)問題，為確保旭龍水電站項目順利核準以及工程如期建設(shè)提供了堅實的技術(shù)保障。

關(guān) 鍵 詞：樞紐布置；特高拱壩；地下電站；長江保護法；旭龍水電站

中圖法分類號：TV61 文獻標志碼：ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S2.025

0 引言

長江上游的水電開發(fā)在中國經(jīng)濟社會發(fā)展中占據(jù)重要地位，以三峽工程^［1］為骨干的長江上中游梯級水電站群已具備規(guī)模，形成了金沙江、雅礱江、大渡河等五大水電基地^［2-3］。隨著金沙江下游的烏東德^［4］、白鶴灘等巨型水電站于近年來相繼建成，工程建設(shè)重心逐步向金沙江上游轉(zhuǎn)移。

旭龍水電站作為金沙江水電基地重點項目和西電東送骨干電源點，是中國“十四五”期間開工建設(shè)裝機規(guī)模最大的水電站，也是《長江保護法》^［5］實施以來第一個核準的大型水電站項目。工程位于云南省德欽縣與四川省得榮縣交界的金沙江干流上游河段，是金沙江上游河段“一庫十三級”梯級開發(fā)方案中的第12級，上距昌波壩址75.5 km，下距奔子欄鎮(zhèn)72.8 km。工程開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，壩址多年平均徑流量313億m³，水庫正常蓄水位2 302.00 m，總庫容約8.47億m³。水電站裝機容量2 400 MW，多年平均年發(fā)電量約105.14億kW·h。

該電站2004年5月開始預(yù)可研工作，2017年7月完成預(yù)可研報告，推薦旭龍壩址的正常蓄水位為2 302.00 m方案。此后，開始可研及系列專題研究工作，2020年12月，可研報告通過審查。2021年3月1日，《長江保護法》開始實施，開展了旭龍工程與《長江保護法》的符合性分析。2022年6月，國家發(fā)展改革委核準批復(fù)金沙江旭龍水電站。

樞紐布置為河床布置混凝土雙曲拱壩，最大壩高213 m；泄水建筑物布置在壩身，壩下游設(shè)混凝土水墊塘消能；引水發(fā)電建筑物采用右岸地下廠房，安裝4臺混流式水輪發(fā)電機組；過魚設(shè)施采用隧洞軌道式升魚機系統(tǒng)；施工導流采用全年導流方式，在高洞的左側(cè)布置生態(tài)供水旁通洞。施工總工期為98個月，其中首臺機組發(fā)電工期96個月。樞紐布置如圖1所示。

旭龍水電站壩址處區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜^［6］，大壩設(shè)計及校核地震分別達0.410 g、0.497 g，地震烈度高；地處西部高山峽谷地區(qū)，施工場地難以成片集中布置，開挖邊坡高達500 m，壩區(qū)邊坡高^［7］；社會發(fā)展要求提高，環(huán)水保措施不斷提升，2021年《長江保護法》提出新規(guī)定，環(huán)保要求高^［8］；工程區(qū)蒸發(fā)量大、溫差大、風大，庫底水溫僅6℃，采用花崗巖骨料，拱壩混凝土施工溫控難度大；隨著新能源的不斷開發(fā)與接入帶來新要求，發(fā)電流量變幅大，機組需在45%～100%額定流量下穩(wěn)定運行；地處川、滇、藏3省少數(shù)民族地區(qū)，各地政策不同，移民工作難度大^［9］等，形成“三高、三大”的工程特點和難點。

歷時18 a的前期勘察設(shè)計研究，針對旭龍水電站的特點和難點，不斷克服環(huán)境與技術(shù)等諸多困難，設(shè)計單位開展了艱苦卓絕的巨量勘測設(shè)計與研究工作，并同步推進重大特殊科研和專題技術(shù)攻關(guān)，對樞紐布置、拱壩防震抗震、地下洞室群穩(wěn)定、水輪機穩(wěn)定運行、環(huán)水保設(shè)計以及移民安置等一系列重大技術(shù)問題提出了有效可行的解決方案，為項目順利核準奠定了堅實基礎(chǔ)。本文對上述各項專題的成果開展論述，以期為今后高海拔地區(qū)的水電站大壩設(shè)計提供參考。

1 樞紐布置

金沙江上游河段梯級開發(fā)方案歷經(jīng)了多次調(diào)整^［10］，2012年底，金沙江水電規(guī)劃與流域綜合規(guī)劃協(xié)調(diào)一致，以旭龍壩址河段為選壩河段。旭龍壩址河段為格亞頂至茂達水匯入口，長5.6 km，在此河段選擇相距約1.2 km的上、下兩個壩址進行綜合比選。研究后認為，下壩址水能利用更為充分，可充分利用寬500 m花崗巖巖墻布置主體建筑物，河道順直樞紐布置更為有利，對外交通更為便利，工程投資省，經(jīng)濟指標優(yōu)，推薦下壩址。在選定下壩址進行壩型、壩線、主要建筑物布置等比選后確定推薦的樞紐布置方案。

1.1 壩型壩線比選

旭龍水電站在可行性研究階段，對比了混凝土拱壩、碾壓混凝土重力壩和混凝土面板堆石壩3種壩型。壩址主要分布花崗巖、混合巖、斜長角閃片巖等堅硬巖，河谷狹窄，且卸荷、風化較弱，無大的地質(zhì)問題，壩基主要坐落在花崗巖上，是十分優(yōu)良的高拱壩壩址。壩址河段河道順直，拱壩方案泄洪建筑物均布置在壩身，水流歸槽條件均較好；拱壩占地小^［11］，兩岸引水系統(tǒng)和導流洞等建筑物布置軸線短；工程位于高地震區(qū)，拱壩抗震性能好。拱壩所需建材較少，石料場開采量小，混凝土澆筑強度不大，場內(nèi)交通運輸量最小，施工布置條件較優(yōu)，對環(huán)境影響小，水土保持有利。經(jīng)過綜合比較，選擇拱壩作為旭龍水電站推薦壩型。

壩型確定后，結(jié)合旭龍拱壩布置條件，擬定了間隔約100 m的上、中、下3條壩線進一步開展比選工作。其中，中壩線壩基、兩岸邊坡及引水發(fā)電系統(tǒng)整體較優(yōu)，下壩線左岸壩肩由于斷層、裂隙密集帶及捕擄體等地質(zhì)缺陷分布導致該處地質(zhì)條件略差，上壩線右岸壩基分布云母富集帶且進水口邊坡、引水隧洞圍巖地質(zhì)條件相比較差。綜合比較后選擇中壩線作推薦壩線。

1.2 全壩身泄洪

壩址以上流域無暴雨區(qū)，洪水主要由大雨及冰雪融水形成^［12］，漲落較平緩，大壩1 000 a一遇設(shè)計洪水9 970 m³/s，洪峰流量相對不大。

電站不承擔壩址下游防洪任務(wù)且入庫泥沙量相對較小，泄水建筑物主要起到汛期泄洪、控制大壩上游水位、保證大壩自身安全的作用，并兼顧施工后期導流。結(jié)合壩址河谷狹窄，校核洪水洪峰流量遠小于溪洛渡、小灣、構(gòu)皮灘水電站^［13］等同類工程壩身泄量的特點（表1），提出并論證了全壩身泄洪方案的可行性。

考慮到泄洪孔口全部布置于壩身會削弱壩體的總體剛度，尤其是表孔對抗震安全性的影響較大，可能不利于工程抗震安全，針對壩體設(shè)泄洪孔口，采用線彈性有限元、非線性有限元等方法，從拱壩整體應(yīng)力及變形、孔口局部應(yīng)力及變形、壩體損傷等多方面進行了靜、動力分析。研究結(jié)果表明：壩身泄洪孔口對大壩的力學性能影響是局部的，通過采取適當抗震措施可以滿足抗震安全要求。

對全壩身孔口泄洪和壩身孔口與岸邊泄洪洞聯(lián)合泄洪方案進行比選。比選后認為：雖然兩岸均具備布置泄洪洞的地質(zhì)條件，但進、出口邊坡或洞身段均存在地質(zhì)缺陷問題，出口消能防沖建筑物地質(zhì)條件不佳，且與引水發(fā)電建筑物或?qū)Я鹘ㄖ锎嬖谙嗷ジ蓴_；結(jié)合旭龍水電站洪水泄量相對不大的特點，為充分利用下游河床良好的地質(zhì)條件，選擇了全壩身泄洪加下游水墊塘消能方案。

泄水建筑物布置在壩身，由表孔、中孔和1個生態(tài)放水孔組成。表孔、中孔的流量分配是研究的重點，綜合考慮下泄水溫、過飽和氣體、對下游水墊塘沖擊壓力和泄洪霧化影響等多因素，選擇3個表孔和4個中孔方案，表孔與中孔泄量基本相當，均可單獨下泄常遇洪水，根據(jù)需要靈活調(diào)度。

1.3 引水發(fā)電系統(tǒng)布置

壩址區(qū)右岸主要為花崗巖，左岸主要為斜長角閃片巖，均為硬質(zhì)巖，兩岸均具備布置地下廠房的條件。左岸斜長角閃片巖中片理較發(fā)育，地下洞室群以Ⅲ類圍巖為主，岸坡分布有1號危巖體、3號崩坡積體及其上部卸荷巖體，影響尾水出口位置選擇，致左岸線路較長。右岸花崗巖中構(gòu)造不發(fā)育，地下洞室群以Ⅱ類圍巖為主，進出水口邊坡整體穩(wěn)定，引水發(fā)電系統(tǒng)線路較短，因此將引水發(fā)電系統(tǒng)布置在右岸。

考慮到壩址處及以下約2 km河段河谷狹窄、岸坡陡峻，采用地面廠房型式將引起廠區(qū)超高邊坡的形成；壩區(qū)兩岸均分布有堅硬巖體，山體雄厚，地應(yīng)力以中低等為主，無重大地質(zhì)制約因素，所以選擇地下廠房方案，具有可控制引水隧洞長度，避免高陡地形形成的廠房高邊坡和高地震影響，安全性高，與大壩施工互不干擾等優(yōu)點。

對于右岸地下廠房，考慮采用中部式具備靈活布置的特點^［14］，能較好協(xié)調(diào)引水、尾水線路，距離水庫和拱座較遠，水流條件較好，同時中部式主要洞室群遠離F₁大斷層，主廠房洞室軸線方向與主地應(yīng)力方向交角較小，地下廠房洞室群穩(wěn)定性較好，且施工、交通、運行管理都較為便利，推薦右岸中部式地下廠房方案。

1.4 導流布置方案

壩址河段汛期流量大，河道較窄，兩岸山體陡峻，采用全年圍堰一次性攔斷河床、兩條隧洞泄流方式。

對導流隧洞布置于左岸、右岸和左右各布置一條3種方案進行了比較。因?qū)Я鞫床贾米蟀侗荛_了右岸引水發(fā)電系統(tǒng)，長度較短，相互干繞少，且出口地形相對較平緩，出口明渠內(nèi)可布置消力池，有利于下泄水流消能和下游銜接，選擇導流隧洞布置于左岸方案。

考慮到布置2條導流洞具有隧洞斷面規(guī)模適中、施工風險小、運行靈活等優(yōu)點，采用2條導流洞方案。結(jié)合導流隧洞下閘期間利用高低洞銜接向下游供水和滿足通過不同標準洪水要求，采用“高低、大小洞”布置方案，并在高導流洞旁設(shè)生態(tài)供水旁通洞解決初期蓄水期下游供水與中孔銜接的需求。

1.5 樞紐布置選定方案

經(jīng)綜合比選，旭龍水電站樞紐布置方案確定為河床布置混凝土高213 m雙曲拱壩，壩身布置泄洪孔和生態(tài)放水孔，壩下游布置混凝土水墊塘，右岸布置引水發(fā)電建筑物與過魚設(shè)施，左岸布置導流洞。

2 建筑物設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)問題

2.1 拱壩防震抗震設(shè)計

旭龍水電站樞紐工程中，拱壩的抗震設(shè)防類別為甲類，大壩設(shè)計地震基巖峰值加速度為0.410 g，校核地震基巖峰值加速度為0.497 g，在國內(nèi)已在建及擬建特高拱壩工程中，其抗震設(shè)防水平僅次于大崗山拱壩。但大崗山拱壩僅采用中孔泄洪，旭龍拱壩采用表、中孔全壩身泄洪方式，拱壩抗震安全問題更為突出。

旭龍水電站拱壩地震烈度高、動參數(shù)大，若采用常規(guī)的設(shè)計理念，為滿足規(guī)范要求，拱壩厚度大，不經(jīng)濟。在拱壩體型設(shè)計過程中，充分吸收運用此前在烏東德水電站拱壩設(shè)計中的“靜力設(shè)計、動力調(diào)整”的創(chuàng)新設(shè)計理念理論，通過大量的分析、計算工作，擬定了高地震地區(qū)厚高比較小、地形適應(yīng)性好、應(yīng)力狀態(tài)好的拋物線型雙曲拱壩，既考慮了靜力荷載，又考慮了抗震能力，兼顧平衡了安全性和經(jīng)濟性之間的矛盾，節(jié)約了工程投資。

現(xiàn)行水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范僅適用于200 m級以下大壩，為綜合評價旭龍水電站拱壩抗震能力和抗震安全度，開展了模擬橫縫開合、地基輻射阻尼、混凝土損傷的非線性有限元^［15］計算工作與振動臺動力模型試驗。

旭龍水電站拱壩壩身分表層、中層布置泄洪孔口，對拱壩整體抗震安全性能有一定影響。由于壩身孔口的閘墩、邊墻等懸挑結(jié)構(gòu)根部與壩體交界處，以及上游閘墩大梁連接處等位置在強震過程中更容易出現(xiàn)損傷，泄洪孔口所在的中上部壩體的剛度與整體性被削弱，需針對表、中孔口結(jié)構(gòu)開展抗震措施設(shè)計。

綜合分析有限元計算成果中的壩基及孔口結(jié)構(gòu)周邊高應(yīng)力區(qū)分布與模型試驗中破壞部位，明確了大壩建基面、左右拱端、拱冠壩踵以及壩體上部梁向部位是旭龍拱壩的抗震薄弱部位，針對性地采取了布設(shè)抗震鋼筋、混凝土分區(qū)、拱端設(shè)置貼腳、增加表孔連接大梁剛度等綜合抗震措施，旭龍水電站拱壩抗震安全是有保障的。

2.2 地下電站洞室群

旭龍水電站地下廠房洞室眾多，經(jīng)研究，解決了主洞室位置及軸線方向、主洞室間距選擇、地下洞室群穩(wěn)定分析與支護設(shè)計等諸多關(guān)鍵技術(shù)問題^［16］。

右岸引水發(fā)電建筑物采用中部式地下廠房方案，三大洞室群位于f₁₀與F₁之間，基本布置于新鮮完整的花崗巖中。主廠房端部距右壩肩直線距離約為160 m，廠房縱軸線走向NE55°，與最大水平主應(yīng)力夾角為0～11°。地下洞室圍巖以花崗巖為主，少部分混合巖、斜長角閃巖，圍巖類別以Ⅱ類為主，局部Ⅲ類。

考慮地下廠房區(qū)地應(yīng)力水平為中等應(yīng)力水平，三大洞室位于巖體質(zhì)量較好的花崗巖及混合巖內(nèi)，主廠房與主變洞間距采用40 m，為兩洞室平均開挖跨度的1.69倍；主變洞與調(diào)壓室間距為30.5 m，為平均開挖跨度的1.47倍。圖2展示了旭龍水電站主廠房跨度與洞室間距比值和國內(nèi)同類工程的對比情況，旭龍地下廠房的洞室間距屬于中間水平。

針對地下洞室圍巖的不利地質(zhì)條件，如局部高地應(yīng)力、塊體穩(wěn)定性、斷層等，提出了有針對性的支護措施。同時利用精細數(shù)值模擬技術(shù)，進行了地應(yīng)力場反演，對地下廠房洞室群圍巖、被f₃斷層斜穿調(diào)壓室邊墻等關(guān)鍵部位的靜力與抗震穩(wěn)定性進行了分析。計算結(jié)果表明：錨桿和錨索受力均在設(shè)計允許范圍內(nèi)，洞室群整體穩(wěn)定性及抗震穩(wěn)定性均較好。

2.3 水輪機組寬負荷穩(wěn)定運行

旭龍水電站裝設(shè)4臺600 MW混流式水輪發(fā)電機組，水頭范圍129.1～157.0 m，額定水頭144.0 m，最大水頭與最小水頭的比值為1.216，最大水頭與額定水頭比值為1.090，與國內(nèi)外水頭變幅較大的大型電站相比水頭變幅小，為機組寬負荷穩(wěn)定運行創(chuàng)造了有利條件。

在可研階段，為增加旭龍水電站電量及經(jīng)濟效益，考慮利用旭龍水電站下游生態(tài)流量Q=210 m³/s發(fā)電，則生態(tài)流量與水輪機額定流量比值為45%，參考李家峽等水電站，提出了旭龍水電站（45%～100%）P_r寬負荷穩(wěn)定運行的要求，但該范圍已超出規(guī)范要求的水輪機穩(wěn)定運行范圍。

隨著“雙碳目標”以及“2030年非化石能源消費比重達25％，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億kW以上”等一系列新的能源發(fā)展目標的提出，對中國能源高質(zhì)量發(fā)展提出了更高要求^［17］。由于風、光出力具有隨機性、波動性、間歇性等特點，對電網(wǎng)影響比較大，其電能質(zhì)量對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有一定的影響。水電機組則具有啟動迅速、調(diào)節(jié)靈活、負荷響應(yīng)快等特點，可以對風光電站出力變化進行快速補償調(diào)節(jié)，優(yōu)化電能質(zhì)量，從而滿足電網(wǎng)對頻率、電壓的質(zhì)量要求。因此，在新型電力系統(tǒng)下水電站承擔調(diào)峰及備用的任務(wù)更加突出，水電站機組的運行方式已由傳統(tǒng)運行方式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榕浜巷L光水多能互補的新型運行方式。具體到旭龍水電站，其地處四川和云南兩省交界的金沙江干流上游河段，工程周邊區(qū)域蘊藏著豐富的風光資源，而且地廣人稀，具備發(fā)展風電、光伏的良好條件?？紤]旭龍水電站將來能在電力系統(tǒng)中配合水光互補的新型運行方式，也對旭龍電站機組提出了更寬負荷穩(wěn)定運行的要求。

中國西北的青海、甘肅、新疆等地區(qū)，由于近年來能源供給結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，電網(wǎng)中風光等間歇性能源比重不斷上升，對網(wǎng)內(nèi)的一些水電機組提出了快速的寬負荷穩(wěn)定調(diào)節(jié)的需求，國內(nèi)已建設(shè)了一些適應(yīng)風光水多能互補寬負荷穩(wěn)定運行的水電站，如猴子巖（425 MW×4）、白山一期（300 MW×3）、白山二期（300 MW×2）、豐滿（200 MW×6）及李家峽（400 MW×5）等。經(jīng)初步研究，并進行多家廠家調(diào)研，旭龍水電站水頭變幅相比較小，根據(jù)現(xiàn)有水力設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗及已有工程經(jīng)驗，旭龍水電站機組寬負荷運行具備可行性?？紤]中低水頭大容量混流式水輪發(fā)電機組穩(wěn)定性問題相對突出，將在后續(xù)工作中進一步開展系統(tǒng)深入研究。

3 環(huán)保水保設(shè)計方案

3.1 環(huán)保設(shè)計方案

2021年《長江保護法》頒布后，國家對環(huán)境保護設(shè)計要求更高。旭龍水電站位于金沙江干流上，是《長江保護法》頒布后第一個在長江干流上修建的水電站，電站的建設(shè)需要適應(yīng)新時期國家注重生態(tài)安全，實現(xiàn)“綠色”發(fā)展的目標要求，工程面臨的環(huán)境保護方面的設(shè)計難度較大。

該項目建設(shè)不涉及《建設(shè)項目環(huán)境影響評價分類管理名錄》中界定的自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、飲用水源保護區(qū)、基本農(nóng)田保護區(qū)、重要水生生物“三場”等環(huán)境敏感區(qū)，無重大環(huán)境制約因素。

在充分學習和理解《長江保護法》的有關(guān)要求后，在環(huán)境保護設(shè)計中重點開展了水文水資源、水環(huán)境、水生生態(tài)影響、陸生生態(tài)影響、移民環(huán)境影響、施工環(huán)境影響等方面的研究工作^［18］。與多個高校和科研機構(gòu)，共同開展了工程建設(shè)對地表水環(huán)境影響、水溫影響、氣體過飽和影響、水生生態(tài)調(diào)查與評價、魚類增殖站設(shè)計、過魚設(shè)施設(shè)計、棲息地保護規(guī)劃、陸生生態(tài)調(diào)查與評價、地下水環(huán)境影響、施工環(huán)境影響、少數(shù)民族文化及風俗影響、局地氣候影響等十幾個專題的研究工作，提出了隧洞軌道式升魚機系統(tǒng)、機組過流和生態(tài)放水孔的生態(tài)流量泄放、定曲河棲息地保護、前置擋墻防低溫水下泄、導流高洞側(cè)設(shè)旁通洞、永久期魚類增殖站、施工期環(huán)境保護措施等環(huán)境保護設(shè)計方案，得到了生態(tài)環(huán)境部的肯定。

3.2 水保設(shè)計方案

水土資源是寶貴的自然資源，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，高效可持續(xù)利用水土資源是創(chuàng)造更多物質(zhì)財富和精神財富的重要保障。2021年《長江保護法》頒布后，對水土保持設(shè)計提出了更高要求。

旭龍水電站地處橫斷山脈，為中國地勢第一階梯的藏、川、滇高原區(qū)，呈明顯臺階狀下降。水土保持設(shè)計存在工程區(qū)易發(fā)生水土流失、土壤有機質(zhì)含量較低、植被覆蓋度低、植被恢復(fù)困難、棄渣場選址難度極大等特點。

進行水土保持設(shè)計前，對工程所在地地形地貌、土壤、植被、土地利用現(xiàn)狀、水土流失和水土保持現(xiàn)狀、地質(zhì)災(zāi)害等進行了詳細深入的調(diào)查，使工程總體布置不斷優(yōu)化，從而節(jié)約了工程占地，最大限度減少了地表擾動和表土資源破壞^［19］。

生產(chǎn)建設(shè)項目中表土剝離及再利用尤為重要。在旭龍工程范圍內(nèi)選取了23個土壤剖面對表土層厚度、表土層土壤類型進行調(diào)查，對土壤養(yǎng)分進行測定。在進行表土平衡分析時，發(fā)現(xiàn)該項目的表土回覆量與表土剝離量之間存在約22萬m³的缺口，對此專門設(shè)置了表土堆料場。針對該工程表土有機質(zhì)含量低的問題，將其集中堆放至表土堆場，并在表土逐層堆放的過程中進行培肥；對于存在表土缺口的問題，開展土壤熟化關(guān)鍵技術(shù)研究，利用林地開挖料及剝離料，篩除其中礫石后將粉粒和自然土壤均堆放至土壤熟化場內(nèi)，進行充分混合和人工熟化，為后期植被恢復(fù)提供了土壤保障。項目區(qū)為干熱河谷灌叢分布的海拔下限，分布有小葉荊+白刺花灌叢、西南仙人掌灌叢、刺鐵線蓮+小葉荊灌叢等灌叢類型及其群叢。當?shù)赝寥烙袡C質(zhì)含量較低且易發(fā)生水土流失，工程建設(shè)完畢后植被恢復(fù)困難。在前期充分論證的基礎(chǔ)上，后續(xù)可開展干熱河谷生態(tài)修復(fù)策略及景觀提升研究，對旭龍水電站工程不同施工區(qū)擾動特點開展項目區(qū)立地條件、植被恢復(fù)重建模式、生態(tài)修復(fù)方法和技術(shù)以及植被配置模式等方面的分析和選擇，提高項目區(qū)樹種存活率和植被覆蓋率，提升項目區(qū)綠化效果。該工程水土保持設(shè)計方案得到了水利部的肯定。

3.3 特大型棄渣場

旭龍水電站地處西部高山峽谷地區(qū)，河流谷深坡陡，棄渣場選擇較困難。工程棄渣總量達到1 950萬m³，前期階段對棄渣場選址開展了大量分析比選工作。其中，壩址上下游河道兩岸可作為棄渣場的僅有3處，合計容量約280萬m³，剩余1 670萬m³的棄渣需布置在其他溝道或河灘。壩址上下游30 km范圍內(nèi)共發(fā)育20條支溝，其中非泥石流溝道僅8條，距壩里程基本在15～30 km，每條溝道堆渣容量約100萬～200萬m³，剩余棄渣需分散堆存，導致僅因運距增加的投資即達數(shù)億元，另外考慮出渣道路、橋梁、水保防護等配套措施將進一步增加費用，且棄渣場分散也會帶來管理效率的下降和成本的增加，因此選擇泥石流溝作為主棄渣場是難以避免的?？紤]茂頂河距壩址約5 km，距離較近，河口段相對開闊，容量較大，與壩址之間交通條件好，是本工程堆存棄渣的合理選擇。但經(jīng)調(diào)查研究，茂頂河泥石流溝的泥石流活動已接近或到達規(guī)劃的棄渣場，對棄渣場安全構(gòu)成威脅，一旦失事極易發(fā)生堵江或堰塞湖情況，危及金沙江下游安全，因此泥石流的防治問題是茂頂河特大型棄渣場防護的重難點。

鑒于在泥石流溝布置特大棄渣場的敏感性和泥石流防治的復(fù)雜性，通過理論計算、數(shù)值模擬和物理模型試驗等手段，深入開展了茂頂河棄渣場泥石流防治關(guān)鍵技術(shù)研究，提出了“上攔+中停+下排”的綜合防治方案。上攔為攔擋樹木、巨石，削弱高含沙洪水洪峰，在茂頂河主溝上設(shè)置攔擋壩；中停為結(jié)合茂頂河棄渣場總體布置，在棄渣場上緣設(shè)置攔淤壩，形成停淤場；下排為根據(jù)茂頂河下游溝槽特點及確保茂頂河棄渣場堆渣量要求，在攔淤壩右側(cè)、沿茂頂河右岸山體內(nèi)設(shè)置排導槽，排導停淤場容積范圍以外的泥石流和上游來水。

通過開展茂頂河棄渣場泥石流防治標準、泥石流演進規(guī)律、排導方式及防治建筑物設(shè)計研究工作，保障了在泥石流溝布置大型棄渣場的可行性和安全性，同時節(jié)省了數(shù)億元投資，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟效益。

4 移民安置規(guī)劃

旭龍水電站建設(shè)征地涉及云南省德欽縣，四川省得榮縣、巴塘縣，西藏自治區(qū)芒康縣等3省（區(qū)）4縣，以少數(shù)民族地區(qū)為主，建設(shè)征地總面積約21.8 km³，需搬遷人口1 549人。水庫移民數(shù)量不多，但建設(shè)征地橫跨川、滇、藏三?。▍^(qū)），水庫移民政策、法規(guī)差異大，藏族集聚區(qū)獨特的宗教、民族文化、生產(chǎn)生活方式等對搬遷安置提出多樣需求，期間還受到白格堰塞湖^［20］的影響，這些都給工作帶來了挑戰(zhàn)。

4.1 多省政策的銜接及平衡

項目建設(shè)涉及的云南、四川及西藏均是水電開發(fā)大省（區(qū)），已建、在建水電站實物指標分類存在差異，征地區(qū)移民對實物指標分類有固有認知，各?。▍^(qū)）、州（市）出臺的建設(shè)征地補償政策文件對地面附著物分類也有較大差異。為了方便指標調(diào)查統(tǒng)計，避免因相似指標統(tǒng)計差別引起攀比的社會矛盾，在移民安置規(guī)劃階段中對各項、各類建設(shè)征地實物指標分類進行了細致研究，使涉及?。▍^(qū)）指標分類絕大部分達到一致，并且與地方出臺地面附著物補償文件高度契合，方便投資概算及補償資金兌付。

對于少數(shù)建設(shè)征地實物指標分類難以協(xié)調(diào)一致的，分析其獨特性及唯一性，盡量做到不交叉重復(fù)。為此，在編制分省（區(qū)）“實物指標細則”時多次征求征地涉及村、鄉(xiāng)、縣、州（市）干部及地方專業(yè)部門意見，并請水電總院進行咨詢審查后報請省（區(qū)）移民主管部門審批，從政策層面減少由于實物指標分類不一致引發(fā)實物指標難以確認的風險。

4.2 白格堰塞湖的應(yīng)對

旭龍水電站實物指標現(xiàn)場調(diào)查過程中，經(jīng)歷了2018年10月白格堰塞湖洪水下泄，導致項目建設(shè)征地范圍內(nèi)部分耕園地、房屋、道路、橋梁等實物損毀，對實物指標調(diào)查工作造成了巨大影響。依據(jù)移民規(guī)范，實調(diào)應(yīng)以調(diào)查時的現(xiàn)狀為基礎(chǔ)。若按此要求，被洪水沖毀的實物將無法納入淹沒指標，這種處理方式地方政府不同意，影響部分移民的應(yīng)得利益，也影響實調(diào)工作的開展。

面對這“尚無先例”的挑戰(zhàn)，現(xiàn)場及時開展庫區(qū)地形測繪的復(fù)測工作，調(diào)整了洪水面及水庫回水線，確保征地范圍精準性；通過分析征地區(qū)影像圖、國土三調(diào)圖、林相圖及專項設(shè)施設(shè)計圖等資料，編制了損毀實物指標調(diào)查處理方案；積極與電站業(yè)主、技術(shù)審查單位和地方政府溝通協(xié)商，通過影像圖“還原”水毀實物，并逐戶走訪，客觀調(diào)查水毀實物，保障了移民利益。通過上述方法，確保堰塞湖損毀實物指標調(diào)查統(tǒng)計、公示、認可工作順利開展，也保障了旭龍水電站工程實物指標調(diào)查的工作進度，贏得了各方高度認可。

4.3 移民安置規(guī)劃

移民規(guī)劃工作政策性強，既要堅守政策底線，又要將政策用足用好?！鞍岬贸?、穩(wěn)得住、能致富”是移民安置規(guī)劃的目標，用“策”有方方能促民生。

從移民利益出發(fā)，基于當?shù)刭Y源和區(qū)位條件，充分尊重藏族同胞的生產(chǎn)生活方式、宗教信仰、民族文化、社區(qū)結(jié)構(gòu)、移民意愿^［21］等，并考慮地形地質(zhì)、資源、交通、區(qū)位、水源等各種制約因素，通過公眾參與方式，規(guī)劃了兩個移民集中安置點——四川省得榮縣徐龍鄉(xiāng)宗絨村得絨桐安置點和云南省德欽縣羊拉鄉(xiāng)茂頂村斯木頂安置點。

在安置點鄉(xiāng)村規(guī)劃中貫徹“產(chǎn)村一體”理念，將移民安置規(guī)劃與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略有機結(jié)合，合理布局移民生活空間、生產(chǎn)空間和生態(tài)空間，努力將移民集中安置點建設(shè)成為具有濃郁民族特色的“藏式”美麗鄉(xiāng)村，為旭龍水電站移民實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

在規(guī)劃中，制定了既有利于移民近期搬遷，又有利于移民長遠可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃安置方案，既維護了電站業(yè)主利益，又保護了移民利益，為“水電開發(fā)利益共享”應(yīng)用于移民規(guī)劃實踐提供了可借鑒的經(jīng)驗。

5 結(jié)語

在經(jīng)歷長達18 a大量的勘察、試驗、研究與計算分析的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多方案比較論證，并認真學習和借鑒國內(nèi)外同類水電工程設(shè)計經(jīng)驗，旭龍水電站設(shè)計中的重大技術(shù)問題現(xiàn)階段都已妥善解決，為項目順利核準奠定了堅實基礎(chǔ)，為旭龍水電站工程建設(shè)提供了技術(shù)保障。鑒于旭龍水電站規(guī)模巨大、技術(shù)復(fù)雜，需結(jié)合西南地區(qū)地形地質(zhì)條件，為適應(yīng)綠色生態(tài)發(fā)展和可再生能源一體化^［22］等新形勢要求，設(shè)計方將在后續(xù)工程建設(shè)過程中，不斷修改、完善、優(yōu)化設(shè)計，努力把旭龍水電站建成精品水電工程。

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（編輯：鄭毅）