風(fēng)電場工程的水土保持防治對策

孫 璐

(山西省水利水電勘測設(shè)計研究院)

1 風(fēng)能資源利用及發(fā)展

風(fēng)能，無污染，是一種可再生的清潔型能源。全球可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億kW，相當(dāng)于目前全球水力發(fā)電量的10倍。全世界每年燃煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的1/3。與其他發(fā)電技術(shù)相比，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢是顯而易見的［1，2］。因此，國內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力發(fā)電。我國風(fēng)力資源豐富，風(fēng)電工程近年來發(fā)展迅猛，截至2013年6月，并入電網(wǎng)的機(jī)組容量已達(dá)6 749萬kW。

山西省有著豐富的風(fēng)力資源，主要分布在五臺山、呂梁山、晉西北及運城市南部，區(qū)域年平均風(fēng)速在2.5 m/s以上，具備較大的開發(fā)價值。2012年，全省計劃投產(chǎn)200萬kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，這將大大減少山西的化石能源消耗，低碳節(jié)能減排作用巨大，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境具有重要的作用。

風(fēng)力發(fā)電在我國發(fā)展迅速，社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著。但在建設(shè)風(fēng)電場的過程中，也出現(xiàn)了諸多植被、地表破壞嚴(yán)重的情況，導(dǎo)致水土流失加劇。本文以山西省原平市某風(fēng)電場為例，對風(fēng)電場在建設(shè)過程中造成的水土流失特點進(jìn)行分析，分區(qū)采取水土保持治理措施，有效防治水土流失。

2 風(fēng)電場建設(shè)造成的水土流失特點分析

風(fēng)力發(fā)電場在建設(shè)期間，由于場地平整、基礎(chǔ)開挖、道路施工及臨時堆土等施工活動，破壞原有植被，改變原地貌、土壤結(jié)構(gòu)及地面物質(zhì)組成，使土地肥力嚴(yán)重退化，裸地面積增加，造成較為嚴(yán)重風(fēng)蝕和水蝕。風(fēng)電場水土流失的主要時期在建設(shè)期，主要區(qū)域為風(fēng)電機(jī)組區(qū)和交通道路區(qū)。

風(fēng)電場建設(shè)項目通常由風(fēng)電機(jī)組、交通道路、集電線路、棄渣場和施工臨建等分部工程組成。根據(jù)工程的總體布局和項目特點進(jìn)行分區(qū)，各分區(qū)的施工特點、水土保持防治重點和主要水土流失因素情況見表 1［3］。

3 水土保持防治對策

某風(fēng)電場位于原平市北部邊界的山體上，工程總占地面積47.73 hm2，其中永久占地16.35 hm2，占地類型為荒草地和鄉(xiāng)村道路;臨時占地31.38 hm2，全部為荒草地。項目區(qū)為水蝕、風(fēng)蝕交錯區(qū)，年均風(fēng)力侵蝕模數(shù)為971.43 t/km2，年均水力侵蝕模數(shù)為2 471.43 t/km2。

本工程是原平某風(fēng)電場的二期工程，與已建的一期工程共用升壓變電所，并且土石方挖填基本平衡，無棄方，不設(shè)棄渣場。因此，本工程的水土流失防治分區(qū)劃分為:風(fēng)電機(jī)組防治區(qū)、交通道路防治區(qū)、集電線路防治區(qū)及施工臨建防治區(qū)。

3.1 風(fēng)電機(jī)組防治區(qū)

風(fēng)電機(jī)組選擇低溫型1 500 kW的機(jī)組，輪轂高度70 m，共設(shè)機(jī)組33臺。該區(qū)占地面積6.6 hm2，其中永久占地0.87 hm2，臨時占地5.73 hm2，占地類型均為荒草地。主體設(shè)計僅考慮風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)及箱變基礎(chǔ)的穩(wěn)定與安全，未考慮風(fēng)電機(jī)組安裝結(jié)束后吊裝場地的場地平整、植被恢復(fù)、邊坡防護(hù)與回填方的臨時防護(hù)。

為滿足水土保持要求，對該區(qū)采取的主要措施為:施工前對吊裝場地進(jìn)行表土剝離，表土剝離面積5.0 hm2，剝離厚度0.2 m;在施工過程中對剝離表土進(jìn)行臨時擋護(hù)，共需要堰體方1 742.4 m3，防護(hù)網(wǎng)7 920 m2;對風(fēng)電機(jī)組回填方進(jìn)行臨時苫蓋，需要防護(hù)網(wǎng)27 060 m2;利用風(fēng)機(jī)機(jī)組及箱變機(jī)組安裝時開挖回填后的石方修筑干砌石護(hù)坡，以對吊裝場地的邊坡進(jìn)行防護(hù)，共需修筑干砌石護(hù)坡3 630 m3;施工結(jié)束后，吊裝場地進(jìn)行土地整治5.0 hm2，植被恢復(fù)5.0 hm2;將剝離的表土返還10 000 m3用于植被恢復(fù)。

表1 水土流失防治分區(qū)特點和防治重點

3.2 交通道路防治區(qū)

交通道路總占地面積為31.38 hm2，其中永久占地15.28 hm2，臨時占地16.10 hm2，占地類型為荒草地及鄉(xiāng)村道路。本項目主體工程已設(shè)計鋼筋混凝土排水涵管450 m，與天然溝道相連的排水溝850 m。根據(jù)現(xiàn)場查勘，主體未考慮植被恢復(fù)所需土方的來源及數(shù)量、道路路面及邊坡的排水、臨時道路側(cè)面的植被恢復(fù)和邊坡防護(hù)。

為滿足水土保持要求，需新增的措施為:施工前對原地面進(jìn)行表土剝離，并對剝離的表土進(jìn)行臨時防護(hù)，表土剝離面積15.22 hm2，剝離厚度0.2 m;對道路綠化區(qū)域進(jìn)行土地整治，整治面積20.98 hm2;在檢修道路的一側(cè)設(shè)漿砌石排水溝18.9 km;施工結(jié)束后，將剝離的表土返還30 440 m3用于植被恢復(fù)。同時，根據(jù)交通道路的斷面形式，道路綠化分為三部分來進(jìn)行:在檢修道路一側(cè)或兩側(cè)可綠化區(qū)域采用喬灌草相結(jié)合的方式綠化，在道路兩側(cè)的挖填方坡面進(jìn)行灌草相結(jié)合的綠化，在臨時堆料區(qū)進(jìn)行植草綠化。

3.3 集電線路防治區(qū)

集電線路占地面積為8.75 hm2，其中永久占地0.20 hm2，臨時占地8.55 hm2，占地類型均為荒草地。主體設(shè)計中給出了線路架設(shè)方式及占地，未提出施工期及施工結(jié)束后的水土保持措施。

為滿足水土保持要求，需對該區(qū)采取以下防治措施:施工過程中，對臨時堆土(堆料)采用苫蓋防護(hù)800 m2;施工結(jié)束后，對臨時占地進(jìn)行土地平整，平整面積8.55 hm2，并采取植草方式恢復(fù)植被8.55 hm2。

3.4 施工臨建防治區(qū)

為便于施工和生產(chǎn)管理，在110 kV升壓站東側(cè)附近設(shè)置施工生活生產(chǎn)區(qū)，占地面積1.0 hm2，占地類型為荒草地。施工過程中及施工結(jié)束后，主體工程均未提出任何水土流失防治措施。

為滿足水土保持要求，需采取的措施為:在臨時堆料區(qū)的外圍設(shè)臨時排水溝，斷面形式為梯形;在施工結(jié)束后對臨時占地進(jìn)行土地平整，平整面積為1.0 hm2，并采取植草方式恢復(fù)植被1.0 hm2。

4 結(jié)語

根據(jù)風(fēng)電場工程的建設(shè)和生產(chǎn)特點，分區(qū)段分析了項目建設(shè)中水土流失的主要特點、水土流失因素及水土保持防治重點區(qū)域。以我省原平市某風(fēng)電場為例，分區(qū)域提出了相應(yīng)的水土保持防治措施，并使工程措施、植物措施和臨時防護(hù)措施合理配置，以形成有效的水土流失防治體系，在合理利用清潔可再生風(fēng)能的同時，實現(xiàn)項目區(qū)環(huán)境恢復(fù)和改善。

［1］趙大慶，王瑩，韓璽山.風(fēng)力發(fā)電場的主要環(huán)境問題［J］.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2005，31(3):66－67.

［2］葉昌林.風(fēng)力發(fā)電的前景探討［J］.東風(fēng)電氣評論，1997，11(3):182 －184.

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