前坪水庫建設過程中本著節約資源、保護優先、綠色建設、自然恢復原則，結合工程建設實際，多次對砂礫料源進行復勘，對料源物理、化學指標進行分析，研究砂礫料源優化對生態環境的影響，確定了“節地保田、擴庫增容、壩下保護、壩上深挖”優化方案，取得了較好的生態環境效益和經濟效益。

　　一、初設階段料源規劃及開采方案

　　前坪水庫大壩為黏土心墻砂礫石壩，壩體所需的天然建材在庫區儲量豐富，砂礫石分布于大壩上下游河道內，土料在庫區上下游均有分布，運距較近;本次在壩址上下游共選取的3個土料場均位于汝河右岸，交通便利。3個料區均位于Ⅱ級階地。1.料場選擇(1)土料主體工程土方開挖約181萬m3，其中主壩開挖147萬m3，多為壩基覆蓋層清除，不滿足主體工程填筑需求。經土石方平衡，將24萬m3土方用于上游戧堤及戧堤與圍堰之間的填筑，其余運輸至棄渣場。本工程需用土料填筑部位主要為主壩黏土心墻，共計約191萬m3。考慮壓實系數，共需土料約240萬m3。為盡量少占耕地，選擇上游鴨蘭溝和西溝土料場取土為主，考慮蓄水后心墻填筑，下游上店土料場規劃取土20萬m3，鴨蘭溝料區土料儲量約169.5萬m3，運距較近，規劃從鴨蘭溝料區取土165萬m3，西溝土料場取土55萬m3，上店土料場取土20萬m3。(2)砂礫料主壩工程砂礫料開挖約164萬m3,其中壩體砂礫料填筑利用115萬m3，其余運至棄渣場。本工程需用砂礫石料的部位主要有主壩壩殼及主壩上游圍堰填筑，共計約890萬m3，考慮壓實系數，共需砂礫料約1121萬m3。根據土石方平衡，115萬m3利用壩基開挖料，其余1006萬m3需從砂礫料場開采。根據就近利用原則，同時考慮各料場儲量、特性以及汛期施工等因素，初步選定從壩址上游，庫區淹沒范圍內西溝至鴨蘭溝砂礫石料場和壩址下游上店至北汝河橋砂礫石料場開采。西溝至鴨蘭溝砂礫石料場儲量約365萬m3，考慮開采難度、質量保證等因素，規劃開采300萬m3，其余706萬m3從上店至北汝河橋砂礫石料場開采。(3)砂石料及混凝土粗、細骨料工程共需砂石墊層料78萬m3,混凝土粗、細骨料約59萬m3，前坪至上店料場級配較好，距離壩址最近，推薦為砂石墊層料。由于天然砂礫料具有堿活性，所以混凝土粗、細骨料選擇大營石料場進行加工。經砂石料平衡計算，需開采砂礫石原料102萬m3,占地502畝(1畝=1/15hm2，下同);大營石料場開采65萬m3，占地84畝。(4)塊石料本工程共需塊石料約169萬m3，需要量較少，主要為圍堰防護和大壩下游排水溝，可以從導流洞和泄洪洞開挖料中收集。2.料場開采(1)土料根據施工導流設計，施工期壩址上游全年20年一遇水位372.60m。而上游鴨蘭溝土料場高程為351～403m，西溝土料場高程為380.0～403.0m,大部分高于施工期全年20年一遇水位，施工期可正常開采，上店土料場位于壩址下游，水庫開始蓄水后上游土料淹沒時用于壩體填筑。土料開采。采用推土機或鏟運機清除無用層，勘察期間土料含水量滿足直接填筑需求，施工期間應根據天然降水情況對土料含水量進行復核,含水量大時應采取挖排水溝降低土區含水量或機械犁耙晾曬土料，2～4m3液壓挖掘機裝15～32t自卸汽車運輸上壩。(2)砂礫料上游西溝至鴨蘭溝砂礫料場規劃開采砂礫料300萬m3，下游上店至北汝河橋砂礫石料場706萬m3。砂礫料場位于河道內，開采受到天然來水影響，由于工程位于淺山至丘陵過渡地帶，河道比降陡，洪水退水快，不會成為工程施工制約因素。砂礫料開采采用2～4m3液壓挖掘機裝15～32t自卸汽車運輸上壩。(3)砂石料及混凝土粗、細骨料砂石墊層料自設篩洗系統篩分。原料采用2～4m3液壓挖掘機裝15～32t自卸汽車運輸，篩分系統篩選，成品料用1～2m3裝載機裝10～15t自卸汽車直接運到使用地點。混凝土骨料從大營石料場開采加工。首先采用人工配合74kW推土機清除覆蓋層，自上而下分層進行，然后用液壓履帶鉆機鉆孔，深孔爆破石方開挖，有用石料采用2m3挖掘機裝10～15t自卸汽車運至加工廠，經破碎、篩洗分級堆存，1～2m3裝載機裝10～20t自卸汽車運至使用地點。砂石墊層料和混凝土骨料應由專業企業進行生產。

　　二、初設階段砂礫石料開采方案對生態環境等的影響

　　1.水土流失影響水庫淹沒、建筑物修建、移民安置等將破壞原有地表植被，新增裸露地表，如不采取相應水土保持措施，在一定時期內可能會加劇水土流失;棄土區壓占土地也會導致土壤的耕作能力降低甚至喪失耕作能力。2.對水生動植物的影響對水生動植物的生境會有一定的不利影響，但影響較輕微，在可接受范圍內，且是暫時的、可恢復的，因此項目施工期對生態的影響不大。3.施工噪音對周邊群眾的影響壩基防滲墻施工噪聲源主要是沖擊鉆、混凝土拌和、振搗器噪聲及交通運輸噪聲;土石方施工主要是由振動碾、挖掘機、推土機、汽車、爆破等引起噪聲。施工大多設在曠野，一般居民離施工場地較遠，超過200m一般不會受到噪聲影響，但壩址下游部分村鎮居民離施工區較近，對其影響較大。需對現場施工人員和噪聲敏感點采取相應防護措施或其他措施。4.施工揚塵對空氣質量及周邊群眾的影響施工過程中，因施工人員活動或機械的運轉而產生的大量揚塵不僅會對空氣質量產生影響，同時也會影響人們的身體健康。5.壩址下游開挖造成的影響壩址下游規劃開采深度平均4m，河床降低后，右岸河堤地下水水位也隨之降低約4m，對沿河右岸8km長、寬度約1km的農業耕地的糧食產量也會造成不良影響。

　　三、砂礫石料場優化方案比選

　　1.砂礫石料場優化方案的擬定擬選三個方案進行比選：第一方案是采用原初設計方案;第二方案是取消壩址下游砂礫石料場，筑壩砂礫石料全部在壩址上游料場開采;第三方案是取消壩址上游砂礫石料場，筑壩砂礫石料全部在壩址下游料場開采。2.料場優化比選指標的確定通過不同開采方案對生態環境的影響，擬選用六個比選指標，分別是：料場開采后是否可持續利用、料場開采能否增加庫容、開采后地下水對群眾生產的影響(耕地和糧食安全)、對水生動植物的影響、施工噪音對周邊群眾的影響、施工揚塵對空氣質量及周邊的影響等，并根據各指標的重要性賦予權重和分值。比選指標權重分配表詳見表1。3.環境影響效果評價環境影響效果評價采用環境影響評價指數表達，其函數的計算方法為所有評價指標得分值與其權重相乘并求和。根據該方法計算出三個方案的環境影響評價指數見表2。根據表2計算結果，方案2評價指數最高，故選定方案2為優化方案。

　　四、料場優化后生態和社會效益

　　①與初步設計相比，選定優化方案可增加上游開挖量706萬m3，騰出蓄水庫容706萬m3，相當于新建一座小型水庫。前坪水庫總投資446251萬元，總庫容5.84億m3，百萬立方米庫容造價指標為769萬元，增加庫容折算為增加財富或節約資金約5429.14萬元。②與初步設計相比，選定優化方案使壩址下游706萬m3砂礫石料得以儲存保護，可根據需要隨時規劃開采，按毛料市場價15元/m3計算，儲存材料價值約10590萬元。③與初步設計相比，選定優化方案不再使壩址下游800萬m2料場進行水保環保生態修復，按初設水保環保修復指標30元/m2計算，節約生態修復投資約24000萬元。④與初步設計相比，選定優化方案不會使壩址下游河道地勢地形發生改變，河道內水位不會隨河道開挖而下降，堤防外耕地良田地下水水位也不會下降，對當地群眾糧食安全生產起到保護作用。同時，壩址下游料場取消開挖后，施工噪音、揚塵等也不會對附近群眾造成不良影響，達到了較好的社會效益。⑤與初步設計相比，選定優化方案可明顯示增加水庫淤積年限。

　　參考文獻：

　　[1]皇甫澤華,張兆省,歷從實,等.前坪水庫筑壩砂礫料現場碾壓試驗研究[J].中國水利,2017(12).

　　《水庫砂礫料源在生態環境的影響》來源：《中國水利》，作者：歷從實 張振遠 陳功鑫