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水力发电是目前世界上最大的潜力资源,它能为人们的生产生活提供最为急需的清洁和可再生能源。目前,美国、欧洲等发达国家已过了水力项目的高峰期,而中国由于水资源丰富、经济发展处于上升阶段,水力项目,特别是中小型水利枢纽项目正方兴未艾。湖北省是水资源大省,长江自西向东,贯穿省境。充分开发利用省内水力资源,对于缓解缺电、改善电力工业布局,促进山区经济发展,具有十分重要的意义。中小水电工程近年来发展较快,在促进了当地经济发展过程中,也带来一系列环境问题,水土流失是其主要方面。
山区水电站项目多建于植被良好、地势险峻的深山之中。除去修筑大坝等主体工程外,工程仍需配套修筑进站公路、厂房,产生弃渣以及开采料场等。由于工程施工工期长,施工工艺复杂,土石方量大,且对原生态植被、原地表地貌破坏大,在修建过程中会造成剧烈的水土流失,如保护不当,会导致淤塞河道、破坏自然生态环境,经年累月积累,流失的泥沙土壤也会对工程本身安全造成威胁。监测水电工程产生的水土流失,探索工程建设不同时期的水土流失特点,对于及时有效采取措施减轻、防治水土流失,指导水土保持方案编制具有重要的意义。本研究通过研究三个已经完工的水电站工程的水土流失监测数据,分析在施工期中,主体工程、施工便道、弃渣场、料场及施工辅助企业各自的流失特点和强度,探讨总结了现在主要的监测方法在水电站水土流失监测中的应用。本研究取得以下主要结论:
对三个工程的建设过程中主体工程、施工便道、弃渣场、料场及施工辅助企业五部分的扰动地表面积、弃渣量、土壤流失量的变化情况进行分析。结果表明:(1)由于施工时序不同,不同区域在施工过程中扰动地表面积变化存在差异。从时间上看,施工道路、主体工程及施工辅助企业在工程施工初期扰动较大,而弃渣场、料场在主体工程正式开工后扰动较大。这与工程施工时序相吻合。(2)水电站建设过程中产生的弃渣量很大。弃渣量变化基本是先增大,再减小的过程。弃渣量开始随着工程的进度在不断增加,随着挖方工程的结束,大坝等填方工程开始,部分弃渣得到利用,弃渣量逐渐减少。(3)从水土流失量的变化看,施工道路流失量最大,并且在施工准备期即开始。主体工程是流失量第二大的区域,它流失量是随着主体的工程的进程变化的,一般比较规律。料场区是流失量第三的区域。在施工期内,料场流失开始的时间最晚,但变化剧烈,是料场水土流失的主要特点。弃渣场比料场流失量稍小。弃渣场开始流失的时间也早于料场。弃渣场的流失趋势先增大,到施工结束后再逐步减小的过程。施工辅助企业施工一般是占压扰动地表,土石方量比较小,因此流失量最小,并且如果没有再扰动新的地表,一般流失量会不断减小。
提出水电站建设工程水土保持监测指标分为水土流失影响因子、水土流失状况、水土流失危害、水土保持措施及水土保持效果5个指标类,28个指标亚类,77个指标。
水电工程建设过程中的水土流失变化具有一定的规律,即各区随着工程施工时序的变化而变化。在监测过程中,应因时设点,因区制宜,根据工程建设的不同时期和不同区域,确定不同的监测重点,运用合适的监测方法,选取合理的监测时段,以取得准确的监测结果,为工程水土流失防治提供依据。