許健　姜云?！±柩辔洹〔涛谋颉⒂隆±钤?/p>

［關(guān)鍵詞］ 風(fēng)電場；水土流失；防治措施；順坡溜渣；江西省

［摘 要］ 風(fēng)電場通常位于高海拔山地區(qū)，水土流失風(fēng)險高、危害大，其水土流失防治措施體系建設(shè)十分重要。以江西省吉安市華潤峽江玉峽風(fēng)電場工程為例，從擾動面積、水土流失、挖填方量等方面分析山地風(fēng)電場水土流失動態(tài)特征，探討山地風(fēng)電場水土流失防治措施體系建設(shè)和防治重點(diǎn)。結(jié)果顯示：風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組區(qū)和道路工程區(qū)是新增擾動面積和水土流失量的主要區(qū)域，也是風(fēng)電場水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域；水土保持措施應(yīng)在施工期第1年布設(shè)完畢，這樣才能起到有效防止水土流失的作用；單臺風(fēng)機(jī)挖填方量、造成的水土流失均小于同地區(qū)其他風(fēng)電項(xiàng)目，表明其水土流失防治措施體系取得了顯著成效；擋土埂和掛網(wǎng)噴播植草是兩種有效的邊坡防護(hù)措施，可為同地區(qū)其他風(fēng)電項(xiàng)目水土保持設(shè)計(jì)提供參考。

［中圖分類號］ S157［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1000－0941（2023）07－0015－05

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成熟，具備規(guī)?；_發(fā)條件，商業(yè)化發(fā)展前景好，且風(fēng)力發(fā)電幾乎不產(chǎn)生污染物[1]，相比于火力發(fā)電具有更高的環(huán)境價值，推動風(fēng)電行業(yè)發(fā)展是順利實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要舉措[2-4]。風(fēng)電場建設(shè)項(xiàng)目通常分布在風(fēng)能資源富集的高海拔山地區(qū)[5]，風(fēng)機(jī)位置選在山頂處且分布較為分散[6-7]，修建進(jìn)場道路、施工及檢修道路時不可避免會產(chǎn)生大量土石方挖填活動，破壞山地植被[8-9]，若水土流失防治措施布設(shè)不到位，則會產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失，甚至發(fā)生水土流失災(zāi)害事件。許多學(xué)者針對山地風(fēng)電場水土流失特征和水土流失防治措施體系建設(shè)開展了相關(guān)研究，如張華明等[10]以江西省6處典型山地風(fēng)電項(xiàng)目作為研究對象，定量分析項(xiàng)目占地、土石方、水土流失等指標(biāo)特征，提出了防治重點(diǎn)和措施布設(shè)建議；貝耀平等[11]以安徽省丘陵山地風(fēng)電場為研究對象，概述了風(fēng)電場植被恢復(fù)的基本原則，并從多個層面提出了風(fēng)電場的植被恢復(fù)方案。然而大多數(shù)研究只關(guān)注山地風(fēng)電場水土流失的最終情況，缺少對山地風(fēng)電場水土流失動態(tài)特征和變化規(guī)律方面的研究。本研究以江西省吉安市華潤峽江玉峽風(fēng)電場工程為例，選取擾動面積、造成的水土流失、挖填方量等特征指標(biāo)，分析山地風(fēng)電場水土流失動態(tài)特征，探討山地風(fēng)電場水土流失防治體系建設(shè)和防治重點(diǎn)，以期為我國南方山地風(fēng)電場項(xiàng)目水土保持設(shè)計(jì)提供參考。

1 項(xiàng)目概況

華潤峽江玉峽風(fēng)電場工程涉及江西省吉安市峽江縣羅田鎮(zhèn)和吉水縣盤谷鎮(zhèn)、阜田鎮(zhèn)，風(fēng)場處于峽江縣與吉水縣交界處的萬華山—乳峰寺—上垇—中垇—下垇一線的山脊上，開發(fā)范圍包括東西向整個山脊線長約12 km，區(qū)域面積約30 km2，山脊海拔高程235～530 m。項(xiàng)目區(qū)地貌類型為丘陵、低山地貌，高程250～550 m，大部分區(qū)域坡度15°～20°，局地坡度30°～40°。屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，日照充足，場內(nèi)不同地點(diǎn)多年平均氣溫17.5～18.2 ℃，多年平均降水量1 578.3～1 641.9 mm，汛期主要集中在4—9月，多年平均蒸發(fā)量1 352.5～1 497.6 mm，多年平均風(fēng)速1.8～2.0 m/s，無霜期278～349 d。地帶性土壤類型為紅壤，土層深厚，土壤理化性質(zhì)差，礦物質(zhì)缺乏，易發(fā)生水土流失。項(xiàng)目區(qū)水熱條件好，植物資源豐富，種類繁多，地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，主要樹草種有杉樹、濕地松、毛竹、鐵芒萁、狗牙根等。

工程于2019年3月動工建設(shè)，2021年12月建成，共布置風(fēng)電機(jī)組36臺，裝機(jī)規(guī)模82 MW，其中2.3 MW風(fēng)電機(jī)組28臺，2.2 MW風(fēng)電機(jī)組8臺，額定容量為2 500 kVA的箱式變壓器36臺；新建110 kV升壓變電站1臺，集電線路52.5 km（包括架空線路9.9 km和直埋電纜42.6 km）；修建進(jìn)站道路260 m，施工及檢修道路23.87 km，進(jìn)場道路7.2 km。

2 水土流失防治分區(qū)

依據(jù)工程建設(shè)布局、施工時序和工藝、施工擾動特點(diǎn)、項(xiàng)目區(qū)地形地貌特征、土壤侵蝕類型和強(qiáng)度等，將山地風(fēng)電場分為風(fēng)電機(jī)組區(qū)、升壓站區(qū)、集電線路區(qū)、道路工程區(qū)、棄渣場區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)共6個水土流失防治分區(qū)。①風(fēng)電機(jī)組區(qū)。包括風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、箱式變電站和風(fēng)機(jī)安裝平臺3個部分。共安裝36臺風(fēng)電機(jī)組，配套安裝36臺箱式變壓器，風(fēng)機(jī)與箱式變壓器采取“一機(jī)一變”的單元接線方式，通過地埋電纜連接，箱式變壓器布置在距離風(fēng)機(jī)20 m的位置；為了滿足施工安裝需要，在每個風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)旁設(shè)置吊裝場地，并與場內(nèi)施工道路相連。②升壓站區(qū)。升壓站位于南北走向的斜坡上，北高南低，高程110～135 m。升壓站區(qū)分為南、北兩個區(qū)域，北側(cè)為綜合配電房、主變壓器、SVG變壓器等戶外設(shè)備，南側(cè)為綜合樓、附屬用房等生活建筑。③集電線路區(qū)。集電線路通常沿著施工檢修道路進(jìn)行布設(shè)，既方便施工，又減少占地。項(xiàng)目采用35 kV加工集電線路，風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)出口與箱式變壓器之間采用1 kV低壓電纜直埋敷設(shè)連接，通過變壓器就地升壓為35 kV接入35 kV架空集電線路。④道路工程區(qū)。施工道路總長31.33 km，行車道路寬4.5 m，路基寬5.5 m，采用山皮石和混凝土兩種路面形式。⑤棄渣場區(qū)。依據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，共布設(shè)3處棄渣場。⑥施工生產(chǎn)生活區(qū)。項(xiàng)目實(shí)際施工過程中未新增占地用于布設(shè)施工生產(chǎn)生活區(qū)，而采取租賃民房的形式。

3 研究方法

3.1 擾動面積

基于水土保持方案報告書、水土保持施工圖、水土保持監(jiān)測總結(jié)報告、1∶10 000地形圖等提取擾動面積，結(jié)合無人機(jī)攝影測量、衛(wèi)星遙感測量、人工實(shí)測等方法，確定風(fēng)電場各水土流失防治分區(qū)新增擾動面積。

3.2 水土流失

工程水土流失主要發(fā)生在風(fēng)電機(jī)組區(qū)、道路工程區(qū)、棄渣場區(qū)、升壓站區(qū)等開挖或堆填坡面，依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)布置觀測樣地，采取測釬法進(jìn)行水土流失監(jiān)測，其中風(fēng)電機(jī)組區(qū)布設(shè)1個觀測樣地，道路工程區(qū)布設(shè)2個觀測樣地，棄渣場區(qū)布設(shè)1個觀測樣地。觀測樣地布置方法為：汛期前將直徑0.5 cm、長100 cm的鋼釬按照3×3的形式均勻布設(shè)9根，每根鋼釬間距1 m（見圖1）；鋼釬沿坡面鉛垂方向打入，釬頂與坡面齊平，并在釬頂涂上紅漆，編號登記入冊；在每組鋼釬附近做上明顯記號以便觀測；汛期結(jié)束或每次暴雨后，通過觀測釬頂與地面的高差（或測針數(shù)值變化量），計(jì)算土層流失深度和土壤侵蝕量。

此外，升壓站區(qū)通過在出口處的沉沙池收集泥沙來測定水土流失，集電線路區(qū)通過室內(nèi)資料分析和實(shí)地踏勘調(diào)研的方式獲取水土流失。

3.3 挖填方量

基于施工日記、水土保持方案報告書、水土保持施工圖、水土保持監(jiān)測季報和總結(jié)報告等確定挖填方量，結(jié)合無人機(jī)攝影測量、人工現(xiàn)場復(fù)核等方式確定。

4 結(jié) 果

4.1 擾動面積

2019—2021年每季度風(fēng)電場各水土流失防治分區(qū)新增擾動面積見表1。由表1可知，2019—2021年風(fēng)電場新增擾動面積共計(jì)31.17 hm2，其中風(fēng)電機(jī)組區(qū)、升壓站區(qū)、集電線路區(qū)、道路工程區(qū)、棄渣場區(qū)新增擾動面積分別為7.20、1.39、0.43、21.92、0.23 hm2，分別占風(fēng)電場新增擾動面積的23.10%、4.46%、1.38%、70.32%、0.74%，由此可見風(fēng)電場新增擾動面積主要集中在風(fēng)電機(jī)組區(qū)和道路工程區(qū)，二者之和占風(fēng)電場新增擾動面積的93.42%。從時間上來看，新增擾動面積主要集中在2019年第3、4季度，這是開挖回填活動發(fā)生的主要階段；截至2020年第2季度，風(fēng)機(jī)平臺場地平整工作已經(jīng)完成，道路工程建設(shè)基本竣工，這與2020年第2季度開始無新增擾動面積的情況相吻合。

4.2 水土流失

2019—2021年風(fēng)電場水土流失達(dá)2 214 t，其中風(fēng)電機(jī)組區(qū)、升壓站區(qū)、集電線路區(qū)、道路工程區(qū)、棄渣場區(qū)水土流失分別為648、7、28、1 523、8 t，分別占風(fēng)電場水土流失的29.27%、0.32%、1.26%、68.79%、0.36%。由此可以看出，風(fēng)電場水土流失主要集中在風(fēng)電機(jī)組區(qū)和道路工程區(qū)，二者之和占風(fēng)電場水土流失的98.06%，也是風(fēng)電場水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域。表2為2019—2021年各季度風(fēng)電機(jī)組區(qū)和道路工程區(qū)水土流失變化。風(fēng)電機(jī)組區(qū)水土流失主要發(fā)生在2020年和2021年第1、2季度，峰值發(fā)生在2020年第2季度，與新增擾動面積集中在2019年第3、4季度相比，水土流失發(fā)生的時間相對滯后；道路工程區(qū)水土流失持續(xù)時間較長，主要集中在2019年第2季度至2020年第2季度，其中2019年第2季度和2020年第2季度水土流失較大，這與項(xiàng)目區(qū)4—6月降水量較高有關(guān)。從2020年第3季度開始風(fēng)電機(jī)組區(qū)和道路工程區(qū)的水土流失明顯減少，主要原因是這一時期無新增擾動面積，且各水土流失防治區(qū)水土保持設(shè)施基本建成，道路邊坡植被逐漸恢復(fù)。

5 風(fēng)電場水土流失防治

順坡溜渣是風(fēng)電場水土流失的重要形式，尤其是道路工程區(qū)占地面積大、施工距離和周期長、挖填方量大，是發(fā)生順坡溜渣的主要區(qū)域。順坡溜渣距離遠(yuǎn)，造成大面積占壓土地，極易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，給道路邊坡穩(wěn)定和行車安全帶來極大威脅，且后期生態(tài)修復(fù)難度大、生態(tài)恢復(fù)治理成本高，需要設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、施工單位等相關(guān)單位高度重視，提前采取攔擋措施?；谫Y料統(tǒng)計(jì)分析，華潤峽江玉峽風(fēng)電場工程風(fēng)電機(jī)組區(qū)單臺風(fēng)機(jī)挖方量0.65萬m3，單臺風(fēng)機(jī)填方量0.45萬m3，單臺風(fēng)機(jī)水土流失18 t。與張華明等[10]研究結(jié)果相比，該工程挖填方量和水土流失量均小于同地區(qū)其他風(fēng)電項(xiàng)目，表明該工程的施工工藝和水土保持措施體系建設(shè)較同地區(qū)其他風(fēng)電項(xiàng)目更加完善，主要表現(xiàn)在：①充分利用現(xiàn)有的道路，最大程度減少土石方挖填和地表擾動；②對風(fēng)機(jī)平臺施工期進(jìn)行重點(diǎn)管控；③實(shí)施了全面有效的水土流失防治措施體系。

5.1 風(fēng)電場水土流失防治措施體系

基于水土流失防治總體布局思路，依據(jù)各水土流失防治區(qū)地形、土壤、植被、水土流失、施工工藝、施工時序、施工周期等特點(diǎn)，在主體設(shè)計(jì)和水土保持專項(xiàng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，制定水土保持工程、植物、臨時措施相結(jié)合的水土流失綜合防治體系，見表3。

施工前需要對施工場地進(jìn)行場地平整和剝離表土，剝離后堆放的表土采用苫布做好臨時苫蓋防護(hù)，施工結(jié)束后進(jìn)行表土回填。施工過程中，在風(fēng)電機(jī)組區(qū)風(fēng)機(jī)平臺四周設(shè)置擋土埂，在挖方邊坡坡腳處設(shè)置排水溝，出口處設(shè)置沉沙池，當(dāng)挖方邊坡上方匯水量較大時，在坡頂設(shè)置截水溝，施工結(jié)束后在風(fēng)機(jī)平臺撒播草種，在風(fēng)機(jī)平臺周邊的挖填邊坡實(shí)施植草灌護(hù)坡；在升壓站區(qū)四周設(shè)置臨時排水溝，出口處設(shè)置沉沙池，站內(nèi)設(shè)置雨水管和雨水口用于永久排水，施工結(jié)束后在升壓站內(nèi)實(shí)施園林綠化，并實(shí)施六棱空心磚植草護(hù)坡；道路工程區(qū)道路挖方邊坡坡腳處布設(shè)臨時排水溝，在道路工程施工結(jié)束后襯砌為永久排水溝，排水溝出口處設(shè)置沉沙池，填方邊坡坡腳處設(shè)置臨時擋土埂，道路工程施工結(jié)束后在集水面積較大的挖方邊坡坡頂布置截水溝，在道路兩側(cè)的挖填方邊坡處栽植攀緣植物和實(shí)施掛網(wǎng)噴播植草等植物護(hù)坡措施；在棄渣場區(qū)棄土坡腳布置漿砌石擋土墻，同時布設(shè)截（排）水溝、急流槽和沉沙池，在坡頂布置擋水埂，施工結(jié)束后在邊坡處植草灌，平地區(qū)域植樹種草恢復(fù)植被；雨天時對集電線路區(qū)實(shí)施臨時苫蓋，施工結(jié)束后撒播草種進(jìn)行植被恢復(fù)。

5.2 典型措施

5.2.1 擋土埂

風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組區(qū)和道路工程區(qū)采用擋土埂措施。擋土埂布設(shè)在道路外側(cè)和風(fēng)機(jī)平臺外側(cè)，可將匯水道路路面匯水?dāng)r擋在區(qū)域內(nèi)部并排入內(nèi)側(cè)排水溝內(nèi)，有效防止路面匯水引起的水土流失。擋土埂斷面宜為梯形，高14～16 cm，底寬30～45 cm，頂寬10～20 cm（見圖2）。

5.2.2 掛網(wǎng)噴播植草護(hù)坡

道路挖方邊坡存在較多高陡的巖質(zhì)坡面，漿砌石護(hù)坡、噴播草籽、栽植爬山虎等措施因地質(zhì)條件限制、成本高、修復(fù)周期長等，故無法達(dá)到預(yù)期的邊坡防護(hù)和綠化效果[12]。風(fēng)電場道路工程區(qū)采用掛網(wǎng)噴播植草的方式實(shí)現(xiàn)邊坡綠化（見圖3），其施工工藝為：修整坡面—人工掛鐵絲網(wǎng)—人工掛稻草—噴射混合綠化基材（含草籽、黏合劑、保水劑、消毒劑等）—蓋塑料薄膜保墑。稻草采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物作為基材，有效降低了成本；生長出的植被與周邊環(huán)境融為一體，增加了景觀效果。

6 結(jié) 論

以江西省吉安市華潤峽江玉峽風(fēng)電場工程為例，從擾動面積、造成的水土流失、挖填方量等方面分析山地風(fēng)電場水土流失動態(tài)特征，并提出山地風(fēng)電場水土流失防治重點(diǎn)。山地風(fēng)電場新增擾動面積和水土流失主要集中在道路工程區(qū)和風(fēng)電機(jī)組區(qū)，二者新增擾動面積之和與水土流失之和均占90%以上，是風(fēng)電場水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域。新增擾動面積主要集中在2019年第3、4季度，截至2020年第2季度無新增擾動面積；道路工程區(qū)水土流失主要集中在2019年第2季度至2020年第2季度，風(fēng)電機(jī)組區(qū)水土流失相對滯后，主要集中在2021年第1、2季度，從2020年第3季度開始風(fēng)電機(jī)組區(qū)和道路工程區(qū)的水土流失量明顯減少。大量土石方開挖回填活動發(fā)生在施工期第1年，水土保持措施應(yīng)在施工期第1年布設(shè)完畢，才能起到有效防止水土流失的作用。順坡溜渣是山地風(fēng)電場水土流失的主要形式，對道路邊坡穩(wěn)定和行車安全造成極大威脅，設(shè)計(jì)單位、施工單位、建設(shè)單位等應(yīng)給予高度重視，嚴(yán)禁隨意傾倒棄渣。

與同地區(qū)山地風(fēng)電場水土流失情況相比，華潤峽江玉峽風(fēng)電場單臺風(fēng)機(jī)挖填方量、水土流失量均明顯減少，表明其水土流失防治措施體系取得了顯著成效。擋土埂和掛網(wǎng)噴播植草是兩種有效的邊坡防護(hù)措施，可為同地區(qū)其他風(fēng)電項(xiàng)目水土保持設(shè)計(jì)提供參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 楊丹青，張峰，武文一.風(fēng)電場工程項(xiàng)目水土保持措施配置研究[J].水土保持通報，2008，28（4）：116-120.

[2] 趙躍中，朱小敏.陜北高原山地風(fēng)電項(xiàng)目水土流失防治措施體系研究[J].中國水土保持，2022（7）：28-30.

[3] 張榮，陳正洪，孫朋杰.山地風(fēng)電場開發(fā)過程中水土流失相關(guān)問題研究進(jìn)展[J].氣象科技進(jìn)展，2020，10（1）：47-53.

[4] 舟丹.中國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展趨勢[J].中外能源，2019，24（11）：42.

[5] 付濤，應(yīng)恩宇，張純權(quán).江西省風(fēng)電建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治措施體系探討[J].中國水土保持，2019（4）：9-11，19.

[6] 梁改革，郝連安，徐洪霞，等.山地風(fēng)電場工程水土保持與生態(tài)景觀設(shè)計(jì)初探[J].中國水土保持，2016（12）：37-39.

[7] 劉富平，冷鵬，李尤孟.大理清水朗山風(fēng)電場水土保持措施探討[J].中國水土保持，2017（7）：19-21.

[8] 孫凱.山地風(fēng)電場水土流失特點(diǎn)及防治對策[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021，11（17）：99-101.

[9] 易仲強(qiáng)，魏浪，常理，等.貴州高海拔山地風(fēng)電場水土保持監(jiān)測工作現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].中國水土保持，2019（6）：60-62，68.

[10] 張華明，吳治玲，昝玉亭，等.江西省山地風(fēng)電項(xiàng)目區(qū)水土流失與防治研究[J].水土保持通報，2018，38（4）：7-13.

[11] 貝耀平，汪錫彪，魯健，等.安徽省低山丘陵區(qū)風(fēng)電場生態(tài)環(huán)境問題及植被恢復(fù)技術(shù)探討[J].中國水土保持，2021 （11）：23-25.

[12] 王娟，郭夢京，王成鵬，等.風(fēng)電工程施工過程中的邊坡防護(hù)[J].中國水土保持，2019（5）：16-18.

收稿日期： 2022-11-25

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（41807041）；陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022NY-191）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（GK202103129）

第一作者： 許健（1988—），男，江西贛州人，工程師，碩士，主要從事水土保持方案編制和土壤污染治理工作。

E-mail： 542906813@qq.com

（責(zé)任編輯 李佳星）