顧洪賓，崔磊，薛聯(lián)芳，宋曉彥

［關(guān)鍵詞］ 水電工程；土石方；棄渣場(chǎng)；選址；防護(hù)；水土保持

［摘要］ 為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我國(guó)水電工程建設(shè)迎來快速發(fā)展階段，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了法規(guī)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水電工程棄渣管理提出了更高要求。當(dāng)前水電工程棄渣處置面臨土石方綜合利用有限、項(xiàng)目間統(tǒng)籌調(diào)配難度高等問題，棄渣場(chǎng)選址受到高山峽谷地形限制和河道管理范圍、生態(tài)保護(hù)紅線等約束，選址困難。在分析水電工程棄渣處置現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出相關(guān)建議：優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少水電工程開挖量；提高土石方綜合利用率，減少棄渣量；新建庫區(qū)棄渣場(chǎng)選址納入審批許可范圍，做好棄渣場(chǎng)穩(wěn)定性論證；完善棄渣防護(hù)措施，加強(qiáng)水土保持監(jiān)測(cè)；實(shí)行棄渣場(chǎng)分類管理等。

［中圖分類號(hào)］ S157［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ C［文章編號(hào)］ 1000－0941（2023）06－0042－04

1背景

1.1水電工程發(fā)展趨勢(shì)

圍繞“力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)，我國(guó)持續(xù)加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。水電是能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的基石，新形勢(shì)下水電功能定位將從以電量為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏亢腿萘恐尾⒅?。以已建、在建和?guī)劃的大型水電基地為支撐，加大常規(guī)水電、抽水蓄能開發(fā)力度，借助水電的調(diào)節(jié)能力及電力輸送通道，統(tǒng)籌推進(jìn)可再生能源一體化綜合開發(fā)基地建設(shè)，是構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然路徑。

2021年，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，明確推動(dòng)金沙江上游、瀾滄江上游、雅礱江中游、黃河上游等已納入規(guī)劃、符合生態(tài)保護(hù)要求的水電項(xiàng)目開工建設(shè)，推進(jìn)雅魯藏布江下游水電開發(fā)，“十四五”和“十五五”期間將新增水電裝機(jī)容量4 000萬kW左右，到2030年常規(guī)水電裝機(jī)容量達(dá)到4.2億kW，到2060年常規(guī)水電裝機(jī)容量達(dá)到5.0億kW。此外，2021年國(guó)家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》提出，未來15～20 a我國(guó)抽水蓄能將正式進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新階段，預(yù)計(jì)2035年前后，我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)容量有望達(dá)到3.0億kW?！笆奈濉逼陂g，預(yù)計(jì)核準(zhǔn)開工的大中型常規(guī)水電和抽水蓄能電站將超過200座，水電工程建設(shè)迎來快速發(fā)展階段。

1.2生態(tài)文明建設(shè)對(duì)水土保持提出更高目標(biāo)

水土保持作為生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，承擔(dān)著維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)功能的作用，在國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)中有著重要地位?！吨腥A人民共和國(guó)長(zhǎng)江保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)黃河保護(hù)法》等相關(guān)法律對(duì)做好重點(diǎn)流域水土流失防治、嚴(yán)格建設(shè)項(xiàng)目管理、實(shí)施水土保持工程建設(shè)、增強(qiáng)水土保持生態(tài)功能等提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求。我國(guó)規(guī)劃建設(shè)的水電工程大多分布在生態(tài)環(huán)境敏感的長(zhǎng)江、黃河流域及青藏高原地區(qū)，水電開發(fā)必須堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的原則，在迎來加速開發(fā)建設(shè)新階段的同時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)水土保持法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，其水土保持工作需要不斷適應(yīng)新的生態(tài)保護(hù)要求。

1.3水電工程棄渣管理要求不斷提高

水電工程單體規(guī)模大，施工中開挖產(chǎn)生的土石方量也較大，如何解決棄渣問題是水電工程水土保持工作的關(guān)鍵，棄渣處置方式和棄渣場(chǎng)選址與設(shè)計(jì)是水土保持工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，不斷提高棄渣管理要求，鼓勵(lì)加大土石方綜合利用，減少棄渣量，要求采取完善的棄渣場(chǎng)防治措施，也對(duì)棄渣場(chǎng)的選址提出了嚴(yán)格的要求。2011年修訂的《中華人民共和國(guó)水土保持法》規(guī)定，生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中排棄的砂、石、土、矸石、尾礦、廢渣等應(yīng)當(dāng)綜合利用；不能綜合利用、確需廢棄的，應(yīng)當(dāng)堆放在水土保持方案確定的專門存放地，并采取措施保證不產(chǎn)生新的危害?！端帘３止こ淘O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51018—2014）提出，不得在河道管理范圍內(nèi)設(shè)置棄渣場(chǎng)，確需設(shè)置的應(yīng)符合河道管理和防洪行洪的要求；嚴(yán)禁在對(duì)重要基礎(chǔ)設(shè)施、人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全及行洪安全有重大影響的區(qū)域布設(shè)棄渣場(chǎng)。2018年修訂的《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》規(guī)定，禁止在河道管理范圍內(nèi)棄置礦渣、石渣、煤灰、泥土、垃圾等。《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50433—2018）提出，棄渣場(chǎng)選址應(yīng)符合河流防洪規(guī)劃和治導(dǎo)線的規(guī)定，不得在河道、湖泊和建成水庫管理范圍內(nèi)設(shè)置棄渣場(chǎng)；嚴(yán)禁在對(duì)公共設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民點(diǎn)等有重大影響的區(qū)域設(shè)置棄土（石、渣、灰、矸石、尾礦）場(chǎng)。2020年水利部辦公廳印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)河湖管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的通知》（辦河湖〔2020〕177號(hào)）進(jìn)一步規(guī)范了涉河建設(shè)項(xiàng)目許可，禁止在河湖管理范圍內(nèi)建設(shè)妨礙行洪的建（構(gòu)）筑物，傾倒、棄置渣土。

2棄渣處置現(xiàn)狀

2.1建設(shè)項(xiàng)目棄渣處置現(xiàn)狀

依據(jù)中國(guó)水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察總結(jié)報(bào)告，“十五”至“十三五”期間生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，“十三五”期間棄渣量已達(dá)106億t，依據(jù)項(xiàng)目分類統(tǒng)計(jì)，棄渣量較多的分別為公路工程、露天采礦工程、水利水電工程。露天采礦工程棄渣量可達(dá)數(shù)億立方米，棄渣通常在采坑內(nèi)倒運(yùn)回填，基本可在礦界范圍內(nèi)進(jìn)行處置。公路工程和水利水電工程棄渣量通常在數(shù)百萬到數(shù)千萬立方米，其中公路工程為線性工程，跨度大，可采取分散堆渣的方式，單個(gè)渣場(chǎng)容量較小， 顧洪賓等：水電工程土石方綜合利用和棄渣場(chǎng)選址及防護(hù)建議可選擇的棄渣場(chǎng)地較多，容易避開河道管理范圍；少部分棄渣場(chǎng)可能涉及公共設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、居民點(diǎn)等區(qū)域，搬遷工作量普遍較小，可將受影響的區(qū)域納入主體工程拆遷范圍，總體來說公路工程棄渣處置相對(duì)容易。而水利水電工程通常位于高山峽谷區(qū)，棄渣場(chǎng)通常設(shè)置在工程區(qū)域溝谷和庫區(qū)內(nèi)，棄渣處置難度較高。其他行業(yè)項(xiàng)目通常棄渣量較小，棄渣場(chǎng)選址也相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)常選取公用棄渣場(chǎng)或自建小型棄渣場(chǎng)進(jìn)行棄渣處置。

2.2水電工程棄渣處置現(xiàn)狀

水電工程大多處于高山峽谷地區(qū)，受地形地質(zhì)條件限制，不良地質(zhì)、邊坡處理工程量大，廠房、導(dǎo)流洞等多為地下工程，開挖土石方量巨大。水電工程棄渣處置方式主要包括土石方綜合利用、項(xiàng)目間統(tǒng)籌調(diào)配利用、布設(shè)棄渣場(chǎng)進(jìn)行處置等。

2.2.1土石方綜合利用

水電工程設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)充分貫徹土石方資源化利用的理念，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。高山峽谷區(qū)水電工程的廠房、隧洞等地下工程較多，地下開挖的石方可作為砂石骨料、砌體等建筑材料，其他滿足級(jí)配條件的開挖土石方可作為壩體、圍堰、施工場(chǎng)地的填筑材料。地面工程處進(jìn)行表土剝離后，可對(duì)部分土方進(jìn)行改良，用于加大覆土厚度、提升覆土質(zhì)量，為植被恢復(fù)和復(fù)耕提供保障。然而在實(shí)際工作中，受用料中轉(zhuǎn)場(chǎng)地布設(shè)困難、施工時(shí)序難以銜接等因素制約，土石方綜合利用量有限，綜合利用率有待提高，土石方與渣料的綜合利用也成為水電工程技術(shù)發(fā)展的重要方向。

2.2.2項(xiàng)目間統(tǒng)籌調(diào)配利用

通過充分調(diào)研周邊工程的需求，可將水電工程的棄渣運(yùn)送到項(xiàng)目周邊其他項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行綜合利用，質(zhì)量較好的骨料可運(yùn)送至建筑材料加工企業(yè)作為原材料。然而，水電工程通常位于距離城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)的高山峽谷區(qū)，附近企業(yè)較少，有需求的企業(yè)通常距離較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本高，且周邊區(qū)域的建設(shè)項(xiàng)目因同樣位于山區(qū)環(huán)境中，故自身土石方開挖量多、回填及利用量少，項(xiàng)目間統(tǒng)籌調(diào)配利用在實(shí)際工作中難度較高。

2.2.3布設(shè)棄渣場(chǎng)進(jìn)行處置

水電工程的棄渣場(chǎng)地選擇較少，通常在工程區(qū)域溝谷和庫區(qū)內(nèi)布設(shè)棄渣場(chǎng)集中堆存棄渣。然而，現(xiàn)階段水電開發(fā)河段和兩岸溝谷大多已納入河道管理范圍，相關(guān)政策文件明確禁止在河道管理范圍內(nèi)棄渣，水電工程棄渣場(chǎng)面臨選址難的困境。除工程區(qū)域溝谷和庫區(qū)內(nèi)設(shè)置的棄渣場(chǎng)外，河道兩岸的臺(tái)地和坡地也是堆存棄渣的主要區(qū)域，由于臺(tái)地和坡地面積較小，因此棄渣場(chǎng)地難以滿足需要，棄渣攔擋防護(hù)工程量也較大。同時(shí)，臺(tái)地和坡地通常分布有居民點(diǎn)和基本農(nóng)田，搬遷需要征求當(dāng)?shù)鼐用褚庖?，也存在涉及耕地紅線問題，實(shí)施過程中困難重重。

3水電工程土石方綜合利用建議

3.1優(yōu)化工程方案，減少開挖量

工程開挖量對(duì)棄渣量有直接影響。在前期設(shè)計(jì)階段，受限于勘察設(shè)計(jì)深度，對(duì)土石方開挖量的估算比較粗略。通過深化設(shè)計(jì)和優(yōu)化工程方案，施工中采用土石方開挖量較少的施工布置，如在施工場(chǎng)地和施工道路采用半挖半填的方式；主體設(shè)計(jì)中采用新工藝、新材料，如選用膠帶機(jī)等方式運(yùn)輸有用料、采用開挖量較小的壩址和壩型、采用新的防滲材料以避免使用防滲土料等；加大可研階段的水土保持研究投入，在工程前期做好水土保持方案精細(xì)化設(shè)計(jì)，提高土石方量估算的精確度等方式，減少開挖量。

3.2提高土石方綜合利用率，減少棄渣量

水電工程土石方綜合利用不充分是棄渣量較大的原因之一。開挖過程中隧道及地下工程的開挖料風(fēng)化程度低、比重大，可作為砂石骨料、壩體填筑等建筑材料；施工場(chǎng)地可盡量利用開挖料進(jìn)行場(chǎng)地回填形成平臺(tái)；施工結(jié)束后，可利用開挖料對(duì)臨時(shí)交通隧道進(jìn)行回填和封堵，提高土石方的綜合利用率。

3.3拓寬土石方綜合利用途徑

一方面要加強(qiáng)對(duì)周邊在建、擬建項(xiàng)目及砂石料場(chǎng)的調(diào)查，將多余土石方調(diào)配至周邊其他項(xiàng)目進(jìn)行綜合利用，或運(yùn)送至砂石料場(chǎng)作為加工原材料；另一方面土石方處理后可作為墻體、制磚材料等，也可將經(jīng)過篩分的土方通過土壤改良后用于人工造地。此外，棄渣可用于假山、公園等微地形的構(gòu)造砌筑，形成與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相適應(yīng)的特色景觀。

4水電工程棄渣場(chǎng)選址建議

4.1選址應(yīng)最大程度減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)明確要求棄渣場(chǎng)不得設(shè)置在江河、湖泊、建成水庫及河道管理范圍內(nèi)，嚴(yán)禁在對(duì)公共設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民點(diǎn)等有重大影響的區(qū)域布設(shè)棄渣場(chǎng)，不宜設(shè)置在滑坡、崩塌、泥石流易發(fā)區(qū)域，其核心是確保棄渣場(chǎng)的安全性。在生態(tài)文明建設(shè)的新形勢(shì)下，水電工程棄渣場(chǎng)選址既要確保安全，又不能破壞原有的生態(tài)功能，不得逾越或破壞生態(tài)保護(hù)紅線，應(yīng)避開自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、水源保護(hù)區(qū)的保護(hù)范圍，同時(shí)優(yōu)先選用占用耕地少和搬遷工程量小的場(chǎng)地。在不具備布設(shè)大型棄渣場(chǎng)集中堆放棄渣的條件時(shí)，可考慮在河道支溝、兩岸臺(tái)地、坡地等區(qū)域布設(shè)小型、分散的棄渣場(chǎng)，以滿足棄渣堆存需要，減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

4.2新建庫區(qū)棄渣場(chǎng)選址納入審批許可范圍

目前水土保持相關(guān)規(guī)范對(duì)于主體工程庫區(qū)內(nèi)棄渣場(chǎng)未做限制性規(guī)定，鑒于水電工程可供選擇的具備相應(yīng)容量的棄渣場(chǎng)地極為有限，建議在庫區(qū)尤其是死水位以下具備相應(yīng)堆渣空間的區(qū)域設(shè)置棄渣場(chǎng)；對(duì)于擬建水電工程庫內(nèi)棄渣涉及河道管理范圍的情況，經(jīng)充分論證對(duì)建設(shè)期行洪等無影響的，可將擬建庫區(qū)棄渣場(chǎng)選址納入審批許可范圍。此外，庫區(qū)棄渣場(chǎng)需采取相應(yīng)的工程和臨時(shí)水土流失防治措施，如渣頂采取壓蓋措施、渣坡采取干砌石邊坡防護(hù)措施等。

4.3做好棄渣場(chǎng)選址的穩(wěn)定性論證

針對(duì)水電工程棄渣場(chǎng)選址涉及的地質(zhì)條件、敏感因素等問題，依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在前期工作中開展棄渣場(chǎng)選址、棄渣場(chǎng)防護(hù)措施等專題論證、專題設(shè)計(jì)和報(bào)告編制工作，充分論證棄渣場(chǎng)的穩(wěn)定性，判別棄渣場(chǎng)失穩(wěn)對(duì)下游敏感目標(biāo)的影響，作出棄渣場(chǎng)選址評(píng)價(jià)結(jié)果，并邀請(qǐng)第三方技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)提供技術(shù)咨詢和專題報(bào)告評(píng)審工作，為工程建設(shè)提供支撐。

5水電工程棄渣場(chǎng)防護(hù)建議

5.1健全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，深化相關(guān)專題設(shè)計(jì)

在水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前棄渣場(chǎng)選址及棄渣處置工作面臨的一些問題，統(tǒng)籌規(guī)劃相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和編制，健全水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。前期設(shè)計(jì)中要做好棄渣場(chǎng)選址及防護(hù)、表土剝離保護(hù)和利用、水土保持專項(xiàng)等專題設(shè)計(jì)工作，為水土保持技術(shù)評(píng)審提供材料支撐，也為后續(xù)工程建設(shè)中落實(shí)水土保持工作提供指導(dǎo)。

5.2完善棄渣防護(hù)措施，加強(qiáng)水土保持監(jiān)測(cè)

棄渣場(chǎng)水土流失防治應(yīng)從空間和時(shí)間上進(jìn)行系統(tǒng)治理和綜合防護(hù)，針對(duì)棄渣場(chǎng)空間布局和施工時(shí)序具體布設(shè)不同類型的防護(hù)措施，充分考慮與周邊景觀的協(xié)調(diào)性；針對(duì)水電工程棄渣具有土壤顆粒松散、堆置坡度較大、變動(dòng)頻繁、易發(fā)生水土流失等特點(diǎn)，制定科學(xué)、合理、全面的水土保持措施和監(jiān)測(cè)體系，建立水土保持監(jiān)測(cè)管理制度，做好棄渣場(chǎng)水土保持監(jiān)測(cè)工作，同時(shí)結(jié)合智慧水土保持建設(shè)要求，提升監(jiān)測(cè)智能化、信息化水平。

5.3提升管理能力，實(shí)行棄渣場(chǎng)分類管理

在全面貫徹落實(shí)生態(tài)文明建設(shè)、推進(jìn)水電行業(yè)綠色發(fā)展的要求下，依據(jù)水電項(xiàng)目特點(diǎn)編制水土保持管理辦法，嚴(yán)格篩選參建單位并加強(qiáng)施工管理，尤其是加強(qiáng)施工期棄渣場(chǎng)水土流失防護(hù)工作檢查，研究洪水監(jiān)測(cè)及預(yù)警機(jī)制并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案，編制并參照?qǐng)?zhí)行棄渣場(chǎng)失穩(wěn)應(yīng)急預(yù)案等。水電工程棄渣場(chǎng)通常屬臨時(shí)占地，在工程水土保持設(shè)施驗(yàn)收后棄渣場(chǎng)一般移交地方水土保持管理部門。由于地方水土保持管理部門不掌握棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)、施工過程和堆渣來源等詳細(xì)情況，建議基于渣場(chǎng)級(jí)別、上下游情況、地質(zhì)條件等對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行分類管理，對(duì)于渣場(chǎng)級(jí)別低、上游集水面積小、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的棄渣場(chǎng)可移交地方水土保持管理部門，對(duì)于渣場(chǎng)級(jí)別高、上游集水面積大、地質(zhì)條件復(fù)雜的棄渣場(chǎng)仍由原建設(shè)單位負(fù)責(zé)管理。

［作者簡(jiǎn)介］ 顧洪賓（1967—），男，江蘇射陽人，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，主要從事水電工程水土保持工作。

［收稿日期］ 2023-01-18

（責(zé)任編輯李佳星）