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山区小水电弃渣场水土流失预测方法探讨(1).pdf

山区小水电弃渣场水土流失预测方法探讨(1).pdf

上传者: 木槿 2011-09-02 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《山区小水电弃渣场水土流失预测方法探讨(1)pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含安徽农业科学Joul’nalofAnhuiAgriSci.():一l责任编辑常俊香责任校对卢瑶山区小水电弃渣场水土流失预测方法探讨张严家顺王穗张建生符等。

安徽农业科学Joul’nalofAnhuiAgriSci.():一l责任编辑常俊香责任校对卢瑶山区小水电弃渣场水土流失预测方法探讨张严家顺王穗张建生彭尔瑞(.南农业大学资源Lj环境学院厶南昆明.五南农业大学水利水电与建筑学院云南昆明)摘要总结了小水电弃渣场水土流失的特征按照弃土、弃渣组成物质的不同将弃渣场分为以石质为主的弃渣场和以砂、土质为主的弃渣场并分别对类弃渣场水土流失的预测方法进行了探讨关键词弃渣场水土流失预测方法中图分类号S.文献标识码A文章编号()‘DiscussiononPredictionMethodsofSoilandWaterLOSSinResidueFieldofSmallHydropowerinHillyRegionZHANGChuanetal(CollegeofResour(esau(EmironmentYunnanAgriculturalUnixrersityKunmingYunnan)AbstractThecharaeteristiesofsoilant.waterlOSSinresiduefieldofsinailhvdropowerweresummarized.Andtheresiduefieldwasdi、ridedintotypesofstonebasedresiduef"ieldandsand.soilbasedresiduefieklaccordingtodifferentcompositionofspoilandresidue.丁Iepredietionmethodsofsollantiwaterlossfortypesofresiduefieldwerestudiedrespectively.KeywordsResiduefiel(:Soi】an(waterlOSS:Predictionmethod随着我国两部大开发战略目标的相继实施云南省的小水电工程建设得到了迅速发展。云南全省水能资源可开发量为万kW其中中小水电可开发量达万kW占全国的.%水能资源可开发量和中小水电町开发量均居全圈第二位。截止年底云南省中小水电装机容量达万kW装机容量和年发电量均超过了全省的/。小水电工程是点状与线形相结合的建设项目为了获得较大的水头落差一般采用隧洞或明渠引水即径流引水式开发冈受地形条件限制施工临时丁程集中布置较为困难临时占地多而分散产牛的弃渣较丘陵区和平原区多。这些弃土、弃渣若得不到妥善处理则易产牛新的水土流失甚至诱发崩塌、滑坡和泥石流等严重的闩然灾害直接破坏周边及其下游的牛态环境危害地群众的生命和财产安全。因此弃土、弃渣水土流失的预测显得卜分重要预测内容的全面性、方法的科学性直接关系到预测结果的客观性和准确性对编制整个水土保持方案及评价后期水土流失防治措施的可行性和效果均具有十分重要的意义。弃渣场的水土流失特征()多种侵蚀形式共存。弃土弃渣场的土壤组分复杂、表面土壤的疏松和下层土壤的裸露具有较大的随机性。在渣场堆积过程中形成了不同的堆积平台和边坡平台侵蚀带主要表现为溅蚀层状面蚀沉陷和陷穴侵蚀等侵蚀形式而堆积边坡侵蚀带主要以沟蚀和砂粒化面蚀为主在集中地表径流汇集处易发生沟蚀。部分坡面还存在岩土泻溜、坡面泥石流、滑塌和滑坡等重力侵蚀和混合侵蚀现象。()岩土侵蚀强度剧烈。扰动的土壤结构松散受岩土侵蚀的彤式多样造成水土流失量相对较多。据黎建强等报道弃渣场的堆积平台侵蚀带、有截排水措施的弃渣堆积边坡侵蚀带和无截排水措施的弃渣堆积边坡侵蚀带其岩土侵蚀模数分别是原地貌平均侵蚀模数的、和倍:()土壤侵蚀潜存危害严重。弃土弃渣的大面积堆积作者简介张川(一)男云南大理人硕士研究生研究方向:水土保持和小水电可持续发展通讯作者副教授..收稿日期不但侵占农田、污染周围环境、淤塞河道、减少库容和增大洪水泛滥的机率而且对旅游资源的开发及动植物的生存条件等产生影响直接抑制当地经济的可持续发展。山区小水电弃渣场的类型云南省地处我国西南土石山区水力侵蚀是造成水土流欠的主要动力。弃土弃渣的堆置重塑了堆积地的地形、地貌改变了该区域的产流、汇流条件同时云南山区国土面积占全省国土面积的%是一个典型的人多地少的省份。因此要探讨水土流失的预测方法应首先了解山区小水电工程施工过程中形成的各种弃渣场类型根据弃渣场类型选取相应的预测方法(图)。通过对相关资料的调查分析发现组成物质相同的弃渣场水土流失形式基本相同冈此该研究按照组成物质的分类探讨弃渣场水土流失的预测方法。山区小水电弃渣场分类系统i键蚊物嚷r以石质为主的弃渣场:如隧洞开挖.坝体清基产生的弃渣图山区小水电弃渣场分类Fig.Thetypesofsmallhydropowerinhillyregion弃渣场水土流失的预测方法由于小水电站一般都建于经济落后、偏远的IIl区加之工程投资少、工期短及交通不便等因素对这些地区弃渣场的水土流失量只能采取一些简易的方法进行定量或准定量分析计算。.以石质为主的弃渣场水土流失预测方法大多数山区小水电均为引水式水电站各种隧洞或取石区的开挖造成了大量的废弃石料而以石质为主的弃渣场质地坚硬在很大程度上可减少水力作用对土壤的侵蚀。目前编制的水保方案中大多采用流失系数法一和通用水土流失方程法对以石质为主的弃渣场水土流失量进行预测。滩首纽房生渣一’H漫渣.埋厂产弃河弃场部及等的弃..管前产弃沟场力及等的冲渣压遣池生渣弃..开施路生渣料斯航璐胜艟山渣明挖工等的安徽农业科学..流失系数法。流失系数法是用弃渣的总量乘以流失系数d(一般取=.)得到可能产生的弃渣水土流失量。但流失系数的取值与渣场所在区域的气候因素、渣场所处位置(顺坡堆、沿天然沟道堆放)、弃渣的堆积形状(堆渣高度、堆渣坡度、是否有堆渣平台)和组成、堆渣密实度和渣场周围的地形地貌等条件相关。邱景等认为以石质为主的弃渣场流失系数应包括弃渣损耗率()和弃渣流弃比(d)部分即=仅l。式中dl为弃渣运输、堆放等的损耗率(其值%)而临河型石质弃渣流弃比(o【)为%~%。弃渣的流弃比或流失系数()可以有几种来源:参照其他类比工程的调查资料、参照所在地区的泥沙输移比资料得到、进行实地天然降雨观测或布设人工降雨试验等。该研究推荐使用类比工程法调查资料或参照所在地区的泥沙输移比资料得到流失系数拟采用以下计算公式预测弃渣水土流失量:=YnXSTi()式中为可能产生的弃渣水土流失量(t)S为弃渣堆积物的体积(m’)n为弃渣堆积物的流弃比或流失系数Ti为弃渣堆积物的容重(t/m)i为不同的堆放位置。..通用水土流失方程法(USLE)。由于以石质为主的弃渣场的堆积物主要为石渣故其受土壤可蚀性(K)因子变化的影响相对较小而预测的前提是在不采取水土保持措施和作物措施的情况下可能造成的水土流失量故其与P、C因子无关只须考虑R、L、S因子的变化。许多国内水土保持专家也认为采用修正参数的USLE预测以石质为主的弃渣场的水土流失量是可行的。其计算公式如下:S=(AsAso)XFTi()A=RKLSXCP()式中S为弃渣的水土流失量(t)A为单位面积多年平均土壤侵蚀模数(t/(hm。a))A为现状土壤侵蚀模数(t/(hma))F为弃渣堆积物的水土流失面积(hrn)为水土流失预测年限(a)为弃渣不同的堆放位置。其中式()中的降雨侵蚀因子(R)是评价降雨引起土壤分离和搬运的动力指标。R值采用联合国粮农组织推荐的公式计算:R=..g卜“”()式中尸为第i月的平均降雨量(ram)i=,P为多年平均降雨量(mm)。式()中的坡长因子(L)可根据渣场设计坡度计算:L=()。。<。()J=()”。臼<。()=()“。<。()=()““>。()式中A为弃渣堆积物的坡长(m)为弃渣堆积物的坡度(。)。式()中的坡度因子(S)也可根据渣场设计坡度计算:S=.sin.P(。<。)()S=.sin.sin.(。<。)()S:.sin.(。臼<。)()式中P为弃渣堆积物的坡度百分数(%)为弃渣堆积物的坡度(。)。由于弃渣场的堆积物主要为石渣故其受土壤可蚀性(K)因子变化的影响也相对较小值可用工程类比法或从土壤可蚀性诺模图”中查阅得到而预测的前提是在不采取任何水土保持措施和作物措施的情况下可能造成的水土流失量故式()中P、C值均取。.以砂、土质为主的弃渣场水土流失预测方法以砂、土质为主弃渣场的边坡土质松散稳定性和抗蚀性差容易形成面蚀或沟蚀侵蚀强度为剧烈侵蚀土壤受水力侵蚀影响较大不易采用以石质为主弃渣场水土流失的预测方法。..工程类比预测法。工程类比预测法是在小水电建设中预测水土流失量最常用的一种方法它是拟建项目与已建或在建项目同属一个自然地理区域、自然条件和工程类型相似的开发建设项目。当具有类似工程水土流失实测资料时应列表分析预测工程与实测工程在地形地貌、气象特征、土壤及其侵蚀类型和侵蚀模数、植被类型和覆盖度、扰动地表的物质组成和坡度、坡长、弃土弃渣的堆积形态等水土流失主要因子的可比性。该方法具有简单易行、节省时间和费用等优势是目前小水电开发建设项目水土保持方案编制首推使用方法。弃渣场水土流失量预测公式如下:W=lFTi()式中为可能产生的弃渣水土流失量(t)为预测单元的面积(km)为预测单元的土壤侵蚀模数(t/(kma))为预测时段(a)为弃渣不同的堆放位置。..专家预测法。当开发建设项目所在区域水土流失资料极度缺乏时可采用专家预测法推算弃渣的流失量此方法是依据专家的知识和经验根据项目区各预测区段的自然地理条件、水土流失特点并结合工程项目主体工程本身的建设要求对各预测区段的土壤侵蚀模数进行预测从而计算各分区的弃渣水土流失量。该方法简单易行但很难准确地定量预测。结论与建议弃渣场是小水电建设项目水土流失最敏感的部位弃渣的组成物质不同时水土流失形式也不同其水土流失的预测方法也应不同。采用简单易行的水土保持预测方法对小范围水土流失量进行预测具有省时、省工、投资少等优势结合巡查、询问调查等方法预测准确率将会进一步提高但仍难做到完全准确、定量的预测。针对这一问题该研究提出了如下建议:()由于我国各地的地形地貌、气候及水文特征差异很大水土流失预测方法的选取及其参数的确定都具有很强的地域性。闲此加强对人为因素造成的土壤侵蚀研究提出适合于该区域的水土流失预测方法和相关参数并建立相应土壤侵蚀的物理模型可使水土流失的预测更准确、更科学。()目前开发建设项目中水土流失的预测方法很多但每种方法都存在一定的局限性焦居仁等用径流小区实测和(下转第页)卷期翟风艳等尾孢菌属假尾孢属及钉孢属真茵个吉林省新记录种sporaandSimilarFungifromTaiwan.P...形态:斑点生于叶的正背两面近圆形或不规则彤宽.~.mm中央浅灰色边缘暗褐色常围以不明显的浅黄色晕。子实体叶两面生以叶面生为主。菌丝体内生。子座小褐色直径.~.m。分生孢子梗~l根簇生浅青黄褐色顶部色泽较浅宽度不规则直立或弯曲~个曲膝状折点分枝顶部钝圆至圆锥形平截~个隔膜(..)IxmX(.~.)txm。孢痕疤不加厚。分生孢子圆柱形至圆柱一倒棍棒形浅青黄色至青黄色单生直立或稍弯曲顶部钝基部倒圆锥形平截多个隔膜(.~.)mX(.~.)m。寄主:茄(SolamtmmelongenaL.)吉林省长春市吉林农业大学校园(MHYAU)。图茄生假尾孢Fig.只solanimelongenicola蓼钉孢(图)PassalorapolygoniY.L.GuoinGuoIi.Jour.ofJlinAgric.Univ.():.形态:斑点生于叶的正背两面圆形、椭圆形或梭形直径.~.mm叶面斑点中央灰褐色至黄褐色边缘围以暗褐色细线圈或整个斑点呈褐色至近黑色具浅黄褐色晕叶背斑点浅褐色至灰褐色。子实体叶两面生。子座气孔下生仅由几个青黄褐色近球形细胞组成至近球形青黄褐色(上接第页)专家预测法对比种方法预测结果误差可达.倍。因此在实际应用中应采取多种预测方法相结合使预测结果趋于一个合理的范围。()弃渣场的水土流失形式包括水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、泥石流等。目前大多数开发建设项目水土流失预测方法的研究主要重视水力侵蚀引起的水土流失而忽视对其他侵蚀形式的预测有关风力侵蚀、重力侵蚀等引起水土流失的预测方法还有待于进一步研究。参考文献黄超群高贵全和云姬等.山区小水电引水建筑物方案初探J.水电能源科学():l.赵建达程夏蕾朱效章.小水电开发中的环保和生态问题及其对策J.中国农村水利水电():.蒋林波.试论、K电开发与环境保护J.湖南水利水电oo():.郑美兰白明洲王蒙等.南方红壤铁路施工弃土场边坡土壤侵蚀特征研究J.水土保持应用技术oo():.黎建强陈奇伯王克勤等.水电站建设项目弃渣场岩土侵蚀研究至褐色直径.~.Ixm。分生孢子梗~根从气孔伸出或多根稀疏至紧密簇生在子座上浅青黄褐色至青黄褐色色泽均匀宽度不规则多数基部宽向顶变窄直立或稍弯曲不分枝~个曲膝状折点顶部圆锥形~个隔膜.(.~.)m(.~.)m。孢痕疤明显而暗座落在圆锥形顶部及折点处宽I.~I.Ixm。分生孢子倒棍棒形至倒棍棒一圆柱形浅青黄色至青黄褐色单生直立或弯曲顶部钝基部倒圆锥形平截不明显地I一个隔膜(.~.)mX(.~.)m基脐明显而暗。寄主:扁蓄(PolygonumaviculareL.)吉林省长春市郊(HMJAU)。该菌郭英兰等。。的记载较所研究的标本分生孢子梗略窄(.~.Ixm)孢痕疤稍宽(.~.Ixm)分生孢子颜色稍浅(浅青黄色至青黄色)且略窄(.~.Ixm)。图蓼钉孢Fig.polygoni参考文献IIKIRKPMCANNONPFDAVIDJCeta.Ainsworth&Bisby’Sdictionaryoftheru.giM.thEdition.WallingfordUK:CABIntemational:.郭英兰刘埸鼬中国真菌志尾孢菌属M.北京:科学出版社O:.刘锡越郭英兰.中国真菌志假尾孢菌属M.北京:科学出版社:.郭英兰刘锡矗挂.中国真菌志菌绒孢属钉孢属色链隔孢属M.北京:科学出版社:.J.水土保持研究():.胡玉平王慧觉李思悦等.高速公路建设项目水土流失预测方法研究J.水土保持科技I青报():~.李璐袁建平刘宝元.开发建设项目水t虫量预测方法研究J.水土保持研究():.周天佑卿太明.四川省开发建设项目水土流失量预测方法J.四川水利OO():.周富春.铁矿开采项目施工及运营期水土流失预测分析J.中国矿业O():.O邱景雷孝章杨建霞等.岷江上游水电工程建设临河型弃渣场土壤流失预测研究J.中国水土保持Ol():.RENARDKGFOSTERGRLIEWSC.RUSLErevisited:statuesquestionsanswersandthefutureJ.SoilandWaterConservation():.潭奇椿水电建没项目水土流失预测程序化研究J.水力发电O():.LALR.Soilerosionresearchmethodsc//lJALR.Soilmadwaterconservationsociety.Netherlands:Wageningen:.王玉太周士勇田增刚等.开发建设项目水土流失预测方法探讨J.【J东省水利():.I焦居仁.姜德文蔡建勤.开发建设项目水土保持M.北京:中国法制出版社:.口=I=Unnn=HU“U

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