□潘文玲(河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站)
水利水電工程棄渣場水土保持工程措施研究
□潘文玲(河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站)
由于水利水電在施工建設(shè)的過程中,必不可少的會出現(xiàn)大量的棄渣,其堆放比較困難,水土流失的危害比較大。為了有效的解決水利水電棄渣場水土流失的問題,還需要根據(jù)水利水電棄渣場的特點進行分析研究,從而根據(jù)實際情況與相關(guān)水土保持的標(biāo)準(zhǔn)要求來執(zhí)行,以便提高水利水電棄渣場水土保持效率,確保棄渣場的安全性,以便減少對生態(tài)環(huán)境的不利影響。文章就水利水電棄渣場的特點進行分析,并探究水利水電棄渣場類型與選址原則,探討棄渣場水土保持工程措施,以便提高棄渣場水土保持的效率。
水利水電工程;棄渣場;水土保持;工程措施;研究
在中國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的情況下,科學(xué)技術(shù)得到質(zhì)的飛躍,從而促使我國城市化建設(shè)的步伐逐漸加快,水利水電工程得到進一步的發(fā)展。水利水電工程給社會建設(shè)提供了較大的促進作用,并與人們的日常生活密切聯(lián)系在一起。因此,針對水利水電棄渣場水土保持問題需要廣泛關(guān)注,在水利水電工程開發(fā)與建設(shè)的過程中,其中棄土與棄石等固體物質(zhì)是工程項目水土流失的主要因素,在水土保持方案中,需要著重對水利水電棄渣場工程措施進行研究,以便提高水土保持效率。
1.1棄渣場的棄渣量較大
水利水電工程在施工過程中,對建筑物基礎(chǔ)的開挖會產(chǎn)生大量的棄渣,棄渣量比較龐大。
1.2棄渣場的選擇具有一定的困難
水利水電工程通常會選擇在山區(qū)峽谷中,并且山高坡陡,山體切割現(xiàn)象比較強烈,地形較狹窄,同時,其地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,在一定程度上給棄渣場的選擇都帶來一定的難度。通常在溝道的上下游十幾公里的范圍內(nèi)難以找到合適的棄渣場,甚至有時候不得不將棄渣場選擇在河道中,從而給生態(tài)環(huán)境造成較大的影響[1]。
1.3棄渣場的水土流失危害比較大
樹立水電工程中棄渣場比較特殊,并且具有一定的危害性。在工程建設(shè)中,大量的棄渣堆放在河道或者溝道內(nèi),如果沒有對其進行有效的防護處理,在暴雨天氣下容易形成泥石流等災(zāi)害,從而會導(dǎo)致河道淤積,導(dǎo)致河床升高,對河道的行洪能力造成一定的影響。并且還會對下游的群眾生產(chǎn)與經(jīng)濟造成一定的影響,以及對公路、跌路等公共設(shè)施的安全造成一定的影響。另外,棄渣的堆放會對周圍地表植被以及坡面的穩(wěn)定性帶來一定的影響,并且對其生態(tài)環(huán)境進行一定的破壞,因此,在水利水電工程建設(shè)過程中,需要處理好棄渣,適當(dāng)?shù)牟捎盟帘3执胧?,以便降低對周圍環(huán)境的不利影響。
水利水電棄渣場的主要類型包括臨河型、攔溝型、谷坡型以及水庫型。臨河型棄渣場主要是將棄渣堆積在河道的附近,其渣體的底部高度應(yīng)低于河道中的防護渣體設(shè)防洪水位,需要考慮到對溝道防洪的影響。攔溝型主要是將棄渣堆放在溪溝溝道內(nèi),在溝口處采用攔截渣壩形式攔擋,其上游的洪水由渣場設(shè)置的明渠排出。谷坡型主要是將渣體堆放在河道兩側(cè)的臺地或灘地上,渣體底部高度應(yīng)高于溝道中防護渣體的設(shè)防洪水位,不需要考慮渣體對溝道防洪的影響。水庫型主要是將棄渣堆放在水庫中,根據(jù)棄渣堆放的高度與水庫正常的蓄水位以及死水位進行分析,可以分為庫面型、庫低型以及庫中型。
在棄渣場選址原則方面需要遵循兩個方面的要求,一種是不得影響周邊的公共設(shè)置、工業(yè)企業(yè)以及居民點的安全性,避免對重要的基礎(chǔ)設(shè)施、生命財產(chǎn)安全以及行洪能力等的影響。針對必須存在棄渣的項目,需要對其進行科學(xué)的認(rèn)證,提高防洪標(biāo)準(zhǔn)與治理標(biāo)準(zhǔn)。另一種是禁止在河道管理的范圍內(nèi)棄渣。針對需要在河道內(nèi)設(shè)置棄渣場的情況下,需要對其進行科學(xué)的認(rèn)證,對渣場進行評價,避免影響河道的行洪能力與河流水勢。同時,還需要制定出渣場的防洪評價報告,并獲取相關(guān)管理部門的批準(zhǔn)[2]。
3.1攔擋措施
3.1.1攔渣壩
當(dāng)棄渣堆放在溝道內(nèi)的時候,需要修建攔渣壩進行阻擋,其攔渣壩的主要壩型根據(jù)其材料的不同分為堆石壩、土壩、漿砌石壩和混凝土壩等。在上游攔渣壩中,其主要是在渣體堆放在整條溝道內(nèi)時修建攔渣壩,這種攔渣壩在設(shè)計的時候可以不考慮上游的來洪情況,因此,其設(shè)計比較簡單。主要考慮到地形條件、棄渣情況與安全性等問題,其抗滑穩(wěn)定系數(shù)設(shè)計在1.05~1.10范圍,當(dāng)壩體與攔渣量較大的時候,可以將系數(shù)適當(dāng)?shù)奶岣?。另外,在上游有洪水設(shè)置的攔渣壩中,需要考慮到壩體的穩(wěn)定與安全性,并對上游洪水量進行計算,以便確定攔渣壩與排水泄洪建筑的尺寸。在設(shè)計攔渣壩的時候,還需要對其攔渣量、攔泥庫容以及帶洪庫容進行計算,壩頂高度需要在總庫容水位與庫容曲線上對應(yīng)的高度上增加安全超高。在攔渣壩工程等級設(shè)計方面,當(dāng)攔渣庫容低于100萬m3,其壩高應(yīng)<30m,其工程等級為5級[3]。
3.1.2攔渣墻
在棄渣等物質(zhì)容易出現(xiàn)滑坡或者坍塌的情況下,需要修建攔渣墻。其通常建設(shè)在緊靠棄渣與相對高度較高的坡面上,可以有效的降低攔渣墻的高度,并對溝道行洪能力的影響有所減少。其結(jié)構(gòu)形式主要分為半重力式、重力式、扶臂式、懸臂式等,并根據(jù)不同的土質(zhì)、地基以及使用情況等確定結(jié)構(gòu)形式,其重力式最為常見。
3.1.3攔渣堤
當(dāng)棄渣堆放在溝道岸邊或者河灘時,可以在棄渣場周邊修建攔渣堤。根據(jù)修建的位置分為河岸攔渣堤與溝岸攔渣堤,在設(shè)計的時候需要同時滿足防洪與攔渣的雙重功能。其防洪的標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)棄渣場實際情況、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟、環(huán)境等因素進行分析;而洪水位的設(shè)計需要根據(jù)明渠均勻流公式以及攔渣堤最窄河面寬對應(yīng)河道橫斷面圖進行分析,得出洪水深度,從而計算出洪水位。在其高度設(shè)計方面,需要考慮到以下兩個方面的要求,一方面,當(dāng)設(shè)計水位高于棄渣高加覆土?xí)r,其攔渣堤高度需要根據(jù)洪水位高度加上超高來確定。另一方面,當(dāng)洪水位低于棄渣場高度,攔渣堤高度應(yīng)根據(jù)棄渣高覆土厚度加上安全超高來確定。
3.2表土保護措施
為了有效地保護棄渣場周圍耕植土,有效地促進后期的耕地與植被的恢復(fù),需要在堆放渣體前,將渣場的表層腐殖土剝離。并根據(jù)恢復(fù)的土地利用類型以及數(shù)量等情況來確定表土剝離的數(shù)量,當(dāng)表土剝離之后,需要臨時堆放在渣場的角落,邊坡比例為1:2,高度需要控制在2.50m,在渣場的周邊采用草袋裝土進行臨時攔擋。還需要根據(jù)堆放的時間在表面撒播草籽或者使用防護網(wǎng)加蓋處理,以便有效地避免水土流失,取到水土保持的作用。
3.3排水措施
在棄渣場排水方面,需要在施工期間設(shè)置臨時排水措施,同時,還需要考慮到在堆放完畢后的永久性排水措施。在施工期間,需要根據(jù)施工期的洪水流量在渣場周邊設(shè)施排水系統(tǒng),斷面可以不需要襯砌處理,需要遵循引走洪水原則。在永久性排水措施方面,需要根據(jù)渣場的攔墻控制流域面積、降水量以及工程等級等方面的標(biāo)準(zhǔn)來確定。其排水的形式可以分為以下兩種:一種為排水渠,通常分布在渣面與山坡坡腳交接處,出水口設(shè)置在擋渣壩兩岸的壩頭沿山坡與河溝相接處。這種排水形式主要適合用于排水面積小、設(shè)計洪水流量小的棄渣場中。另一種是涵洞式,主要埋在渣體下部的河溝溝底處,穿過擋渣壩,與出口消力池相接,主要適合用于排水面積大,設(shè)計洪水流量大的棄渣場中。
3.4護坡措施
護坡的主要措施有漿砌石護坡、混凝土護坡、干砌石護坡、預(yù)制護坡等,在水土保持工程措施中,需要根據(jù)棄渣場的實際情況進行分析,以便選擇適當(dāng)?shù)淖o坡措施。在邊坡長期受水沖刷與浸泡的影響下,需要采用干砌石護坡措施;為了將渣體內(nèi)部的水分及時排除,也可采用干砌石護坡措施。如果渣體邊坡與水庫水位無關(guān),通常采用框格草皮護坡形式,不僅可以有效防治水土流失,還可以節(jié)約工程投資,對渣場進行有效的改善。
水利水電工程在經(jīng)濟建設(shè)中處于重要的位置,需要對水利水電棄渣場水土保持問題進行分析,以便有效地提高水土保持的效率,減少對周圍生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、生命財產(chǎn)安全等方面的影響。并根據(jù)棄渣場的實際情況,制定出水土保持的有效措施,可以借鑒國內(nèi)外先進技術(shù),促使水土保持效果的提升。
[1]李翔宇.水利水電工程棄渣場水土保持工程的相關(guān)措施研究[J].水力水電,2013,28(12):903-904.
[2]操昌碧.水利水電工程棄渣場水土保持工程措施研究[J].水電站設(shè)計,2014,17(4):287-288.
[3]高寶林.水電工程棄渣場水土保持措施設(shè)計探討[J].中國水土保持,2014,13(9):36-37.
(責(zé)任編輯:劉青)
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