（山西省水土保持科學(xué)研究所）

風(fēng)能是一種可再生清潔能源，風(fēng)力發(fā)電可有效利用風(fēng)能資源，降低對煤炭、石油等傳統(tǒng)非再生能源的依賴，拓寬能源供給渠道。近年來，我省風(fēng)力發(fā)電發(fā)展很快，正在逐步改變以往的能源結(jié)構(gòu)。但是，風(fēng)力發(fā)電在設(shè)施建設(shè)時，擾動地表面積與強度均比較大，毀壞生態(tài)植被，容易造成較為嚴(yán)重的水土流失，給生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)面影響[1]。本文以山西華電平魯新能源有限公司平魯東平太10萬千瓦風(fēng)電項目為例，分析項目區(qū)的水土流失情況，根據(jù)項目組成及施工特點，合理布設(shè)了工程措施、植物措施與臨時措施，以期為同類地區(qū)風(fēng)力發(fā)電場的水土保持措施合理布設(shè)提供參考。

1 項目概況

山西華電平魯新能源有限公司平魯東平太10萬千瓦風(fēng)電項目，位于朔州市平魯區(qū)向陽堡鄉(xiāng)東平太村一帶，場址中心距平魯區(qū)約23 km，地理坐標(biāo)為112°16′-112°28′E、39°37′-39°44′N之間。本工程為新建工程，工程等級為Ⅱ級，總裝機容量100 MW。主要建設(shè)內(nèi)容，包括：安裝31臺單機容量為3 200 kW的風(fēng)力發(fā)電機組，并配套箱式變壓器；新建220 kV升壓站1座；31臺風(fēng)機分4個回路集電，第一回路連接9臺風(fēng)機（F01-F08、F11），第二回路連接7臺風(fēng)機（F12-F18），第三回路連接7臺風(fēng)機（F09、F10、F19-F23），第四回路連接8臺風(fēng)機（F24-F31），集電線路總長度47.50 km，其中單回路39.00 km，雙回路8.50 km；施工用電從張小峰村10 kV線路T接，線路總長度630 m，每隔50 m架設(shè)一混凝土電桿，將線路引至施工生產(chǎn)生活區(qū)內(nèi)變壓器；檢修道路總長度43.00 km，其中拓寬原有鄉(xiāng)村道路10.00 km，新建道路33.00 km，設(shè)計路面寬5.5 m，轉(zhuǎn)彎半徑25 m，采用泥結(jié)碎石路面；升壓站進(jìn)站道路從附近鄉(xiāng)村道路引接，新建道路120 m，設(shè)計路面寬5.5 m，采用砂石路面。工程建設(shè)總占地面積54.87 hm2，其中永久占地32.49 hm2，臨時占地22.38 hm2；占地類型為旱地4.75 hm2，有林地5.12 hm2，其他草地42.50 hm2，農(nóng)村道路2.50 hm2。工程建設(shè)范圍內(nèi)無拆遷及移民安置問題。工程建設(shè)共動土石方總量57.44萬m3，其中挖方28.72萬m3，填方28.72萬m3，無棄方。工程于2019年5月初進(jìn)行施工準(zhǔn)備，預(yù)計2020年4月底完工并投入試運行，總工期12個月。

2 項目區(qū)概況

項目區(qū)位于山西中北部多字型構(gòu)造北端西南邊緣，地貌類型屬黃土緩坡丘陵區(qū)，地形較平坦，地勢西高東低，海拔1 465-1 692 m。項目區(qū)氣候類型屬中溫帶半干旱大陸性氣候，氣溫較低，降水較少，風(fēng)力較大。據(jù)資料：年均氣溫3.9℃，極端最高氣溫37.4℃，極端最低氣溫-29.2℃；年均降水量410.6 mm，主要集中在6-9月，約占年降水量的77.5%；年均蒸發(fā)量2 118.4 mm，相當(dāng)于年降水量的5.16倍；平均風(fēng)速3.4 m/s，瞬時最大風(fēng)速23.0 m/s，主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)。項目區(qū)土壤類型主要為栗鈣土，地表植被覆蓋率較高，且長勢良好。項目區(qū)為中度水蝕區(qū)，原地貌土壤侵蝕模數(shù)4 000 t（/km2·a），土壤容許流失量1 000 t（/km·2a）。

3 項目組成及水土流失情況

項目組成包括風(fēng)機箱變場區(qū)、升壓站區(qū)、交通道路區(qū)、輸電線路區(qū)和施工生產(chǎn)生活區(qū)。項目建設(shè)呈現(xiàn)點多面廣特征，對地表的擾動以線性破壞為主。項目區(qū)的水土流失具有點、線、面侵蝕共存，水蝕與風(fēng)蝕交替產(chǎn)生的特點。風(fēng)電場在工程建設(shè)過程中，由于開挖、填埋等作業(yè)頻繁，使原生地表的覆蓋物和土壤結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致土壤抗蝕性降低，而且恢復(fù)難度較大[2]。

施工期的水土流失，主要發(fā)生于風(fēng)機箱變場區(qū)和交通道路區(qū)。由于每臺風(fēng)機位置相對獨立，施工點多而分散，在開挖、回填、搬運、安裝過程中，如未對擾動地表進(jìn)行臨時防護(hù)，易發(fā)生嚴(yán)重水蝕和風(fēng)蝕。項目區(qū)屬晉北風(fēng)沙區(qū)，原生草地如遭到擾動破壞，風(fēng)蝕沙化現(xiàn)象尤為突出。為滿足運輸風(fēng)機大件需要，需新建較長的施工道路，動用大量的土石方，線狀擾動破壞尤其嚴(yán)重。這兩個區(qū)域，在基礎(chǔ)開挖、回填、場地平整等土建工程時，不可避免地要擾動原地貌，損壞原地表土壤與植被，并形成松散土堆及邊坡，若未及時采取有效的防護(hù)措施，在降雨和地表徑流作用下，極易造成新的嚴(yán)重水土流失。據(jù)測算，施工期的水土流失情況見表1，各分區(qū)的新增土壤侵蝕模數(shù)見圖1。項目建成投產(chǎn)運行后，場區(qū)內(nèi)大部分建（構(gòu)）筑物、道路等征占用地將采取硬化或植物綠化等措施，人為水土流失將顯著降低。

表1 平魯東平太10萬千瓦風(fēng)電項目施工期水土流失預(yù)測情況表

圖1 分區(qū)新增土壤侵蝕模數(shù)

4 水土保持防治措施體系

根據(jù)項目建設(shè)總體布局、施工工藝，結(jié)合項目區(qū)立地條件及水土流失特點，綜合運用工程措施、植物措施和臨時措施，科學(xué)合理地布設(shè)防治措施，以形成點、線、面相結(jié)合的水土保持措施綜合體系（見表2）。

4.1 風(fēng)機箱變場防治區(qū)

風(fēng)機箱變場在基礎(chǔ)開挖與場地平整階段易發(fā)生水土流失。風(fēng)機機組多位于山坡、山脊部位，土層較薄，土壤貧瘠，植被恢復(fù)難度大。施工前要對其進(jìn)行表土剝離、保存，并對剝離的表土進(jìn)行攔擋、苫蓋，以用于后期的植被恢復(fù)；施工過程中，為避免因降雨、大風(fēng)引起基礎(chǔ)開挖臨時堆土產(chǎn)生水土流失，采取臨時擋護(hù)和苫蓋措施；為了增加場地地基及邊坡的穩(wěn)定性，對部分風(fēng)機箱變場吊裝場地坡腳采用植生袋堆筑的方式進(jìn)行防護(hù)；施工后期，將表土回覆至風(fēng)機箱變場綠化區(qū)域，對風(fēng)機箱變場吊裝平臺臨時占地進(jìn)行全面整地，采取喬草結(jié)合方式恢復(fù)植被。

4.2 升壓站防治區(qū)

升壓站位于地勢較為平緩的山坡上，主體工程已設(shè)計采用漿砌石矩形斷面排水溝與喬、灌、草相結(jié)合的植被綠化措施，新增表土剝離、臨時攔擋、苫蓋等措施。施工前需要進(jìn)行表土剝離、保存，并對其進(jìn)行攔擋、苫蓋；施工后期，將表土回覆至綠化區(qū)域，以用于植被恢復(fù)。

表2 分區(qū)水土保持防治措施體系表

4.3 交通道路防治區(qū)

交通道路防治區(qū)是水土流失重點區(qū)域，該工程道路盡量利用原有道路拓寬使用，以減少對地表的擾動，同時需新建部分道路。該工程交通道路包括風(fēng)機箱變場檢修道路和升壓站進(jìn)站道路。根據(jù)沿線地形將檢修道路分為3類，分別是A類（半挖半填段）、B類（寬梁上段/平地段）和C類（窄梁上段）。

施工前，對道路永久占地范圍內(nèi)的表土進(jìn)行剝離，就近堆放于交通道路綠化帶區(qū)域，并對剝離的表土采取彩條布苫蓋的方式進(jìn)行防護(hù)；施工后期，將表土回覆至風(fēng)機箱變場檢修道路綠化區(qū)域。

A類風(fēng)機箱變場檢修道路：邊坡高度大于3 m下邊坡（10 m寬）填方段采用分層填筑，每4 m寬設(shè)置一馬道，馬道寬2 m，每層（共2層）填土邊坡坡腳采用單排植生袋（帶草籽）攔擋；邊坡高度小于或等于3 m下邊坡段，坡腳處只采用單排植生袋攔擋。

為了有效攔截和引導(dǎo)路面徑流排泄，在A類風(fēng)機箱變場檢修道路靠山體一側(cè)修筑排水溝，與自然溝道銜接。邊坡高度大于3 m上邊坡段，修筑漿砌石骨架護(hù)坡；施工結(jié)束后，對道路綠化帶進(jìn)行全面整地并植樹種草。

在A類風(fēng)機箱變場檢修道路邊坡高度大于3 m段綠化帶、邊坡高度小于等于3 m段遠(yuǎn)離山體一側(cè)綠化帶和B類風(fēng)機箱變場檢修道路綠化帶，種植單排樟子松，樟子松間隔撒播種草；在A類風(fēng)機箱變場檢修道路邊坡高度小于等于3 m段靠山體一側(cè)綠化帶，種植單排爬山虎，間隔撒播種草；在漿砌石骨架護(hù)坡內(nèi)、A類風(fēng)機箱變場檢修道路下邊坡施工臨時占地和C類風(fēng)機箱變場檢修道路施工臨時占地，采取灌草結(jié)合種植方式恢復(fù)植被。

在升壓站進(jìn)站道路綠化帶，種植單排樟子松，樟子松間隔撒播種草。

4.4 輸電線路防治區(qū)

輸電線路區(qū)施工中對地表擾動較輕，水土流失規(guī)模相對較小。該區(qū)域施工前不需要剝離收集表土，以減小地表擾動程度和表土堆存期間可能產(chǎn)生的水土流失。但是，需要注意土方開挖堆存及回填工序，使原有表土回鋪后仍處于表層。施工過程中，對塔基基礎(chǔ)開挖臨時堆土采取彩條布苫蓋的方式進(jìn)行防護(hù)；施工結(jié)束后對施工臨時占地，占地類型為旱地的進(jìn)行全面整地后復(fù)耕，對其他擾動地表采用栽植灌木的方式恢復(fù)植被。

4.5 施工生產(chǎn)生活防治區(qū)

施工生產(chǎn)生活場地占地面積較小，占地類型為旱地。施工前，對其進(jìn)行表土剝離，并對剝離的表土進(jìn)行攔擋、苫蓋；施工過程中，對其采用彩鋼板臨時攔擋；施工結(jié)束后，將收集起來的表土回覆后進(jìn)行全面整地復(fù)耕。

5 結(jié)語

山丘區(qū)風(fēng)電場項目，建設(shè)周期短，水土流失時段主要集中在施工期，風(fēng)機箱變場區(qū)和交通道路施工區(qū)是水土流失的重點區(qū)域。由于建設(shè)區(qū)立地條件不佳，后期植被恢復(fù)難度大。因此，工程建設(shè)期要特別重視對表土的剝離、保存與利用。在地表開挖或回填施工區(qū)域，施工前進(jìn)行表土剝離，施工后期將表土回覆到綠化或復(fù)耕區(qū)域，適地適樹選擇鄉(xiāng)土樹種，并持續(xù)做好植被后期恢復(fù)的管護(hù)工作。施工中不可避免地要擾動原地貌，產(chǎn)生大量的松散堆積物，如不采取有效防護(hù)，在大風(fēng)和暴雨侵?jǐn)_下，松散堆積物和開挖面極易產(chǎn)生水土流失。建議施工單位優(yōu)化施工工藝，盡量做到土石方挖填平衡，減少地表擾動范圍，并做好臨時堆土（渣）的攔擋、苫蓋防護(hù)措施。總之，建設(shè)單位要提高對水土保持重要性的認(rèn)識，嚴(yán)格落實水土保持“三同時”制度，按照各分區(qū)主體工程施工組織設(shè)計，合理安排各項防治措施實施，有效減少因工程建設(shè)所產(chǎn)生的人為水土流失，保障風(fēng)電與生態(tài)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。