摘要：陕西镇安抽水蓄能电站是我国西北地区首个抽水蓄能电站。本文从水土流失产生的原因入手，分析了水土流失防治措施设计思路，其水土流失治理对于未来其他类似工程具有参考意义。
关键词：陕南，抽水蓄能，水土流失防治
陕西镇安抽水蓄能电站是我国西北地区首个抽水蓄能电站，对于当地经济发展、电力调节具有重要作用。在工程实现经济、社会效益同时，也需要按照水土保持法保护水土保持生态环境。根据该项目水土保持方案报告书预测，弃渣场是工程占地中最主要的水土流失源，治理好其水土流失成为工程水土流失防治的首要任务。
一、弃渣场概况
陕西镇安抽水蓄能电站工程地处陕西省商洛市镇安县月河镇菩萨殿村，项目建设性质为新建，电站主要开发任务是承担陕西电力系统调峰、填谷、调频、调相和紧急事故备用等任务，电站装机容量1400MW（4×350MW），总工期88个月（含筹建期18个月），工程总投资63.83亿元，征占地总面积332.54 hm2，土石方开挖总量约1305.52万m3（自然方）。具有占地面积大、土石方挖填数量多、弃渣量大、工期长、投资多等特点[1]。
该工程弃渣量298万m3，占地7.11 hm2，全部堆放于西磨沟弃渣场，堆渣高度超过了40米。
二、弃渣场水土流失特点
该工程弃渣场属于大型、沟道型弃渣场，沟内有常流水。在工程建设中，某些施工场地仅改变了水土流失的部分影响因素，而弃渣场改变了原有的地貌、植被、土壤、水文、乃至人为管理因素，也就是说，弃渣场改变了影响水土流失的所有因素，因此，弃渣场对水土流失的影响大于其他区域。
从水土流失预测来看，不同的水土流失分区扰动后水土流失量有差别，又以弃渣场变化最大，其水土流失量占总水土流失量的70%以上，是工程水土流失的主要策源地[2]。
三、水土流失防治措施设计思路
弃渣场水土流失既有场外动力，也有场内因素；从地形上看，分为坡脚和坡顶；从土壤因子看，包括了需要异地保护的表土资源和就地治理的裸地；从植被角度来看，绿化不仅仅是美观的问题，而涉及到水土流失防治效果，复层郁闭度、密度、总生物量等要素对水土流失防治效果影响较大；因此弃渣场水土流失防治需要从多侵蚀因子综合考虑，具体主要包括如下措施。
1.拦洪工程
镇安与黄土高原区水土流失特征有所区别。土壤疏松是黄土高原水土流失剧烈的重要原因，而陕南的镇安县土壤条件截然不同，降雨量大是其水土流失的主要因素之一[2]。镇安抽水蓄能电站西磨沟弃渣场更因为常流水而水土流失动力较大，加之该弃渣场改变了原有的水流流路，如果不能妥善处理水流，可能产生大的水土流失事件，甚至对生命财产造成威胁。
基于此，工程首先设计了拦洪坝，避免上游来水对渣体的冲刷。拦洪坝为防洪工程，流水随来随走，基本不考虑蓄水功能。考虑拦洪坝为低坝，且当地石料充足，坝型采用浆砌石
胡广柱（1989-）男，陕西西安人，工程师，主要从事水利水电工程建设与管理、水土流失防治与水土保持
重力坝，拦洪坝设计最大坝高14米，可拦挡50年一遇洪水。
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配合拦洪坝，设计侧岸排洪隧洞，进口至出口落差约60米，全长764米，断面7米×5米，确保防御50年一遇洪水流量。
2.坡面拦挡工程
在弃渣场中，坡面水土流失防治是重中之重，坡面土壤侵蚀模数接近顶面的2倍，不仅如此，在没有降雨的条件下，也可能有其他原因导致坡面土体蠕移、落石，对下游产生威胁。为防治该现象发生，需在弃渣场下游侧渣体坡脚处修建浆砌石挡渣墙，高度3.0米，宽度1.0米，长度27米，以防止渣体失稳导致的严重事件。
3.渣面水系截排工程
如前所述，降雨量较大是镇安水土流失的主要之一。避免大量水流对弃渣场顶面、坡面冲刷，是达到水土流失治理效益的关键措施。工程依此目标在弃渣场外围山体基岩上设计开挖截水沟，上游通过排洪隧道排泄，下游与弃渣场排洪沟顺接。除外侧的截水沟之外，在弃渣场渣顶前后缘及马道处修建排水沟，顺接至弃渣场下游排洪沟。
4.表土处理措施
富含养分及植物种子的表土是珍贵的自然资源。对扰动地表进行表土剥离、集中堆放、后期覆土至弃渣场等地，对于植被重建、防治水土流失具有重要作用。工程设计剥离表土厚度约30cm，并堆放于表土堆存场。由于工程施工期很长，表土堆放过程中会因水土流失等原因有所损失，因此需要对已经具备恢复条件的工程部位及时回覆表土，在有效利用表土的同时，及早采取水土保持措施，降低水土流失量。从本工程的反阳坡弃土场表土回覆、植被恢复情况来看，水土流失属于轻微程度，与工程完工再恢复相比，大幅减低了可能新增的水土流失量。值得注意的是，毕竟工程还有数年才能完工，反阳坡弃土场也许存在二次扰动的可能性，并且目前仅仅是进行了初步的治理，不能保证其水土流失量一直保持在这个水平，需要管理部门提高管理意识，确保不产生较大的水土流失量。
表土堆存场需按照弃渣场水土流失防治思路，采取前述的拦挡、截排等措施，并撒播槽子予以绿化。
5.绿化措施
在没有植被防护的地表，雨滴直接打击地表，造成溅蚀；降雨形成的地表径流因为缺乏地表植被的拦挡，流速较大，冲刷表土；此外，植被还具有截留降雨、促进入渗等作用。因此，除了绿化美化这一目标外，在弃渣场采取绿化措施，能够有效减小水土流失量。因为陕南地区降雨量相对较大，自然恢复的草本植物生物量较大，具有一定的保护水土的作用，因此在乔木植物选择上，可以选择经济林。本工程计划在弃渣场种植经济林，并交由当地农民经营，在确保水土流失得到治理的基础上，为农民增收做出贡献。
三、结论
弃渣场是镇安抽水蓄能电站工程水土流失的关键防治区。在措施设计过程中，通过改变流路以减少地表径流对土壤的冲刷是保持水土的首要措施，包括拦洪坝、排洪隧洞等措施。对渣体本身而言，通过改变地形来降低水土流失量，主要采取的是削坡、分级等措施。而植被重建等措施，既有减轻降雨冲刷的作用，也有改善土壤特性的作用，是具有多重功效的措施，而不是简单的绿化美化。从措施的时段性上来说，采取措施后水土流失量能有效降低，因此需要及早采取防治措施，包括临时措施，以避免裸露土体水土流失长期得不到治理而破坏环境。
参考文献：
[1]王静，张翼，杨凯.抽水蓄能电站水土保持措施设计[J].中国水土保持.2018（1）：17-19.
[2]高岩.大型线型防洪治理工程弃渣安置及弃渣场水土保持措施设计研究——以黄河干流甘肃段防洪治理工程为例[J].甘肃水利水电技术，2015，51（08）：60-62+65.
[3]白江涛，白建军，王磊，蒋之犇.基于GIS的关中—陕南地区降雨量空间插值分析[J].安徽农业科学.2011（33）
论文作者:胡广柱
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
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