范鴻磊

（山西省水土保持科學研究所）

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對能源的需求量呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢，從目前能源消費結構來看，化石能源仍然占據(jù)主體地位[1]。隨著生態(tài)文明與建設生態(tài)友好型社會理念的確立，開發(fā)新的清潔型能源并逐步提高其所占比重，減少化石能源消耗量，改善我國長期以來的能源供給結構，對于有效降低環(huán)境污染具有重要作用[2]。近幾年來，我國國際貿(mào)易形勢雖然發(fā)生了較大變化，但石油的對外依存度仍超過了60%。所以，改善目前的能源結構，發(fā)展高效清潔型能源產(chǎn)業(yè)，對于保障我國的能源安全和生態(tài)安全成為必然。太陽能作為一種重要清潔能源，是我國未來重點開發(fā)的潛在能源。大力開發(fā)太陽能利用，不僅可以節(jié)約大量的化石能源，大大減少我國能源的對外依存度，而且可以逐步改善能源的供給和消費結構[3]，促進社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。對于以煤炭經(jīng)濟為主導的山西來講，大力開發(fā)太陽能發(fā)電項目，不僅可實現(xiàn)電力能源的供給多元化，而且對于實現(xiàn)轉型跨越發(fā)展、經(jīng)濟社會和諧發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境改善，均具有重要的現(xiàn)實意義。本文以陽泉太科光伏電力有限公司新建山西陽泉市采煤沉陷區(qū)國家先進技術光伏發(fā)電示范基地新莊窩村—簸箕掌50 MW光伏發(fā)電項目為例，分析其在工程建設和施工中水土保持監(jiān)測工作流程以及取得的成效，以期為類似工程建設進行水土保持監(jiān)測提供理論與實踐依據(jù)。

1 項目及項目區(qū)概況

簸箕掌50MW光伏發(fā)電項目，位于陽泉市郊區(qū)舊街鄉(xiāng)路家莊村附近，為陽泉太科光伏電力有限公司新建項目?？傃b機容量為50MW，由22個1.6MW多晶硅發(fā)電單元、8個1.6MW單晶硅發(fā)電單元和1個2MW雙玻無框N型雙面發(fā)電單元組成。項目占地面積122.30 hm2，其中永久占地115.17 hm2，以草地為主；工程挖填方總量11.28萬m3，挖填平衡，無棄方。項目總投資42 669.91萬元，與水土保持有關的土建投資8 537.75萬元，投資回收期10.35 a。項目所在地屬于水土保持一級區(qū)劃的北方土石山區(qū)，地表物質(zhì)主要為淡褐土，表層土壤厚度0.5-2.0 m，有機質(zhì)含量2.24%，全氮含量0.12%，局部基巖裸露。年均降水量529.9 mm，6-9月降水量占全年的75.3%。項目區(qū)內(nèi)無常年性河流，雨季在溝谷中有短暫水流，雨水匯流進入桃河。項目區(qū)植被區(qū)劃上屬暖溫帶落葉闊葉林區(qū)，主要分布著油松、山楊、黃刺玫、虎榛子等天然植物，農(nóng)作物以玉米和谷子為主，林草覆蓋率25%左右。項目區(qū)水土流失以輕度水力侵蝕為主，土壤侵蝕模數(shù)為每年1 500 t/km2。工程施工會對水土流失產(chǎn)生較為嚴重的影響。

2 水土保持監(jiān)測時間及方式

根據(jù)《開發(fā)建設項目水土保持技術規(guī)范》（GB50433-2008），本工程監(jiān)測時段從施工準備期開始至水土保持方案服務期結束，即2017年7月至2018年11月，共1.42 a。監(jiān)測區(qū)域包括光伏電場防治區(qū)、交通道路防治區(qū)、輸電線路防治區(qū)和施工生產(chǎn)生活防治區(qū)4個部分[4]。在監(jiān)測總體布置上，以全面監(jiān)測為主，突出光伏電場防治區(qū)重點部位；在時間選擇上，以降雨集中、水土流失嚴重的6-9月份重點監(jiān)測為主；在監(jiān)測方法上，以選擇比較有代表性的重點部位和潛在水土流失區(qū)域實地監(jiān)測為主，其他區(qū)域開展調(diào)查監(jiān)測，對監(jiān)測結果進行定性與定量分析；在監(jiān)測具體落實上，具體負責監(jiān)測的人員，根據(jù)預先確定的監(jiān)測內(nèi)容、時間、方法、地點做好準備工作，進行定期監(jiān)測，并在特殊情況下隨時到現(xiàn)場進行不定期的監(jiān)測和調(diào)查，以掌握項目建設區(qū)地表擾動、開挖回填、環(huán)境整治、植被恢復等情況，及時了解水土流失動態(tài)變化數(shù)據(jù)，并進行詳細的記錄。

3 水土保持監(jiān)測具體內(nèi)容

本工程的水土保持監(jiān)測，主要依據(jù)為《水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡管理辦法》及《水土保持監(jiān)測技術規(guī)程》（SL277-2002），同時根據(jù)光伏發(fā)電項目對水土流失的影響具體情況確定監(jiān)測內(nèi)容。主要包括以下幾個方面：

3.1 生態(tài)環(huán)境擾動監(jiān)測

光伏發(fā)電項目建設對局部地形和地貌的影響，建設區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化，項目建設造成的地表變化，以及土方工程量、占地面積、林草覆蓋率等情況[5]。

3.2 工程建設擾動面積動態(tài)監(jiān)測

因新建工程施工作業(yè)對地表變化影響較大，水土流失監(jiān)測面積也會發(fā)生動態(tài)變化。所以，在監(jiān)測實施中，分別按照開挖與回填工作面、施工道路、施工營地占地的動態(tài)變化進行監(jiān)測，隨時記錄擾動面積及其水土流失狀況。

3.3 土壤侵蝕模數(shù)與水土流失危害監(jiān)測

針對不同擾動類型區(qū)實時監(jiān)測土壤流失量，并重點記錄人為活動區(qū)及其周邊的水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)，詳細分析監(jiān)測結果。

3.4 水土保持方案實施效果監(jiān)測

重點監(jiān)測水土保持方案確定的工程措施、植物措施對水土流失的控制，輔助監(jiān)測臨時措施的防護效果。其中，工程措施主要包括工程建設數(shù)量、水土流失防護效果等監(jiān)測內(nèi)容[6]；植物措施主要包括栽植植物的成活率、栽培面積、最終保存率、生長情況、覆蓋程度及破壞綠地恢復率等內(nèi)容；臨時措施主要包括施工中所采取的臨時水土保持措施種類以及攔渣保土效果等監(jiān)測內(nèi)容。

4 水土保持監(jiān)測方法

依據(jù)《水土保持監(jiān)測技術規(guī)程》，建設生產(chǎn)項目的水土保持監(jiān)測方法較多，例如地面觀測、調(diào)查監(jiān)測、遙感監(jiān)測、實地巡查等，但是在實際監(jiān)測工作中并非全部使用，一般都是根據(jù)實際監(jiān)測內(nèi)容來選擇適宜的監(jiān)測方法。綜合本項目建設特點以及水土流失特點，確定采用地面定位觀測和場地巡查相結合的方法進行監(jiān)測。在地面水土流失監(jiān)測中，采用定位觀測方式，建設期場地實施地面觀測，監(jiān)測內(nèi)容為坡面水土流失情況[7]。在具體觀測上，選擇邊坡設置簡易觀測場，采用鋼釬法進行監(jiān)測，每個監(jiān)測點用0.5-1 m的鋼釬9根，鋼釬沿鉛直方向打入坡面，釘帽與坡面齊平。每次產(chǎn)生徑流時，觀測釘帽距地面高度，計算土壤侵蝕厚度和土壤侵蝕量。場地巡查服務于調(diào)查監(jiān)測，屬輔助手段，對重點監(jiān)測區(qū)域依據(jù)施工進度安排，進行定期或不定期的重點巡查，每次巡查均要對發(fā)現(xiàn)的問題和水土流失情況做好記錄。

5 水土保持監(jiān)測點位與頻次

5.1 水土保持監(jiān)測點位設置

監(jiān)測點位布設主要依據(jù)水土保持目標和防治分區(qū)進行確定。

5.1.1 光伏電場防治區(qū)

在光伏電場內(nèi)的道路邊坡設置1個地面監(jiān)測點，監(jiān)測水土流失情況；在綠化區(qū)域選擇具有代表性的地段布設1個植被監(jiān)測點，監(jiān)測植被生長情況及成活率。

5.1.2 交通道路防治區(qū)

在交通道路排水口布設1個地面監(jiān)測點，監(jiān)測水土流失情況；在綠化區(qū)域選擇具有代表性的地段布設1個植被監(jiān)測點，監(jiān)測植被生長情況及成活率。

5.1.3 輸電線路防治區(qū)

在植被恢復綠化區(qū)選擇具有代表性的地段布設1個植被監(jiān)測點，監(jiān)測植被生長情況及成活率。

5.1.4 施工生產(chǎn)生活防治區(qū)

在施工生產(chǎn)生活植被綠化恢復區(qū)選擇具有代表性的地段布設1個植被監(jiān)測點，監(jiān)測植被生長情況及成活率。

5.2 水土保持監(jiān)測頻次

本項目的水土保持監(jiān)測頻次，結合項目所在地的水土流失情況，主要按照不同的監(jiān)測內(nèi)容進行具體確定。

5.2.1 建設初期地表水土流失動態(tài)監(jiān)測

重點監(jiān)測擾動地表面積變化情況，每10 d調(diào)查和記錄一次，用以分析建設施工初期地表擾動對水土流失的影響。

5.2.2 水土保持工程措施監(jiān)測

實施中的水土保持工程措施，每周監(jiān)測和記錄一次；擾動地表面積、水土保持工程具體效果在6-9月份每10 d監(jiān)測一次，其余月份每個月監(jiān)測一次。

5.2.3 水土保持植物措施監(jiān)測

主體工程施工期間的植物生長期，每月調(diào)查一次；主體工程施工完成后的植被恢復期間，每15 d監(jiān)測一次。

5.2.4 水土流失危害監(jiān)測

每次遇到強降水、大風等水土流失災害性天氣，在7 d內(nèi)完成監(jiān)測。

5.2.5 水土保持調(diào)查監(jiān)測

在項目工程施工前、施工中期、完工后全面開展調(diào)查監(jiān)測一次。

6 監(jiān)測結果與分析

6.1 擾動土地整治率

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，工程建設期擾動地表面積122.30 hm2，其中光伏電場擾動面積110.09 hm2，交通道路5.87 hm2，輸電線路6.14 hm2，施工生產(chǎn)生活區(qū)0.20 hm2，竣工驗收時基礎設施、硬化固化和水土保持措施面積共計120.70 hm2，擾動土地整治率達到98.69%。

6.2 水土流失總治理度

除基礎設施占地外，造成的人為水土流失面積為83.77 hm2，實施水土保持林草和工程措施面積為82.32 hm2，水土流失總治理度達98.27%。

6.3 土壤流失控制比

項目區(qū)位于土石山區(qū)，年土壤允許流失量為200 t/km2。實施水土保持措施后，根據(jù)有關研究成果，加權平均計算項目區(qū)的年土壤侵蝕模數(shù)為180 t/km2。經(jīng)計算，土壤流失控制比為1.11。

6.4 攔渣率

本項目土石方挖填平衡無棄方，故攔渣率達100%。

6.5 林草植被恢復率

根據(jù)監(jiān)測資料，項目區(qū)宜于恢復營造植被的面積為80.93 hm2，實際造林種草面積為80.75 hm2，林草植被恢復率達99.78%。

6.6 林草覆蓋率

項目占地面積122.30 hm2，實際造林種草面積為80.75 hm2，林草覆蓋率達66.03%。

項目區(qū)地處國家太行山水土保持重點工程區(qū)，從上述6項目指標的監(jiān)測計算結果看，達到了一級防治標準。

7 結論

從光伏發(fā)電項目工程建設過程來看，基本上做到了主體工程與水土保持方案實施同步推進，僅僅在光伏電場區(qū)域存在水土流失發(fā)生的概率，同時有可能會對周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響[8]。水土保持方案提出的防治措施，基本落實到位。從水土保持監(jiān)測結果分析來看，各項指標均達到了預期的防治目標，符合建設類項目水土流失防治一級標準要求。從生態(tài)效益和社會效益角度來看，水土保持方案實施后：項目區(qū)的水土流失得到了有效控制，主體工程安全運營更有保障；項目區(qū)的林草植被覆蓋率大為提高，生態(tài)環(huán)境明顯改善，對當?shù)丶爸苓叺纳鐣?、?jīng)濟、生態(tài)持續(xù)發(fā)展具有重要作用；同時，提高了項目建設單位的水土保持生態(tài)保護意識，塑造了工程建設生態(tài)優(yōu)先、社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的良好形象。