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抽水蓄能电站水土流失与水资源利用

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摘要:随着我国新能源的迅速发展,需要加速抽水蓄能电站建设。抽水蓄能电站上水库有两个显著特点,一是旱季施工用水资源不足,二是雨季水土流失,如何解决水土流失和水资源不足成为人们关系的话题。本文针对抽水蓄能电站上水库水土流失情况分析,通过对水资源的循环利用研究,尽量降低施工区域水流外排,达到减少水土流失的目的。

关键词:水土流失;水资源;循环利用

引言

抽水蓄能电站的建设选址上一般选择靠近用电负荷中心,存在天然高差,地质情况稳定的区域。一般抽水蓄能电站选在靠近大山深处,高差较大的地方。因此,抽水蓄能电站上水库地势高,无外来径流,全靠天然降雨来解决施工用水问题,水资源极为珍贵。同时,抽水蓄能上水库一般自然保护区内,生态环境较好,水土保持要求高,水土流失危害大。如何有效解决水资源不足和水土流失之间的关系尤为重要。下面从这方面进行研究分析。

1抽水蓄能电站上水库工程的特点

某抽水蓄能电站上水库位于深圳市区东部,盐田区和龙岗区交界的山区,地处北回归线以南,珠江口东岸,现状植被为次生的针叶林、常绿阔叶林、灌草丛、草丛、果林、农田群落。本标施工区域下游分布多座水库,西北方向为盐田港、东北方向为华侨城,有着独特的地理位置和优美的自然环境。上水库集雨面积0.62km2,总库容983.0万m3。施工区域多年平均降雨量为1932mm,雨量较为丰沛,但年内分配不均匀,4~9月降雨量占全年降雨量的80%以上,前汛期(4~6月)以锋面雨为主,后汛期(7~9月)以台风雨为主。雨季雨量较为充沛,水土流失风险大。根据施工情况,旱季(10月~次年3月)为抽水蓄能电站施工的高峰期,降雨量较少,仅占去年降雨量的20%,但该阶段年需水总量达40万m3以上。而施工区域内蓄水用的小三洲塘库容较小,蓄水总量约为1万m3,高峰期施工用水缺口很大。

2抽水蓄能电站工程水土流失的危害性

抽水蓄能电站类开发建设项目造成的土壤侵蚀主要集中在施工期,是以人类生产建设活动为主要外营力形成的土壤侵蚀类型。具体概括有以下特点:①抽水蓄能电站上水库工程多位于高差较大的大山深处,土壤侵蚀类型多样,且各种类型相互作用、相互重叠,构成了更复杂的土壤侵蚀体系。②抽水蓄能电站上水库工程建设工期长,破坏地表植被范围大;取土、弃渣量大;施工便道、堆渣场多;弃渣堆置时间较长,土壤侵蚀周期也较长。③以诱发性土壤侵蚀为主;固体废弃物多堆置在流域内,废弃物的淋溶及地表径流的流失和渗漏,造成了地表水和地下水的污染,破坏了水资源。④岩土扰动程度大,植被破坏严重;侵蚀搬运物质复杂,土壤侵蚀成倍增长;易引发重力侵蚀,影响行洪,危及正常的生产及人民的生命财产安全;造成特殊的工程侵蚀。⑤工程区地表冲刷严重,降雨产流产沙特征明显,土壤侵蚀危害大。由于抽水蓄能电站工程有其特殊性,也就决定了其危害性。抽水蓄能电站工程建设过程中大面积的开挖及其弃渣的堆放,破坏了工程区原有的地表植被及坡面稳定,形成了新的流失源,严重影响了工程区环境及生态平衡。更为严重的是大量弃渣随径流流入下游区,对工程区及其下游地区的防洪和当地群众的生命、财产及生存环境构成严重的威胁。同时也会引发洪涝、滑坡、泥石流灾害,使生态环境质量下降,影响区内旅游业的发展。

3施工用水需求

根据施工用水项目,结合水利水电现行施工规范、施工定额等,各项目施工单位用水量分别为:①固结灌浆混凝土钻孔0.224m3/m,基岩钻孔0.284m3/m,灌浆10.1m3/m;②帷幕灌浆混凝土钻孔5.0m3/m,基岩钻孔6.2m3/m,灌浆11.5m3/m;③坝基排水孔钻孔4.6m3/m;④常态混凝土施工1.0m3/m3;⑤防渗墙施工7.33m3/m2;⑥碾压混凝土施工0.9m3/m3。根据本工程主要施工项目工程量,上述单位用水量统计主要项目施工总用水量如表1所示。

4水资源循环利用规划与实施

为解决旱季施工用水缺口,确保旱季施工顺利进行,通过对低洼地带周边设置拦水埂、拦渣坝等措施形成集水坑,将天然降雨收集起来,然后通过抽排水抽水将收集起来的雨水用于施工生产。水资源循环利用规划(图1)如下:

4.1水资源循环利用规划

根据工程当前现状,可利用主坝上游基坑、围堰上游库区(含土料场L区与砂料堆场之间的沼泽地)进行临时性蓄水。主坝上下游基坑蓄水来源主要包括:地下水、天然降水以及部分可重复利用的施工弃水。经测算,该部位蓄至490m高程可存水约2.5万m3、蓄至496m高程可存水约7.1万m3。围堰上游库区蓄水来源主要包括:地下水、天然降水、小三洲塘渗水以及可重复利用的施工弃水。对该区域全部清淤扩挖至493m高程后,经测算,该部位蓄至498m高程可存水约10万m3。4#副坝上下游基坑蓄水来源主要包括:地下水、天然降水以及部分可重复利用的施工弃水。经测算,该部位蓄满后单次可供应小三洲塘水量约3万m3。

4.2水资源循环利用实施

上水库大坝土建工程于2014年1月启动水资源循环利用方案,至2015年4月主体工程完工后停止水循环抽水,历时13个月。期间通过循环抽水114万余m3,解决了施工用水缺口,避免了工程停工。(表2)

5水资源循环利用的意义

通过采取水资源循环利用,不仅解决了旱季施工用水缺口,也有效减少了水土流失,其意义有以下几方面。①通过设置集水区,将含泥沙水流汇入集水区后依地形地势设置沉沙措施,通过阻滞水流使泥沙沉淀,减少下泄水流泥沙含量。②可以将具体的用水需求作为依据,对水资源循环区进行分类,从而科学合理的对水资源进行重复利用,达到污水的零排放,对生活环境实行保护。③有效的解决了抽水蓄能电站上水库施工用水缺口的问题。

6结语

上水库大坝土建工程于2014年1月启动施工用水循环利用方案,至2015年4月主体工程完工后停止水循环抽水,历时13个月。期间通过蓄水措施,解决了70万m3的施工用水缺口,同时也有效降低了施工区域的水土流失。有效的解决了抽水蓄能电站上水库水资源紧缺和水土流失的问题。

参考文献:

[1]王小芳,杨玲娟.从我国水资源的现状论水污染治理的策略[J].天津师范学院学报,2001,21(5):41.

[2]刘跃.中国水资源与可持续发展[J].中国水资源与可持续发展,1998(5).

[3]廖泽前.如何促进水资源的可持续发展[J].广西电力报,2002,7(662).

作者:赵伟国 单位:中国水利水电第八工程局有限公司

抽水蓄能电站水土流失与水资源利用责任编辑:张雨    阅读:人次