丰满水电站重建工程水土保持方案设计

张树华，金德泽

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 工程概况

1.1 现有工程

丰满水电站坝址位于吉林省吉林市的第二松花江干流，下游距吉林市16 km。电站共安装12台水轮发电机组，总装机容量1 002.5 MW，多年平均年发电量19.68亿kW·h。电站枢纽工程主要由混凝土重力坝及坝身溢流孔、泄洪洞（后改建成三期引水洞）、坝后式厂房、三期岸边式厂房等组成。拦河坝最大坝高91.7 m，坝顶长度1 080 m，坝顶高程267.70 m。

1.2 丰满水电站重建工程

丰满水电站重建工程（以下简称该工程）在原坝址下游120 m处进行重建，部分拆除原大坝坝段长度594.0 m。治理工程实施后，不改变水库主要特征水位，不新增库区移民和征地。新建电站总装机容量1 480 MW，多年平均发电量17.09亿kW·h。水库总库容103.77亿m3。新建大坝由左岸挡水坝段、溢流坝段、挡水过渡坝段、发电引水坝段及右岸挡水坝段组成，坝顶高程269.50 m，最大坝高94.50 m，坝顶全长1068.00 m。该工程土石方开挖总量为358.27万m3（自然方），土石方填筑总量131.14万m3（实方），工程弃渣总量为532.29万m3（堆方）。工程规划了2处永久弃渣场和1处石料场。施工道路充分利用现有丰满电站的场内交通道路及左、右岸上坝路，并辅以新建的施工临时道路，新建永久公路约4 km，新建临时公路约14 km，改扩建道路0.5 km。工程占地总面积240.67 hm2，其中：永久占地166.30 hm2，临时占地74.37 hm2。

2 工程区概况

工程区地处第二松花江流域，沟谷切割较深，属中深切割的中低山区，地面高程一般在170～1 300 m之间。区域内地震活动频次较低，强度较弱，属于地震活动较弱的区域。多年平均降水量为656.2 mm，坝址处多年平均流量为432 m3/s。工程区土壤主要有灰棕土、白浆土、冲积土三大类。现存植被多为人工植被，主要为人工落叶松林、荒草地和农田植被，林草覆盖率约为35.4%。

项目所在地区属于国家级水土流失重点治理区—东北黑土地治理区，同时也是吉林省重点治理区。根据全国土壤侵蚀类型区划，工程涉及的丰满区在全国土壤侵蚀类型区划中属于以水力侵蚀为主的东北黑土区，区内容许土壤流失量为200 t/（km2·a），平均土壤侵蚀模数为 1 060 t/（km2·a），侵蚀强度以轻度侵蚀为主。水土流失类型以水力侵蚀为主，水力侵蚀主要发生在坡耕地、荒山荒地及河谷两岸裸露边坡，多为面蚀和沟蚀。

3 主体工程水土保持分析

3.1 水土保持制约因素分析与评价

该工程所在区域不属于泥石流易发区、崩塌滑坡危险区及易引起严重水土流失和生态恶化的区域，没有国家和省级水土保持监测站点和重点试验区。

该工程除料场和弃渣场在风景名胜区范围外，新建大坝、新建导流洞、大坝下游左右岸临时施工区均在风景名胜区三级保护区范围内。该工程的选址建设已获得风景区行政管理部门的同意。根据风景名胜区总体规划，丰满大坝是景区的一部分，且该景区景观主要以丰满大坝拦蓄形成人工湖泊为主，该工程的目的是彻底解决丰满大坝存在的安全隐患问题，同时保护松花湖库区水资源，实现松花湖库区安全、稳定运行。工程建设亦符合风景区规划，并与景观相协调，主体设计对部分拆除后旧坝的整体外形、颜色、风格等进行景观设计，水土保持对丰满厂区和施工场地采取景观绿化和植被恢复。

总体而言，该工程建设不存在水土保持制约因素，在落实各项水土保持措施的前提下，工程项目建设是可行的。

3.2 方案比选

主体工程设计在方案比选的过程中充分考虑了水土保持因素，对坝址、坝型、枢纽布置、施工总布置等进行了比选，从永久占地、临时占地的类型及面积、土石方开挖及回填总量、施工工期、水土保持投资及景观等方面进行综合比较，推荐了对水土流失影响较小的方案。

4 水土保持设计

该工程在坝址区、厂区、裸露边坡、料场、弃渣场等区域进行水土保持设计，因地制宜地采取景观绿化、植被恢复、拦挡工程、边坡防护、截排水措施、表土临时防护等措施。设计注重与原工程及周围景观相协调，树立生态设计的理念，积极采用新技术、新材料，提高了水土流失防治及生态恢复效果。

4.1 景观绿化为主的水土保持设计

该工程坝址区及厂址区等区域位于风景名胜区，生态环境较好，水土保持设计应与周边景观相协调，以景观绿化为主，草、花、灌、乔合理搭配，注重立体景观效果，增加生物多样性和绿化景观。

4.1.1 电站厂区景观设计

水土保持设计对大坝下游右岸的电站厂区进行环境美化处理，将厂区绿化景观环境提炼为“一核一路三区域”的空间结构。

“一核”——现场生产综合楼前生态核。在现场生产综合楼、武警营房楼前及厂区道路对面，建成一个大的标志性景观广场，广场周边设置曲折幽静的缓步径，并遍植葱郁的树木，对比严肃的现场生产综合楼前中心广场，恰似幽静大气的“前花园”，成为职工休闲交流的场所。

“一路”——主道路。尊重厂区原有规划的思想，主道路系统保持不变。道路系统应合理便捷，四通八达，贯穿三个区域之间，区域整体在保证绿量的同时又体现个性，流线型设计的模纹与规则整形式种植的树木相结合，形成自由现代的视觉空间。

“三区域”——办公区、生态保护区、运动休闲参观区。将整个厂区大致划分为三个区域，体现不同的功能空间。根据功能需要及场所景观要求，将上述空间划分为中心广场区、楼间休闲区、碧水眩心区、运动健身区、静思丛林区等景观小区。

4.1.2 局部生态景观设计

水土保持设计从绿化美化环境的角度，对办公生活区、鱼类增殖站周边、部分临建设施扰动迹地及施工闲置空地等区域进行局部景观的打造，最终形成整体的生态景观格局，不仅能取得良好的水土保持效果，而且极大地改善施工区的生态环境。主要的绿化措施有铺草坪、栽植观赏性的乔灌树种、设置花台花坛等。

4.1.3 导流洞、坝头开挖区边坡绿化

为防止开挖边坡受径流冲刷造成水土流失，在导流洞进出口开挖边坡上方易集水区布设截水沟。在工程防护的基础上，边坡开挖过程中充分利用开挖好的马道，在马道上设置浆砌石直墙，形成绿化种植槽，回填种植土，栽植攀援植物进行垂直绿化，利用藤本攀援生长的能力实现对整个工程创面的绿化美化。

大坝左右岸坝头的开挖，势必会对自然现状造成破坏，水土保持设计充分考虑了工程建设对原来生态环境的影响。为减轻施工开挖和扰动造成的对山体的破坏，控制水土流失，恢复区域生态功能，设计对开挖土石边坡采用喷播植草、三维植被网，对边坡开挖线以外一定范围内栽植乔灌木，在固土护坡的同时，又有一定的生态景观效果。

4.1.4 永久道路景观绿化

为提高景观效果，在新建上坝道路和电厂道路两侧栽植绿篱，绿篱内零星点缀垂柳，形成绿色生态景观带。

4.2 水土保持植被恢复设计

4.2.1 导流洞进口植被恢复

导流洞布置在坝下游左岸山体内，其中进口明渠位于电站水库内，施工开挖导致原有地貌特性遭到破坏。设计时优先考虑利用导流洞进口开挖弃料回填，坡面经过平整、覆土后种植灌草，恢复植被，减少了岩质边坡的硬质感。

4.2.2 施工道路植被恢复

工程建设期间，对弃渣场和料场区内的永久道路两侧，栽植圆柏和水腊球，在临时道路两侧栽植行道树，树种采用刺槐和胡枝子。施工临时道路后期实施迹地恢复，将混凝土硬化路面全部拆除，压实的土壤深翻后覆土，种植乔灌草进行绿化。

4.2.3 施工临建迹地恢复

水土保持设计因地制宜，以防治水土流失和恢复生态为主要目标，在丰满厂区以外的施工附企周边设置排水沟，通过栽植乔灌草实现生态环境的修复。同时，供水供电系统中高水位水池施工、输水管线、输配电线路土石方开挖造成扰动地表、破坏植被等均与周围环境极不协调，设计采取对高水位水池开挖边坡进行绿化，输水管线埋设后表面撒播草籽，输配电线路基础埋设处撒播草籽等措施进行恢复。

4.3 石料场水土保持设计

工程规划了一处石料场，料场按设计要求进行了分层分段开采，自上而下每隔10 m为一个梯段，每个梯段设置2 m宽的马道。石料场水土保持设计采用工程措施和植物措施相结合的方式进行。在保证石料场稳定的前提下，通过在开采边界外侧设置截水沟，开采平台覆土后栽植当地适生乔灌木，坡面采用攀援植物和灌草结合的绿化等方式，实现料场边坡防护、排水、绿化的有机结合和统一。

4.4 弃渣场水土保持设计

工程设置了2处永久渣场，水土保持设计在防治水土流失的同时，充分利用现有场地恢复和改善弃渣场的生态环境。弃渣场渣堆坡脚设置挡渣墙，渣场上游汇流位置和各级马道内布设排水沟。坡面采用三维植被网防护，提高了渣体的整体稳定性和生态效果。堆渣完毕后，渣场顶面进行植被恢复，种植乔灌草形成较为稳定的植物群落。

4.5 保护表土资源

为保证工程建设后期复垦覆土和绿化用土需要，综合考虑各占地区（原有耕地、园地、林草地）的使用时序、用地方式及表土资源与剥离条件，在施工前期对工程占地区表层土壤进行剥离并采取堆存保护措施。

5 结语

水电站重建工程作为对当地生态环境和水土流失影响程度较大的项目，科学合理的建设理念显得尤为重要。在项目设计、施工中充分贯彻水土保持思想，并有针对性地进行水土保持设计，能够促进工程建设区在环境保护和水土保持等方面的健康和谐发展。

［1］张树华等.丰满水电站全面治理工程水土保持方案报告书［R］.长春：中水东北勘测设计研究有限责任公司，2010.

［2］史有富等.吉林丰满水电站全面治理（重建）工程施工组织设计报告［R］.长春：中水东北勘测设计研究有限责任公司，2012.

［3］方草.景观生态化设计理念在水电站开发中的应用初探［J］.水电站设计，2009，（3），88～91.