水电工程土石方综合利用和弃渣场选址及防护建议

顾洪宾，崔磊，薛联芳，宋晓彦

［关键词］ 水电工程；土石方；弃渣场；选址；防护；水土保持

［摘要］ 为实现“双碳”目标，我国水电工程建设迎来快速发展阶段，国家陆续出台了法规政策和技术标准对水电工程弃渣管理提出了更高要求。当前水电工程弃渣处置面临土石方综合利用有限、项目间统筹调配难度高等问题，弃渣场选址受到高山峡谷地形限制和河道管理范围、生态保护红线等约束，选址困难。在分析水电工程弃渣处置现状的基础上，提出相关建议：优化工程设计，减少水电工程开挖量；提高土石方综合利用率，减少弃渣量；新建库区弃渣场选址纳入审批许可范围，做好弃渣场稳定性论证；完善弃渣防护措施，加强水土保持监测；实行弃渣场分类管理等。

［中图分类号］ S157［文献标识码］ C［文章编号］ 1000－0941（2023）06－0042－04

1背景

1.1水电工程发展趋势

围绕“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的战略目标，我国持续加快建设新型电力系统。水电是能源转型发展的基石，新形势下水电功能定位将从以电量为主逐步转变为电量和容量支撑并重。以已建、在建和规划的大型水电基地为支撑，加大常规水电、抽水蓄能开发力度，借助水电的调节能力及电力输送通道，统筹推进可再生能源一体化综合开发基地建设，是构建清洁低碳、安全高效的能源体系，实现“双碳”目标的必然路径。

2021年，国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》，明确推动金沙江上游、澜沧江上游、雅砻江中游、黄河上游等已纳入规划、符合生态保护要求的水电项目开工建设，推进雅鲁藏布江下游水电开发，“十四五”和“十五五”期间将新增水电装机容量4 000万kW左右，到2030年常规水电装机容量达到4.2亿kW，到2060年常规水电装机容量达到5.0亿kW。此外，2021年国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划（2021—2035年）》提出，未来15～20 a我国抽水蓄能将正式进入高质量发展的新阶段，预计2035年前后，我国抽水蓄能装机容量有望达到3.0亿kW。“十四五”期间，预计核准开工的大中型常规水电和抽水蓄能电站将超过200座，水电工程建设迎来快速发展阶段。

1.2生态文明建设对水土保持提出更高目标

水土保持作为生态环境保护的重要内容，承担着维护生态系统基础功能的作用，在国家生态文明建设中有着重要地位。《中华人民共和国长江保护法》《中华人民共和国黄河保护法》等相关法律对做好重点流域水土流失防治、严格建设项目管理、实施水土保持工程建设、增强水土保持生态功能等提出了高標准要求。我国规划建设的水电工程大多分布在生态环境敏感的长江、黄河流域及青藏高原地区，水电开发必须坚持生态优先、绿色发展的原则，在迎来加速开发建设新阶段的同时，严格执行相关水土保持法规与技术标准要求，其水土保持工作需要不断适应新的生态保护要求。

1.3水电工程弃渣管理要求不断提高

水电工程单体规模大，施工中开挖产生的土石方量也较大，如何解决弃渣问题是水电工程水土保持工作的关键，弃渣处置方式和弃渣场选址与设计是水土保持工作的重点和难点。国家陆续出台法律法规、标准规范等，不断提高弃渣管理要求，鼓励加大土石方综合利用，减少弃渣量，要求采取完善的弃渣场防治措施，也对弃渣场的选址提出了严格的要求。2011年修订的《中华人民共和国水土保持法》规定，生产建设活动中排弃的砂、石、土、矸石、尾矿、废渣等应当综合利用；不能综合利用、确需废弃的，应当堆放在水土保持方案确定的专门存放地，并采取措施保证不产生新的危害。《水土保持工程设计规范》（GB 51018—2014）提出，不得在河道管理范围内设置弃渣场，确需设置的应符合河道管理和防洪行洪的要求；严禁在对重要基础设施、人民群众生命财产安全及行洪安全有重大影响的区域布设弃渣场。2018年修订的《中华人民共和国河道管理条例》规定，禁止在河道管理范围内弃置矿渣、石渣、煤灰、泥土、垃圾等。《生产建设项目水土保持技术标准》（GB 50433—2018）提出，弃渣场选址应符合河流防洪规划和治导线的规定，不得在河道、湖泊和建成水库管理范围内设置弃渣场；严禁在对公共设施、基础设施、工业企业、居民点等有重大影响的区域设置弃土（石、渣、灰、矸石、尾矿）场。2020年水利部办公厅印发的《关于进一步加强河湖管理范围内建设项目管理的通知》（办河湖〔2020〕177号）进一步规范了涉河建设项目许可，禁止在河湖管理范围内建设妨碍行洪的建（构）筑物，倾倒、弃置渣土。

2弃渣处置现状

2.1建设项目弃渣处置现状

依据中国水土流失与生态安全综合科学考察总结报告，“十五”至“十三五”期间生产建设项目数量呈显著增长趋势，“十三五”期间弃渣量已达106亿t，依据项目分类统计，弃渣量较多的分别为公路工程、露天采矿工程、水利水电工程。露天采矿工程弃渣量可达数亿立方米，弃渣通常在采坑内倒运回填，基本可在矿界范围内进行处置。公路工程和水利水电工程弃渣量通常在数百万到数千万立方米，其中公路工程为线性工程，跨度大，可采取分散堆渣的方式，单个渣场容量较小， 顾洪宾等：水电工程土石方综合利用和弃渣场选址及防护建议可选择的弃渣场地较多，容易避开河道管理范围；少部分弃渣场可能涉及公共设施、基础设施、居民点等区域，搬迁工作量普遍较小，可将受影响的区域纳入主体工程拆迁范围，总体来说公路工程弃渣处置相对容易。而水利水电工程通常位于高山峡谷区，弃渣场通常设置在工程区域沟谷和库区内，弃渣处置难度较高。其他行业项目通常弃渣量较小，弃渣场选址也相对简单，经常选取公用弃渣场或自建小型弃渣场进行弃渣处置。

2.2水电工程弃渣处置现状

水电工程大多处于高山峡谷地区，受地形地质条件限制，不良地质、边坡处理工程量大，厂房、导流洞等多为地下工程，开挖土石方量巨大。水电工程弃渣处置方式主要包括土石方综合利用、项目间统筹调配利用、布设弃渣场进行处置等。

2.2.1土石方综合利用

水电工程设计与施工中应充分贯彻土石方资源化利用的理念，争取实现生态和经济效益的最大化。高山峡谷区水电工程的厂房、隧洞等地下工程较多，地下开挖的石方可作为砂石骨料、砌体等建筑材料，其他满足级配条件的开挖土石方可作为坝体、围堰、施工场地的填筑材料。地面工程处进行表土剥离后，可对部分土方进行改良，用于加大覆土厚度、提升覆土质量，为植被恢复和复耕提供保障。然而在实际工作中，受用料中转场地布设困难、施工时序难以衔接等因素制约，土石方综合利用量有限，综合利用率有待提高，土石方与渣料的综合利用也成为水电工程技术发展的重要方向。

2.2.2项目间统筹调配利用

通过充分调研周边工程的需求，可将水电工程的弃渣运送到项目周边其他项目区进行综合利用，质量较好的骨料可运送至建筑材料加工企业作为原材料。然而，水电工程通常位于距离城镇较远的高山峡谷区，附近企业较少，有需求的企业通常距离较远，运输成本高，且周边区域的建设项目因同样位于山区环境中，故自身土石方开挖量多、回填及利用量少，项目间统筹调配利用在实际工作中难度较高。

2.2.3布设弃渣场进行处置

水电工程的弃渣场地选择较少，通常在工程区域沟谷和库区内布设弃渣场集中堆存弃渣。然而，现阶段水电开发河段和两岸沟谷大多已纳入河道管理范围，相关政策文件明确禁止在河道管理范围内弃渣，水电工程弃渣场面临选址难的困境。除工程区域沟谷和库区内设置的弃渣场外，河道两岸的台地和坡地也是堆存弃渣的主要区域，由于台地和坡地面积较小，因此弃渣场地难以满足需要，弃渣拦挡防护工程量也较大。同时，台地和坡地通常分布有居民点和基本农田，搬迁需要征求当地居民意见，也存在涉及耕地红线问题，实施过程中困难重重。

3水电工程土石方综合利用建议

3.1优化工程方案，减少开挖量

工程开挖量对弃渣量有直接影响。在前期设计阶段，受限于勘察设计深度，对土石方开挖量的估算比较粗略。通过深化设计和优化工程方案，施工中采用土石方开挖量较少的施工布置，如在施工场地和施工道路采用半挖半填的方式；主体设计中采用新工艺、新材料，如选用胶带机等方式运输有用料、采用开挖量较小的坝址和坝型、采用新的防渗材料以避免使用防渗土料等；加大可研阶段的水土保持研究投入，在工程前期做好水土保持方案精细化设计，提高土石方量估算的精确度等方式，减少开挖量。

3.2提高土石方综合利用率，减少弃渣量

水电工程土石方综合利用不充分是弃渣量较大的原因之一。开挖过程中隧道及地下工程的开挖料风化程度低、比重大，可作为砂石骨料、坝体填筑等建筑材料；施工场地可尽量利用开挖料进行场地回填形成平台；施工结束后，可利用开挖料对临时交通隧道进行回填和封堵，提高土石方的综合利用率。

3.3拓宽土石方综合利用途径

一方面要加强对周边在建、拟建项目及砂石料场的调查，将多余土石方调配至周边其他项目进行综合利用，或运送至砂石料场作为加工原材料；另一方面土石方处理后可作为墙体、制砖材料等，也可将经过筛分的土方通过土壤改良后用于人工造地。此外，弃渣可用于假山、公园等微地形的构造砌筑，形成与当地环境相适应的特色景观。

4水电工程弃渣场选址建议

4.1选址应最大程度减轻对生态环境的影响

国家相关法律法规、规范标准明确要求弃渣场不得设置在江河、湖泊、建成水库及河道管理范围内，严禁在对公共设施、基础设施、工业企业、居民点等有重大影响的区域布设弃渣场，不宜设置在滑坡、崩塌、泥石流易发区域，其核心是确保弃渣场的安全性。在生态文明建设的新形势下，水电工程弃渣场选址既要确保安全，又不能破坏原有的生态功能，不得逾越或破坏生态保护红线，应避开自然保护区、风景名胜区、水源保护区的保护范围，同时优先选用占用耕地少和搬迁工程量小的场地。在不具备布设大型弃渣场集中堆放弃渣的条件时，可考虑在河道支沟、两岸台地、坡地等区域布设小型、分散的弃渣场，以满足弃渣堆存需要，减轻对生态环境的影响。

4.2新建库区弃渣场选址纳入审批许可范围

目前水土保持相关规范对于主体工程库区内弃渣场未做限制性规定，鉴于水电工程可供选择的具备相应容量的弃渣场地极为有限，建议在库区尤其是死水位以下具备相应堆渣空间的区域设置弃渣场；对于拟建水电工程库内弃渣涉及河道管理范围的情况，经充分论证对建设期行洪等无影响的，可将拟建库区弃渣场选址纳入审批许可范围。此外，库区弃渣场需采取相应的工程和临时水土流失防治措施，如渣顶采取压盖措施、渣坡采取干砌石边坡防护措施等。

4.3做好弃渣场选址的稳定性论证

针对水电工程弃渣场选址涉及的地质条件、敏感因素等问题，依据相关规范标准在前期工作中开展弃渣场选址、弃渣场防护措施等专题论证、专题设计和报告编制工作，充分论证弃渣场的稳定性，判别弃渣场失稳对下游敏感目标的影响，作出弃渣场选址评价结果，并邀请第三方技术服务机构提供技术咨询和专题报告评审工作，为工程建设提供支撑。

5水电工程弃渣场防护建议

5.1健全标准规范体系，深化相关专题设计

在水电行业标准体系的基础上，结合当前弃渣场选址及弃渣处置工作面临的一些问题，统筹规划相关标准的立项和编制，健全水电行业标准规范体系。前期设计中要做好弃渣场选址及防护、表土剥离保护和利用、水土保持专项等专题设计工作，为水土保持技术评审提供材料支撑，也为后续工程建设中落实水土保持工作提供指导。

5.2完善弃渣防护措施，加强水土保持监测

弃渣场水土流失防治应从空间和时间上进行系统治理和綜合防护，针对弃渣场空间布局和施工时序具体布设不同类型的防护措施，充分考虑与周边景观的协调性；针对水电工程弃渣具有土壤颗粒松散、堆置坡度较大、变动频繁、易发生水土流失等特点，制定科学、合理、全面的水土保持措施和监测体系，建立水土保持监测管理制度，做好弃渣场水土保持监测工作，同时结合智慧水土保持建设要求，提升监测智能化、信息化水平。

5.3提升管理能力，实行弃渣场分类管理

在全面贯彻落实生态文明建设、推进水电行业绿色发展的要求下，依据水电项目特点编制水土保持管理办法，严格筛选参建单位并加强施工管理，尤其是加强施工期弃渣场水土流失防护工作检查，研究洪水监测及预警机制并提出相应的应对方案，编制并参照执行弃渣场失稳应急预案等。水电工程弃渣场通常属临时占地，在工程水土保持设施验收后弃渣场一般移交地方水土保持管理部门。由于地方水土保持管理部门不掌握弃渣场设计、施工过程和堆渣来源等详细情况，建议基于渣场级别、上下游情况、地质条件等对弃渣场进行分类管理，对于渣场级别低、上游集水面积小、地质条件简单的弃渣场可移交地方水土保持管理部门，对于渣场级别高、上游集水面积大、地质条件复杂的弃渣场仍由原建设单位负责管理。

［作者简介］ 顾洪宾（1967—），男，江苏射阳人，教授级高级工程师，博士，主要从事水电工程水土保持工作。

［收稿日期］ 2023-01-18

（责任编辑李佳星）