长河坝水电站枢纽区及料场区生态恢复设计方案研究

程远龙

(四川大唐国际甘孜水电开发有限公司，四川 康定，626001)

1 工程简介

长河坝水电站位于四川省大渡河上游甘孜藏族自治州康定县境内，是大渡河干流水电梯级开发的第十个梯级电站，上接猴子岩电站，尾水接黄金坪电站。工程坝址地处大渡河上游金汤河口以下的大渡河干流河段，坝址区上距丹巴县城82km，下距泸定县城49km，从坝址区沿省道S211公路下行至瓦斯沟口与国道G318相接，经泸定、天全后至雅安，再通过成雅高速或国道G318至成都，线路全长362km，对外交通便利。长河坝水电站枢纽工程包括砾石土心墙堆石坝、引水发电系统、2条开敞式泄洪洞、1条深孔泄洪洞和1条放空洞等建筑物组成。

2 工程区域环境现状

2.1 地形地貌

长河坝水电站地处青藏高原东南部川西北丘状高原东南缘向四川盆地过渡地带，北为巴颜喀拉山脉南东段，东靠邛崃山脉北段，西依大雪山山脉，为横断山系北段的高山曲流深切峡谷地貌，山势展布与主要构造线走向基本一致。库坝区河段均为深切曲流河谷地貌，河谷下部呈明显“V”形谷，局部为峡谷，中上部为宽谷。河谷狭窄，水流湍急，河谷形态以“V”型为主，“U”型相间，坝址下游两岸谷坡阶地分布零星，可见规模不等的Ⅰ～Ⅴ级阶地，其中Ⅰ级阶地保存较好，Ⅱ级阶地以上仅局部残存。

2.2 气象

长河坝水电站位于大渡河上游偏下河段，属川西高原气候区，具有气温年较差小、日较差大，年降水分配不均、干湿季分明的特点。干流河谷地带年平均气温12℃～15℃，极端最高气温在36℃～39℃，极端最低气温可达-5℃～-12℃。因地势高，又远离水汽源地，降水量较少，多年平均年降水量一般仅600mm～700mm。区内气象灾害主要有旱灾、冰雹、暴雨和洪灾等。长河坝电站坝址区无气象站，根据坝址下游约50km的泸定县气象站1961-1990年资料统计，年平均气温15.4℃，多年平均年降水量642.9mm，多年平均相对湿度为66%，多年平均蒸发量1526.9mm。

2.3 土壤

由于地处高山峡谷，相对高差大，工程所处地区土壤垂直带谱分布明显，由于光水热条件的差异，阴坡与阳坡土壤垂直分布也有明显差异。工程占地区主要集中分布于海拔2000m以下范围，工程区涉及的土壤类型主要是潮土、山地褐色土、山地棕壤等，土壤养分中钾丰富，氮、磷含量偏低。受陡峻地形以及干暖河谷气候条件制约，工程区土壤总体较瘠薄。土壤为植被生长提供营养元素与水分，起着关键作用，一旦土壤流失殆尽，植被随之消亡，植物群落景观也将被裸岩代替。

2.4 植被

工程区在植被区划上属于“川西高山峡谷山原针叶林地带～川西高山峡谷针叶林亚带～川西高山峡谷植被地带～大渡河中、上游植被小区”，自然植被主要包括针叶林、阔叶林、灌丛。工程区沟谷平缓地段植被主要为天然的耐旱型乔灌草植物群落，山坡主要为天然的耐旱型灌草植物群落，主要植物种类包括侧柏、柏木、清香木、小马鞍羊蹄甲、白刺花、悬钩子、蔷薇、匙叶栎、黄背栎、槲树、槭树、旱柳、山杨、栒子、石栎、醉鱼草、火棘、西南杭子梢等。根据现场调查，目前栽植的女贞、青冈、侧柏等植物均生长良好。

自2010年11月本项目核准开工建设以来，项目业主四川大唐国际甘孜水电开发有限公司和各施工单位高度重视长河坝水电站的生态环境保护、生态恢复及景观建设工作，项目业主在工程区先后组织实施了业主营地生态恢复及景观建设工程、厂区2#公路绿化工程、营地景观大道工程、珍稀保护植物岷江柏异地移植工程。施工单位水电十四局组织实施了施工生活营地绿化工程、枫林沟安全生态文明施工样板工程，水电五局组织实施了场内交通进口1#公路进口坡面框格梁防护工程等项目。目前，上述项目实施后已经体现了良好的景观效益、生态效益、社会效益，也可以为本工程枢纽区和料场区生态恢复措施设计提供参考。

3 环评、水保方案报告书及批复对生态恢复要求

由于长河坝水电站地处大渡河干暖河谷地区，自然条件较恶劣，生态系统脆弱，在工程建设过程中，将不可避免地对环境和植被造成一定干扰和破坏。根据《环境影响评价报告书》《水土保持方案报告书》及其批复意见和现行环境保护、水土保持等法律法规的相关规定和要求，从环境绿化美化和水土保持的角度考虑，主体工程区在施工结束后需要对枢纽区的坝区两岸裸露部分的边坡进行绿化，恢复其原有的景观生态功能和控制减少水土流失，保证工程建设与当地周围环境协调统一，最终建成环境友好生态工程;料场区及时进行施工迹地整治，设置排水沟，实施植物措施，控制水土流失、恢复生态环境。

4 生态恢复设计方案研究

4.1 设计指导思想与原则

充分利用当地的自然植物资源，运用生态技术经济学、园艺学、造林学，综合考虑原生植被区系结构、组成以及脆弱性、过渡性和动态性，近自然模拟重建恢复植物群落组成、外观和功能。既考虑满足水土保持生态恢复要求，同时体现持久景观性能。在混播材料选择上，采用粗放管理的灌草本和藤本相结合，禾本科与豆科相结合，速生种与优势种相结合，当地品种与优良栽培品种相结合，同时考虑不同季相植物的合理搭配，实现生态建设、水土保持的要求，将水土保持生态恢复与其周围环境有机地结合在一起，为实现“建设生态水电工程”奠定基础。

科学地选择适宜工程区的植物种类是施工迹地绿化的关键。绿化植被选型应遵循的原则：

(1)适应当地的环境、气候、土壤(水分、pH值、土壤性质)等条件，以当地植物种为主，适当引进已经驯化的适应当地环境的植物种，做到“适地适种”；

(2)植被抗逆性(包括抗旱性、抗寒性、抗贫瘠性、抗病虫害等)强；

(3)植被根系发达、生长迅速、绿化效果明显。

方案确定原则：

(1)生态恢复设计以保证场地稳定性为前提，不随意改变或破坏坡面结构的强度、形状和安全；

(2)注重物种多样性，乔灌草植物综合配置；

(3)优化植被配置模式，实现基质水分和养分的自然循环，最终达到植物前期快速生长，后期免维护、群落稳定、抗性强，宜粗放管理，成本合理的目标。

4.2 绿化植物选择

长河坝水电站工程区属干暖河谷地带，水电工程施工干扰区经施工破坏后，生态恢复植物的生长环境条件已十分恶劣，大多数的植物均无法适应其温差与干旱条件，而能够适应这里气候的少数人工栽培植物造价又很高，并且维护困难。因此，植被恢复设计过程中将植物选择和植物配置作为工作重点。

首先，选择合适的植物种类，使之适应当地环境生长。在陆地生态系统恢复实践中，耐干旱、耐贫瘠、固氮、速生、高产的草本或灌木是基质改良与恢复的首选种类，这类植物可以迅速生长并获得永久的植被，同时，固氮植物也可以改善基质的养分状况。其次，为了达到理想的恢复效果，充分利用乡土乔灌草植物来恢复植被群落。通过对当地植被种类进行充分调查，记录其原始状态时的生物类型，经过仔细筛选其生态特性后选择出适应物种。那些在施工干扰区内自然定居的植物能够适应极端条件，具有很强的忍耐性和可组成多层次的植物群落，从而形成多结构的稳定生态系统。

选择当地野生的草本植被为主要地被物种，再搭配耐寒耐瘠薄且抗性强的乔灌木，形成先锋植物群落。随着各类植物的生长，其根部会逐渐聚集营养，改善土质，从而为高级群落生长提供基质条件。

据甘孜州和康定县多年来绿化工程经验以及长河坝水电站业主营地和承包商营地以及场内厂区1#、2#道路等交通公路绿化实践，刺桐、康定杨、岷江柏、侧柏、云南松、雪松、大叶女贞、构树、旱柳等乔木均是当地乡土树种，且具有良好的抗旱、耐瘠薄性，可以作为项目区退化生态系统恢复的先锋树种。另外，为了增加观赏性，创造季相景观，选择当地可生长的木豆、红继木、金叶女贞、爬山虎、油麻藤、葛藤、蔷薇、金叶假连翘等耐寒、抗旱、耐瘠薄的藤、灌木与乔木搭配，营造具有自然和谐的园林绿化景观。下层草本植物可以当地常有且适合当地生长的垂穗披碱草、紫花苜蓿、高羊茅、多年生黑麦草、狗尾草、扁竹根等草本植物搭配。

4.3 生态恢复设计方案

生态设计主要包括枢纽区和料场区，其形式主要有高边坡：取水口边坡、泄洪洞进水口边坡、开关站边坡、左右坝肩边坡、响水沟料场边坡、江咀料场A区边坡。平台区域：取水口和泄洪洞进口、下游围堰平台、响水沟料场和江咀料场A、B区开挖平台。现场边坡现状均为分布高程为1660m～1850m，坡比为1∶0.3～1∶1不等，部分区域边坡接近90°，为典型的岩石边坡，局部开挖坡面破碎的部位已采取混凝土框格梁支护，部分边坡按15m～25m高不等的梯段分级，设置1m左右宽的马道。

4.3.1 边坡生态恢复设计方案

(1)马道种植槽绿化设计

马道种植槽设计：由于边坡主要为裸露基岩，坡度过陡且缺少植物生长的基质，如果采取常规的覆土撒播植草措施达不到生态恢复的目标和效果。可以利用边坡施工过程中形成的马道修建种植槽覆土，栽植灌木和藤蔓植物，实现边坡马道生态恢复。在马道上修建断面尺寸为60cm×20cm(高×宽)的混凝土马道种植槽，种植槽内回填砾石土(开采废弃碎料、岩屑)作为绿化覆土垫层，回填厚10cm，回填种植土厚度0.4m，种植槽墙体设置PVC排水孔。

竹爬网设计：考虑到工程位于干暖河谷地区，夏天日照强、温度高，如果藤蔓植物在生长过程中与坡面岩壁直接接触可能由于温度过高被灼伤，为了避免岩壁高温对藤蔓植物幼苗产生灼伤而影响植物长势，拟在种植槽内向上编制竹爬网对藤蔓植物进行牵引。一方面可以避免藤蔓植物与坡面岩壁直接接触；另一方面可以加速藤蔓植物攀爬速度，增加绿化覆盖率，以尽快达到坡面生态恢复效果。采用长4m，宽3m，高度为1.5 m，厚约0.5cm的竹条由下向上垂直牵引，相邻竹条间距为30cm，用铁丝固定竹条，并可再用竹条横向进行牵引，成为网状，横向牵引铁丝相邻间距为2.0m。

植物选择：灌木选用小叶女贞，藤蔓植物选用爬山虎、油麻藤，草本植物选用垂穗披碱草、黑麦草、高羊茅。

栽植方案：灌木选用高度不小于80cm小叶女贞，按间距1.0m间隔种植在中间，藤蔓植物选用高度不小于1.2m爬山虎、油麻藤，分别种植于槽内外两侧，种植间距均为1.0m。草本植物选用垂穗披碱草、黑麦草、高羊茅草籽撒播，按200kg/ hm2密度进行撒播。

(2)喷播植草生态恢复设计

从水土保持和环境绿化美观的角度考虑，需要对边坡进行生态恢复设计，恢复其原有的景观和生态功能。考虑到边坡开挖后基岩裸露，不具备直接覆土绿化的条件，需要采取辅助措施为裸露边坡的生态恢复创造条件，在坡面进行喷播绿化。目前，国内较为成熟的喷播方式有团粒喷播、植被混凝土喷播、有机质喷播、客土喷播、液力喷播等五种方式。

表1 国内较为成熟的喷播方式主要特征及优缺点对比

考虑到现场边坡坡度，只适合团粒喷播和植被混凝土喷播。长河坝电站地处山沟河谷地带，风大，气候干燥，喷播不适合选择灌木生长，土质厚度薄，易被大风连根拔起，适合草本生长。鉴于团粒喷播施工方法工艺复杂，技术要求严格，操作要求高等难度，借鉴经验不多，拟采取植被混凝土喷播植草方案。

4.3.2 平台绿化设计

电站取水口和泄洪进口1697平台均为混凝土硬化的场地，平台用于检修及车辆通行交通道路使用，生态恢复绿化选择在靠山侧修建种植槽，种植小叶女贞和爬山虎，并在种植槽内撒播草籽。电站下游围堰和料场开挖终采平台面积大，需进行场地平整，选择穴栽康定杨乔木。为达到生态效果好，形成植物群落，选择在乔木间种植蔷薇灌木，地面铺土撒播草籽，主要草种选择狗牙根、黑麦草和高羊茅等。

5 结论

长河坝水电站建设在高山峡谷，多为陡峭高边坡，工区范围高山植被分层明显，上层平缓区域乔木生长茂盛，中层主要以灌木为主，山脚下层主要为矮灌草，大部分为裸露的陡峭石壁，没有挂土。工区隶属川西高原气候区，经常会有局部暴雨等恶劣天气，受雨水冲刷，土层随坡度变陡而减少，水土流失较为严重。该区域植被生态恢复困难极大，种植土稀缺是一方面，另外当地天气干燥，除汛期外，其他时间降雨量极少，种植土层薄，无法保水，加上在开挖边坡或石料开采平台种植草木，需拉运大量客土当种植土壤，所以生态恢复设计的物种选择及种植方式显得尤为重要。

从目前长河坝水电站项目绿化工程经验来看，现场生态恢复工程均在边坡开挖支护土建完成退出后再实施，造成绿化工程施工难度加大，施工材料运输需要重新搭设排架和布设吊运机械，重复投入，加大成本。同时，现场许多部位马道宽度预留不够，造成局部无法进行绿化，对施工作业制造较大困难。建议以后类似工程施工过程中，在建设初期提前统筹考虑高边坡马道种植槽及永久喷淋养护系统设施跟进施工，即在边坡开挖支护后及时完成生态恢复绿化工程，这样便于施工，可以大大减少成本投入。