溫家華,馬保東,曹 暢,柴建峰,程亞男,李沁書(shū),凌 超,閔 麗,閆 賓,李明陽(yáng),王 昱
(1.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心,北京市 100161 2.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司,北京市 100761;3.中國(guó)電力財(cái)務(wù)有限公司,北京市 100005)
前期調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前已投產(chǎn)運(yùn)行電站的棄渣場(chǎng)在運(yùn)行管理方面,有的電站存在棄渣場(chǎng)防治責(zé)任不明確問(wèn)題,有的棄渣場(chǎng)可能也存有安全隱患等問(wèn)題,如:
(1)已運(yùn)行電站的大多數(shù)棄渣場(chǎng)基本處于穩(wěn)定狀態(tài),影響其穩(wěn)定性的因素主要是水力侵蝕、重力侵蝕和人為活動(dòng)影響等;失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)往往具有分散性、潛伏性和不確定性等特征,并且與棄渣場(chǎng)日常的運(yùn)行維護(hù)管理是否完善有著密切的相關(guān)性[1-6]。
(2)棄渣場(chǎng)多為臨時(shí)建設(shè)用地,而防治責(zé)任與土地利用權(quán)屬直接相關(guān),通過(guò)驗(yàn)收、土地移交后建設(shè)單位不再具有土地利用權(quán),不再承擔(dān)防治責(zé)任,不具有繼續(xù)開(kāi)展防治措施的法律基礎(chǔ)。但棄渣場(chǎng)往往與電站生產(chǎn)生活設(shè)施毗鄰,其安全穩(wěn)定與電站安全運(yùn)行又存在著關(guān)聯(lián),且不易切割開(kāi)。
(3)極端氣候環(huán)境條件下棄渣場(chǎng)往往會(huì)發(fā)生水土流失影響區(qū)域的生態(tài)穩(wěn)定,更有甚者還會(huì)誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,可能也會(huì)影響抽水蓄能電站的正常運(yùn)行,甚至?xí)?yán)重威脅到抽水蓄能電站及下游區(qū)域的人民生命財(cái)產(chǎn)安全。與此同時(shí),國(guó)家行業(yè)政策層面對(duì)棄渣場(chǎng)安全、水土保持恢復(fù)等方面的重視程度越來(lái)越高。
在上述背景下,有針對(duì)性地普查新源公司系統(tǒng)內(nèi)已運(yùn)行電站棄渣場(chǎng)的現(xiàn)狀,梳理并分析棄渣場(chǎng)不同階段可能存在的問(wèn)題及背后的原因,不僅有利于摸清現(xiàn)有棄渣場(chǎng)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題,也可為后續(xù)類似工程棄渣場(chǎng)的選點(diǎn)、勘測(cè)設(shè)計(jì)、運(yùn)維提供經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
本次調(diào)查工作主要有以下特點(diǎn):
(1)采用了問(wèn)卷調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)踏勘相結(jié)合的方式。
(2)問(wèn)卷調(diào)查表從8個(gè)角度出發(fā),涉及約40個(gè)問(wèn)題,涵括了棄渣場(chǎng)規(guī)模、管理機(jī)構(gòu)、截排水等設(shè)施現(xiàn)狀及穩(wěn)定性、運(yùn)維等多方面信息。
8個(gè)角度依次為:棄渣場(chǎng)高度和堆渣量、棄渣場(chǎng)管理情況(所屬權(quán))、棄渣場(chǎng)運(yùn)維情況、棄渣場(chǎng)地貌氣候等、棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施、棄渣場(chǎng)的渣體護(hù)面、棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施和運(yùn)維過(guò)程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等。
本次向18個(gè)已運(yùn)營(yíng)抽水蓄能電站發(fā)出普查表,有14個(gè)電站根據(jù)渣場(chǎng)運(yùn)維管理過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn),對(duì)后續(xù)電站棄渣場(chǎng)勘測(cè)設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理提出了寶貴的意見(jiàn)和建議。共收集到46個(gè)棄渣場(chǎng)的普查表,其中42個(gè)棄渣場(chǎng)有較詳細(xì)運(yùn)維信息;其余4個(gè)由于已移交當(dāng)?shù)卣溥\(yùn)維情況不甚了解。
圖1為46個(gè)棄渣場(chǎng)移交及管理情況統(tǒng)計(jì)餅狀圖,分析可見(jiàn):
(1)16個(gè)棄渣場(chǎng)已移交當(dāng)?shù)卣?,約占總數(shù)的35%;其余的30個(gè)棄渣場(chǎng)由電站自行管理,占總量的65%。
(2)有3個(gè)電站的棄渣場(chǎng)均已移交當(dāng)?shù)卣?,由?dāng)?shù)卣芾怼?/p>
(3)有9個(gè)電站的棄渣場(chǎng)均由電站自行管理。
(4)有5個(gè)電站的棄渣場(chǎng),既有已移交當(dāng)?shù)卣?,也有電站自行管理的?/p>
由于棄渣場(chǎng)多臨近電站,有的甚至毗鄰廠區(qū),雖然棄渣場(chǎng)已經(jīng)移交當(dāng)?shù)卣?,但若其失穩(wěn)失事,將對(duì)電站水保、環(huán)保、安全運(yùn)行造成一定影響,且有可能影響棄渣場(chǎng)下游居民生活生產(chǎn),所以電站有時(shí)仍然還承擔(dān)棄渣場(chǎng)的日常巡檢和維護(hù)。
存在風(fēng)險(xiǎn)及困惑:棄渣場(chǎng)移交地方政府后,如出現(xiàn)因地方政府未維護(hù)到位或人為破壞造成渣體失穩(wěn)變形破壞,仍將對(duì)電站水保、環(huán)保、安全運(yùn)行造成一定影響。加之與地方政府協(xié)調(diào)難度較大,事故責(zé)任也較難明確界定。
圖1 棄渣場(chǎng)移交和管理現(xiàn)狀示意圖(17個(gè)電站,46個(gè)渣場(chǎng))Figure 1 The pie chart for the current situation of transfer or ownership according to different residues disposals
圖2為根據(jù)42個(gè)棄渣場(chǎng)運(yùn)維情況整理的餅狀圖,可見(jiàn):
(1)有29個(gè)棄渣場(chǎng)狀態(tài)良好,處于穩(wěn)定狀態(tài),約占統(tǒng)計(jì)渣場(chǎng)總數(shù)量的69%。
(2)有13個(gè)棄渣場(chǎng)曾經(jīng)投入資金維護(hù),約占總量的31%。
此外,本次普查還發(fā)現(xiàn),只有3個(gè)棄渣場(chǎng)有監(jiān)測(cè)設(shè)施,其余均無(wú)監(jiān)測(cè)設(shè)施。
圖3為42個(gè)棄渣場(chǎng)地貌氣候等條件統(tǒng)計(jì)結(jié)果,可見(jiàn):
(1)42個(gè)棄渣場(chǎng)中,有31個(gè)為溝谷型棄渣場(chǎng),約占總量的74%;11個(gè)為坡面型棄渣場(chǎng),約占總量的26%。
圖2 棄渣場(chǎng)運(yùn)維情況統(tǒng)計(jì)Figure 2 The pie chart for the operation and maintenance according to different residues disposals
(2)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和普查表,有8個(gè)棄渣場(chǎng)可能受到臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等極端氣候影響,約占本次統(tǒng)計(jì)棄渣場(chǎng)總量的17%,分別位于浙江和福建。
考慮到江、浙、閩等東南沿海地區(qū)可能遭遇臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等極端氣候的概率較大,17%的這一統(tǒng)計(jì)結(jié)果可能偏保守。
圖3 棄渣場(chǎng)地貌條件等統(tǒng)計(jì)分析圖Figure 3 The pie chart for the tatistic analysis of landform and weather condition
2.4.1 渣體高度特征
圖6為堆渣高度柱狀圖,分析可見(jiàn):
(1)棄渣場(chǎng)高度多在20~80m之間。
(2)42個(gè)棄渣場(chǎng)中,有8個(gè)棄渣場(chǎng)高度大于等于100m。33個(gè)棄渣場(chǎng)高度小于100m,占統(tǒng)計(jì)總量的80%。
2.4.2 堆渣量統(tǒng)計(jì)
圖5為堆渣量柱狀圖,分析可見(jiàn):
(1)18個(gè)棄渣場(chǎng)的堆渣量大于100萬(wàn)m3,最大可達(dá)780萬(wàn)m3,約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)43%。
(2)24個(gè)棄渣場(chǎng)的堆渣量小于100萬(wàn)m3,最小僅為2.73萬(wàn)m3,約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)57%。
圖6為棄渣場(chǎng)高度-堆渣量散點(diǎn)圖,直觀可見(jiàn),本次統(tǒng)計(jì)的棄渣場(chǎng)高度多在20~100m這一區(qū)間,且堆渣量多小于150 萬(wàn) m3。
2.4.3 坡比情況
圖4 棄渣場(chǎng)高度柱狀圖Figure 4 The column graph of height according to different residues disposals
圖5 棄渣場(chǎng)堆渣量情況Figure 5 The column graph of capacity according to different residues disposals
40個(gè)坡比數(shù)據(jù)中(需要說(shuō)明的是,38個(gè)棄渣場(chǎng)普查表中有坡比數(shù)據(jù),仙居上庫(kù)和響水澗的渣場(chǎng)各有2個(gè)坡比,所以有40個(gè)數(shù)據(jù)):
(1)有22個(gè)渣場(chǎng)的坡比為1:2.0,約占總量的55%。
(2)有5個(gè)棄渣場(chǎng)的坡比為1:2.5,其堆渣角度比1:20要平緩些。
(3)有13個(gè)棄渣場(chǎng)的堆渣角度要陡于1:2.0,其坡比包括1:1.2、1:1.6和1:1.8等,約占總量的32%。
2.5.1 渣體及護(hù)面
棄渣場(chǎng)護(hù)面及植被具有以下特點(diǎn):
(1)31個(gè)棄渣場(chǎng)的渣體護(hù)面一直穩(wěn)定且植被良好,約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的76%。
(2)9個(gè)棄渣場(chǎng)有局部有淺表層變形(滑塌、溜滑),約占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的22%,但目前渣體總體是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。
2.5.2 攔擋設(shè)施
棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:
(1)有32個(gè)棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施一直處于正常狀態(tài)且無(wú)變形跡象,占統(tǒng)計(jì)總量的78 %。
(2)3個(gè)棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施,局部雖有變形破壞,仍可發(fā)揮作用,或者已有過(guò)工程治理,目前仍然可發(fā)揮截排水效用,約占總量的7 %。
(3)6個(gè)棄渣場(chǎng)的攔擋設(shè)施已破壞嚴(yán)重,或曾經(jīng)治理,仍需工程處理;或渣體變形已引起攔擋設(shè)施破壞,現(xiàn)未治理,但擬申請(qǐng)費(fèi)用專項(xiàng)治理。
2.5.3 截排水設(shè)施
圖6 棄渣場(chǎng)“高度-堆渣量”散點(diǎn)圖Figure 6 The scatter diagram between height and capacity according to different residues disposals
棄渣場(chǎng)截排水設(shè)施現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果,分析可見(jiàn):
(1)有22個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施一直正常,約占統(tǒng)計(jì)總量的67%。
(2)有10個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施局部有變形破壞,仍可發(fā)揮作用,或者已進(jìn)行過(guò)工程治理,目前仍然可發(fā)揮截排水效用,約占總量的30%。
(3)有3個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施破壞嚴(yán)重,已不起截排水作用,或者擬申請(qǐng)費(fèi)用治理。
29個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施采用單一的截排水溝形式;12個(gè)棄渣場(chǎng)的截排水設(shè)施為多種形式聯(lián)合的方式,比如結(jié)合暗涵、盲溝或排水洞等。
(1)17個(gè)電站的46個(gè)渣場(chǎng),已有16個(gè)已移交當(dāng)?shù)卣?,約占總量的35%;其余30個(gè)棄渣場(chǎng)由電站自行管理,約占總量的65%。
(2)本次統(tǒng)計(jì)的棄渣場(chǎng)中,約70%棄渣場(chǎng)的護(hù)坡、截排水及攔擋等設(shè)施均處于正常狀態(tài),其余30%的棄渣場(chǎng)局部有變形或者損壞或嚴(yán)重?fù)p害,或擬申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)進(jìn)行相應(yīng)的治理。
(3)從各電站反饋的管理和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,建議棄渣場(chǎng)完成驗(yàn)收后,盡早移交地方政府,并明確管理職責(zé)。
(4)從各電站反饋的管理和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,重視籌建期和基建期棄渣場(chǎng)的勘測(cè)設(shè)計(jì)和管理標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)計(jì)時(shí)考慮監(jiān)測(cè)設(shè)施的布設(shè)。觀測(cè)和監(jiān)測(cè)設(shè)施盡可能采用先進(jìn)可靠的自動(dòng)化采集設(shè)備。
(5)棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)考慮設(shè)置便捷巡視便道,建議后續(xù)電站棄渣場(chǎng)截排水溝等與巡視便道同步設(shè)計(jì)。