金沙水電站水土保持設計新思路

薛鵬

(長江勘測規劃設計研究有限責任公司，湖北武漢430010)

金沙水電站水土保持設計新思路

薛鵬

(長江勘測規劃設計研究有限責任公司，湖北武漢430010)

水土保持;措施設計;金沙水電站

金沙水電站壩址位于攀枝花市中心城區，屬較為少見的城市水電站。該類工程建設與城市之間相互影響，一方面工程建設能為城市營造親水空間，但會破壞原有城市生態系統，工程創傷還有損城市形象，另一方面城市的環境也制約著工程建設，如棄渣困難等。為減少工程建設對城市造成的負面影響，在對金沙水電站進行水土保持設計時引入了一些新思路，主要有:注重壩肩綠化設計，美化工程;打造沿江景觀帶，提升城市品位;保護城市稀缺的水、土資源，重建城市生態系統;將工程建設與地方需求相統一。

1　工程概況

金沙水電站位于金沙江干流中游末端的攀枝花河段上，是金沙江中下游河段治理開發的重要梯級。開發任務以發電為主，兼有供水、改善城市水域景觀和取水條件，以及對觀音巖水電站的反調節作用等。工程等別為Ⅱ等大(2)型。水庫總庫容1.08億m3，其中死庫容0.738億m3、調節庫容0.112億m3。電站裝機容量560 MW，多年平均發電量25.07億kW·h。工程于2010年11月開工建設，2015年10月水庫蓄水，同年11月首臺機組發電。

2　工程建設特點

金沙水電站位于攀枝花市中心城區，屬較為少見的城市水電站，其工程建設呈現出新的特點:①擋水大壩采用低壩方案。采用這種方案庫區水位變幅小，對城市的淹沒損失較小。②城區土地資源緊張、地價高昂，電站施工征地困難，場地重復利用率高、時空轉換頻繁。③城區基礎設施密集，電站施工不可避免地會涉及城市設施，難以實現全封閉的施工管理方式。

3　工程建設與城市之間的相互影響

(1)工程建設為城市營造親水空間。電站大壩截斷河流的同時，還抬高了城區河段水位，美化了城市水域景觀，為城市營造了更多的濱江親水空間。

(2)工程創傷有損城市形象。攀枝花市以花命名、以花為景，享有“陽光花城”的美譽，其城市景觀獨特之處在于春夏秋冬四季有花，大街小巷、高樓深院、園林湖畔花影迷人。金沙水電站的壩肩、樞紐工程開挖面等重塑地貌，與城市景觀格格不入，也有礙“花城”形象。

(3)工程建設破壞原有城市生態系統。電站建設前，城市居民與所處環境相互作用，形成了一個相對穩定的生態系統。電站施工活動及后期建筑物的永久占壓，將徹底破壞原有人、城市、環境相互依存的關系，且恢復起來極為困難。

(4)城市的環境制約工程建設。金沙水電站棄渣量巨大，而攀枝花市城區可供棄渣的場地又十分有限，故棄渣場選址極為困難，嚴重制約工程建設。另外，若選址或棄渣堆置不當均可能造成生命財產損失、公共設施損毀等，甚至造成巨大的災難。

4　水土保持設計新思路

4.1注重壩肩綠化設計，美化工程

金沙水電站兩岸壩肩設計開挖坡比為1∶0.3，采用分臺階布置，每隔15 m布設一級馬道平臺，馬道寬3 m。壩肩邊坡全部為巖質開挖面，且垂直高差達100 m，主體設計方案對壩肩邊坡掛網噴砼支護，電站建成后將形成大片灰色混凝土硬化斑塊，色彩單調，景觀效果不佳。

水土保持設計中，利用壩肩各級馬道平臺布設載土槽，實施壩肩垂直綠化，既改善了工程景觀，又展現出綠化、環保的電站建設形象。具體綠化方案為:各級馬道平臺布置寬載土槽(寬1.50 m、高0.60 m)，槽內回覆厚度不小于0.60 m的耕作土，兩側分別栽植攀緣植物，內側上攀，外側下垂，營造“上攀下垂”的垂直綠化效果。為使壩肩綠化效果更有層次、色彩搭配更加豐富，馬道載土槽中間區域栽植低矮、色彩明艷的小灌木，分級色彩搭配，營造“邊坡整體綠化，分級色彩明艷”的整體綠化效果。載土槽綠化樹種選擇常用且景觀效果好的爬山虎、迎春、黃花槐、三角梅等。

4.2打造沿江景觀帶，提升城市品位

電站建成后，大壩抬高了城區河段水位，增加了城市親水空間。基于此，攀枝花市提出打造一條穿越城市中心，以“花海走廊、綠染江岸”為目標，展現獨特城市風貌的多功能立體濱江休閑帶，實現濱江親水的城市夢想。金沙水電站的沿江道路、臨江料場跡地、存料場跡地等區域均位于城市沿江可視范圍內，水土保持設計不拘于傳統以恢復跡地為目標，按生態優先、因地制宜、特色鮮明等原則，進行沿江景觀帶設計，提升城市品位。

沿江景觀帶以“構建綠化林帶、打造景觀花海、恢復生態草地”為總體策略，設計方案如下:①沿江道路以“構建綠化林帶”為目標，路基下邊坡種植鄉土常綠闊葉樹種，構成沿江兩岸的基礎植被。路肩栽植行道樹，形成綠色防護隔離林帶，消除道路對景觀帶產生的不良影響。②臨江料場開采跡地以“打造景觀花海”為目標，終采平臺回覆耕作土，栽植開花喬、灌木和草本植物，營造花林景觀。③存料場跡地位于河流常水位以下，以“恢復生態草地”為目標，種植濕生草本植物，形成富有野趣的草灘景觀，恢復生態濕地。

4.3保護城市稀缺的水、土資源，重建城市生態系統

電站建成后，地表全面硬化阻斷了光、熱、水、氣，以及生物的地上地下交換通道，使城市變成了沒有呼吸的死城［1］。水是生命之源，土是生存之本，水土保持設計從保護城市稀缺的水、土資源兩個方面著手，積極重建城市生態系統。

(1)執行最嚴格的表土剝離制度，保護城市寶貴的表土資源。金沙水電站施工征地全部位于城區，表土資源稀缺，少量的表土資源分布零散且厚度不均，不當的剝離方式、粗放的管理方式，極易造成表土永久損失。水土保持設計中按照“保護和利用珍貴表土資源”的理念，執行最嚴格的表土剝離制度，要求如下:①表土剝離應于基礎開挖前全部完成，避免表土在施工過程中流失;②對于不適合機械剝離的部位，采用人工剝離方式，確保剝離區域不遺漏;③表土剝離過程中，適時調整剝離厚度，避免因局部土層較厚造成少剝;④采用封閉方式運輸，避免運輸過程中灑落;⑤單獨堆存，避免與其他渣料混合堆放，造成表土破壞或流失。

(2)最大限度地利用城市的雨水資源。大面積的硬化地表和大壩建筑物永久占壓，阻斷了雨水下滲通道，城市降水無法入滲補給地下水，大部分以徑流的形式排出，直接造成城市水資源損失。水土保持設計時提出了控制地表硬化面積、合理布設雨水集蓄設施，以最大限度地利用城市雨水資源的策略，如在電站管理范圍內優先恢復林草植被，利用植物涵養水源;對不能恢復林草的區域，鋪裝透水磚、空心磚、滲水混凝土等透水材料，使雨水能夠就地下滲，涵養城市水源等。

壩肩、料場開采面、棄渣場周邊的截排水設施，排除坡面上游側來水，直接造成城市水資源的白白損失。考慮工程區屬金沙江干熱河谷氣候區，全年干濕兩季分明，干季時段長、降雨極少，雨季降水集中、強度大，降雨年內分布不均的特點，水土保持設計中在壩肩、料場開采面、棄渣場頂面平臺布設蓄水池、蓄水窖等雨水集蓄設施，攔蓄坡面截水溝的雨水，用于馬道載土槽、料場終采平臺、棄渣場頂面及邊坡的植被恢復，積極重建城市生態系統。

4.4將工程建設與地方需求相統一

一方面，金沙水電站棄渣量巨大而攀枝花市城區可供棄渣的場地又十分有限，棄渣問題制約工程建設。另一方面，石家溝溝道的場地條件、堆渣容量、運距和交通條件、征地難易程度等適宜作為棄渣場，但該溝道上游近年雨季時常暴發小規模的泥石流，制約在此布設棄渣場。地方政府從保護人民群眾生命財產安全的角度出發，先期實施了泥石流搶險應急工程，在溝道上游布設攔沙壩及截流溝，暫時控制了泥石流暴發，但未形成完整的泥石流防治體系，泥石流仍威脅下游居民的生命財產安全。

對泥石流的系統治理本不屬于水土保持設計范疇，但鑒于地方系統治理困難和工程建設需要，水土保持設計時把泥石流系統治理與棄渣場防護相結合，先期在溝道下游棄渣區域布設排導槽、停淤場等工程措施，與上游已實施的攔沙壩、截流溝等，形成一套完善的泥石流防治體系，從根本上治理地質災害，既保證了工程建設安全，也為棄渣場的選址消除了制約。通過先期的泥石流治理，解決了地方需求，同時也為棄渣落實了場地，經濟、安全地解決了工程棄渣問題，實現了地方需求與工程建設的統一。

5　結語

隨著我國水力資源的不斷開發，長江小南海、金沙江銀江等多座位于城市的水電站即將開建。城市水電站的建設特點、所處自然環境、城市功能及需求各不相同，其水土保持設計還需要不斷探索及完善，以實現工程建設與城市環境保護的雙贏。

(責任編輯孫占鋒)

S157.2

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1000-0941(2016)03-0018-02

薛鵬(1982—)，男，江蘇淮安市人，工程師，學士，主要從事水土保持規劃設計工作。

2015-04-20