深圳抽水蓄能電站水土保持設計

段東亮，張曉遠，李建生，鄭美燕

(廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司，廣東 廣州 510635)

深圳抽水蓄能電站(以下簡稱“工程”)是我國首個建在超大城市內的大型抽水蓄能電站，也是我國“十二五”期間開工建設的首座抽水蓄能電站。工程2011年11月獲國家發展和改革委員會核準，2012年12月開工建設，2017年11月首臺機組投入運行，2019年10月樞紐工程和水土保持設施通過了專項驗收，2020年9月完成了工程竣工驗收。

筆者結合工作實際，對設計中的經驗進行了總結，對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和龍崗區內，裝機容量1200MW(300MW×4臺)，為Ⅰ等大(1)型工程，建筑物主要由上水庫、輸水系統，地下廠房、上下庫連接道路及下水庫等組成，平均年抽水用電量19.55億kW·h，平均年發電量15.11億kW·h。

上水庫位于鹽田區北面的小三洲盆地內，主要由1座主壩、5座副壩和環庫道路等組成。下水庫位于龍崗區橫崗鎮簡龍村東北面的龍崗河支流響水河上，利用現有的銅鑼徑水庫擴容改建而成，以租賃的方法獲得825.24萬m3蓄能庫容(下庫另項建設)。

項目區地形以低山丘陵為主，地勢上呈東南高西北低，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。

工程實際擾動地表面積215.09hm2，挖方286.62萬m3，填方224.77萬m3，棄方61.85萬m3全部綜合利用，未設置土石料場和棄渣場，恢復林草植被面積41.58hm2，林草植被恢復率98.6%，林草覆蓋率32.2%，水土流失總治理度98.8%，未發生水土流失災害事件。

2 設計難點

(1)項目區人地矛盾突出，環境敏感度高

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

(2)工程施工點面多，地形落差大，土石方量大

工程建設包括上水庫、上下庫連接道路、輸水發電系統及下水庫四個施工區域，涉及的施工點面多，上、下水庫落差達445m，挖填土石方量超500萬m3，且不同施工部位多有交叉，土石方調配利用受空間和施工時序銜接等因素制約，優化空間小，棄渣處置和防護困難。

(3)工程區位于暴雨中心，地表挖填擾動強烈

上水庫位于暴雨中心，涉及的建筑物復雜多樣，大量的土石方挖填等施工活動對地表擾動強烈，在強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防治措施，各防治區間有效聯防，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

上水庫臨近東部華僑城風景旅游度假區，區域原狀植被優良，且項目周邊常有市民游玩、休憩，工程建設本身又對地形、植被覆蓋改變較大，需要消除建設帶來的不利影響，最大限度的保護與恢復林草植被，提高工程與周邊景觀的融合，改善和保護生態環境。

3 設計經驗

(1)棄渣優先利用，優化土石方調配，減少渣料場布置

批復的水土保持方案中，工程需棄渣163.05萬m3，設棄一處占地10.03hm2，地類為林地的渣場堆置；需外借石料165.46萬m3，設一處占地6.18hm2，地類為林地的自采石料場。施工圖階段，通過與施工專業協商，調整優化了土石方調配方案，取消了石料場和棄渣場，工程所需石料全部利用自身開挖石方，棄渣結合場地回填整治全部綜合利用，減少了施工擾動范圍和植被損毀面積，從源頭上消除了石料場、棄渣場兩個水土保持“痛點”，在降低工程水土流失防治難度的同時，又保護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合，因地制宜提升景觀效果

上水庫施工區域棄渣，結合主壩、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，增加了可恢復植被面積，提升了景觀效果，同時通過減少大壩、壩坡等圬工體相對高度來降低帶來的視覺違和感，提高了與周邊景觀融合。上、下庫連接道路施工區棄渣，結合k7轉彎處道路行車安全和景觀需求，設置一處景觀平臺，用于來往車輛、行人休憩及觀景，工程設計與棄渣綜合利用結合，提高了該處的景觀效果。

(3)層層設防，預防為主

抓住暴雨這個水土流失主因，土建施工期每年汛前均編制水土保持度汛方案，基于工程施工計劃和組織安排，梳理分析各施工作業面水土流失特點，明確水土流失防治的關鍵部位和時段，因地制宜，做到區域聯防、措施靈活搭配，盡力將水土流失控制在源頭，流失的部分再從途中截留，最后在末端消除，化解了被動局面，確保工程安全度汛的同時，有效控制了泥沙流失對下游的影響。具體為：源頭上，上水庫庫區內各土石方挖填、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底自然高程差形成的積水區域，以及庫內存在的坑洼地、水塘等，分區劃片布設擋水埂，將各施工面流失的泥沙層層截留、沉滯；末端，在主壩壩后沖溝內布設一座格賓石籠攔沙壩，控制泥沙輸出，對下游敏感區域的駱馬嶺水庫，在庫尾溝道內再設一座鋪設反濾土工布的格賓石籠壩，避免懸移質泥沙對水庫水質造成影響。

(4)將植物措施布設和庫區內鄉土林木資源保護相結合

工程上水庫淹沒區內林木資源豐富，根據胸徑10cm以上的自然風景林木清點結果，按樹種、樹齡、樹形分類，綜合考慮運距、移植成本及景觀價值等因素，從中篩選出了18種4646株進行移栽(含假植)和利用，作為永久生產生活管理區、道路景觀平臺、行道樹等綠化苗木來源，成功保護了當地鄉土林木資源的同時，又為下閘蓄水前的庫區清理提供了便利，還節約了工程投資。

(5)植物措施立體化布設，兼顧景觀效果

設計中，對可恢復為林草地相對平緩的區域采取喬、灌、草結合綠化，涉及到的挖填方邊坡采取鋪草皮、噴混植生防護，對于局部以圬工防護措施為主但又有景觀要求的邊坡，如上、下庫連接道路填方側路基擋墻和挖方邊坡處擋墻，則結合地形，在擋墻坡腳、中間平臺(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，又增加了綠化面積和景觀效果，提升了工程形象。

4 問題與建議

(1)現場施工與設計有偏差，缺少高效溝通橋梁

現場缺少專業監理人員，造成措施實施和設計有脫節，需要從機制上重視，配備有技術能力的水土保持專業監理人員。

(2)總價項目分解和措施實施計劃制定，得不到重視和落實。

造成水土保持措施，特別是臨時措施，現場實施和管理缺少參照，需要施工單位根據結合實際制定和更新措施實施計劃，分解投標時的總價項目。

(3)表土保護，設計與現場實施有偏差。

設計時以土地利用現狀匡算剝離范圍和厚度，按需剝離，實施時實際表土分布及回覆需求量又存在偏差，需要設計根據現場調整，厘清綠化、復墾表土回覆需求量，根據表土實際分布，提前謀劃調配利用方案。