棄渣場巖土侵蝕研究——以金安橋水電站建設(shè)項目為例.pdf

1、渣場是水電站建設(shè)項目水土流失最敏感的部位之一，棄渣堆積過程破環(huán)了原有巖土結(jié)構(gòu)、地形和植被，且堆積坡度大，穩(wěn)定性差，巖土侵蝕程度劇烈，巖土侵蝕類型多樣。本研究以麗江金安橋水電站開發(fā)建設(shè)項目形成的棄渣場為例，運(yùn)用調(diào)查、試驗和定位觀測的方法，揭示了巖土侵蝕內(nèi)涵與原地貌土壤侵蝕的本質(zhì)區(qū)別；對不同類型不同堆積年限的棄渣場的土壤侵蝕因子通過測定、調(diào)查和試驗，從微型小區(qū)尺度上和棄渣場尺度上研究了棄渣場巖土侵蝕的特征和規(guī)律。在此基礎(chǔ)上提出棄渣場巖土侵蝕

2、控制的措施建議。
　　 (1)水電站項目建設(shè)過程中形成的棄渣場，除了普遍發(fā)生的面蝕、溝蝕外，還出現(xiàn)了沉陷侵蝕、砂礫化面蝕、土壤瀉溜、滑塌等侵蝕形式。根據(jù)侵蝕類型和形式的不同將棄渣場巖土侵蝕劃分為不同的侵蝕類型帶，即：堆積平臺和運(yùn)渣道路面蝕帶、棄渣堆積邊坡水力-重力混合侵蝕帶和開挖邊坡細(xì)溝侵蝕帶。堆積平臺面蝕帶主要侵蝕形式表現(xiàn)為濺蝕，層狀面蝕，沉陷和陷穴侵蝕。棄渣場堆積邊坡水力一重力混合侵蝕帶主要以溝蝕和砂?；嫖g為主，在集中地表

3、徑流匯集處，有溝蝕發(fā)生，除此之外，巖土屑溜、滑塌和滑坡現(xiàn)象也存在于部分坡面。開挖邊坡細(xì)溝侵蝕帶主要存在濺蝕和細(xì)溝侵蝕，而細(xì)溝侵蝕最為明顯。
　　 (2)由于渣場堆積的棄渣與傳統(tǒng)的土壤和巖石風(fēng)化物有明顯的區(qū)別，為巖土的混合物，這種混合物并非均勻混合，而是工程擾動過程中，由土壤、母質(zhì)、礫石、巖石隨機(jī)混合而成。也就是說局部范圍內(nèi)棄渣組成各有不同，或土壤多，或礫石多；因此，其物理性質(zhì)在時空上有很大的變異，土壤結(jié)構(gòu)破壞，由于人為的踏實和破

4、壞，土壤容重增大，大顆粒物質(zhì)增多，土壤抗剪力有減小的趨勢，這些都變化都改變了土壤侵蝕的方式和侵蝕強(qiáng)度。
　　 (3)在微型小區(qū)尺度上的人工降雨條件下，棄渣場平臺和坡面產(chǎn)流時間分別為24min和25min，均小于原地貌產(chǎn)流時間，為48min。穩(wěn)定產(chǎn)沙率分別為0.792kg/m3、0.214kg/m3和0.630kg/m3，棄渣場平臺徑流系數(shù)為0.51，分別是原地貌(產(chǎn)流系數(shù)=0-14)和棄渣堆積坡面(產(chǎn)流系數(shù)=0.06)的3.6倍

5、和8.5倍。棄渣堆積坡面的滲透系數(shù)為最大，其土壤飽和水深大于100cm，而原地貌和棄渣堆積平臺分別為7.5cm，和3.2cm。土壤侵蝕產(chǎn)沙量隨徑流量的增加而增加，產(chǎn)流量與產(chǎn)沙量之間呈現(xiàn)顯著的冪函數(shù)關(guān)系。
　　 (4)棄渣堆積平臺和運(yùn)渣道路面蝕帶、無截排水措施的棄渣堆積邊坡水力.重力混合侵蝕帶、修建截排水措施的棄渣堆積邊坡水力-重力混合侵蝕帶、開挖邊坡細(xì)溝侵蝕帶，其巖土侵蝕模數(shù)分別為16560.8t/km2·a、11025.2t/

6、km2·a.79019.4t/km2·a和6469.8t/km2·a，不同類型侵蝕帶分別是原地貌平均侵蝕量的73倍、124倍、186倍和887倍。修建截排水措施后的棄渣堆積邊坡其侵蝕模數(shù)是無措施的棄渣堆積邊坡的7.2倍。棄渣場棄渣堆積邊坡水力一重力侵蝕土壤侵蝕模數(shù)隨堆積年限和坡位的不同而有顯著的差異。其土壤侵蝕模數(shù)，隨坡位的變化為：坡下>坡中>坡下；隨堆積年限的變化為：1a>2a>3a。
　　 (5)棄渣場的堆積地貌、堆積年限和

7、水土保持措施對棄渣場的巖土侵蝕量具有重要的影響。棄渣場堆積地貌對巖土侵蝕的影響主要表現(xiàn)在，緊實的平臺和松散的坡面相間隔的堆積地貌，平臺容重大，以產(chǎn)流匯流，邊坡巖土松散，陡坡比例大。為巖土侵蝕提供了條件，使得棄渣場的巖土侵蝕程度劇烈，巖土侵蝕類型多樣。另外棄渣堆積平臺和堆積邊坡的比例也是影響棄渣場巖土侵蝕的重要因素。堆積年限對棄渣場巖土侵蝕的影響主要表現(xiàn)在，堆積年限的增加，引起的土壤容重的增加，土壤結(jié)構(gòu)的形成，和棄渣場植被的變化引起土壤抗