某光伏發(fā)電項目水土流失特點(diǎn)及防治措施

袁文龍

(黑河市水務(wù)局，黑龍江 黑河 164300)

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某光伏發(fā)電項目水土流失特點(diǎn)及防治措施

袁文龍

(黑河市水務(wù)局，黑龍江 黑河 164300)

光伏電場工程作為開發(fā)建設(shè)項目新的建設(shè)形式,建設(shè)過程中不可避免的對占地區(qū)土地、植被造成擾動和破壞，使區(qū)域內(nèi)人為水土流失進(jìn)一步加劇。文章以黑河市10MWP太陽能設(shè)施農(nóng)業(yè)一體化并網(wǎng)發(fā)電電站示范工程項目為例，分析光伏電場工程水土流失特點(diǎn)及其防治措施,為有效防治該類型項目建設(shè)過程中的水土流失、保護(hù)水土資源、改善生態(tài)環(huán)境奠定了堅實實礎(chǔ),對實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

光伏發(fā)電；水土流失；防治措施；防治分區(qū)

我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，大量的煤炭開采、運(yùn)輸和燃燒，對我國的環(huán)境已經(jīng)造成破壞。大力開發(fā)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源利用技術(shù)是保證我國能源供應(yīng)安全和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。建設(shè)單位抓住機(jī)遇，在黑龍江省黑河市愛輝區(qū)建設(shè)高效農(nóng)業(yè)種植大棚，本項目既可以生產(chǎn)電力，又可以促進(jìn)植物生長、增加農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，提高大棚作物的經(jīng)濟(jì)價值。通過建設(shè)大棚太陽能示范電站，為在全國推廣此項技術(shù)，奠定堅實的基礎(chǔ)[1]。同時對促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化，增加地方財政收入，促進(jìn)區(qū)域社會發(fā)展也將產(chǎn)生積極作用。

近年來，我國光伏發(fā)電發(fā)展迅速，光伏電場的建設(shè)會對土壤及植被造成一定的破壞，導(dǎo)致新增水土流失問題嚴(yán)重。文章以黑河市10MWP太陽能設(shè)施農(nóng)業(yè)一體化并網(wǎng)發(fā)電電站示范工程項目為例，探討光伏電場水土流失特點(diǎn)，并根據(jù)每個防治分區(qū)水土流失特點(diǎn)進(jìn)行水土保持措施配置，力求形成有效的水土流失防治綜合體系，最大程度減少因工程建設(shè)而產(chǎn)生的新增水土流失。

1 項目及項目區(qū)概況

1.1 項目概況

黑河市10MWP太陽能設(shè)施農(nóng)業(yè)一體化并網(wǎng)發(fā)電電站示范工程項目位于黑河愛輝區(qū)四嘉子鄉(xiāng)小烏斯力村，距黑河市區(qū)約15km，建設(shè)規(guī)模為10MWp。光伏方陣采用固定30°傾角安裝，每個大棚頂部的裝機(jī)容量為30kW，共建336個大棚，大棚間前后間距10.2m。另布設(shè)辦公及電站區(qū)4.86hm2，運(yùn)輸?shù)缆?1.95km，輸電線路10km，臨時施工區(qū)2處，臨時堆土區(qū)446處。

1.2 項目區(qū)概況

項目區(qū)地貌形態(tài)為沿江平原區(qū)，占用地類為未利用地。項目區(qū)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫-0.5℃，≥10℃活動積溫歷年平均2100℃，多年平均降水量為537.7mm，無霜期100天，最大凍土深度2.98m，年平均風(fēng)速3.3m/s，最大風(fēng)速26.7m/s。項目區(qū)所在地土壤主要為草甸土，植被為草甸植被，林草覆蓋率為20%。該地區(qū)土壤侵蝕類型以水蝕為主，侵蝕強(qiáng)度為輕度。

2 水土流失特點(diǎn)

工程建設(shè)過程中開挖、取土、填筑、堆置、碾壓等施工活動，破壞了原地表土壤結(jié)構(gòu)，使土地原有水土保持功能降低或喪失，加劇項目區(qū)水土流失的發(fā)生和發(fā)展[2]。

2.1 光伏發(fā)電區(qū)

10MW光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項目采用技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定的非晶硅太陽能電池組件，裝機(jī)總?cè)萘繛?0MWP，非晶硅太陽電池組件單件組件功率為85W，共計為123525件。光伏方陣采用固定30度傾角安裝，每個大棚頂部的裝機(jī)容量為30kW，共353片，排7行，前6行54塊，第7行29塊，共建336個大棚，大棚間前后間距10.2m。取光伏電池組件前后排陣列最小間距10.2m。 每個大棚建筑占地面積為：667.85m2，336個大棚占地面積為22.44hm2。太陽能產(chǎn)生的直流電經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器逆變成交流電后就地升壓成10kV，通過高壓電纜送到主控室10kV母線上匯集成1路接入并網(wǎng)接入點(diǎn)。

廠區(qū)整平、基坑開挖、樁基工程以及建筑物建設(shè)等，使地面裸露、表土破損、破壞原地貌，同時回填土方臨時堆置，易產(chǎn)生流失；運(yùn)輸?shù)缆酚糜趫鰞?nèi)交通，在路面未硬化前，路基土質(zhì)松散，遇惡劣天氣加之車輛運(yùn)輸將產(chǎn)生一定程度的水土流失。

2.2 辦公及電站區(qū)

站區(qū)呈規(guī)整的矩形布置，左右大體軸對稱。辦公及生活區(qū)位于場地的東南角與發(fā)電區(qū)嚴(yán)格的通過鋼絲圍欄分割開來，主控室區(qū)域位于場地的主入口附近，用實體圍墻與其他區(qū)域分隔以保證安全生產(chǎn)和人身安全；同時在辦公區(qū)、電站區(qū)及廠區(qū)周邊，布設(shè)有6m寬的運(yùn)輸主干道，并在道路兩側(cè)布設(shè)有混凝土排水溝；除各項建筑物及主干道外，剩余少量的分散空地區(qū)域，將建立以辦公及電站區(qū)為中心的綠化系統(tǒng)，同時為便于廠區(qū)施工，將在空地內(nèi)布設(shè)兩處臨時施工區(qū)。

廠區(qū)整平，使該區(qū)域地表裸露，破壞了原地貌。房屋建筑，使地面裸露、破壞原地貌，同時回填土方臨時堆置，易產(chǎn)生流失；廠區(qū)主干道用于場內(nèi)、場外交通，在路面未硬化前，路基土質(zhì)松散，遇惡劣天氣加之車輛運(yùn)輸將產(chǎn)生一定程度的水土流失；施工期間臨時施工區(qū)內(nèi)有臨時房建及機(jī)械設(shè)備遮蔽，水土流失輕微；剝離表土臨時堆置，土質(zhì)疏松，易產(chǎn)生流失。

2.3 輸電線路區(qū)

輸電線路為架空方式引接，施工主要為塔(桿)基開挖及線路架設(shè)，輸電線路雖然土方量小，但是施工機(jī)械運(yùn)輸、碾壓會對沿線原地貌擾動，破壞原地表植被，易產(chǎn)生水土流失。

3 水土流失防治分區(qū)及分區(qū)防治措施

3.1 水土流失防治分區(qū)

根據(jù)主體工程布局和施工特點(diǎn)，結(jié)合項目建設(shè)期間各區(qū)水土流失的特點(diǎn)和水土保持治理方向進(jìn)行水土流失防治分區(qū)。將項目區(qū)劃分為光伏發(fā)電防治區(qū)、辦公及電站防治區(qū)、輸電線路防治區(qū)3個防治分區(qū)。

3.2 分區(qū)防治措施

按照《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB50433-2008)要求，結(jié)合主體工程中具有水土保持功能的設(shè)計，針對工程施工建設(shè)期間因壓占、開挖擾動、工程填筑等施工作業(yè)活動對占地區(qū)原地貌和植被的破壞程度，因地制宜布設(shè)水土流失防治措施，采取工程措施、臨時防護(hù)措施和植物措施相結(jié)合進(jìn)行綜合治理，有效控制項目區(qū)新增水土流失，逐步改善生態(tài)環(huán)境。施工期間對臨時堆土區(qū)的松散面采取必要的防護(hù)、攔擋和遮蓋措施，以免造成水土流失，影響正常施工；臨時挖方堆放到指定位置，做到先攔后棄。

3.2.1 光伏發(fā)電區(qū)

1)光伏陣列區(qū)：

光伏陣列區(qū)土建工程為大棚的建設(shè)。工程開挖土方分別堆放于每處大棚內(nèi)部，共布設(shè)336處臨時堆土區(qū)。由于臨時堆土的時間較短，為避免臨時堆土產(chǎn)生流失，在堆置表面進(jìn)行壓實處理，壓實厚度為0.2m。

施工期間通過宣傳標(biāo)語等活動加強(qiáng)施工人員水土保持意識，控制施工作業(yè)范圍，避免擴(kuò)大擾動面積；大棚數(shù)量達(dá)336個，建議進(jìn)行分組、分片施工，不宜全面鋪開，以減少裸露地表時間。

2)運(yùn)輸?shù)缆罚?/p>

運(yùn)輸?shù)缆窞檫B接各大棚之間的道路，呈“王”字型，路面寬4.0m，單側(cè)并布設(shè)有0.7m寬的混凝土排水溝。項目建成后，運(yùn)輸?shù)缆芳芭潘疁暇鶠橛不孛婕皽系溃淮嬖谒亮魇А?/p>

3)光伏陣列保護(hù)區(qū)：

本工程布設(shè)了336個大棚，同時為了避免陣列之間遮陰，光伏電池組件前后排陣列最小間距為10.2m。根據(jù)工程布置情況，大棚之間的保護(hù)范圍在扣除運(yùn)輸?shù)缆泛?，光伏陣列保護(hù)區(qū)內(nèi)的空地尚有17.01hm2。

根據(jù)廠區(qū)的整體規(guī)劃，將光伏發(fā)電區(qū)內(nèi)的空地用于廠區(qū)綠化。為保證光伏發(fā)電能夠等到充足的陽光，光伏發(fā)電區(qū)內(nèi)的空地區(qū)采用灌草結(jié)合綠化，以避免影響大棚采光。灌木帶狀混交，株行距1.0m×1.0m，樹種選用胡枝子、連翹等；地面撒播種草，草種選用早熟禾，撒播密度為60kg/hm2。

3.2.2 辦公及電站區(qū)

3.2.2.1 房建區(qū)

房建區(qū)地勢較平坦，施工以辦公樓、職工宿舍、各種文化福利用房以及電站區(qū)建設(shè)為主。工程開挖土方可就近集中堆放于辦公及電站區(qū)內(nèi)的空地區(qū)內(nèi)，由于臨時堆土的時間相對較長較短，為防止回填土堆置期間產(chǎn)生水土流失，對堆土場外表面采用彩條布覆蓋，并在坡腳四周采用草袋充裝廢棄土砌筑土埂臨時攔擋。

同時為保護(hù)表土資源，在房建區(qū)施工前將占地范圍內(nèi)表土剝離，剝離厚度為0.20m，將剝離表土集中直接運(yùn)送到辦公及電站區(qū)內(nèi)的空地區(qū)里，可用于空地區(qū)綠化，其防護(hù)措施同堆土場布設(shè)一致。待施工結(jié)束后，將表土回填于空地區(qū)內(nèi)的綠化區(qū)域，用于主體工程植被綠化施工用土。

3.2.2.2 廠區(qū)主干道

廠區(qū)主干道包括新建廠外主干道和廠內(nèi)主干道兩部分。項目建成后，廠區(qū)主干道及排水溝均為硬化地面及溝道，不存在水土流失，可不采取防護(hù)措施。

主體工程對道路兩側(cè)布設(shè)了綠化工程。場外道路兩側(cè)各栽植2行喬木，樹種選用小葉楊、青楊等，株行距為1.5m×1.5m；在場內(nèi)道路兩側(cè)各栽植2行灌木，樹種選用丁香、連翹等，株行距為1.0m×1.0m。

3.2.2.3 空地區(qū)

空閑地占廠區(qū)總面積的6%，同時在項目建設(shè)中，在空閑地內(nèi)還布設(shè)了兩處臨時施工區(qū)及多處臨時堆土區(qū)。

1)臨時施工區(qū)：

施工期間部分空閑占地作為施工生產(chǎn)生活區(qū)，用于施工駐地、拌和站和施工場地。為保護(hù)、利用表土資源，在施工生產(chǎn)生活區(qū)施工使用前，將占地范圍內(nèi)的表土剝離，將這些表土臨時堆置于施工區(qū)邊側(cè)。

在每處臨時施工區(qū)內(nèi)均規(guī)劃了一處表土堆置區(qū)，堆放的是剝離表土。為防止挖方及表土堆置期間產(chǎn)生水土流失，對堆土場外表面采用彩條布覆蓋，并在坡腳四周采用草袋充裝廢棄土砌筑土埂臨時攔擋。待施工結(jié)束后，將表土回填于臨時施工區(qū)內(nèi)，用于主體工程植被綠化施工用土。

2)綠化工程：

在辦公及電站區(qū)內(nèi)的空地內(nèi)，待主體工程完工后，各個表土堆置區(qū)、臨時堆土區(qū)及臨時施工區(qū)等區(qū)域均被移除，空地區(qū)內(nèi)則成為裸露土地。根據(jù)廠區(qū)規(guī)劃，主體工程對該區(qū)域進(jìn)行廠區(qū)綠化。在綠化設(shè)計中，應(yīng)以辦公及電站區(qū)內(nèi)的綠化為重點(diǎn)，按照景觀要求進(jìn)行布設(shè)。辦公及電站區(qū)周邊綠化要錯落有致，地面鋪草皮，草種選用早熟禾，草皮區(qū)內(nèi)斑塊狀布置灌木，株行距為0.6m×0.6m，樹種選用連翹、榆葉梅或丁香，零星布置高大喬木，樹種選用云杉、垂柳等，株行距為2.0m×2.0m。

項目區(qū)周邊的最外側(cè)栽植喬木，與灌木帶狀混交，株行距2.0m×2.0m，喬木樹種選用樟子松、旱柳、落葉松等，灌木樹種選用胡枝子等。

3.2.3 輸電線路區(qū)

工程桿基開挖土方堆放于每處基坑旁邊的臨時堆土區(qū)，工程共布設(shè)100處臨時堆土區(qū)。由于臨時堆土的時間較短，為避免臨時堆土產(chǎn)生流失，在堆置表面進(jìn)行壓實處理，壓實厚度為0.2m。

在輸電線路布設(shè)完成后，除桿基基礎(chǔ)露出位置外，其余區(qū)域均為裸露的地面。為避免該區(qū)域產(chǎn)生流失，在其上布設(shè)撒播種草，草種選用早熟禾，撒播密度為60kg/hm2。

[1]陳諾夫.光伏發(fā)電與資源環(huán)境[J].電力技術(shù)，2010(02)：54-62.

[2]姜德文.人與自然和諧相處的水土保持理念探討[J].中國水土保持，2004(01)：11-12.

1007-7596(2017)05-0079-03

2017-04-16

袁文龍(1983-)，男，山西忻州人，工程師。

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