前坪水庫(kù)建設(shè)過(guò)程中本著節(jié)約資源、保護(hù)優(yōu)先、綠色建設(shè)、自然恢復(fù)原則，結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際，多次對(duì)砂礫料源進(jìn)行復(fù)勘，對(duì)料源物理、化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行分析，研究砂礫料源優(yōu)化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，確定了“節(jié)地保田、擴(kuò)庫(kù)增容、壩下保護(hù)、壩上深挖”優(yōu)化方案，取得了較好的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　一、初設(shè)階段料源規(guī)劃及開采方案

　　前坪水庫(kù)大壩為黏土心墻砂礫石壩，壩體所需的天然建材在庫(kù)區(qū)儲(chǔ)量豐富，砂礫石分布于大壩上下游河道內(nèi)，土料在庫(kù)區(qū)上下游均有分布，運(yùn)距較近;本次在壩址上下游共選取的3個(gè)土料場(chǎng)均位于汝河右岸，交通便利。3個(gè)料區(qū)均位于Ⅱ級(jí)階地。1.料場(chǎng)選擇(1)土料主體工程土方開挖約181萬(wàn)m3，其中主壩開挖147萬(wàn)m3，多為壩基覆蓋層清除，不滿足主體工程填筑需求。經(jīng)土石方平衡，將24萬(wàn)m3土方用于上游戧堤及戧堤與圍堰之間的填筑，其余運(yùn)輸至棄渣場(chǎng)。本工程需用土料填筑部位主要為主壩黏土心墻，共計(jì)約191萬(wàn)m3。考慮壓實(shí)系數(shù)，共需土料約240萬(wàn)m3。為盡量少占耕地，選擇上游鴨蘭溝和西溝土料場(chǎng)取土為主，考慮蓄水后心墻填筑，下游上店土料場(chǎng)規(guī)劃取土20萬(wàn)m3，鴨蘭溝料區(qū)土料儲(chǔ)量約169.5萬(wàn)m3，運(yùn)距較近，規(guī)劃從鴨蘭溝料區(qū)取土165萬(wàn)m3，西溝土料場(chǎng)取土55萬(wàn)m3，上店土料場(chǎng)取土20萬(wàn)m3。(2)砂礫料主壩工程砂礫料開挖約164萬(wàn)m3,其中壩體砂礫料填筑利用115萬(wàn)m3，其余運(yùn)至棄渣場(chǎng)。本工程需用砂礫石料的部位主要有主壩壩殼及主壩上游圍堰填筑，共計(jì)約890萬(wàn)m3，考慮壓實(shí)系數(shù)，共需砂礫料約1121萬(wàn)m3。根據(jù)土石方平衡，115萬(wàn)m3利用壩基開挖料，其余1006萬(wàn)m3需從砂礫料場(chǎng)開采。根據(jù)就近利用原則，同時(shí)考慮各料場(chǎng)儲(chǔ)量、特性以及汛期施工等因素，初步選定從壩址上游，庫(kù)區(qū)淹沒范圍內(nèi)西溝至鴨蘭溝砂礫石料場(chǎng)和壩址下游上店至北汝河橋砂礫石料場(chǎng)開采。西溝至鴨蘭溝砂礫石料場(chǎng)儲(chǔ)量約365萬(wàn)m3，考慮開采難度、質(zhì)量保證等因素，規(guī)劃開采300萬(wàn)m3，其余706萬(wàn)m3從上店至北汝河橋砂礫石料場(chǎng)開采。(3)砂石料及混凝土粗、細(xì)骨料工程共需砂石墊層料78萬(wàn)m3,混凝土粗、細(xì)骨料約59萬(wàn)m3，前坪至上店料場(chǎng)級(jí)配較好，距離壩址最近，推薦為砂石墊層料。由于天然砂礫料具有堿活性，所以混凝土粗、細(xì)骨料選擇大營(yíng)石料場(chǎng)進(jìn)行加工。經(jīng)砂石料平衡計(jì)算，需開采砂礫石原料102萬(wàn)m3,占地502畝(1畝=1/15hm2，下同);大營(yíng)石料場(chǎng)開采65萬(wàn)m3，占地84畝。(4)塊石料本工程共需塊石料約169萬(wàn)m3，需要量較少，主要為圍堰防護(hù)和大壩下游排水溝，可以從導(dǎo)流洞和泄洪洞開挖料中收集。2.料場(chǎng)開采(1)土料根據(jù)施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)，施工期壩址上游全年20年一遇水位372.60m。而上游鴨蘭溝土料場(chǎng)高程為351～403m，西溝土料場(chǎng)高程為380.0～403.0m,大部分高于施工期全年20年一遇水位，施工期可正常開采，上店土料場(chǎng)位于壩址下游，水庫(kù)開始蓄水后上游土料淹沒時(shí)用于壩體填筑。土料開采。采用推土機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)清除無(wú)用層，勘察期間土料含水量滿足直接填筑需求，施工期間應(yīng)根據(jù)天然降水情況對(duì)土料含水量進(jìn)行復(fù)核,含水量大時(shí)應(yīng)采取挖排水溝降低土區(qū)含水量或機(jī)械犁耙晾曬土料，2～4m3液壓挖掘機(jī)裝15～32t自卸汽車運(yùn)輸上壩。(2)砂礫料上游西溝至鴨蘭溝砂礫料場(chǎng)規(guī)劃開采砂礫料300萬(wàn)m3，下游上店至北汝河橋砂礫石料場(chǎng)706萬(wàn)m3。砂礫料場(chǎng)位于河道內(nèi)，開采受到天然來(lái)水影響，由于工程位于淺山至丘陵過(guò)渡地帶，河道比降陡，洪水退水快，不會(huì)成為工程施工制約因素。砂礫料開采采用2～4m3液壓挖掘機(jī)裝15～32t自卸汽車運(yùn)輸上壩。(3)砂石料及混凝土粗、細(xì)骨料砂石墊層料自設(shè)篩洗系統(tǒng)篩分。原料采用2～4m3液壓挖掘機(jī)裝15～32t自卸汽車運(yùn)輸，篩分系統(tǒng)篩選，成品料用1～2m3裝載機(jī)裝10～15t自卸汽車直接運(yùn)到使用地點(diǎn)。混凝土骨料從大營(yíng)石料場(chǎng)開采加工。首先采用人工配合74kW推土機(jī)清除覆蓋層，自上而下分層進(jìn)行，然后用液壓履帶鉆機(jī)鉆孔，深孔爆破石方開挖，有用石料采用2m3挖掘機(jī)裝10～15t自卸汽車運(yùn)至加工廠，經(jīng)破碎、篩洗分級(jí)堆存，1～2m3裝載機(jī)裝10～20t自卸汽車運(yùn)至使用地點(diǎn)。砂石墊層料和混凝土骨料應(yīng)由專業(yè)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)。

　　二、初設(shè)階段砂礫石料開采方案對(duì)生態(tài)環(huán)境等的影響

　　1.水土流失影響水庫(kù)淹沒、建筑物修建、移民安置等將破壞原有地表植被，新增裸露地表，如不采取相應(yīng)水土保持措施，在一定時(shí)期內(nèi)可能會(huì)加劇水土流失;棄土區(qū)壓占土地也會(huì)導(dǎo)致土壤的耕作能力降低甚至喪失耕作能力。2.對(duì)水生動(dòng)植物的影響對(duì)水生動(dòng)植物的生境會(huì)有一定的不利影響，但影響較輕微，在可接受范圍內(nèi)，且是暫時(shí)的、可恢復(fù)的，因此項(xiàng)目施工期對(duì)生態(tài)的影響不大。3.施工噪音對(duì)周邊群眾的影響壩基防滲墻施工噪聲源主要是沖擊鉆、混凝土拌和、振搗器噪聲及交通運(yùn)輸噪聲;土石方施工主要是由振動(dòng)碾、挖掘機(jī)、推土機(jī)、汽車、爆破等引起噪聲。施工大多設(shè)在曠野，一般居民離施工場(chǎng)地較遠(yuǎn)，超過(guò)200m一般不會(huì)受到噪聲影響，但壩址下游部分村鎮(zhèn)居民離施工區(qū)較近，對(duì)其影響較大。需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員和噪聲敏感點(diǎn)采取相應(yīng)防護(hù)措施或其他措施。4.施工揚(yáng)塵對(duì)空氣質(zhì)量及周邊群眾的影響施工過(guò)程中，因施工人員活動(dòng)或機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的大量揚(yáng)塵不僅會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)影響人們的身體健康。5.壩址下游開挖造成的影響壩址下游規(guī)劃開采深度平均4m，河床降低后，右岸河堤地下水水位也隨之降低約4m，對(duì)沿河右岸8km長(zhǎng)、寬度約1km的農(nóng)業(yè)耕地的糧食產(chǎn)量也會(huì)造成不良影響。

　　三、砂礫石料場(chǎng)優(yōu)化方案比選

　　1.砂礫石料場(chǎng)優(yōu)化方案的擬定擬選三個(gè)方案進(jìn)行比選：第一方案是采用原初設(shè)計(jì)方案;第二方案是取消壩址下游砂礫石料場(chǎng)，筑壩砂礫石料全部在壩址上游料場(chǎng)開采;第三方案是取消壩址上游砂礫石料場(chǎng)，筑壩砂礫石料全部在壩址下游料場(chǎng)開采。2.料場(chǎng)優(yōu)化比選指標(biāo)的確定通過(guò)不同開采方案對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，擬選用六個(gè)比選指標(biāo)，分別是：料場(chǎng)開采后是否可持續(xù)利用、料場(chǎng)開采能否增加庫(kù)容、開采后地下水對(duì)群眾生產(chǎn)的影響(耕地和糧食安全)、對(duì)水生動(dòng)植物的影響、施工噪音對(duì)周邊群眾的影響、施工揚(yáng)塵對(duì)空氣質(zhì)量及周邊的影響等，并根據(jù)各指標(biāo)的重要性賦予權(quán)重和分值。比選指標(biāo)權(quán)重分配表詳見表1。3.環(huán)境影響效果評(píng)價(jià)環(huán)境影響效果評(píng)價(jià)采用環(huán)境影響評(píng)價(jià)指數(shù)表達(dá)，其函數(shù)的計(jì)算方法為所有評(píng)價(jià)指標(biāo)得分值與其權(quán)重相乘并求和。根據(jù)該方法計(jì)算出三個(gè)方案的環(huán)境影響評(píng)價(jià)指數(shù)見表2。根據(jù)表2計(jì)算結(jié)果，方案2評(píng)價(jià)指數(shù)最高，故選定方案2為優(yōu)化方案。

　　四、料場(chǎng)優(yōu)化后生態(tài)和社會(huì)效益

　　①與初步設(shè)計(jì)相比，選定優(yōu)化方案可增加上游開挖量706萬(wàn)m3，騰出蓄水庫(kù)容706萬(wàn)m3，相當(dāng)于新建一座小型水庫(kù)。前坪水庫(kù)總投資446251萬(wàn)元，總庫(kù)容5.84億m3，百萬(wàn)立方米庫(kù)容造價(jià)指標(biāo)為769萬(wàn)元，增加庫(kù)容折算為增加財(cái)富或節(jié)約資金約5429.14萬(wàn)元。②與初步設(shè)計(jì)相比，選定優(yōu)化方案使壩址下游706萬(wàn)m3砂礫石料得以儲(chǔ)存保護(hù)，可根據(jù)需要隨時(shí)規(guī)劃開采，按毛料市場(chǎng)價(jià)15元/m3計(jì)算，儲(chǔ)存材料價(jià)值約10590萬(wàn)元。③與初步設(shè)計(jì)相比，選定優(yōu)化方案不再使壩址下游800萬(wàn)m2料場(chǎng)進(jìn)行水保環(huán)保生態(tài)修復(fù)，按初設(shè)水保環(huán)保修復(fù)指標(biāo)30元/m2計(jì)算，節(jié)約生態(tài)修復(fù)投資約24000萬(wàn)元。④與初步設(shè)計(jì)相比，選定優(yōu)化方案不會(huì)使壩址下游河道地勢(shì)地形發(fā)生改變，河道內(nèi)水位不會(huì)隨河道開挖而下降，堤防外耕地良田地下水水位也不會(huì)下降，對(duì)當(dāng)?shù)厝罕娂Z食安全生產(chǎn)起到保護(hù)作用。同時(shí)，壩址下游料場(chǎng)取消開挖后，施工噪音、揚(yáng)塵等也不會(huì)對(duì)附近群眾造成不良影響，達(dá)到了較好的社會(huì)效益。⑤與初步設(shè)計(jì)相比，選定優(yōu)化方案可明顯示增加水庫(kù)淤積年限。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]皇甫澤華,張兆省,歷從實(shí),等.前坪水庫(kù)筑壩砂礫料現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)研究[J].中國(guó)水利,2017(12).

　　《水庫(kù)砂礫料源在生態(tài)環(huán)境的影響》來(lái)源：《中國(guó)水利》，作者：歷從實(shí) 張振遠(yuǎn) 陳功鑫