抽水蓄能电站上水库水土流失与水资源循环利用探究

赵伟国

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。

Abstract： With the rapid development of new energy in China， it is necessary to accelerate the construction of pumped storage power stations. There are two remarkable characteristics of upper reservoir of pumped storage power station. One is insufficient water resources for construction in dry season， the other is soil and water loss in rainy season. How to solve the problem of soil and water loss and water resources shortage has become a topic of concern. Based on the analysis of water and soil loss in upper reservoir of pumped storage power station， this paper studies the recycling utilization of water resources to minimize the outflow of water in construction area， so as to achieve the goal of reducing soil and water loss.

关键词：水土流失;水资源;循环利用

Key words： soil and water loss;water resource;recycling

中圖分类号：TV213                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）31-0275-03

0  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資源进行重复利用，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）.