某小型水电站安全退出的实施方案

刘爱环，杨元红

(贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002)

0 引 言

赤水河是长江上游重要的一级支流，干流多属“V”型河谷，天然落差大，是典型的山地—河流—湿地生态系统，生态调节功能十分重要，是长江上游惟一没有筑坝的干流；整个流域河网十分发达，支流众多。赤水河流域生态系统十分完整，生态资源非常丰富，生物多样性繁多，目前已建成3个国家级自然保护区；流域内已初步查明物种3 000余种，很多都是国家Ⅰ、Ⅱ级重点保护珍稀野生动植物和鱼类。目前，赤水河面临支流小水电生态环境问题，亟需整治[1]。

1 工程概况

某水电站位于贵州省遵义市，坝址以上流域面积944 km2，水库正常蓄水位290.50 m，水库总库容409万m3，为小(1)型水库。电站总装机容量3 200 kW(2×1 600 kW)，为坝后式电站，主要任务是发电，向遵义市电网供电。

水库大坝为浆砌石连拱坝，最大坝高23.4 m，坝顶高程298.40 m，坝顶宽3.0 m，最低建基面高程275.00 m，最大坝底厚19.30 m。溢流段为4连拱坝，坝高14.5 m，支墩间距18.50 m，宽度70.0 m，堰顶高程290.50 m，库容409万m3,正常蓄水位290.5 m。压力管道采用一管一机的供水方式，管道为φ2 200钢管，长27.48 m。尾水渠沿习水河左岸边布置，长270.4 m，宽度为10 m。尾水渠首段为长5.7 m、底坡为1∶3的变坡段接276.00 m高程，以后尾水渠段底坡为i=0.003 7，设计(流量为32.2 m3/s)水深1.01 m，出口底板接河床高程275.00 m。主厂房位于拦河坝下游，厂房横轴线与河道近于平行布置。主厂房为单层钢筋混凝土排架结构，其尺寸为(长×宽×高)27.55 m×12.85 m×21.86 m。水轮机安装高程277.86 m，发电机层地面高程284.02 m，主厂房内安装2台水轮发电机组，机组间距8.0 m；副厂房紧靠主厂房上游侧布置，为二层框混结构，其尺寸为(长×宽×高)23.94 m×7.44 m×10.4 m。35 kV升压站紧靠大坝下游临公路侧布置，平面尺寸长×宽=12.0 m×10.0 m，地面高程295.00 m。进厂公路布置在主厂房下游侧，主厂房大门外设回车场，对厂区临河侧及压力钢管上游侧设置防洪墙，总长49.0 m。厂房内外均设集水井，采用水泵抽排。

2 电站退出原因

该水库建于2005年3月，2007年10月投入使用，目前电站正常运行。电站给周围工农业生产及生活供电，为地区经济可持续发展提供了有力的能源保证；但电站建成以后造成赤水河下游河道减脱水，影响水生生态环境，并且大坝阻隔了鱼类的上行通道，使得鱼类无法洄游。

该电站没有设立和管理的水文测站，所发电能已并入南方电网，拆除后可直接由南方电网提供该区域的供电。该水电站主要功能就是发电，没有防洪、供水和灌溉等其他承担重要综合利用功能要求。根据《贵州省协同推进赤水河流域生态优先绿色发展实施方案(2021—2025)》，为有效解决赤水河流域小水电生态环境突出问题，修复生态，维护赤水河流域生态健康，该水电站(包括大坝)全部清除退出[1]。

3 电站退出方案设计

3.1 退出内容

本工程清理退出内容包括：拆除拦河大坝(包含溢流坝段浆砌石连拱坝及其支墩、非溢流坝段浆砌石大坝、电站进水口启闭机室和进口闸室)、坝后厂房及厂房内发电机电设备、变电设备、发电引水压力钢管、尾水渠渠道边墙，清理水库库底淤泥；同时治理电站下游河道，恢复该河段行洪和生态过流能力。

3.2 施工导流

坝体拆除施工导流标准采用5 a一遇，工程总工期约7个月，工程导流时段拟采用枯期11月—次年3月，相应的5 a一遇导流设计流量为52.8 m3/s。

坝顶高程298.4 m至溢流坝段堰顶高程290.50 m之间的坝体拆除以及坝后厂房机电设备退场，采用坝体溢流坝段+底孔过流的施工导流方式。

溢流坝段堰顶高程290.50 m至电站取水口底板高程283.00 m之间的坝体拆除，可进一步将溢流坝段中的1道拱先向下扩挖形成缺口配合底孔过流进行施工导流。

电站取水口底板高程283.00 m至河床高程275.00 m之间的坝体拆除，延续上一期导流的方式扩挖溢流坝段的连拱形成缺口导流。

3.3 拆除程序

关闭发电取水口进口闸门，电站停机→拆除电站机电设备和变电站→打开冲沙底孔闸门→拆除坝顶298.4～290.5 m之间部分的坝体，同时拆除电站主副厂房和下游尾水渠→扩挖1道连拱形成缺口→拆除290.5～283.0 m之间的坝体以及坝后发电钢管、取水口平板闸门→进一步扩挖连拱坝至河床→拆除283.0 m至河床275.0 m之间的坝体和底孔闸门→水库清淤和下游河道整治→场地清理。

3.4 施工安排

第一年10月初进场，将电站原管理房征作临时施工营地并完善施工区风、水、电系统等设备的搭建，待10月中旬具备电站拆除条件。

第一年10月初开始，首先关闭取水口闸门，进行电站主副厂房机电设备拆除，10月底电站厂房机电设备拆除完毕；与此同时开始进行坝体上部拆除，完成坝体209.5 m高程以上部分和坝后主副厂房的拆除。

第一年11月初，进一步将溢流坝段的1道挡水拱向下凿除至283.0 m高程形成坝身缺口，然后对大坝209.5～283.0 m之间的坝体进行拆除；当凿除至取水口高程附近时，对取水口闸门进行拆卸吊装退场，直至12月底完成。在11月开始，利用枯期时段进行坝址上、下游河段的河道整治，直至工程完工。

第二年1月初。进一步对上阶段河床中间的挡水拱向下扩挖至河床底，然后进行大坝283.0 m高程至河床部分的大坝拆除以及坝后引水钢管拆除；当开挖至底孔附近时对底孔闸门进行拆卸退场，该阶段历时共3个月完成。

第二年4月初开始进行库岸边坡支护，历时约1个月。4月底完成施工清理退场，第二年4月底全部工程施工完毕。

3.5 水土保持措施

对拆除工程施工范围内的表土进行剥离，并选择合适空地专门设置表土临时堆放场，对表土资源进行集中存放保护，在堆存场地周边布设临时拦挡、临时排水沟、临时苫盖等防护措施。在施工期间对拆除工程施工范围边界布设临时拦挡、临时排水沟等防护措施，对临时堆渣区域布设临时拦挡、临时排水沟、临时苫盖等防护措施。本工程产生的弃渣主要是电站拆除的建筑垃圾、库内不可回用的淤泥。堆置方案优先考虑场地内填坑或者河道建设时尽量综合利用；剩余建筑垃圾堆放至城镇合法倒土场，淤泥堆放至城镇垃圾填埋场。

3.6 环境保护措施

本工程施工人员为租用民房，其生活污水依托民宅、村寨内的旱厕和化粪池进行处理，综合利用于农田灌溉等，不外排。在施工过程中优先选择先进、低尘施工工艺和采取其他措施对大气环境进行保护；施工单位应尽量选用符合国家有关标准的先进低噪声施工设备和其他措施对声环境进行保护。

4 电站退出后续处理方案设计

该水电站除电站厂房、管理房外，其余全部清除退出，工程措施将拦河坝、电站厂房及其附属建筑物进行全部拆除，恢复河道原状；拦河坝等拆除弃渣可综合利用，对原场地采取回填平整后进行基本植被恢复。电站金属结构及机电设备拆卸运输过程中尽量保障拦污栅、闸门、启闭设备、水轮发电机组、励磁调节器柜、闸阀等设备完好，按照尽可能利用可再生资源的原则要求，本工程金属结构及机电等设备应优先联系相关水电站企业和生产厂家进行收购。变压器可联系当地电力相关部门，由当地电力部门进行回收，变压器就地断路器熔断后剩余的输电线路联系当地电力相关部门协商处理。对于部分金属结构及机电设备已老化，且设备腐蚀较严重，无再次利用价值，可联系当地废品收购站人员对设备分割后进行回收。

为保障水生物洄游，加强赤水河水域生态环境保护，推进长江经济带坚定走生态优先、绿色发展之路，根据电站的整体拆除方案，施工布置和施工特点，结合实地调查，针对本工程的具体情况，后续要对拆除工程进行生态修复措施，如对大坝拆除区域、发电厂房拆除区域、库区进行植被建设的陆生生态修复，并对坝址河段河床进行生态修复、对水生生境进行修复、开展人工产卵场营造等水生生态修复措施。

5 结 论

该电站安全退出后，要同步实施生态治理，保护好赤水河流域生态环境，后续可深度挖掘和有效转化赤水河流域良好生态环境蕴含的生态价值和经济价值，积极发展生态型农业、绿色化工业和生态旅游业，推进绿色城镇建设。