飞来峡水库水生态修复与保护初探_李浩
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浅谈飞来峡水利枢纽遭遇洪水事件分析2浅谈飞来峡水利枢纽遭遇洪水事件分析朱勇明(广东省飞来峡水利枢纽管理处,广东,清远 511825)摘要:本文对飞来峡大坝可能遭遇溃坝洪水的事件及溃决形式进行了分析;针对溃坝的薄弱环节,以主坝河床段为例,分析其遭遇10000年一遇洪水时溃坝的过程及对周边堤围产生的影响,说明一旦遭受破坏,对下游的影响是巨大的,因此应当引起重视。
关键词:飞来峡水利枢纽;溃坝;洪水分析1 概况飞来峡水利枢纽位于北江中下游,是以防洪为主,兼顾发电、航运等综合利用水利工程,大坝按500年一遇洪水标准设计,混凝土坝按5000年一遇洪水标准校核,土坝按10000年一遇洪水标准校核。
枢纽运用正常水位24m,相应库容4.23亿m3,调节库容3.14亿m3,仅占坝址多年平均径流量347亿m3的0.9%,属于日调节水库。
防洪限制水位18m,相应库容1.09亿m3,设计洪水位31.17m,相应库容14.15 m3,校核洪水位33.17m,总库容19.04亿m3,其中防洪库容13.07亿m3。
飞来峡水利枢纽主要保护对象是包括广州在内的北江大堤保护区,防洪目标是“通过飞来峡水库蓄泄兼施控制北江洪水,与北江大堤、潖江天然滞洪区联合运用,在北江大堤完成加固达标后,将北江大堤防洪控制站石角站的300年一遇洪水削减为100年一遇洪水”。
2 溃坝洪水分析2.1溃坝洪水事件遭遇分析大坝可能造成溃坝重大险情的突发事件有:遭遇超标准洪水造成大坝溃决;上游水库溃坝造成大坝溃坝;工程出现重大险情,大坝溃决;上游大体积漂浮物的撞击造成大坝溃决;地震或地质灾害造成大坝溃决;战争、恐怖事件、人为破坏等其他原因造成大坝溃决。
(1)遭遇超标准洪水飞来峡大坝按500年一遇洪水标准设计,混凝土按5000年一遇洪水标准校核,土坝按10000年一遇洪水标准校核。
飞来峡水利枢纽300年一遇洪水防洪高水位31.17m;考虑到动库容的影响,实际的防洪高水位为33.17m,此后,出库流量等于入库流量,以确保大坝的安全。
飞来峡水利植纽施工进展1工程简介飞来峡水利枢纽工程位于广东北江干流中游清远市清新县,控制流域面积34097kmZ,水库总库容19亿m3,发电装机容量140MW,属大型综合性水利工程,具有以防洪为主,兼有航运、发电、养殖、供水、旅游和改善生态环境等多种效益。
它的兴建,对保障广州市、佛山市和珠江三角洲地区防洪安全,促进粤北山区经济发展,有着十分重要的作用。
本枢纽由拦河坝、船闸、厂房、变电站和社岗防护工程等组成。
拦河坝包括混凝土溢流坝和挡水坝段、土坝及副坝等,最大坝高48.sm,主副坝坝顶总长2951.sm;船闸闸室有效尺寸190x16x3m,可通过500t级组合船队,厂房为河床式,安装4台35MW灯泡式发电机组。
年平均发电量5.54亿kwh。
主要工程量有土石方开挖1119万m3,土石方填筑920万m3。
混凝土95.21万m3;金属结构制作安装11418t,总工期六年。
1992年,国务院批准兴建飞来峡水利枢纽工程。
1993年下半年,广东省人民政府决定成立广东省飞来峡水利工程建设领导小组,指定省水电厅负责工程实施,并指定珠江水利委员会勘测设计研究院为工程设计单位。
同时成立飞来峡水利工程建设总指挥部。
2工程施工进展工程自1994年10月28日正式开工以来,在总指挥部领导和统筹安排下,珠委设计院,广东省水电二局、三局、安装公司,水电机械厂建设公司,物资公司等施工单位,监理单位(省水电设计研究院)共同奋战,于1995年5月全面完成一期围堰形成基坑。
7月份基坑开始大量土石方开挖,8月份第一块混凝土开始浇筑。
整个工程施工按照指挥部提出提前一年建成的方向高速迈进,并于1996年3月底整个甚坑均浇上一层混凝土而完成封底任务,大大减轻1996年防洪渡汛压力。
两年来,主体工程已初具规模,完成土石方开挖约900万m3,土石方填筑约600万m3.硅浇筑约65万m3。
按指挥部安排,船闸工程,溢流坝工程的土建将于1997年6月全面完成,达到设计高程。
飞来峡水利枢纽大坝廊道渗漏的处理
苏奕绿
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2003(000)006
【摘要】简述飞来峡水利枢纽混凝土坝大坝廊道渗漏的现状和成因,介绍了渗漏处理的工艺及施工材料选择,总结了几条防渗处理经验.
【总页数】2页(P79-79,83)
【作者】苏奕绿
【作者单位】广东省飞来峡水利枢纽管理局,广东,清远,511825
【正文语种】中文
【中图分类】TV61
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浅谈飞来峡水利枢纽社岗防护堤充水建筑物
张慧馨
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2001(000)0z3
【摘要】介绍飞来峡水利枢纽社岗防护堤充水建筑物的规模和作用,并就充水建筑物的运用进行了论述,提出实际运用应注意的问题.
【总页数】2页(P63-64)
【作者】张慧馨
【作者单位】广东省飞来峡水利枢纽建管局
【正文语种】中文
【中图分类】TV61
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飞来峡水利枢纽社岗防护堤除险加固工程防渗方案比选钟鸣辉【摘要】飞来峡水利枢纽社岗防护堤出现管涌、沼泽化和渗透量较大等现象,其加固工程主要任务为防渗.通过技术经济分析,对水利工程堤坝加固几种防渗方案进行比选,最终确定采用塑性混凝土防渗墙加固方案.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P33-35)【关键词】防护堤;加固;防渗方案;比选【作者】钟鸣辉【作者单位】广东省飞来峡水利枢纽管理处,511285,清远【正文语种】中文【中图分类】TV871.2飞来峡水利枢纽工程位于广东省北江干流中游清远市飞来峡镇境内,是以防洪为主,兼有航运、发电、水资源调配和改善生态环境等多种效益的Ⅰ等大(1)型水利工程,枢纽于1994年10月开工建设,1999年10月建成运行,水库总库容19.04亿m3,枢纽主要由土坝、泄洪闸、船闸和社岗防护堤等组成。
社岗防护堤位于枢纽工程上游左岸,设计洪水标准为100年一遇,堤顶全长3 610 m,保护社岗防护区面积41.4 km2、人口1.2万人。
飞来峡社岗防护堤在运行过程中堤后发生管涌险情,出现了防护堤堤基抗滑稳定存在风险、堤后沼泽化严重、部分堤身沉降及渗漏严重以及部分堤段抗滑稳定不满足规范要求等状况,社岗防护堤存在安全隐患。
经安全鉴定,广东省水利厅审定其为“三类堤(坝)”,广东省发改委以粤发改农经函〔2014〕430号批准进行除险加固,主要建设内容为加固堤防3.61 km,加宽堤身,加固堤后压台,改造堤顶路面等;工程级别为4级,设计洪水标准为100年一遇,建设工期为1年。
1.堤身填土工程地质条件堤身填土土料主要来源于附近山体的花岗岩风化土和坡积土,土质为含砂低液限黏性土和黏(粉)土质砂性土。
根据土工试验,黏粒含量平均值为25.7%,设计要求黏粒含量不大于30%,满足设计要求;填筑土的干密度ρd=1.51~1.83g/cm3,平均值为1.68 g/cm3,最大干密度平均值1.80 g/ cm3,压实度为93.3。
ISSN 1672-2841 CN 44-1587 / Z 广东水利电力职业技术学院学报2015年 第14卷 第2期Journal of Guangdong Technical College of Water Resources and Electric Engineering,2015,Vol.14, No.2收稿日期:2015-06-03作者简介:李浩,男,工程师,硕士研究生,主要从事水库水资源管理工作。
1-3飞来峡水库水生态修复与保护初探李浩,李广彪(广东省飞来峡水利枢纽管理处,广东 清远 511500)摘 要:分析飞来峡水库水生态现状,针对飞来峡水生态退化和破坏的原因,结合飞来峡水库以往水生态修复工作经验,对河道型水库水生态修复进行探讨 。
关键词:水生态;水生态修复;红树林;中图分类号:X524;X171.4 文献标识码:A 文章编号:1672-2841(2015)02-0001-03飞来峡水库位于北江流域中上游地区,总库容19.04亿m3,控制流域面积34097km2,占北江流域面积73%。
水库是清远市重要的饮用水源,同时也是珠江三角洲地区重要的水生态水源。
但自2007年起,《广东省水资源质量状况通报》中,飞来峡水库水质已经严重超标,经常处于地表水Ⅳ类水平,个别时段达到国家地表水水质标准Ⅴ类水平,已经远远超出飞来峡水库作为水功能保留区的水质要求,水质逐年下降,恶化严重。
水生态系统修复是指通过一系列保护措施,最大限度减缓水生态系统的退化,将已经退化的水生态系统恢复或修复到可以接受的、能长期自我维持的、稳定的状态水平[1]。
上世纪90年代,许多发达国家意识到水生态破坏所产生的影响正逐步增大,甚至已经影响到流域周边地区居民身体健康和经济发展。
例如德国、瑞士等欧洲国家提出了“重新自然化”概念,重视河流生态修复示范工程建设,如160km长的Danube河“重新自然化”修复工程即是一例[2]。
而日本在20世纪90年代初开展了创造多自然型河川计划[3]。
在本世纪初,我国部分地区也开始开展水生态修复试点工作。
例如深圳市观澜河清湖段生态修复工程、常熟南湖荡水生态修复工程和西丽水库水生态修复工程等等,均取得一定的成效。
1飞来峡水库水生态问题及形成原因分析1.1主要生态问题(1)水质下降严重,浑浊度提高,部分时段重金属含量超标,甚至危及下游城市饮水安全。
(2)总磷和总氮超标,使优势藻类群落发生更迭,蓝藻等有害藻类在枯水期爆发严重,富营养化趋势明显。
(3)库区内乡镇及农村污水处理措施建设滞后,生活污水、养殖污水散排入库,难以统一进行截污处理。
(4)分水岭范围内植被群落发生重大改变,水源涵养逐渐变差,土壤类型发生改变。
养殖使部分库湾水质变差,部分库湾内养殖密度较大,水质污染严重,水生生物种群发生变化。
(5)填库占库现象较多,水面萎缩,河道两岸岸线被侵占,破坏了原有的水生态构成链条。
(6)入库水质背景值高,特别是超标排放发生在水库上游的现象比较突出,协调难度大。
1.2形成原因分析(1)缺乏环境保护措施的洗矿工业发展严重影响库湾水生态。
在飞来峡库区中,分布着无环境保护措施的大小型洗矿厂,洗矿废水含有大量的泥沙,重金属,废弃渣料等等。
这些污染物一方面降低水体透明度,增加了浑浊度,严重影响水生植物生长和鱼虾繁殖,增加了库底淤泥厚度,还带入大量的重金属等污染物,严重影响水生态。
2015,14(2)2广东水利电力职业技术学院学报(2)飞来峡水库水源保护范围面积有2300km2,水源保护范围内在近几年来有大量水源涵养地受到破坏,森林变为果园,湿地成为厂区,农药化肥的大量使用和人口、工业生产产生的污染物流入水库,导致水生态受到破坏。
库区城镇污水处理化程度不高,生活污水中富含大量氮磷化合物。
经济林木种植过程中,化肥施用量巨大,特别是水库集水区地势陡峭,山地岩石主要以石灰岩为主,土壤层较薄,开垦强度过高,化肥施用后遇雨水天气利用率不高,导致水库中营养盐浓度逐年增高,是水库富营养化的一个重要原因。
(3)气候条件变化加剧。
随着全球气候变化的影响,库区枯水期来水量有所减少,水量的减少导致水库水环境容量下降,部分库湾由于水体流动性较差,水环境容量更低,已经发生了几次水库水华和污染物超标事件,严重影响水质。
(4)库区上游是广东省的一个重工业区,工业污染排放严重,入库水质受上游影响较大,已经发生比较严重的重金属水污染事件。
2 水生态修复试点研究2.1水生态修复目标水生态修复项目具有投入大、持续时间长、见效较为缓慢等特征。
为验证水生态修复的实际效果,研究水生态修复技术在飞来峡库区的适用性,试点工作主要以淡水红树林营造人工湿地为主,结合少量工程措施开展,修复目标为:(1)通过水生态系统修复试点工程,依托周边现有水岸地形、库湾景观,形成试点区域以淡水红树为优势品种的稳定人工湿地系统。
(2)通过水生态系统修复试点工程,使试点区域水生态可持续发展,包括动植物合理增殖、景观修复,并体现一定的环境美化功能。
(3)通过红树林的生态效应,吸引多种生物,如候鸟、鱼虾蟹等动物,形成试点区完整的生物链。
(4)通过水生态修复试点,提高流经修复区水质。
(5)通过试点工程,以点带面,带动库区人工湿地的建设,并提高沿江居民水生态保护意识。
2.2水生态修复试点主要措施(1) 做好规划,措施布局合理,水面景观具有一定的观赏性:根据试点区域的规划,因地制宜规划好生态修复片区,做好工程措施和生物措施,使修复工程在充分保证项目效果的同时,融合当地景观工程。
(2)建立生态修复平台:天然弯曲河流具备急流区、滞水区,有利于适应急流和缓流的各类生物生存。
如急流区多为丝状附着藻类,底栖动物多为体形扁平的扁蜉幼虫以及石蝇幼虫等。
水流较急处多为营固着生活的昆虫幼虫,如毛翅目幼虫和双翅目中的蚺类。
同时河床浅滩便于水鸟啄食水中生物。
滞水区则是鱼类等生物的栖息和避难所。
通常静水水体中的生物量和物种多样性大于流水水体,如寡毛类中维氏沼丝蚓、软体动物中的壳菜在清洁河流中常见[4]。
通过工程措施平整水上水下地形,沿项目区两岸建立浅水滩涂,稳定生态修复边界。
利用红树的生长特点,高中低植被相互结合,为生物提供良好环境。
(3)植物措施:水生植物群落在水生态修复中处于核心地位,一方面,覆盖于水体中的水生植物,使近土壤或水体表面的风速降低,为悬浮固体的沉淀去除创造了较好的条件,减少了固体重新悬浮的可能性,并增加了水体与植物间的接触时间,同时还可以增强底质的稳定和降低水体的浊度[5-7]。
另一方面,大型水生植物一般具有发达的根系而形成较大的水体接触面积,在沉淀物—水界面中形成一道屏障,当水流经过时,不溶性胶体会被根系粘附或吸附而沉降下来,特别是将其中的有机碎屑沉降下来[8]。
飞来峡水库水生态修复立足于试点工作人工湿地总体规划情况,选用具有能适应该北江干流湿地环境条件,生态修复作用明显,有较强的增殖性,具备一定环境美化功能的红树品种,乔木、挺水植物、灌木搭配合理,形成错落有致的群落景观(见图1~2)。
图13李浩,李广彪:飞来峡水库水生态修复与保护初探 2.3红树林的主要作用(1)防风防洪,维护堤岸安全,保持水土:根系发达,具有特殊的支柱根及呼吸根,从树干基部长出,扎入淤泥中,形成稳固的支架。
固定床体表面,笼络土壤和保持植物。
(2)净化水质及空气:其抗污染机制主要是吸收废水中营养物质作为自身的生长所需的营养源而除去水中污染物。
一个原因是其体内富含丹宁,使得红树林在较严重污染的环境下仍能生存。
当红树吸收重金属离子后,体内大量的丹宁分子能与其发生化学反应,使其失去毒性。
二是红树林生态系统是一个红树林-细菌-藻类-浮游动物-鱼类构成的兼有厌氧-需氧的多级净化系统,从而起到净化水质及空气的作用。
(3)生态价值高:淡水红树林具有完整的食物链及其丰富的生物物种,尤其对于候鸟,红树林广阔的滩涂和丰富的底栖动物为迁徙鸟类提供了落脚歇息、觅食、恢复体力的一切优厚条件,组建红树林生态网。
创建了多样的生物资源及防治病虫害。
(4)耐污能力强、有效控制各类湿地疾病:例如蚊子、苍蝇、钉螺等易在热带、亚热带湿地滋生,但红树林特有的生态体系,有效避免各类蚊虫的污染。
起到净化环境的作用。
2.4水生态修复试点有效性探讨(1)坡岸保护:通过工程措施,降低陡坡,然后在休整后的平台上种植多个层次搭配的淡水红树品种,有效降低波浪对原来土坡的冲刷作用,目前坡岸完整,整体效果优于未进行修复的河段(见图3)。
(2)水质修复:由于水生态修复时间相对较短,在形成稳定生态群落的过程中,通过测定,水质未见明显好转,可能与植物群落仍未完全稳定、图2排水渠排污浓度变化有一定关系。
在后续的工作中,将继续跟踪监测,形成一套连续的监测数据,以核定其污染物削减量比。
(3)生态群落稳定性:通过种植淡水红树,在红树林中逐渐出现较多的鸟类、鱼类、虾类和两栖类动物,并能观察到大型候鸟在该片区活动,生物群落逐渐完善。
3河道型水库水生态修复研究的方向3.1水文条件对水生态修复的影响河道型水库的最大特点是汛期河道流量大,两岸冲刷比较严重,如果在河道型水库主干流进行水生态修复,将会加大修复难度和日后维护管理难度。
所以在进行水生态修复工作时,应选择水流相对较缓,或便于开展修复工作的库湾、缓流河段进行。
3.2地理条件对水生态修复的影响河道型水库多为狭长地形,河道弯曲,流经区域广。
部分河道型水库流经乡村,城镇或工业区,受污染几率较高。
飞来峡水库入库主要支流有北江干流、滃江支流和连江支流,在连江口镇汇流到北江主干流。
其中,北江干流流经英德市市区中心,主干流沿岸有连江口镇、黎溪镇、还有清远市升平镇。
库区人口超过40万人。
库区主要生活污水除英德市市区经过污水处理厂处理后排放入北江外,其他乡镇均无处理设施,散排入河,对飞来峡水库水质造成较大的影响。
所以,在进行库区水生态修复时,应重点考虑污水集中处理排放,并设立缓冲区,在缓冲区进行生物修复和工程修复后,提高水质排放标准排入库区。
图3(下转第22页)2015,14(2)22广东水利电力职业技术学院学报(1. Guangzhou Huadu District Water Conservancy Construction Management Center, Guangzhou 510800, China; 2.Guangzhou Hydropower Construction Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510600, China) Abstract: The paper studies the application of screening technology to urban studies river sludge. Based on the analysis of the engineering properties of urban river sludge, the application of different screening equipment to urban is discussed comprehensively. Meanwhile, the screening technology is applied to the project practice, which has obtained a good effect, and provides reference for the problems encountered in the urban river sludge disposal.Key words: urban river sludge; screening technology; screening equipment(上接第3页)3.3选择合适的水生植物在河道型水库水生态修复中的应用目前,植物措施是水生态修复中的核心问题,利用水生植物在水体中构建新的生态系统,形成稳定的植物群落,吸收水体中多余的营养物质和有毒物质,并使水质保持稳定。