山區(qū)風力發(fā)電場景觀設計研究
——以湖北大悟縣大坡頂風電場為例

湖北美術學院環(huán)境藝術設計系 | 尹傳垠

湖北美術學院環(huán)境藝術設計系 | 李文思

一、背景與目的

目前全球化石燃料——煤、石油、天然氣等資源日益匱乏，其燃燒排放出的氣體污染正在威脅著人類生存環(huán)境。風能作為一種再生的清潔能源，是促進低碳經濟平穩(wěn)發(fā)展的動力源泉，也是實現(xiàn)科學的、綠色的能源經濟的重要方式之一，風力發(fā)電的前景不可估量，因而越來越受到世界各國的重視。

從能源發(fā)展角度看，風電作為理想的、穩(wěn)定的、可靠的清潔能源，擺脫化石燃料的桎梏，很大程度上減輕大氣環(huán)境壓力。但從建設角度來看，風電場無論是在平原、海上或者山區(qū)，其建設過程不可避免的都會對局部生態(tài)環(huán)境和自然景觀產生一定的負面影響，如風機安裝、場區(qū)道路修建、基礎建造和棄土堆置等活動，都會或多或少地對原地表土壤、植被和自然景觀造成一定的破壞，甚至會誘發(fā)水土流失等地質災害。因此，在山區(qū)風電場勘測設計中，如何根據山區(qū)氣候、地形地貌、植被分布等自然環(huán)境特征，避免相關地質災害的發(fā)生，將山區(qū)環(huán)境與風電建設結合，形成綠色、生態(tài)、環(huán)保的景觀式山區(qū)風力發(fā)電場，在提高風電運營效益的同時，改善和提升場區(qū)環(huán)境，達到風電場功能性與景觀性的有效統(tǒng)一，是目前風電場建設中主要需要解決的主要問題之一。

本文對湖北省內多處山區(qū)風力發(fā)電場工程建設的現(xiàn)狀進行調研，以湖北大悟縣大坡頂風電場為例，從生態(tài)修復到景觀提升，并融入當?shù)貐^(qū)域文化特色，打造“科技與景觀融合、科技與文化融合、科技與旅游融合”的示范性工程，為其他地區(qū)的山區(qū)風力發(fā)電場的景觀提升設計提供參考。

二、調研與分析

1. 項目概述

近年來，隨著中廣核集團對湖北地區(qū)風電場建設的重視，大悟縣、廣水市、利川市等地開始興建多個風力發(fā)電場，其中，有著華中“風電之都”之稱的大悟縣為湖北地區(qū)主要風電項目之一，目前已建成7 個風力發(fā)電場，分別是江家山風電場、大坡頂風電場、光頭山風電場、舒家山風電場、擂鼓臺風電場、五岳山風電場和魯家畈風電場。由于江家山風電場、大坡頂風電場和擂鼓臺風電場距離大悟縣城較近，能夠與城內“澴河公園”綠道接合。根據建設方要求，在當?shù)卣闹鲗?，上述三個風電場建設需統(tǒng)籌生態(tài)修復、景觀提升和城市綠道延伸三個方面的功能。特別是位于城區(qū)南側的大坡頂風電場，由于其海拔較高、地形復雜，前期建設過程中忽視了對山區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護，造成了大量山體植被破壞、水土流失等現(xiàn)象，當?shù)匕傩諏Υ擞性S多負面評價。因此根據以上問題，結合生態(tài)修復，進行風電場景觀提升，打造風電技術與生態(tài)修復結合、城市發(fā)展與生態(tài)旅游結合的景觀式風電場尤為重要。

2.環(huán)境概述

湖北大悟陽平大坡頂風電場安裝單機容量 2000kW 風機 48 臺，總裝機容量為 96MW。該工程位于大悟縣北部，場區(qū)地貌形態(tài)屬低山區(qū)，山頂高程 250m～410m，坡度 10°～50°，風電場用地范圍南北方向長約 8.5km，東西方向寬約2.2km，地勢總體由東北向西南遞減，風機沿山頂( 脊) 布置。另外，根據《湖北大悟陽平大坡頂風電場項目環(huán)境影響報告書》中記錄，通過測風塔測量的數(shù)據顯示，大坡頂風電場年度風速變化幅度較大，而大坡頂風電場日風速變化幅度較小[2]。從植物分布情況來看，山體主要為馬尾松+ 麻櫟林和馬尾松+ 楓香樹林，還有零星分布針闊葉混交林以及經濟林（烏桕、油桐、油茶等）。

3.現(xiàn)狀概述

針對大悟縣山區(qū)風力發(fā)電場的景觀情況，作者和團隊分別對江家山風電場、大坡頂風電場、擂鼓臺風電場和五岳山風電場，進行了實地考察，重點調查了場內道路、邊坡、風車平臺以及場區(qū)相關設施等建設情況。其中大坡頂風電場是本次修復工程的重點區(qū)域，筆者和團隊進行了更為詳細現(xiàn)場調研，并與場區(qū)工作人員及當?shù)乩习傩战涣鳌?/p>

（1）道路

大坡頂風電場有48 臺風機，分布較為分散，場內道路隨著風機位置盤山而行。道路寬度為4.5 米以內，路面縱坡小于 14%，彎道半徑小于10 米。場區(qū)內大部分路段鋪裝為水泥鋪面，其余路段多為碎石路面和粘土路面。道路兩側植被恢復缺乏有效措施，施工邊坡和擋土墻建設也沒有達到規(guī)范要求?？傮w上，道路環(huán)境與周圍山體自然景觀、風車景觀相比顯得突兀。

（2）邊坡

現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，邊坡上的原生植物、土壤、地表破壞比較嚴重，使得植被覆蓋率降低，大量黃土裸露，松散土石方隨處可見，水土流失現(xiàn)象嚴重。部分地段存在安全隱患。

（3）風車平臺

風車平臺綠化效果不佳，配套設施單一，機柱安全設施不全。平臺周圍環(huán)境植被較稀疏，多為雜草。平臺內已建設的鋪裝和步道材料質量不佳，破壞嚴重，特別是邊坡護欄工藝粗糙，視覺和觸覺效果差。

（4）變電箱

每個風機均配套有一個組合式變壓器（俗稱美式箱變，也叫箱式變壓器），既保障電力轉換也保證供電靈活性。它們以鍍鋁鋅鋼板作為電箱外殼，要求密封性強、絕緣性好、體積小、不宜搬動。為了安全起見，部分變電箱外圍安裝了金屬柵欄，但涂裝和樣式顯得低端和簡陋。

（5）升壓站

每個風電場都有一處集中式升壓站，同時兼具管理和辦公功能，每個升壓站主要分為兩個區(qū)域：配電裝置區(qū)及辦公生活區(qū)。大坡頂升壓站位于東北側的位置是配電裝置區(qū)域，有配電樓、主變壓器等電力裝置。站區(qū)西南側為辦公生活區(qū)域，包括辦公綜合樓、工作人員宿舍等。辦公生活區(qū)域前側，為大坡頂風電場出入口，整個站區(qū)只有一個出入口。升壓站作為風電場的核心區(qū)，使用方對景觀效果的提升尤為重視。

結合上述現(xiàn)場情況，優(yōu)化方案應從風電場整體布局、交通沿線、風機平臺景觀空間和公共配套設施以及景觀植物五個方面結合現(xiàn)場實際情況進行景觀優(yōu)化設計。

三、湖北大悟縣大坡頂風電場景觀設計研究分析

1. 設計主題

根據當?shù)卣囊蠛屠习傩盏脑V求，結合大坡頂風電場與大悟縣城的城市關系，因地制宜地將電場建設與山區(qū)環(huán)境相融合，將大坡頂風電場打造成優(yōu)美、生態(tài)、環(huán)保的山區(qū)景觀式風電場是本次設計的目標。團隊力求風電場功能性與景觀性的協(xié)調發(fā)展，努力實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，推動生態(tài)理念與城市建設的和諧統(tǒng)一，成為大悟縣城市綠道功能的補充和延伸，提出了“風車花海，云中畫廊”的景觀設計主題，得到相關部門和當?shù)乩习傩盏目隙ā?/p>

2. 主要設計內容

（1）總體布局

大坡頂風電場目前安裝的48 臺風機分布在長8.5KM，寬2.2KM 區(qū)域的十幾個山頂上，根據實地調查，最終選取了331007、331008、331009 號三個風機平臺及其周圍環(huán)境為重點設計對象，從331007號風機位置到出入口之間的道路為重點景觀道路。根據測量結果顯示，道路造景長度約3500 米，具體風機分布圖見圖1。

（2）植物配置設計

大坡頂風電場中山體中部和下部區(qū)域植被較茂密，多為高 2m 左右的灌木，喬木以馬尾松+ 麻櫟林和馬尾松+ 楓香樹林為主，還有零星分布的針闊葉混交林以及經濟林（烏桕、油桐、油茶等）；而山體上部喬木較稀疏，多為雜草。為了營造“風車花?！毙Ч?，需大量增加多季節(jié)性花卉植物，如4-6月以杜鵑花為主，滿山的映山紅與矗立山頭的風車景觀相互映襯。當其花期結束之時，會由相應季節(jié)開花的輔助花卉植物替代，如紫藤、石榴花、凌霄花、柳葉馬鞭草、夾竹桃等，具體花卉植物配置詳見表1。

表1 大坡頂風電場花卉植物搭配一覽表

（3）重點出入口造景設計

一般的風電場為了生產安全要求，出入口往往設計成隱蔽式或封閉式，禁止人畜隨意出入。大坡頂風電場由于觀景和健身的屬性，需參照森林公園入口的做法，既有導向性又不能過于突兀。因此，根據該電場所處的地形特點，合理設置了入口造景墻和造型小品，對景墻周圍植被進行園林化改造，避免周圍土壤裸露，并與周邊民房適當形成空間分隔，從而明確功能分區(qū)，體現(xiàn)大坡頂風電場的生態(tài)性和景觀性。

（4）道路造景設計

風場內的道路造景設計主要分為兩個部分進行，分別為路面修復和路邊環(huán)境整治。經現(xiàn)場勘察，場區(qū)內部分道路與當?shù)鼐用窀N、放牧以及村莊內部交通相重合，因此道路造景設計需要結合現(xiàn)場實際情況開展。由于場內路面水泥鋪裝約占三分之一路段，其余為沙礫和土路，受雨水侵蝕嚴重，如果要作為觀景和游覽線路，需整體改造路面，按照道路基本規(guī)范要求鋪設具有承載力、耐久性、舒適性、安全性的水泥路面，劃清隔離線，提高整體道路品質。為了安全在陡峭路段設置防滑措施，用毛糙的石塊進行鋪裝。另外，由于風場開發(fā)建設已對道路兩旁的環(huán)境造成了破壞，需要在進行路面修復的同時進行邊坡環(huán)境整治和景觀提升。垂直綠化是一種有效保護邊坡的方法，如種植適于在山體陡坡、巖壁等處生長的藤本植物，如凌霄花、油麻藤等，緩解邊坡水土流失狀況，增強道路的景觀性。（見圖2）。

圖1 大坡頂風電場風機分布圖

圖2 大坡頂風重點道路邊坡造景改造前后

圖3 大坡頂風電場重點景觀臺景觀改造前后

圖4 大坡頂風電場電箱外包改造前后

圖5 護欄

圖6 大坡頂風電場導向標識效果圖

（5）風車機柱涂裝設計

風車發(fā)電機是整個風力發(fā)電場的核心部件，其中風車機柱是風車發(fā)電機的重要組成部分。風車造型雖簡潔、大方，但目前普遍采用單一的白色涂料，從藝術設計的角度上來看顯得單調缺乏必要的變化，在保障風機正常安全運行的前提下，將機柱進行藝術涂裝設計應該是必要的。涂裝方式不僅可以根據需要進行色彩搭配，還可以適當融入當?shù)匚幕?。大坡頂?shù)闹饕坝^式風電平臺的風機均采用漸變式色彩，并且融入了花卉圖案來豐富“童話風車”的效果。

（6）重點風車平臺造景設計

重點風車平臺是大坡頂風電場景觀設計改造的重要節(jié)點。一般要求風車平臺占地面積約1500 m2左右，大多數(shù)平臺位于山頂，在風場開發(fā)建設初期，場地開挖、風機安裝等活動對該區(qū)域原地表破壞較大，特別是對土壤和植被的破壞，使得后期恢復困難，導致植被稀疏情況嚴重。因此在進行風車平臺景觀設計時，首先應進行空間劃分，界定硬化和綠化范圍。風車機柱周邊土壤需要改良，并種植多種花卉植物，既是對風機的保護，也是視覺景觀重點，形成花的海洋。硬化區(qū)域作為人流集中的空間，可鋪設景觀道路，打造小型景觀游步道。一般來說場地周邊挑出部分視野較好，可設計成觀景平臺，游人在此可游覽遠處風車景觀與美麗的自然風光，達到延伸景觀視線的目的。具體改造前后對比見圖3。

（7）公共配套設施設計

作為具有旅游和觀景功能的風電場，對相關配套設施進行優(yōu)化設計是必要的，如電箱外型、護欄、休息座椅、觀景亭、公共衛(wèi)生間、導向標識等公共服務設施，在保證其基本功能的前提下，可進行外形色彩、材質等方面的優(yōu)化設計。

電箱：周圍護欄造型的設計采用刻有杜鵑花造型的方鋼，突出大坡頂風電場花卉主題使其具有美觀性、散熱性和透氣性。為了弱化電箱刻板的造型涂裝改成與周圍山體自然環(huán)境相似的墨綠色，將生硬冰冷的“鐵盒”隱藏在山體環(huán)境之中（圖4）。

護欄：主要運用在重點景觀眺望臺上，為了與環(huán)境融合，采用毛石與原木相結合的方式，如造價受限制，可采用仿石或仿木的預制混凝土材料（圖5）。一般來說，避免使用光潔的不銹鋼等現(xiàn)代材料，其造型風格應簡潔大方。

導向標識：作為景觀式風電場，導向標識牌的設置和設計也應統(tǒng)籌規(guī)劃。其樣式和材料與上述護欄設計一樣，可參考國內外國家公園的相關要素和建議進行設計，力求與山區(qū)環(huán)境的深度融合。大坡頂風電場要求設計三種不同造型和不同尺度的導識標牌，材質都以木質或仿木材料為主，能更好地融入山區(qū)自然環(huán)境。（具體改造效果見圖6）。

休息驛站考察過程中在某些道路節(jié)點上發(fā)現(xiàn)多處用毛石堆建的廢棄工作用房，從而因地制宜地將廢棄房屋進行優(yōu)化設計，作為驛站提供休憩停留的場所，提升風場使用效率。

四、結語

山區(qū)風力發(fā)電場如果與生態(tài)旅游相結合，既滿足觀景、徒步、登山、賞花，又可以近距離感受、了解風力發(fā)電技術，從而達到技術生活化，場區(qū)旅游化，能源綠色化，因而有著廣泛的發(fā)展前景。山體之間壯麗的“風車陣”景觀，誘人的“風車花?！摈攘Γ瑵庥舻纳鷳B(tài)環(huán)境游氛圍，獨特的山區(qū)生態(tài)環(huán)境，在青山云海之中，構成了一副大自然和高科技相結合的優(yōu)美畫。山區(qū)風力發(fā)電場的景觀優(yōu)化設計是打造科技、人文和自然相融合的示范性工程，本文以湖北省大悟縣大坡頂風電場為具體案例，以本背景與目的，調研與分析、景觀設計研究幾個方面進行深入思考，為我國當前飛速發(fā)展基礎設施建設提供設計和研究參考。