丘陵區(qū)山地風電工程水土流失原因分析

李紅軍，張新和，王 建，劉愛青（廣東省水利水電技術(shù)中心，廣東 廣州 510000）

丘陵區(qū)山地風電工程水土流失原因分析

李紅軍，張新和，王 建，劉愛青
（廣東省水利水電技術(shù)中心，廣東 廣州 510000）

南方丘陵區(qū)以水力侵蝕為主，且多種侵蝕形式并存。文中以現(xiàn)場調(diào)查和水土保持監(jiān)測資料為依據(jù)，在分析丘陵區(qū)山地風電工程特殊的施工工序、施工工藝的基礎上，針對其水土流失發(fā)生的原因，提出相應的防治建議。

風電工程；水土流失；南方丘陵區(qū)

0　引言

雖然風力發(fā)電是一種新型綠色清潔能源，但是山地風電場風機布置基本沿山頂和山脊線實施，風電場建設過程中，進場道路、場內(nèi)道路、送出線路以及風機基礎等基建工程施工，不可避免地對山體表土、植被產(chǎn)生破壞，對原有生態(tài)環(huán)境和山體景觀帶來極大的干擾，也極易造成大量的水土流失。

1　水土流失特點

1）以水力侵蝕為主，多種侵蝕形式并存。山丘區(qū)風電工程選址的首要條件是必須要有豐富的風能資源，70 m高空年平均風速要大于6.0 m/s，一般情況下近地面風速要大于4.0 m/s［3］。工程建設期間，風機基礎開挖、安裝場地平整、施工（檢修）道路施工等形成大量臨時堆土和棄渣，高強度、大范圍地擾動地表，破壞地表原有結(jié)構(gòu)和植被，導致地表大面積裸露，遇強降雨，在無任何防護措施的條件下極易造成大量的水土流失。此外，風電機組布設區(qū)域一般都山高坡陡，所處位置的海拔在同一區(qū)域內(nèi)相對較高，施工（檢修）道路修建、安裝場地平整等環(huán)節(jié)如果防護不到位，在重力的作用下，土石容易沿山坡滾落而下，掩埋工程建設范圍外的植被，且松散的坡面填土容易產(chǎn)生崩塌或滑坡等。因此，風電工程水土流失類型為水力侵蝕與重力侵蝕兼而有之，面蝕、溝蝕等多種侵蝕形式并存［4］。

2）施工作業(yè)面分散、擾動地表面積大。風電工程是點線結(jié)合的生產(chǎn)建設項目，其形成的擾動地表模式是施工（檢修）道路、集電線路、風機基礎、升壓站、棄渣場等。山丘區(qū)風電工程風機布置分散，基本沿山脊或山頂布置，施工過程中，擾動點位多，地表擾動面較分散，造成山丘“禿頂”；從擾動區(qū)域來看，施工（檢修）道路區(qū)擾動地表面積，占總擾動面積的50%～70%左右；從擾動地表性質(zhì)看，以臨時占地為主，約占總擾動面積的70%～80%；由于風電工程場址區(qū)域自然植被一般均較好，工程建設損壞的水土保持設施面積，通常占到整個擾動地表面積的70%～90%。

3）水土流失主要集中在土建期而且具有時段性。

另一方面，風電工程建設周期相對較短，一般為8—12個月，但都要經(jīng)歷一個雨季。對于南方地區(qū)，水土流失的侵蝕能力以降雨為主，在雨季（4—10月份），特別是降雨集中且暴雨頻繁的季節(jié)，施工區(qū)域面蝕、溝蝕等水力侵蝕大量發(fā)生；而11-3月份的旱季，發(fā)生水蝕情況較少，但由于地表松散物質(zhì)干燥，在風力作用下易產(chǎn)生揚塵等現(xiàn)象，影響區(qū)域環(huán)境質(zhì)量。

2　水土流失影響因素分析

風電工程在建設過程中造成水土流失的原因主要包括自然因素和人為因素；自然因素是造成水土流失的潛在因素，主要包括地形、地貌、降雨、植被及土壤等；人為因素是造成水土流失的主導因素，包括開挖、堆填、碾壓和土石方轉(zhuǎn)運等。

山丘區(qū)風電工程場址區(qū)域地形復雜，地貌類型多樣，原生植被覆蓋率較高，自然水土流失基本在容許范圍內(nèi)，但在人為因素的影響下，原有植被遭到破壞，在南方強降雨作用下，易造成水土流失。因此，風電工程施工對地表的擾動和破壞，是造成水土流失的主要原因。

1）根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，風電工程建設周期基本為1年，在建設過程中，風機和箱變基礎開挖回填、安裝場地平整、施工（檢修）道路開挖填筑、集電線路電纜溝開挖回填或架空線路塔基基礎開挖、升壓站修建、臨時堆土場堆置表土、棄渣場堆置棄渣等各項施工、建設活動，使地表植被遭到破壞、局部地表坡度加大、土體結(jié)構(gòu)松散，改變了外營力與土體抗蝕力之間的自然相對平衡，在外營力作用下，誘發(fā)、加劇了水土流失，是造成工程水土流失的主導因素。影響水土流失的因子見表1。

表1　山丘區(qū)風電工程建設可能造成水土流失的影響因素分析表

2）山丘區(qū)風電工程主要建設于山梁和山脊上，沿線地形坡度較陡，風機基礎及安裝場地、施工（檢修）道路、升壓站等基本為半挖半填形成，易形成較大的挖填邊坡，再加之坡面的不穩(wěn)定性，在防護措施不足或者護坡植物未完全覆蓋時，坡面裸露，水土流失嚴重。

3）風機基礎和箱變基礎的土方開挖、臨時堆土場堆置的表土、棄渣場堆置的棄渣，若防護不當，極可能滑落至下邊坡，掩埋植被、影響山溪局部區(qū)域水質(zhì)；在堆放過程中受降雨和地表徑流沖刷，易造成大量的水土流失。

4）風電施工棄渣量較大，且棄渣分散，對于棄渣的處理，部分工程施工中直接就地堆放在邊坡或溝道內(nèi)，由于缺少臨時攔擋、苫蓋措施以及施工后期的植被恢復措施，水土流失現(xiàn)象嚴重。

3　幾點建議

1）因地制宜，優(yōu)選防治措施。風電工程施工期的水土保持措施應以防治水力侵蝕為主要目標，施工期以臨時措施、工程措施為主，施工結(jié)束區(qū)域及時恢復植被，減少裸露時間。

2）合理布置渣場，減小棄渣運距。風電工程棄渣主要來源于施工（檢修）道路，由于線路沿山脊和山坡布置，致使工程建設棄渣收集、運輸不便，渣場選址受地形制約明顯，應合理規(guī)劃渣場數(shù)量，減小渣場征占地和棄渣運距；渣場選址應盡量靠近道路，減少渣場上游集雨面積，減小防治工程量。

3）加強施工組織設計審查管理。主體監(jiān)理在進行施工組織設計審查時，應當提高水土保持法律意識，在施工組織設計審查時，注意相關(guān)法律對施工（檢修）道路施工區(qū)域的水土流失治理措施要求和工序要求，明確要求施工單位在施工組織設計中具有完善的前期水土流失防治措施和管理措施后方可施工，避免施工（檢修）道路施工形成大面積“溜渣”現(xiàn)象發(fā)生，充分發(fā)揮“預防為主”的水土流失治理理念。

4）堅持水土保持“三同時”原則。水土保持措施布設不完善或滯后，是造成水土流失的重要原因。通過實地調(diào)查來看，大部分風電工程的水土保持措施較主體工程施工的晚，而且往往是已經(jīng)造成了較為嚴重的水土流失之后，才采取措施治理，特別是施工（檢修）道路工程路基開挖填筑后，地表裸露，受雨水沖刷強烈，坡面出現(xiàn)細溝、深溝侵蝕，不僅影響了周邊的環(huán)境，同時，對工程建設本身也帶來了一定的困難。

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2016-04-20