長(zhǎng)河壩水電站樞紐區(qū)及料場(chǎng)區(qū)生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)方案研究

程遠(yuǎn)龍

(四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 康定，626001)

1 工程簡(jiǎn)介

長(zhǎng)河壩水電站位于四川省大渡河上游甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，是大渡河干流水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第十個(gè)梯級(jí)電站，上接猴子巖電站，尾水接黃金坪電站。工程壩址地處大渡河上游金湯河口以下的大渡河干流河段，壩址區(qū)上距丹巴縣城82km，下距瀘定縣城49km，從壩址區(qū)沿省道S211公路下行至瓦斯溝口與國(guó)道G318相接，經(jīng)瀘定、天全后至雅安，再通過(guò)成雅高速或國(guó)道G318至成都，線(xiàn)路全長(zhǎng)362km，對(duì)外交通便利。長(zhǎng)河壩水電站樞紐工程包括礫石土心墻堆石壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、2條開(kāi)敞式泄洪洞、1條深孔泄洪洞和1條放空洞等建筑物組成。

2 工程區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀

2.1 地形地貌

長(zhǎng)河壩水電站地處青藏高原東南部川西北丘狀高原東南緣向四川盆地過(guò)渡地帶，北為巴顏喀拉山脈南東段，東靠邛崍山脈北段，西依大雪山山脈，為橫斷山系北段的高山曲流深切峽谷地貌，山勢(shì)展布與主要構(gòu)造線(xiàn)走向基本一致。庫(kù)壩區(qū)河段均為深切曲流河谷地貌，河谷下部呈明顯“V”形谷，局部為峽谷，中上部為寬谷。河谷狹窄，水流湍急，河谷形態(tài)以“V”型為主，“U”型相間，壩址下游兩岸谷坡階地分布零星，可見(jiàn)規(guī)模不等的Ⅰ～Ⅴ級(jí)階地，其中Ⅰ級(jí)階地保存較好，Ⅱ級(jí)階地以上僅局部殘存。

2.2 氣象

長(zhǎng)河壩水電站位于大渡河上游偏下河段，屬川西高原氣候區(qū)，具有氣溫年較差小、日較差大，年降水分配不均、干濕季分明的特點(diǎn)。干流河谷地帶年平均氣溫12℃～15℃，極端最高氣溫在36℃～39℃，極端最低氣溫可達(dá)-5℃～-12℃。因地勢(shì)高，又遠(yuǎn)離水汽源地，降水量較少，多年平均年降水量一般僅600mm～700mm。區(qū)內(nèi)氣象災(zāi)害主要有旱災(zāi)、冰雹、暴雨和洪災(zāi)等。長(zhǎng)河壩電站壩址區(qū)無(wú)氣象站，根據(jù)壩址下游約50km的瀘定縣氣象站1961-1990年資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫15.4℃，多年平均年降水量642.9mm，多年平均相對(duì)濕度為66%，多年平均蒸發(fā)量1526.9mm。

2.3 土壤

由于地處高山峽谷，相對(duì)高差大，工程所處地區(qū)土壤垂直帶譜分布明顯，由于光水熱條件的差異，陰坡與陽(yáng)坡土壤垂直分布也有明顯差異。工程占地區(qū)主要集中分布于海拔2000m以下范圍，工程區(qū)涉及的土壤類(lèi)型主要是潮土、山地褐色土、山地棕壤等，土壤養(yǎng)分中鉀豐富，氮、磷含量偏低。受陡峻地形以及干暖河谷氣候條件制約，工程區(qū)土壤總體較瘠薄。土壤為植被生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)元素與水分，起著關(guān)鍵作用，一旦土壤流失殆盡，植被隨之消亡，植物群落景觀也將被裸巖代替。

2.4 植被

工程區(qū)在植被區(qū)劃上屬于“川西高山峽谷山原針葉林地帶～川西高山峽谷針葉林亞帶～川西高山峽谷植被地帶～大渡河中、上游植被小區(qū)”，自然植被主要包括針葉林、闊葉林、灌叢。工程區(qū)溝谷平緩地段植被主要為天然的耐旱型喬灌草植物群落，山坡主要為天然的耐旱型灌草植物群落，主要植物種類(lèi)包括側(cè)柏、柏木、清香木、小馬鞍羊蹄甲、白刺花、懸鉤子、薔薇、匙葉櫟、黃背櫟、槲樹(shù)、槭樹(shù)、旱柳、山楊、栒子、石櫟、醉魚(yú)草、火棘、西南杭子梢等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，目前栽植的女貞、青岡、側(cè)柏等植物均生長(zhǎng)良好。

自2010年11月本項(xiàng)目核準(zhǔn)開(kāi)工建設(shè)以來(lái)，項(xiàng)目業(yè)主四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司和各施工單位高度重視長(zhǎng)河壩水電站的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)及景觀建設(shè)工作，項(xiàng)目業(yè)主在工程區(qū)先后組織實(shí)施了業(yè)主營(yíng)地生態(tài)恢復(fù)及景觀建設(shè)工程、廠(chǎng)區(qū)2#公路綠化工程、營(yíng)地景觀大道工程、珍稀保護(hù)植物岷江柏異地移植工程。施工單位水電十四局組織實(shí)施了施工生活營(yíng)地綠化工程、楓林溝安全生態(tài)文明施工樣板工程，水電五局組織實(shí)施了場(chǎng)內(nèi)交通進(jìn)口1#公路進(jìn)口坡面框格梁防護(hù)工程等項(xiàng)目。目前，上述項(xiàng)目實(shí)施后已經(jīng)體現(xiàn)了良好的景觀效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益，也可以為本工程樞紐區(qū)和料場(chǎng)區(qū)生態(tài)恢復(fù)措施設(shè)計(jì)提供參考。

3 環(huán)評(píng)、水保方案報(bào)告書(shū)及批復(fù)對(duì)生態(tài)恢復(fù)要求

由于長(zhǎng)河壩水電站地處大渡河干暖河谷地區(qū)，自然條件較惡劣，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，在工程建設(shè)過(guò)程中，將不可避免地對(duì)環(huán)境和植被造成一定干擾和破壞。根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書(shū)》《水土保持方案報(bào)告書(shū)》及其批復(fù)意見(jiàn)和現(xiàn)行環(huán)境保護(hù)、水土保持等法律法規(guī)的相關(guān)規(guī)定和要求，從環(huán)境綠化美化和水土保持的角度考慮，主體工程區(qū)在施工結(jié)束后需要對(duì)樞紐區(qū)的壩區(qū)兩岸裸露部分的邊坡進(jìn)行綠化，恢復(fù)其原有的景觀生態(tài)功能和控制減少水土流失，保證工程建設(shè)與當(dāng)?shù)刂車(chē)h(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，最終建成環(huán)境友好生態(tài)工程;料場(chǎng)區(qū)及時(shí)進(jìn)行施工跡地整治，設(shè)置排水溝，實(shí)施植物措施，控制水土流失、恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

4 生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)方案研究

4.1 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想與原則

充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀恢参镔Y源，運(yùn)用生態(tài)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)、園藝學(xué)、造林學(xué)，綜合考慮原生植被區(qū)系結(jié)構(gòu)、組成以及脆弱性、過(guò)渡性和動(dòng)態(tài)性，近自然模擬重建恢復(fù)植物群落組成、外觀和功能。既考慮滿(mǎn)足水土保持生態(tài)恢復(fù)要求，同時(shí)體現(xiàn)持久景觀性能。在混播材料選擇上，采用粗放管理的灌草本和藤本相結(jié)合，禾本科與豆科相結(jié)合，速生種與優(yōu)勢(shì)種相結(jié)合，當(dāng)?shù)仄贩N與優(yōu)良栽培品種相結(jié)合，同時(shí)考慮不同季相植物的合理搭配，實(shí)現(xiàn)生態(tài)建設(shè)、水土保持的要求，將水土保持生態(tài)恢復(fù)與其周?chē)h(huán)境有機(jī)地結(jié)合在一起，為實(shí)現(xiàn)“建設(shè)生態(tài)水電工程”奠定基礎(chǔ)。

科學(xué)地選擇適宜工程區(qū)的植物種類(lèi)是施工跡地綠化的關(guān)鍵。綠化植被選型應(yīng)遵循的原則：

(1)適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、氣候、土壤(水分、pH值、土壤性質(zhì))等條件，以當(dāng)?shù)刂参锓N為主，適當(dāng)引進(jìn)已經(jīng)馴化的適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的植物種，做到“適地適種”；

(2)植被抗逆性(包括抗旱性、抗寒性、抗貧瘠性、抗病蟲(chóng)害等)強(qiáng)；

(3)植被根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)迅速、綠化效果明顯。

方案確定原則：

(1)生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)以保證場(chǎng)地穩(wěn)定性為前提，不隨意改變或破壞坡面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、形狀和安全；

(2)注重物種多樣性，喬灌草植物綜合配置；

(3)優(yōu)化植被配置模式，實(shí)現(xiàn)基質(zhì)水分和養(yǎng)分的自然循環(huán)，最終達(dá)到植物前期快速生長(zhǎng)，后期免維護(hù)、群落穩(wěn)定、抗性強(qiáng)，宜粗放管理，成本合理的目標(biāo)。

4.2 綠化植物選擇

長(zhǎng)河壩水電站工程區(qū)屬干暖河谷地帶，水電工程施工干擾區(qū)經(jīng)施工破壞后，生態(tài)恢復(fù)植物的生長(zhǎng)環(huán)境條件已十分惡劣，大多數(shù)的植物均無(wú)法適應(yīng)其溫差與干旱條件，而能夠適應(yīng)這里氣候的少數(shù)人工栽培植物造價(jià)又很高，并且維護(hù)困難。因此，植被恢復(fù)設(shè)計(jì)過(guò)程中將植物選擇和植物配置作為工作重點(diǎn)。

首先，選擇合適的植物種類(lèi)，使之適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境生長(zhǎng)。在陸地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)踐中，耐干旱、耐貧瘠、固氮、速生、高產(chǎn)的草本或灌木是基質(zhì)改良與恢復(fù)的首選種類(lèi)，這類(lèi)植物可以迅速生長(zhǎng)并獲得永久的植被，同時(shí)，固氮植物也可以改善基質(zhì)的養(yǎng)分狀況。其次，為了達(dá)到理想的恢復(fù)效果，充分利用鄉(xiāng)土喬灌草植物來(lái)恢復(fù)植被群落。通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)刂脖环N類(lèi)進(jìn)行充分調(diào)查，記錄其原始狀態(tài)時(shí)的生物類(lèi)型，經(jīng)過(guò)仔細(xì)篩選其生態(tài)特性后選擇出適應(yīng)物種。那些在施工干擾區(qū)內(nèi)自然定居的植物能夠適應(yīng)極端條件，具有很強(qiáng)的忍耐性和可組成多層次的植物群落，從而形成多結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)。

選擇當(dāng)?shù)匾吧牟荼局脖粸橹饕乇晃锓N，再搭配耐寒耐瘠薄且抗性強(qiáng)的喬灌木，形成先鋒植物群落。隨著各類(lèi)植物的生長(zhǎng)，其根部會(huì)逐漸聚集營(yíng)養(yǎng)，改善土質(zhì)，從而為高級(jí)群落生長(zhǎng)提供基質(zhì)條件。

據(jù)甘孜州和康定縣多年來(lái)綠化工程經(jīng)驗(yàn)以及長(zhǎng)河壩水電站業(yè)主營(yíng)地和承包商營(yíng)地以及場(chǎng)內(nèi)廠(chǎng)區(qū)1#、2#道路等交通公路綠化實(shí)踐，刺桐、康定楊、岷江柏、側(cè)柏、云南松、雪松、大葉女貞、構(gòu)樹(shù)、旱柳等喬木均是當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹(shù)種，且具有良好的抗旱、耐瘠薄性，可以作為項(xiàng)目區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的先鋒樹(shù)種。另外，為了增加觀賞性，創(chuàng)造季相景觀，選擇當(dāng)?shù)乜缮L(zhǎng)的木豆、紅繼木、金葉女貞、爬山虎、油麻藤、葛藤、薔薇、金葉假連翹等耐寒、抗旱、耐瘠薄的藤、灌木與喬木搭配，營(yíng)造具有自然和諧的園林綠化景觀。下層草本植物可以當(dāng)?shù)爻Ｓ星疫m合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的垂穗披堿草、紫花苜蓿、高羊茅、多年生黑麥草、狗尾草、扁竹根等草本植物搭配。

4.3 生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)方案

生態(tài)設(shè)計(jì)主要包括樞紐區(qū)和料場(chǎng)區(qū)，其形式主要有高邊坡：取水口邊坡、泄洪洞進(jìn)水口邊坡、開(kāi)關(guān)站邊坡、左右壩肩邊坡、響水溝料場(chǎng)邊坡、江咀料場(chǎng)A區(qū)邊坡。平臺(tái)區(qū)域：取水口和泄洪洞進(jìn)口、下游圍堰平臺(tái)、響水溝料場(chǎng)和江咀料場(chǎng)A、B區(qū)開(kāi)挖平臺(tái)。現(xiàn)場(chǎng)邊坡現(xiàn)狀均為分布高程為1660m～1850m，坡比為1∶0.3～1∶1不等，部分區(qū)域邊坡接近90°，為典型的巖石邊坡，局部開(kāi)挖坡面破碎的部位已采取混凝土框格梁支護(hù)，部分邊坡按15m～25m高不等的梯段分級(jí)，設(shè)置1m左右寬的馬道。

4.3.1 邊坡生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)方案

(1)馬道種植槽綠化設(shè)計(jì)

馬道種植槽設(shè)計(jì)：由于邊坡主要為裸露基巖，坡度過(guò)陡且缺少植物生長(zhǎng)的基質(zhì)，如果采取常規(guī)的覆土撒播植草措施達(dá)不到生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)和效果。可以利用邊坡施工過(guò)程中形成的馬道修建種植槽覆土，栽植灌木和藤蔓植物，實(shí)現(xiàn)邊坡馬道生態(tài)恢復(fù)。在馬道上修建斷面尺寸為60cm×20cm(高×寬)的混凝土馬道種植槽，種植槽內(nèi)回填礫石土(開(kāi)采廢棄碎料、巖屑)作為綠化覆土墊層，回填厚10cm，回填種植土厚度0.4m，種植槽墻體設(shè)置PVC排水孔。

竹爬網(wǎng)設(shè)計(jì)：考慮到工程位于干暖河谷地區(qū)，夏天日照強(qiáng)、溫度高，如果藤蔓植物在生長(zhǎng)過(guò)程中與坡面巖壁直接接觸可能由于溫度過(guò)高被灼傷，為了避免巖壁高溫對(duì)藤蔓植物幼苗產(chǎn)生灼傷而影響植物長(zhǎng)勢(shì)，擬在種植槽內(nèi)向上編制竹爬網(wǎng)對(duì)藤蔓植物進(jìn)行牽引。一方面可以避免藤蔓植物與坡面巖壁直接接觸；另一方面可以加速藤蔓植物攀爬速度，增加綠化覆蓋率，以盡快達(dá)到坡面生態(tài)恢復(fù)效果。采用長(zhǎng)4m，寬3m，高度為1.5 m，厚約0.5cm的竹條由下向上垂直牽引，相鄰竹條間距為30cm，用鐵絲固定竹條，并可再用竹條橫向進(jìn)行牽引，成為網(wǎng)狀，橫向牽引鐵絲相鄰間距為2.0m。

植物選擇：灌木選用小葉女貞，藤蔓植物選用爬山虎、油麻藤，草本植物選用垂穗披堿草、黑麥草、高羊茅。

栽植方案：灌木選用高度不小于80cm小葉女貞，按間距1.0m間隔種植在中間，藤蔓植物選用高度不小于1.2m爬山虎、油麻藤，分別種植于槽內(nèi)外兩側(cè)，種植間距均為1.0m。草本植物選用垂穗披堿草、黑麥草、高羊茅草籽撒播，按200kg/ hm2密度進(jìn)行撒播。

(2)噴播植草生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)

從水土保持和環(huán)境綠化美觀的角度考慮，需要對(duì)邊坡進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)，恢復(fù)其原有的景觀和生態(tài)功能。考慮到邊坡開(kāi)挖后基巖裸露，不具備直接覆土綠化的條件，需要采取輔助措施為裸露邊坡的生態(tài)恢復(fù)創(chuàng)造條件，在坡面進(jìn)行噴播綠化。目前，國(guó)內(nèi)較為成熟的噴播方式有團(tuán)粒噴播、植被混凝土噴播、有機(jī)質(zhì)噴播、客土噴播、液力噴播等五種方式。

表1 國(guó)內(nèi)較為成熟的噴播方式主要特征及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

考慮到現(xiàn)場(chǎng)邊坡坡度，只適合團(tuán)粒噴播和植被混凝土噴播。長(zhǎng)河壩電站地處山溝河谷地帶，風(fēng)大，氣候干燥，噴播不適合選擇灌木生長(zhǎng)，土質(zhì)厚度薄，易被大風(fēng)連根拔起，適合草本生長(zhǎng)。鑒于團(tuán)粒噴播施工方法工藝復(fù)雜，技術(shù)要求嚴(yán)格，操作要求高等難度，借鑒經(jīng)驗(yàn)不多，擬采取植被混凝土噴播植草方案。

4.3.2 平臺(tái)綠化設(shè)計(jì)

電站取水口和泄洪進(jìn)口1697平臺(tái)均為混凝土硬化的場(chǎng)地，平臺(tái)用于檢修及車(chē)輛通行交通道路使用，生態(tài)恢復(fù)綠化選擇在靠山側(cè)修建種植槽，種植小葉女貞和爬山虎，并在種植槽內(nèi)撒播草籽。電站下游圍堰和料場(chǎng)開(kāi)挖終采平臺(tái)面積大，需進(jìn)行場(chǎng)地平整，選擇穴栽康定楊喬木。為達(dá)到生態(tài)效果好，形成植物群落，選擇在喬木間種植薔薇灌木，地面鋪土撒播草籽，主要草種選擇狗牙根、黑麥草和高羊茅等。

5 結(jié)論

長(zhǎng)河壩水電站建設(shè)在高山峽谷，多為陡峭高邊坡，工區(qū)范圍高山植被分層明顯，上層平緩區(qū)域喬木生長(zhǎng)茂盛，中層主要以灌木為主，山腳下層主要為矮灌草，大部分為裸露的陡峭石壁，沒(méi)有掛土。工區(qū)隸屬川西高原氣候區(qū)，經(jīng)常會(huì)有局部暴雨等惡劣天氣，受雨水沖刷，土層隨坡度變陡而減少，水土流失較為嚴(yán)重。該區(qū)域植被生態(tài)恢復(fù)困難極大，種植土稀缺是一方面，另外當(dāng)?shù)靥鞖飧稍铮雌谕?，其他時(shí)間降雨量極少，種植土層薄，無(wú)法保水，加上在開(kāi)挖邊坡或石料開(kāi)采平臺(tái)種植草木，需拉運(yùn)大量客土當(dāng)種植土壤，所以生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)的物種選擇及種植方式顯得尤為重要。

從目前長(zhǎng)河壩水電站項(xiàng)目綠化工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)工程均在邊坡開(kāi)挖支護(hù)土建完成退出后再實(shí)施，造成綠化工程施工難度加大，施工材料運(yùn)輸需要重新搭設(shè)排架和布設(shè)吊運(yùn)機(jī)械，重復(fù)投入，加大成本。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)許多部位馬道寬度預(yù)留不夠，造成局部無(wú)法進(jìn)行綠化，對(duì)施工作業(yè)制造較大困難。建議以后類(lèi)似工程施工過(guò)程中，在建設(shè)初期提前統(tǒng)籌考慮高邊坡馬道種植槽及永久噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)設(shè)施跟進(jìn)施工，即在邊坡開(kāi)挖支護(hù)后及時(shí)完成生態(tài)恢復(fù)綠化工程，這樣便于施工，可以大大減少成本投入。