抽水蓄能電站上水庫水土流失與水資源循環(huán)利用探究

趙偉國

摘要：隨著我國新能源的迅速發(fā)展，需要加速抽水蓄能電站建設。抽水蓄能電站上水庫有兩個顯著特點，一是旱季施工用水資源不足，二是雨季水土流失，如何解決水土流失和水資源不足成為人們關系的話題。本文針對抽水蓄能電站上水庫水土流失情況分析，通過對水資源的循環(huán)利用研究，盡量降低施工區(qū)域水流外排，達到減少水土流失的目的。

Abstract： With the rapid development of new energy in China， it is necessary to accelerate the construction of pumped storage power stations. There are two remarkable characteristics of upper reservoir of pumped storage power station. One is insufficient water resources for construction in dry season， the other is soil and water loss in rainy season. How to solve the problem of soil and water loss and water resources shortage has become a topic of concern. Based on the analysis of water and soil loss in upper reservoir of pumped storage power station， this paper studies the recycling utilization of water resources to minimize the outflow of water in construction area， so as to achieve the goal of reducing soil and water loss.

關鍵詞：水土流失;水資源;循環(huán)利用

Key words： soil and water loss;water resource;recycling

中圖分類號：TV213? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）31-0275-03

0? 引言

抽水蓄能電站的建設選址上一般選擇靠近用電負荷中心，存在天然高差，地質情況穩(wěn)定的區(qū)域。一般抽水蓄能電站選在靠近大山深處，高差較大的地方。因此，抽水蓄能電站上水庫地勢高，無外來徑流，全靠天然降雨來解決施工用水問題，水資源極為珍貴。同時，抽水蓄能上水庫一般自然保護區(qū)內，生態(tài)環(huán)境較好，水土保持要求高，水土流失危害大。如何有效解決水資源不足和水土流失之間的關系尤為重要。下面從這方面進行研究分析。

1? 抽水蓄能電站上水庫工程的特點

某抽水蓄能電站上水庫位于深圳市區(qū)東部，鹽田區(qū)和龍崗區(qū)交界的山區(qū)，地處北回歸線以南，珠江口東岸，現(xiàn)狀植被為次生的針葉林、常綠闊葉林、灌草叢、草叢、果林、農田群落。本標施工區(qū)域下游分布多座水庫，西北方向為鹽田港、東北方向為華僑城，有著獨特的地理位置和優(yōu)美的自然環(huán)境。上水庫集雨面積0.62km2，總庫容983.0萬m3。

施工區(qū)域多年平均降雨量為1932mm，雨量較為豐沛，但年內分配不均勻， 4～9月降雨量占全年降雨量的80%以上，前汛期（4～6月）以鋒面雨為主，后汛期（7～9月）以臺風雨為主。雨季雨量較為充沛，水土流失風險大。

根據施工情況，旱季（10月～次年3月）為抽水蓄能電站施工的高峰期，降雨量較少，僅占去年降雨量的20%，但該階段年需水總量達40萬m3以上。而施工區(qū)域內蓄水用的小三洲塘庫容較小，蓄水總量約為1萬m3，高峰期施工用水缺口很大。

2? 抽水蓄能電站工程水土流失的危害性

抽水蓄能電站類開發(fā)建設項目造成的土壤侵蝕主要集中在施工期，是以人類生產建設活動為主要外營力形成的土壤侵蝕類型。具體概括有以下特點：

①抽水蓄能電站上水庫工程多位于高差較大的大山深處，土壤侵蝕類型多樣，且各種類型相互作用、相互重疊，構成了更復雜的土壤侵蝕體系。

②抽水蓄能電站上水庫工程建設工期長，破壞地表植被范圍大;取土、棄渣量大;施工便道、堆渣場多;棄渣堆置時間較長，土壤侵蝕周期也較長。

③以誘發(fā)性土壤侵蝕為主;固體廢棄物多堆置在流域內，廢棄物的淋溶及地表徑流的流失和滲漏，造成了地表水和地下水的污染，破壞了水資源。

④巖土擾動程度大，植被破壞嚴重;侵蝕搬運物質復雜，土壤侵蝕成倍增長;易引發(fā)重力侵蝕，影響行洪，危及正常的生產及人民的生命財產安全;造成特殊的工程侵蝕。

⑤工程區(qū)地表沖刷嚴重，降雨產流產沙特征明顯，土壤侵蝕危害大。

由于抽水蓄能電站工程有其特殊性，也就決定了其危害性。抽水蓄能電站工程建設過程中大面積的開挖及其棄渣的堆放，破壞了工程區(qū)原有的地表植被及坡面穩(wěn)定，形成了新的流失源，嚴重影響了工程區(qū)環(huán)境及生態(tài)平衡。更為嚴重的是大量棄渣隨徑流流入下游區(qū)，對工程區(qū)及其下游地區(qū)的防洪和當?shù)厝罕姷纳⒇敭a及生存環(huán)境構成嚴重的威脅。同時也會引發(fā)洪澇、滑坡、泥石流災害，使生態(tài)環(huán)境質量下降，影響區(qū)內旅游業(yè)的發(fā)展。

3? 施工用水需求

根據施工用水項目，結合水利水電現(xiàn)行施工規(guī)范、施工定額等，各項目施工單位用水量分別為：

①固結灌漿混凝土鉆孔0.224m3/m，基巖鉆孔0.284m3/m，灌漿10.1m3/m;

②帷幕灌漿混凝土鉆孔5.0m3/m，基巖鉆孔6.2m3/m，灌漿11.5m3/m;

③壩基排水孔鉆孔4.6m3/m;

④常態(tài)混凝土施工1.0m3/m3;

⑤防滲墻施工7.33m3/m2;

⑥碾壓混凝土施工0.9m3/m3。

根據本工程主要施工項目工程量，上述單位用水量統(tǒng)計主要項目施工總用水量如表1所示。

4? 水資源循環(huán)利用規(guī)劃與實施

為解決旱季施工用水缺口，確保旱季施工順利進行，通過對低洼地帶周邊設置攔水埂、攔渣壩等措施形成集水坑，將天然降雨收集起來，然后通過抽排水抽水將收集起來的雨水用于施工生產。水資源循環(huán)利用規(guī)劃（圖1）如下：

4.1 水資源循環(huán)利用規(guī)劃

根據工程當前現(xiàn)狀，可利用主壩上游基坑、圍堰上游庫區(qū)（含土料場L區(qū)與砂料堆場之間的沼澤地）進行臨時性蓄水。

主壩上下游基坑蓄水來源主要包括：地下水、天然降水以及部分可重復利用的施工棄水。經測算，該部位蓄至490m高程可存水約2.5萬m3、蓄至496m高程可存水約7.1萬m3。

圍堰上游庫區(qū)蓄水來源主要包括：地下水、天然降水、小三洲塘滲水以及可重復利用的施工棄水。對該區(qū)域全部清淤擴挖至493m高程后，經測算，該部位蓄至498m高程可存水約10萬m3。

4#副壩上下游基坑蓄水來源主要包括：地下水、天然降水以及部分可重復利用的施工棄水。經測算，該部位蓄滿后單次可供應小三洲塘水量約3萬m3。

4.2 水資源循環(huán)利用實施

上水庫大壩土建工程于2014年1月啟動水資源循環(huán)利用方案，至2015年4月主體工程完工后停止水循環(huán)抽水，歷時13個月。期間通過循環(huán)抽水114萬余m3，解決了施工用水缺口，避免了工程停工。（表2）

5? 水資源循環(huán)利用的意義

通過采取水資源循環(huán)利用，不僅解決了旱季施工用水缺口，也有效減少了水土流失，其意義有以下幾方面。①通過設置集水區(qū)，將含泥沙水流匯入集水區(qū)后依地形地勢設置沉沙措施，通過阻滯水流使泥沙沉淀，減少下泄水流泥沙含量。②可以將具體的用水需求作為依據，對水資源循環(huán)區(qū)進行分類，從而科學合理的對水資源進行重復利用，達到污水的零排放，對生活環(huán)境實行保護。③有效的解決了抽水蓄能電站上水庫施工用水缺口的問題。

6? 結語

上水庫大壩土建工程于2014年1月啟動施工用水循環(huán)利用方案，至2015年4月主體工程完工后停止水循環(huán)抽水，歷時13個月。期間通過蓄水措施，解決了70萬m3的施工用水缺口，同時也有效降低了施工區(qū)域的水土流失。有效的解決了抽水蓄能電站上水庫水資源緊缺和水土流失的問題。

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