新疆內陸干旱區引水式電站水土流失治理措施研究——以新疆車爾臣河車爾臣一級水電站工程為例

王春峰

(水利部新疆維吾爾自治區水電勘測設計研究院，烏魯木齊830000)

1 新疆車爾臣河車爾臣一級水電站工程概況

新疆車爾臣河車爾臣一級水電站工程位于巴音郭楞蒙古自治州且末縣庫拉木勒克鄉境內的車爾臣河中游河段，閘址距且末縣約78.5 km，距庫爾勒市793.5 km，位于且末水文站上游77 km處。工程主要由攔河引水樞紐、發電引水系統和電站廠房組成。攔河引水樞紐位于擬建大石門水利樞紐電站廠房尾水下游約600 m處，工程布置從左岸至右岸由左岸擋水堤、發電引水閘、沖砂閘、泄洪閘、生態基流閘、右岸擋水堤組成。發電引水隧洞全長為6 698.674 m。廠房采用地面式廠房。屬于單純發電的引水式電站工程，設計發電引水流量51.7 m3/s，電站裝機容量49.6 MW，多年平均發電量1.718 億kW·h。工程為Ⅳ等小(1)型工程。

主體工程規劃布置C8、C9 砂礫石料場兩處，7處永久棄渣場，2 處利用料堆放場;道路長28.7 km，其中臨時道路長6 km，永久道路長22.7 km，布設2處施工生產生活區;工程占地面積共計81.53 hm2，其中永久占地57.23 hm2，臨時占地19.69 hm2，淹沒區面積4.61 hm2;工程土方開挖總量為41.35 萬m3，土方總回填量26.27 萬m3，借方10.22 萬m3，工程總棄方26.36 萬m3。

2 各分區防治措施設計

2.1 主體工程區

2.1.1 攔河引水樞紐

工程措施。土地整治:施工結束后對攔河引水樞紐區空地內表面坑凹不平整區域進行土地整治，整治方式為采用74 kW推土機推平地表，土地整治面積為3.5 hm2。攔河引水樞紐的開挖料堆放在工程區范圍內的利用料堆放場，其防護措施使用棄渣場的防護措施。

2.1.2 電站廠房

1)工程措施:土地整治。本方案針對主體設計已有的措施，增加土地整治措施，平整方式為74 kW推土機推平地表，土地整治面積為1.0 hm2。電站廠房的開挖料堆放在工程區范圍內的利用料堆放場，其防護措施使用棄渣場的防護措施。

2)植物措施:電站廠房區扣除永久建筑物、道路路面等占地范圍，可用于實施植物措施的面積約為1.0 hm2。植物措施應根據廠區內建筑物的平面布置和使用特點有所側重的進行布置，擬采用喬、灌相結合的方式，以達到更好的美化廠區、改善景觀的效果［1］。

喬木布置在永久建筑物周邊和道路兩側，呈單排種植，株距2m，樹種選擇紅棗樹，共需種植喬木約250 株。喬木種植方式采用穴植，穴徑為方形0.5 m×0.5 m，深0.5 m。喬木樹種選2年生、株高1 m以上、主根長30 cm以上、生長健壯的苗木。

灌木布置在永久建筑物四周空地上，樹種選擇檉柳和膜果麻黃，共需種植灌木750 株，其中檉柳500 株，膜果麻黃250 株。灌木種植方式采用穴植，穴徑為方形0.3 m×0.3 m，深0.3 m。

根據項目區的氣象條件，植物措施可選擇在3月下旬或4月上旬實施。為保證植物措施的成活率，需增加人工灌溉措施，灌溉方式為:從尾水渠抽水，灌溉方式為預埋水管放水溝灌的方法，灌溉頻次夏季每周2 次，春、秋季每周1 次。

人工換土:為提高植物措施的成活率，植物措施實施區域需進行人工換土，換土方式為樹坑回填腐殖質土壤，共有1 000個樹坑需換土，一棵喬木樹坑換土量為0.125 m3，一棵灌木樹坑換土量為0.027 m3，共需腐殖質土51.5 m3。

2.1.3 發電引水系統

工程措施:①土地整治。工程區擾動地表主要為調壓井及豎井施工平臺，施工結束后對擾動區域空地內表面坑凹不平整區域進行土地整治，整治方式為采用74 kW推土機推平地表，土地整治面積估算為0.15 hm2;②礫石壓蓋。根據主體設計，豎井施工平臺及調壓井占地面積為0.42 hm2，扣除永久建筑物占地，土地整治后進行礫石壓蓋，礫石壓蓋面積為0.15 hm2，壓蓋厚度為5 cm;礫石來源為C8、C9 料場篩分棄料。

2.2 料場區

工程建設布置2 處料場，分別為C8、C9 料場，主體設計將各料場的篩分棄料回填。本方案從水土保持角度分析料場還需采取以下方面水保措施:

1)工程措施:土地整治。料場回填后對其地表進行土地整治，土地整治采用74 kW推土機推平，部分需倒運的土方采用3 m3裝載機挖裝10 t自卸車運輸。料場區土地整治面積6.63 hm2。

2)臨時措施:①彩條旗攔擋。為規范施工機械的行駛區域，減少料場區擾動地表面積，同時進一步減少工程擾動后的水土流失量，在料場四周用彩條旗進行攔擋。彩條旗攔擋防護方式為:每隔20 m插一根木樁，木樁地上部分長1 m，地下埋深0.5 m，木樁用直徑1 cm尼龍繩連接，尼龍繩上懸掛鮮艷彩旗作為警示。為更好的實施攔擋效果，彩條旗需在料場開采前進行布置，費用可納入工程建設管理費中，施工末期施工單位將木樁和彩旗拆除，可在其它工程重復使用。共需彩條旗攔擋7.6 km;②袋裝土壓蓋:施工期料場分期分區開采，將料場剝離的無用層單獨堆放，料場共剝離無用層2.82 萬m3，堆放高度為4 m，按穩定邊坡堆放。為減少施工期臨時堆渣的流失量，對臨時堆渣坡面采取袋裝土壓蓋的臨時措施，壓蓋的總面積為0.85 hm2，厚度為30 cm，袋裝土2 550 m3。

2.3 渣場區

主體工程設計棄渣場最大堆渣高度均控制在6 m以內，邊坡削為1∶1.5穩定邊坡。

1)永久棄渣場:本工程共布置7 處棄渣場，其中7#棄渣場利用C9 料場的料坑棄料，1#棄渣場位于攔河引水樞紐下游左岸200 m的階地上，自然坡度15°～25°;3#、5#棄渣場位于發電引水系統施工平洞出口的階地上，自然坡度15° ～25°;2#、4#、6#棄渣場均布置在發電引水系統豎井施工平臺附近，地勢相對平坦，自然坡度5° ～15°。棄渣場防治措施布置如下:①擋渣墻:1#、3#、5#棄渣場棄渣平均堆高為4.5 m，棄渣場均位于發電引水系統施工平洞出口的階地上，堆渣后削緩邊坡，不會發生傾覆或滑塌，為防止施工期越界擾動，同時對棄渣坡腳進行防護，施工準備期在棄渣場外圍設置擋渣墻:墻高1 m，其中地上部分60 cm，地下基礎埋深40 cm，頂寬60 cm，內側為直角，外邊坡為1∶0.4，底寬1 m，填筑材料為漿砌石，初步估算擋渣墻長度約為4 000 m，則共需漿砌石填筑量為3 200 m3;②棄渣回填:根據主體工程設計，7#棄渣場利用C9 料場料坑，主要為壓力管道及電站廠房開挖棄料，7#棄渣場棄方回填總量為81 293 m3。

2)利用料堆放場:袋裝土壓蓋。為防止本電站工程臨時堆渣在堆放期間因大風而產生的水土流失，在臨時堆渣表面采取袋裝土壓蓋的措施進行防護，壓蓋的總面積為0.60 hm2，厚度為30 cm，袋裝土1 800 m3。

2.4 道路區

本工程施工期間場內道路共布置有10 條道路。其中永久道路5 條，施工臨時道路5 條。

1)永久道路區:根據主體設計，本工程布置的永久道路長22.8 km，沿工程區沿線布置，主體工程在挖方路段已增設排水溝。本方案根據同類工程建設的水土流失防治經驗，結合工程區的氣象、地表組成等條件，針對永久道路區的水土流失增加臨時防治措施:限制性彩旗。為嚴格控制和管理運輸車輛及重型機械的行走范圍，共需設彩旗45.6 km，施工末期拆除，可在其它工程重復使用。

2)臨時道路區:根據主體設計，本工程布置的臨時道路長6.0 km，沿工程區沿線布置，主體工程在挖方路段已增設排水溝。本方案根據同類工程建設的水土流失防治經驗，結合工程區的氣象、地表組成等條件，針對永久道路區的水土流失增加臨時防治措施:限制性彩旗。為嚴格控制和管理運輸車輛及重型機械的行走范圍，共需設彩旗12 km，施工末期拆除，可在其它工程重復使用。

2.5 施工生產生活區

施工生產生活區主要包括施工工廠、倉庫以及臨時生活福利區，占地面積共6.51 hm2。施工期間主體工程會在施工生產生活區四周布設圍墻，并采取灑水保濕的方法，降低施工場地的揚塵量。為更好的防治水土流失，在施工期內還需對施工生產生活區成品料堆放場采取彩條布苫蓋的措施。施工生產生活區施工期間有細顆粒砂料等成品料臨時堆存，為防止其產生揚塵，需要對臨時堆放的成品料采取彩條布苫蓋，苫蓋面積0.20 hm2。

2.6 施工輸電線路區

施工輸電線路區擾動面積為2.92 hm2，施工結束后需進行防治，施工擾動區域防治措施如下:

1)工程措施:土地整治。施工結束后對施工輸電線路區地表進行土地整治，平整方式為人工推平地表，土地整治面積估算為1.2 hm2。

2)臨時措施:彩條布苫蓋。塔基開挖的土方堆放于塔基附近，為防止大風及暴雨造成的水土流失量，應采取彩條布苫蓋的臨時措施，需彩條布360 m2。

2.7 工程管理站

1)工程措施:土地整治。施工結束后對管理站永久建筑物周邊空地內表面坑凹不平整區域進行土地整治，整治方式為采用74 kW推土機推平地表，土地整治面積估算為0.2 hm2。

2)植物措施:工程管理站周邊可用于實施植物措施的面積約為0.2 hm2。植物措施應根據建筑物的平面布置和使用特點有所側重的進行布置，擬采用喬、灌相結合的方式，以達到更好的美化環境、改善景觀的效果。

喬木布置在永久建筑物周邊和道路兩側，呈單排種植，株距2 m，樹種選擇紅棗樹，共需種植喬木約100 株。喬木種植方式采用穴植，穴徑為方形0.5 m×0.5 m，深0.5 m。

灌木布置在永久建筑物四周空地上，樹種選擇檉柳和膜果麻黃，共需種植灌木450 株，其中檉柳300 株，膜 果麻黃150 株。灌木種植方式采用穴植，穴徑為方形0.3 m×0.3 m，深0.3 m。

根據項目區氣象條件，植物措施可選擇在3月下旬或4月上旬實施。從攔河引水樞紐抽水，灌溉方式為預埋水管放水溝灌的方法，灌溉頻次夏季每周2 次，春、秋季每周1 次。

人工換土:共需腐殖質土25 m3。

2.8 預防管理措施

為了減輕施工過程中產生的水土流失，除了具體的工程措施和植物措施以外，還應加強各施工階段的管理。①施工期間對于需要轉運利用的堆放利用料場的臨時填筑料，應要求施工單位堆放成臺體，并且表面拍實，如短時間內暫時不會填筑的填筑料，料堆表層應噴灑一些水，形成“人工結皮”，防止風蝕發生。另外也要求施工單位合理安排施工工序，盡量減少臨時堆土的堆放時間［1］;②施工期間應規劃施工活動范圍，安排好現有交通車輛的通行，由專人負責嚴格控制和管理運輸車輛及重型機械的行車范圍，以防破壞原生地表和植被，引發水土流失;③嚴禁在大風、大雨天氣下施工，特別是料坑和基礎開挖等施工作業;④在便道出入口，豎立保護原生地表和植被的警示牌，以提醒施工作業人員;⑤嚴禁施工材料亂堆、亂放，要劃定適宜的堆料場和棄方堆放場所，以防對植被破壞范圍的擴大;⑥料場應嚴格控制料場范圍，料場一次性清表容易擴大擾動面積，增加侵蝕歷時，使新增水土流失量增加，因此應根據實際的需要分區域分時段進行清表;⑦由于工程施工過程中堆棄的隨意性較大，可能會造成棄渣阻礙行洪通道，加劇水蝕，因此針對此部分要求施工單位避免將棄渣堆放在溝谷的行洪通道內;⑧施工結束后，要做好施工跡地的恢復工作，應結合地形修整成一定形狀與周圍環境相協調。

［1］顧小華，趙成，藍紅林. 西南地區引水式小水電站水土流失防治探討［J］. 水土保持應用技術，2009(03):31 －32.