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基于生态环境保护的小水电开发工程措施的研究

基于生态环境保护的小水电开发工程措施的研究

  1 小水电开发对自然环境造成的不利影响
  湖南省大小河流5340多条,水能资源理论蕴藏量为1570万千瓦。水电站的开发、建设,为湖南农村解决电力缺乏、增加收入与就业,起到了不可替代的作用。但由于小水电主要分布在山区的小流域内,数量多、规模小、施工技术相对落后且管理上不够重视,在为经济和社会发展提供保障的同时,人为的开发建设引起的水土流失强度大,水土流失严重,对流域的自然环境产生了极为不利的影响。
  小水电破坏自然环境的一个重要原因是由于在基建施工中造成大量的弃土、弃石等弃渣,由于工程措施不到位,在施工与运行中,流失情况严重,弃渣直接进入河道,淤积抬高河床,相应抬高洪水位,影响河道的行洪能力,并影响主体项目施工和两岸农业生产。
  近几年,小水电“大开发”引发的生态危机,已引起国内有关部门和专家注意,相继出台了一些政策措施与管理办法。但在工程措施方面,相关研究还处于起步阶段,解决办法和措施不够具体和深入。因此,根据小水电开发建设的位置,尤其是弃渣场的地形特点,提出设置适宜的拦渣工程与生态保护工程。从工程措施方面探索开展水土保持生态建设,建设环境友好型小水电,彻底解决小水电引发的生态危机,富民增收于生态建设之中,尤显必要。
  2 拦渣工程实施条件
  小水电建设项目主体工程一般包括挡水建筑物、泄水建筑物、水电站输水系统,发电、变电和配电厂房等,工程枢纽建筑物较多;同时小水电工程大都位于山高、坡陡、水流急、河道比降大的河流上,工程弃渣难于堆放,因此水电工程有别于其它建设工程。WWw.11665.COm科学合理地选择拦渣工程是小水电建设项目有效保护生态环境,控制水土流失的重点和难点。
  小水电建设项目拦渣工程主要包括拦渣坝、挡渣墙、挡渣堤等型式,拦渣工程的实施应该遵循《开发建设项目水土保持技术规范 (gb50433-2008)》,综合考虑工程所处地形、地质和水文汇水面积、施工条件、弃渣量大小等各种因素,因地之宜,采取合适型式。
  (1)拦渣坝
  在山区修建水电站,经常需要清基、削坡等,工程弃渣量较大,除一部分可以利用外,大部分将作为废渣弃掉。山区弃渣场的场址可建在山谷、冲沟和河漫滩等位置,在具体确定山区水电建设项目弃渣场址时,需综合考虑工程所处地形、地质和水文汇水面积、施工条件、弃渣量大小等各种因素。为了避免就地堆放工程弃渣造成坍塌、滑坡等地质灾害,一般就近选择合适的天然沟道做弃渣场。
  根据《开发建设项目水土保持技术规范》(gb50433-2008),在沟道中堆置弃土、弃石、弃渣、尾矿时,必须修建拦渣坝(尾矿库)。
  (2)拦渣堤
  水电站修建在河谷川道区时,如果河谷两岸的山体陡峭,沟道比降较大,那么在建设项目附近,一般难以选择到理想的工程弃渣场场址,为了节省运渣堆放的成本,往往就近在河道宽浅、非顶冲段及治导线以外的滩地或阶地上顺流平行堆置弃渣。
  根据《开发建设项目水土保持技术规范》(gb50433-2008),弃土、弃石等弃渣堆置于河(沟)道旁边时,必须按防洪治导线布置拦渣堤。拦渣堤具有防洪要求时,应结合防洪堤进行布置。
  (3)挡渣墙
  挡渣墙主要用来支撑边坡并保持±体稳定。根据《开发建设项目水土保持技术规范》(gb50433-2008),弃土、弃石、弃渣等堆置物易发生垮塌,当堆置在坡顶及斜坡面时,必须修建挡渣墙。为了降低挡渣墙的高度与减轻对沟道行洪的影响,挡渣墙需建在紧靠弃渣及相对高度较高的坡面上。
  3 拦渣工程实施方案
  3.1 拦渣坝
  (1)坝址选择
  首先坝址应选择工程量小,库容大,河(沟)床狭窄,并有足够的库容拦当洪水、泥沙和废弃物;两岸地质地貌条件适合布置溢洪道、放水设施和施工场地;同时坝基地质构造稳定,土质坚硬,宜为新鲜岩石或紧密的土基,无断层破碎带,无地下水出露。坝址

附近筑坝材料充足,且采运容易,水源条件能满足施工要求。
  (2)防洪标准的确定
  比照《开发建设项目水土保持技术规范》(gb50433-2008),水电站建设项目拦渣坝规模也可分为5个等级,防洪标准按照《防洪标准》(gb50201-1994)中表4.0.5的规定选择确定。沟道中的拦渣坝防洪标准同样应该符合水土保持治沟骨干工程的规定。如果拦渣坝一旦失事会对下游的城镇、工矿企业、交通运输等设施造成严重危害时,应比规定确定的防洪标准提高一等或二等。对于特别重要的拦渣坝,除采用ⅰ等的最高防洪标准外,还应采取专门的防护措施。
  (3)坝型选择
  坝型分为碾压式土石坝、水坠坝、浆砌石坝等形式。选择坝型时,应充分考虑坝址区地形、地质、水文、施工、运行等条件,以及弃渣量大小等各种因素,综合分析加以确定。
  山区小水电建设项目坝址地一般坝基地质构造稳定,土质坚硬,宜选择浆砌石坝。
  3.2 拦渣堤
  (1)堤址选择
  拦渣堤要少占河床的面积,尽量修在河道宽浅处,堤线走向力求平顺,各堤段用平缓曲线相连接。堤线走向也要顺应与河势,与大洪水的主流线基本平行。注意不要在河流凹岸侧修建。
  (2)防洪标准的确定
  拦渣堤在满足拦渣要求的同时,还需满足防洪要求。因此拦渣堤的防洪标准应与堤防工程一致,设计标准与其相应的河本文由论文联盟http://收集整理道防洪标准相对应。根据防护对象的重要程度和受灾后损失的大小,以及江河流域规划或流域防洪规划的要求分析确定相应等级。

  (3)堤型选择

  拦渣堤可分为沟岸拦渣堤、河岸拦渣堤等。根据拦渣堤的防洪、拦渣功能,拦渣堤要具有抗冲刷、稳定边坡的作用。可采用浆砌石、混凝土、钢筋石笼、钢筋石笼加干砌石护坡等型式。为满足防洪与拦渣的双重要求,确定堤顶高程时,必须选取两者中的最大值。
  3.3 挡渣墙
  (1)墙址及走向选择
  挡渣墙主要用来保持土体稳定,当弃土、弃石、弃渣等堆置物易发生滑塌或堆置在坡顶及斜坡面时,必须修建挡渣墙。挡渣墙应沿弃土、弃石、弃渣坡脚,紧靠堆置物布置或布置在相对高度较高的坡面上,有效降低拦渣墙高度及其对沟道行洪的影响。为避免挡(下转第21页)(上接第15页)渣墙地基不均匀沉陷引起墙基和墙体断裂等型式的变形,挡渣墙沿线地基宜为新鲜不易风化的岩土或密实土层,地基土层中的含水量和密度应均匀单一。挡渣墙的长度应与水流方向一致,要避免截断沟谷和水流,否则需修建排水建筑物。
  (2)墙型选择
  山区小水电建设项目可采用重力式、悬臂式、扶臂式和加筋式等型式的挡渣墙。按照经济、安全与施工便捷兼顾的原则,一般采用浆砌石重力式挡渣墙。浆砌石重力式挡渣墙尤其适用于地基土质较好、且墙高小于6m的情况。
  浆砌石重力式挡渣墙,由墙背、墙面、墙顶、护栏等组成,依靠自重与基底摩擦力维持墙身的稳定。断面尺寸首先根据堆渣场地形、拦渣量及渣体高度、弃渣岩性、建筑材料等,初步拟定,然后通过验算抗滑、抗倾覆和地基承载力稳定后,最终确定。挡渣墙必须进行抗滑、抗倾覆、地基承载力等稳定性分析,其安全系数分别采用1.3、1.5、1.2。挡渣墙的设计与施工参照《水工挡土墙设计规范》sl379-2007进行。
  (3)渣体上方与墙后排水处理
  小水电开发工程挡渣墙上部来洪量一般较小,坡面径流或洪水对渣体及挡渣墙冲刷较轻,可采取排洪渠、暗管、导洪堤等排洪工程将洪水排泄至挡渣墙下游。为有效降低挡渣墙内侧水位,减小墙身水压力,增加墙体稳定性,在墙后设排水孔等排水设施,其孔距、排距均为2~3m,孔径50~l00mm。排水孔出口应高于墙前水位。排水孔的设计按照《水工挡土墙设计规范》si379-2007进行。
  3.4 生态修复
  小水电开发工程完工后,及时在周边和河道两岸种植一些树冠相对较大的树木或灌木,使项目周边和河道两岸逐步形成林带,通过树木的根须与地面灌木构成土壤生物生态系统,争强地面径流的过滤作用、降低径流系数,减少对河道的冲刷,修复河流生态。
  4 结语
  小水电建设项目拦渣工程主要包括拦渣坝、挡渣墙、挡渣堤等形式。拦渣工程的实施应遵循《开发建设项目水土保持技术规范》(gb50433-2008),综合考虑工程所处地形、地质和水文汇水面积、施工条件、弃渣量大小等各种因素,因地之宜,选择最佳方案。小水电开发工程完工后,要及时在周边和河道两岸种植一些树冠相对较大的树木或灌木,尽快构建新的土壤生物生态系统。

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  •  作者:邓良平 [标签: 小水电 小水电 小水电 小水电 燃料 小水电 ]
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