丘陵區(qū)風(fēng)電場工程水土流失特點及措施

呂 超，邱 浩，尉玉華

（1.山東綠景水土保持工程設(shè)計咨詢有限公司，山東 濟南 250101；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100；3.山東省海河流域水利管理局，山東 濟南 250100）

山東省風(fēng)能資源豐富，總量約6700萬kW。截至2012-04底，山東電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電場有49座，裝機容量達到306.4萬kW，在建風(fēng)電項目25個、裝機容量約99.6萬kW。在風(fēng)電場建設(shè)過程中不可避免地擾動原地貌、損壞植被，加劇或誘發(fā)水土流失。本文將結(jié)合國華諸城風(fēng)電場1～4期等10個已完成水土保持設(shè)施竣工驗收或已具備竣工驗收條件的丘陵區(qū)風(fēng)電場工程的施工特點，對其水土流失特點及防治措施布設(shè)進行探討與總結(jié)。

1 丘陵區(qū)風(fēng)電場建設(shè)特點

風(fēng)電場項目建設(shè)過程中，土石方的挖、填、取、棄將突出反映建設(shè)項目的特點。通過對10個丘陵區(qū)風(fēng)電場土石方情況進行統(tǒng)計、分析得知：丘陵區(qū)風(fēng)電場挖方量平均為28.47萬m3，填方量27.67萬m3，棄方量2.38萬m3?？梢姡こ探ㄔO(shè)過程中土石方挖填量較大，主要集中在風(fēng)機、施工及檢修道路。但由于丘陵區(qū)特殊的地理環(huán)境，施工結(jié)束后剩余土石方均可用于檢修道路的鋪筑。所產(chǎn)生的棄方為表層熟土，后期用于回填復(fù)耕、復(fù)植。因此，丘陵區(qū)風(fēng)電場建設(shè)具有土石方挖填量大，但可內(nèi)部平衡，不需要取、棄土場的顯著特點。

2 水土流失特點

2.1 植被破壞點多面廣，恢復(fù)難度大

山東省丘陵區(qū)風(fēng)電場工程多處于魯中南低山丘陵、膠東低山丘陵范圍內(nèi)，土壤以褐土、棕壤為主，工程建設(shè)區(qū)域海拔相對較高，土壤貧瘠，表土層薄，若在施工過程中不注重表土保護，后期植被恢復(fù)難度較大。

對于風(fēng)電場建設(shè)區(qū)而言,盡管單臺風(fēng)機、塔基擾動地表面積較小，但每個風(fēng)電場具有數(shù)十臺風(fēng)機、數(shù)百基桿塔,擾動點極多；且各風(fēng)機間均有檢修道路連接,道路沿線也會造成原地貌的破壞。經(jīng)調(diào)查，10個風(fēng)電場平均占地范圍36.85km2，擾動土地面積25.69hm2，其中永久占地4.33hm2，占擾動面積的16.87%，臨時占地21.33hm2，占擾動面積的83.13%。由此得出，風(fēng)電場的植被破壞呈現(xiàn)多點、面廣的特征，同時臨時占地占擾動面積比例較大，也增大了植被恢復(fù)的難度。

2.2 點、線、面擾動并存，施工作業(yè)面分散

丘陵區(qū)風(fēng)電場工程點、線、面擾動并存。點狀侵蝕集中于風(fēng)機站區(qū)、集電線路區(qū)，由風(fēng)電機組、箱變、塔基的基礎(chǔ)開挖、回填造成。面狀侵蝕集中于臨時施工區(qū)、升壓站區(qū)，由施工機械與建筑材料的堆放、碾壓造成。線狀侵蝕集中于施工及檢修道路，由削高填低的土石方開挖與填筑方式造成。這些施工活動的實施會擾動原地貌、破壞地表植被、改變土層結(jié)構(gòu)，造成水土流失。

風(fēng)電場施工作業(yè)面分散，各區(qū)域水土流失強度差異較大。據(jù)所統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出：施工及檢修道路區(qū)土壤流失量占流失總量的比例最大。施工及檢修道路區(qū)土壤流失量占流失總量62.13%，風(fēng)機站區(qū)占流失總量的18.33%，集電線路區(qū)占流失總量的16.61%，升壓站區(qū)占流失總量的1.86%，臨時設(shè)施區(qū)占流失總量的1.07%。施工及檢修道路施工時間短，產(chǎn)生水土流失的主要環(huán)節(jié)為路基土石方挖填環(huán)節(jié)，因此應(yīng)將此環(huán)節(jié)作為水土流失防治的重點，并有針對性地布設(shè)防治措施。

2.3 風(fēng)力、水力侵蝕共存

山東省丘陵區(qū)風(fēng)電場建設(shè)區(qū)域多年平均風(fēng)速較高，年有效風(fēng)速為3.2～3.8m/s。在春秋季，工程施工過程中由于地表植被和表層土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，造成地表大面積裸露、土質(zhì)疏松，加大量臨時堆土，極易在頻繁、強勁的大風(fēng)作用下將造成揚塵，產(chǎn)生水土流失。

在雨季，降水形成地表徑流，沖刷由施工造成的裸露坡面或臨時堆土，若防護不當(dāng)則極易形成表層土隨著地表徑流流失。

3 防治措施布設(shè)

根據(jù)所統(tǒng)計的山東省10個丘陵區(qū)風(fēng)電場數(shù)據(jù)，分析得出丘陵區(qū)風(fēng)電場水土保持措施如下：

3.1 升壓站區(qū)

升壓站是整個風(fēng)電場的控制中心，也是工作人員的辦公、生活場所，為永久占地，需實施綠化、排水等完善的水土保持措施。站內(nèi)綠化首先應(yīng)滿足主體工程綠化原則（在配電范圍外進行綠化），同時考慮保持水土、增加林草覆被率。在變電站可恢復(fù)區(qū)域進行植被恢復(fù)和綠化措施布設(shè)，形成高低錯落的立體層次感，喬、灌、草相結(jié)合，構(gòu)筑出生動活潑的觀賞空間。另外，升壓站建設(shè)周期相對較長，建構(gòu)筑物基礎(chǔ)開挖、土石方臨時堆放、施工機械占壓等施工活動嚴(yán)重擾動原地貌，極易造成水土流失，應(yīng)對施工期間的水土流失提高重視程度，做好臨時防護。

3.2 風(fēng)機站區(qū)

風(fēng)機站區(qū)是風(fēng)電場工程最重要的組成部分，為預(yù)防雨水沖刷可能對風(fēng)機基礎(chǔ)造成破壞，截排水措施尤為重要。該區(qū)域綠化時應(yīng)充分考慮風(fēng)機的安全運行，在風(fēng)機及箱變安全距離外采取撒草綠化或復(fù)耕措施。施工過程中，每臺風(fēng)機的建設(shè)時間較短，但施工過程中對原地貌擾動強度大，臨時堆土多，必須采取臨時攔擋及覆蓋、臨時排水等措施。

3.3 施工及檢修道路區(qū)

施工及檢修道路是風(fēng)電場區(qū)域內(nèi)水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域。路基的開挖、回填，施工車輛的反復(fù)碾壓，造成原地貌徹底破壞，表層土結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡，使土壤的抗侵蝕、抗沖刷能力急劇下降。因此施工過程中應(yīng)做好臨時排水、臨時攔擋及覆蓋措施，盡量快速排出雨水，減少對土壤的沖刷；施工完成后盡快恢復(fù)施工道路占用的臨時占地，進行綠化或復(fù)耕，并修建排水溝、擋墻、護坡等工程措施，做好運行期的水土流失防護。

3.4 集電線路區(qū)

集電線路路線較長，但多為架空線路，占地面積較小，水土流失量也較小，但也應(yīng)重點考慮護坡等水土保持措施。集電線路建設(shè)時每基塔基建設(shè)時間較短，土石方開挖量較小，在采取臨時攔擋及覆蓋等措施的同時，應(yīng)主要做好施工完成后的綠化防護措施。

3.5 臨時設(shè)施區(qū)

在風(fēng)電場建設(shè)過程中，臨時設(shè)施區(qū)雖然面積較小，但大量施工材料的堆放、施工機械的占壓、工作人員的生活擾動導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)水土流失嚴(yán)重，原地貌破壞極大。施工期應(yīng)做好臨時攔擋及覆蓋、臨時排水、臨時沉砂池等防護措施；施工完成后需盡快恢復(fù)原地貌。

4 結(jié)語

山東省丘陵區(qū)風(fēng)電場建設(shè)具有土石方挖填量大，但可內(nèi)部平衡，不需要取、棄土場的顯著特點。剩余土方可用于檢修道路的鋪筑，不設(shè)永久棄渣場、可減少征地,同時有效防止因棄渣堆放而破壞植被的現(xiàn)象發(fā)生,減少水土流失。但該類項目同時具有施工作業(yè)面分散，植被破壞呈點多、面廣的特點，植被恢復(fù)難度大。而且丘陵區(qū)風(fēng)電場臨時堆土量較大，削高填低方式運用較多。因此，建設(shè)期臨時堆土的防護，運行期坡面的防護是水土流失防護的重點，應(yīng)充分重視臨時攔擋及覆蓋、臨時排水、擋土墻、護坡等措施。