鑫宏水電站工程項(xiàng)目區(qū)水土流失預(yù)測成果分析

王彥龍

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

1.1 項(xiàng)目概況

鑫宏水電站是呼瑪河干流下游河段水能梯級開發(fā)的近期工程，工程的主要任務(wù)以發(fā)電為主，同時(shí)兼有防火隔離帶、滅火水源、特色旅游等綜合利用效益。水庫校核洪水位為186.47 m，相應(yīng)庫容為4 863萬m3;正常蓄水位為182.00 m，相應(yīng)庫容為1 615萬m3;為中型水庫工程，工程等別為Ⅲ等工程，按50 a一遇洪水設(shè)計(jì)，300 a一遇洪水校核。

1.2 項(xiàng)目區(qū)概況

壩址位于呼瑪河下游峽谷地帶，地勢起伏較大，地貌屬低山丘陵區(qū)。項(xiàng)目區(qū)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為 -2.8℃，多年平均降水量為482.1 mm，無霜期90 d，最大凍土深度達(dá)3.0 m。項(xiàng)目區(qū)土壤主要為棕色針葉林土、草甸土，項(xiàng)目區(qū)林草覆蓋率為85%。該地區(qū)土壤侵蝕類型以水蝕為主，侵蝕強(qiáng)度為輕度。根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB50434—2008)的規(guī)定，項(xiàng)目區(qū)的容許土壤流失量為200 t/km2·a。

2 水土流失預(yù)測

2.1 水土流失預(yù)測時(shí)段

本工程為建設(shè)類項(xiàng)目，水土流失預(yù)測時(shí)段劃分為施工期(包括施工準(zhǔn)備期)和自然恢復(fù)期。

2.2 預(yù)測方法

通過設(shè)計(jì)人員查閱資料及調(diào)查，確定本方案的水土流失量預(yù)測采用類比法。

2.3 類比工程

通過對黑龍江省已建工程的自然條件及工程施工情況進(jìn)行調(diào)查和綜合分析，確定將已建項(xiàng)目黑河市富地營子水庫工程作為本工程水土流失預(yù)測的類比工程。

2.4 土壤侵蝕模數(shù)確定

2.4.1 項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕背景值

通過查閱《呼瑪縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃》并結(jié)合項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的實(shí)際調(diào)查，分析認(rèn)為水電站工程區(qū)及其庫區(qū)地貌形態(tài)為低山丘陵區(qū)，占地地類為水域及水利設(shè)施用地、林地、耕地和其它土地，土壤侵蝕形式為水蝕，確定侵蝕強(qiáng)度為輕度，平均土壤侵蝕模數(shù)為800 t/km ·a。

2.4.2 施工期土壤侵蝕模數(shù)確定

土壤流失量公式中的Mik和ΔMik兩個(gè)參數(shù)通過利用類比工程土壤侵蝕模數(shù)的方法確定。類比工程與本項(xiàng)目的施工特點(diǎn)一致，故直接采用類比工程的實(shí)測數(shù)據(jù)作為本工程的水土流失預(yù)測數(shù)據(jù)。施工期擾動后各預(yù)測單元土壤侵蝕模數(shù)見表1。

表1 施工期土壤侵蝕模數(shù)

2.4.3 自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)確定

根據(jù)對類比工程在自然恢復(fù)期的監(jiān)測，工程施工結(jié)束后，土壤侵蝕隨之減少，施工后的第一年土壤侵蝕量減少40%左右，第二年土壤侵蝕量減少70%左右，確定自然恢復(fù)期的土壤侵蝕模數(shù)，具體數(shù)值見表2。

表2 自然恢復(fù)期平均土壤侵蝕模數(shù)t/km2·a

2.5 可能造成的水土流失面積

施工期各施工單元普遍存在水土流失，可能產(chǎn)生水土流失的預(yù)測面積包括擾動地表面積28.95 hm和臨時(shí)堆土場面積11.20 hm，預(yù)測總面積為40.15 hm2;自然恢復(fù)期，各單元采取植物措施恢復(fù)植被或進(jìn)行綠化的區(qū)域，因?yàn)橹脖徊荒芰⒓窗l(fā)揮保水保土作用，仍可能存在一定程度的水土流失，其預(yù)測面積為25.06 hm2。具體不同預(yù)測時(shí)段各預(yù)測單元的預(yù)測面積見表3。

表3 不同預(yù)測時(shí)段預(yù)測面積統(tǒng)計(jì)表

2.6 水土流失量預(yù)測

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)在無水土保持設(shè)施的前提下，預(yù)測時(shí)段內(nèi)水土流失總量為7 443 t，因工程施工將較原地貌新增水土流失量為5 784 t。水電站工程可能產(chǎn)生的水土流失量統(tǒng)計(jì)見表4。

表4 水土流失量統(tǒng)計(jì)表

3 水土流失預(yù)測綜合分析

通過對項(xiàng)目區(qū)水土流失定量預(yù)測，從預(yù)測結(jié)果分析，確定施工期是水土流失重點(diǎn)預(yù)測時(shí)段;棄渣轉(zhuǎn)運(yùn)場、主體工程區(qū)是重點(diǎn)防治單元。

3.1 不同預(yù)測時(shí)段水土流失量分析

本工程新增水土流失總量5 784 t，是兩個(gè)時(shí)段預(yù)測量之和，其中施工期(含施工準(zhǔn)備期)水土流失量為5 331 t，占總水土流失量的92%;自然恢復(fù)期水土流失量為453 t，占總水土流失量的8%。施工期為水土流失重點(diǎn)預(yù)測時(shí)段。

3.2 不同預(yù)測單元間水土流失量分析

1)在整個(gè)預(yù)測時(shí)段內(nèi)，各預(yù)測單元的水土流失量及其所占比例見圖1。

圖1 不同預(yù)測單元新增水土流失總量分析圖

如圖所示，在6個(gè)預(yù)測單元中，棄渣轉(zhuǎn)運(yùn)場在整個(gè)預(yù)測時(shí)段內(nèi)水土流失量最多，新增水土流失量為3 419 t，其它預(yù)測單元依流失量從大到小依次為是主體工程區(qū)、土料場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)、管理單位區(qū)等，并且6個(gè)預(yù)測單元的水土流失量相差較多，從而將棄渣轉(zhuǎn)運(yùn)場、主體工程區(qū)確定為重點(diǎn)預(yù)測單元。

2)在水電站工程的施工期內(nèi)，施工擾動及臨時(shí)堆土場所產(chǎn)生的新增水土流失預(yù)測量為5 331 t。各預(yù)測單元水土流失量及其所占比例見圖2。如圖所示，在施工期，棄渣轉(zhuǎn)運(yùn)場、主體工程區(qū)是重點(diǎn)防治區(qū)。

圖2 施工期不同預(yù)測單元水土流失總量分析圖

3)自然恢復(fù)期新增水土流失預(yù)測總量為453 t，主要發(fā)生在棄渣轉(zhuǎn)運(yùn)場區(qū)、土料場和主體工程區(qū)。

圖3 自然恢復(fù)期不同預(yù)測單元水土流失總量分析圖

通過上述分析可以看出，施工期(含施工準(zhǔn)備期)是本工程水土流失治理的重點(diǎn)時(shí)段，重點(diǎn)治理區(qū)域?yàn)闂壴D(zhuǎn)運(yùn)場、主體工程區(qū)。根據(jù)各單元的水土流失預(yù)測結(jié)果，并結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的氣候條件、自然地貌、發(fā)展規(guī)劃等相關(guān)因素，確定本工程的防治措施采取工程措施、植物措施與臨時(shí)防護(hù)措施相結(jié)合，進(jìn)行綜合治理。在產(chǎn)生的水土流失強(qiáng)度大的建設(shè)區(qū)域施工中采取工程措施和臨時(shí)防護(hù)措施，發(fā)揮其治理功能的實(shí)效性，以控制大量的水土流失;在施工完成的區(qū)域及流失量小的區(qū)域采取植物措施，發(fā)揮其治理功能的低消耗、長效性，用以恢復(fù)項(xiàng)目區(qū)的地貌，改善生態(tài)環(huán)境。

［1］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省呼瑪縣鑫宏水電站工程水土保持方案報(bào)告書［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，2012.

［2］趙永軍.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案編制技術(shù)［M］.北京:中國大地出版社，2007.