長河壩水電站樞紐區及料場區生態恢復設計方案研究

程遠龍

(四川大唐國際甘孜水電開發有限公司，四川 康定，626001)

1 工程簡介

長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，是大渡河干流水電梯級開發的第十個梯級電站，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，壩址區上距丹巴縣城82km，下距瀘定縣城49km，從壩址區沿省道S211公路下行至瓦斯溝口與國道G318相接，經瀘定、天全后至雅安，再通過成雅高速或國道G318至成都，線路全長362km，對外交通便利。長河壩水電站樞紐工程包括礫石土心墻堆石壩、引水發電系統、2條開敞式泄洪洞、1條深孔泄洪洞和1條放空洞等建筑物組成。

2 工程區域環境現狀

2.1 地形地貌

長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，山勢展布與主要構造線走向基本一致。庫壩區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，可見規模不等的Ⅰ～Ⅴ級階地，其中Ⅰ級階地保存較好，Ⅱ級階地以上僅局部殘存。

2.2 氣象

長河壩水電站位于大渡河上游偏下河段，屬川西高原氣候區，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。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-5℃～-12℃。因地勢高，又遠離水汽源地，降水量較少，多年平均年降水量一般僅600mm～700mm。區內氣象災害主要有旱災、冰雹、暴雨和洪災等。長河壩電站壩址區無氣象站，根據壩址下游約50km的瀘定縣氣象站1961-1990年資料統計，年平均氣溫15.4℃，多年平均年降水量642.9mm，多年平均相對濕度為66%，多年平均蒸發量1526.9mm。

2.3 土壤

由于地處高山峽谷，相對高差大，工程所處地區土壤垂直帶譜分布明顯，由于光水熱條件的差異，陰坡與陽坡土壤垂直分布也有明顯差異。工程占地區主要集中分布于海拔2000m以下范圍，工程區涉及的土壤類型主要是潮土、山地褐色土、山地棕壤等，土壤養分中鉀豐富，氮、磷含量偏低。受陡峻地形以及干暖河谷氣候條件制約，工程區土壤總體較瘠薄。土壤為植被生長提供營養元素與水分，起著關鍵作用，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

工程區在植被區劃上屬于“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”，自然植被主要包括針葉林、闊葉林、灌叢。工程區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，主要植物種類包括側柏、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、槭樹、旱柳、山楊、栒子、石櫟、醉魚草、火棘、西南杭子梢等。根據現場調查，目前栽植的女貞、青岡、側柏等植物均生長良好。

自2010年11月本項目核準開工建設以來，項目業主四川大唐國際甘孜水電開發有限公司和各施工單位高度重視長河壩水電站的生態環境保護、生態恢復及景觀建設工作，項目業主在工程區先后組織實施了業主營地生態恢復及景觀建設工程、廠區2#公路綠化工程、營地景觀大道工程、珍稀保護植物岷江柏異地移植工程。施工單位水電十四局組織實施了施工生活營地綠化工程、楓林溝安全生態文明施工樣板工程，水電五局組織實施了場內交通進口1#公路進口坡面框格梁防護工程等項目。目前，上述項目實施后已經體現了良好的景觀效益、生態效益、社會效益，也可以為本工程樞紐區和料場區生態恢復措施設計提供參考。

3 環評、水保方案報告書及批復對生態恢復要求

由于長河壩水電站地處大渡河干暖河谷地區，自然條件較惡劣，生態系統脆弱，在工程建設過程中，將不可避免地對環境和植被造成一定干擾和破壞。根據《環境影響評價報告書》《水土保持方案報告書》及其批復意見和現行環境保護、水土保持等法律法規的相關規定和要求，從環境綠化美化和水土保持的角度考慮，主體工程區在施工結束后需要對樞紐區的壩區兩岸裸露部分的邊坡進行綠化，恢復其原有的景觀生態功能和控制減少水土流失，保證工程建設與當地周圍環境協調統一，最終建成環境友好生態工程;料場區及時進行施工跡地整治，設置排水溝，實施植物措施，控制水土流失、恢復生態環境。

4 生態恢復設計方案研究

4.1 設計指導思想與原則

充分利用當地的自然植物資源，運用生態技術經濟學、園藝學、造林學，綜合考慮原生植被區系結構、組成以及脆弱性、過渡性和動態性，近自然模擬重建恢復植物群落組成、外觀和功能。既考慮滿足水土保持生態恢復要求，同時體現持久景觀性能。在混播材料選擇上，采用粗放管理的灌草本和藤本相結合，禾本科與豆科相結合，速生種與優勢種相結合，當地品種與優良栽培品種相結合，同時考慮不同季相植物的合理搭配，實現生態建設、水土保持的要求，將水土保持生態恢復與其周圍環境有機地結合在一起，為實現“建設生態水電工程”奠定基礎。

科學地選擇適宜工程區的植物種類是施工跡地綠化的關鍵。綠化植被選型應遵循的原則：

(1)適應當地的環境、氣候、土壤(水分、pH值、土壤性質)等條件，以當地植物種為主，適當引進已經馴化的適應當地環境的植物種，做到“適地適種”；

(2)植被抗逆性(包括抗旱性、抗寒性、抗貧瘠性、抗病蟲害等)強；

(3)植被根系發達、生長迅速、綠化效果明顯。

方案確定原則：

(1)生態恢復設計以保證場地穩定性為前提，不隨意改變或破壞坡面結構的強度、形狀和安全；

(2)注重物種多樣性，喬灌草植物綜合配置；

(3)優化植被配置模式，實現基質水分和養分的自然循環，最終達到植物前期快速生長，后期免維護、群落穩定、抗性強，宜粗放管理，成本合理的目標。

4.2 綠化植物選擇

長河壩水電站工程區屬干暖河谷地帶，水電工程施工干擾區經施工破壞后，生態恢復植物的生長環境條件已十分惡劣，大多數的植物均無法適應其溫差與干旱條件，而能夠適應這里氣候的少數人工栽培植物造價又很高，并且維護困難。因此，植被恢復設計過程中將植物選擇和植物配置作為工作重點。

首先，選擇合適的植物種類，使之適應當地環境生長。在陸地生態系統恢復實踐中，耐干旱、耐貧瘠、固氮、速生、高產的草本或灌木是基質改良與恢復的首選種類，這類植物可以迅速生長并獲得永久的植被，同時，固氮植物也可以改善基質的養分狀況。其次，為了達到理想的恢復效果，充分利用鄉土喬灌草植物來恢復植被群落。通過對當地植被種類進行充分調查，記錄其原始狀態時的生物類型，經過仔細篩選其生態特性后選擇出適應物種。那些在施工干擾區內自然定居的植物能夠適應極端條件，具有很強的忍耐性和可組成多層次的植物群落，從而形成多結構的穩定生態系統。

選擇當地野生的草本植被為主要地被物種，再搭配耐寒耐瘠薄且抗性強的喬灌木，形成先鋒植物群落。隨著各類植物的生長，其根部會逐漸聚集營養，改善土質，從而為高級群落生長提供基質條件。

據甘孜州和康定縣多年來綠化工程經驗以及長河壩水電站業主營地和承包商營地以及場內廠區1#、2#道路等交通公路綠化實踐，刺桐、康定楊、岷江柏、側柏、云南松、雪松、大葉女貞、構樹、旱柳等喬木均是當地鄉土樹種，且具有良好的抗旱、耐瘠薄性，可以作為項目區退化生態系統恢復的先鋒樹種。另外，為了增加觀賞性，創造季相景觀，選擇當地可生長的木豆、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，營造具有自然和諧的園林綠化景觀。下層草本植物可以當地常有且適合當地生長的垂穗披堿草、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 生態恢復設計方案

生態設計主要包括樞紐區和料場區，其形式主要有高邊坡：取水口邊坡、泄洪洞進水口邊坡、開關站邊坡、左右壩肩邊坡、響水溝料場邊坡、江咀料場A區邊坡。平臺區域：取水口和泄洪洞進口、下游圍堰平臺、響水溝料場和江咀料場A、B區開挖平臺?，F場邊坡現狀均為分布高程為1660m～1850m，坡比為1∶0.3～1∶1不等，部分區域邊坡接近90°，為典型的巖石邊坡，局部開挖坡面破碎的部位已采取混凝土框格梁支護，部分邊坡按15m～25m高不等的梯段分級，設置1m左右寬的馬道。

4.3.1 邊坡生態恢復設計方案

(1)馬道種植槽綠化設計

馬道種植槽設計：由于邊坡主要為裸露基巖，坡度過陡且缺少植物生長的基質，如果采取常規的覆土撒播植草措施達不到生態恢復的目標和效果?？梢岳眠吰率┕み^程中形成的馬道修建種植槽覆土，栽植灌木和藤蔓植物，實現邊坡馬道生態恢復。在馬道上修建斷面尺寸為60cm×20cm(高×寬)的混凝土馬道種植槽，種植槽內回填礫石土(開采廢棄碎料、巖屑)作為綠化覆土墊層，回填厚10cm，回填種植土厚度0.4m，種植槽墻體設置PVC排水孔。

竹爬網設計：考慮到工程位于干暖河谷地區，夏天日照強、溫度高，如果藤蔓植物在生長過程中與坡面巖壁直接接觸可能由于溫度過高被灼傷，為了避免巖壁高溫對藤蔓植物幼苗產生灼傷而影響植物長勢，擬在種植槽內向上編制竹爬網對藤蔓植物進行牽引。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，以盡快達到坡面生態恢復效果。采用長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行牽引，成為網狀，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，分別種植于槽內外兩側，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密度進行撒播。

(2)噴播植草生態恢復設計

從水土保持和環境綠化美觀的角度考慮，需要對邊坡進行生態恢復設計，恢復其原有的景觀和生態功能?？紤]到邊坡開挖后基巖裸露，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恢復創造條件，在坡面進行噴播綠化。目前，國內較為成熟的噴播方式有團粒噴播、植被混凝土噴播、有機質噴播、客土噴播、液力噴播等五種方式。

表1 國內較為成熟的噴播方式主要特征及優缺點對比

考慮到現場邊坡坡度，只適合團粒噴播和植被混凝土噴播。長河壩電站地處山溝河谷地帶，風大，氣候干燥，噴播不適合選擇灌木生長，土質厚度薄，易被大風連根拔起，適合草本生長。鑒于團粒噴播施工方法工藝復雜，技術要求嚴格，操作要求高等難度，借鑒經驗不多，擬采取植被混凝土噴播植草方案。

4.3.2 平臺綠化設計

電站取水口和泄洪進口1697平臺均為混凝土硬化的場地，平臺用于檢修及車輛通行交通道路使用，生態恢復綠化選擇在靠山側修建種植槽，種植小葉女貞和爬山虎，并在種植槽內撒播草籽。電站下游圍堰和料場開挖終采平臺面積大，需進行場地平整，選擇穴栽康定楊喬木。為達到生態效果好，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 結論

長河壩水電站建設在高山峽谷，多為陡峭高邊坡，工區范圍高山植被分層明顯，上層平緩區域喬木生長茂盛，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，沒有掛土。工區隸屬川西高原氣候區，經常會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，水土流失較為嚴重。該區域植被生態恢復困難極大，種植土稀缺是一方面，另外當地天氣干燥，除汛期外，其他時間降雨量極少，種植土層薄，無法保水，加上在開挖邊坡或石料開采平臺種植草木，需拉運大量客土當種植土壤，所以生態恢復設計的物種選擇及種植方式顯得尤為重要。

從目前長河壩水電站項目綠化工程經驗來看，現場生態恢復工程均在邊坡開挖支護土建完成退出后再實施，造成綠化工程施工難度加大，施工材料運輸需要重新搭設排架和布設吊運機械，重復投入，加大成本。同時，現場許多部位馬道寬度預留不夠，造成局部無法進行綠化，對施工作業制造較大困難。建議以后類似工程施工過程中，在建設初期提前統籌考慮高邊坡馬道種植槽及永久噴淋養護系統設施跟進施工，即在邊坡開挖支護后及時完成生態恢復綠化工程，這樣便于施工，可以大大減少成本投入。