上川島風電場工程水土保持生態(tài)建設成效及經驗

吳重仲，陳三雄

(1.中國廣核集團新能源福建分公司，福建 福州 350003；2.中水珠江規(guī)劃勘測設計有限公司，廣東 廣州 510610)

中國風能資源豐富，可開發(fā)利用的風能儲量約10億kW。以廣東省為例，《廣東省打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)實施方案(2018—2020年)》規(guī)劃到2020年底風電投產容量要達到650萬kW，截至2018年底廣東省風電并網裝機容量約510萬kW，風電場建設體量巨大。風能雖為可再生清潔能源，但在風電場工程建設過程中，風機平臺、檢修道路等施工活動擾動、改變了原地貌，破壞地表植被，造成水土流失，對項目區(qū)環(huán)境造成一定影響[1-4]。由于種種原因，許多風電場水土保持工作存在一些問題[5-7]，離“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明建設要求有一定差距。

2011年，水利部印發(fā)了《關于開展國家水土保持生態(tài)文明工程創(chuàng)建活動的通知》，在全國啟動了國家水土保持生態(tài)文明工程創(chuàng)建工作。圍繞建設水土保持生態(tài)文明工程的總體目標，廣東臺山上川島風電場工程建設單位在水土保持方面做了大量工作，成效顯著。2019年3月上川島風電場工程被水利部評為國家水土保持生態(tài)文明工程。本文對上川島風電場工程水土保持生態(tài)建設成效及經驗進行了總結，以期為風電場工程水土保持工作提供借鑒。

1 工程概況

上川島風電場位于廣東省臺山市南部川島鎮(zhèn)上川島，屬典型的海島山地風電場。上川島風電場分兩期建設，共安裝100臺維斯塔斯廠家生產的V52-850 kW型風力發(fā)電機，總裝機容量85 MW。風電場配套建設一座110 kV升壓站，設置兩臺5萬kV的主變壓器。風機經35 kV箱式變壓器升壓后，經7回35 kV集電線路采用地埋電纜與架空線路相結合的方式接入升壓站。

工程總占地面積74.88 hm2，挖方總量78.89萬m3，填方總量72.53萬m3，產生棄方6.36萬m3，棄方全部集中棄置在2處棄渣場內。

2 水土保持生態(tài)建設簡況及成效

工程水土流失防治根據工程布局、施工擾動特點、建設時序、水土流失特征進行分區(qū)防治，共劃分為主體工程防治區(qū)、場內道路防治區(qū)、臨時設施防治區(qū)和棄渣場防治區(qū)4個水土流失防治分區(qū)，其中主體工程區(qū)包括風機基礎、箱式變壓器和110 kV升壓變電站3部分；場內道路防治區(qū)主要包括工程新建(改建)的檢修道路，長約60.0 km，公路等級為山嶺重丘四級標準；臨時設施防治區(qū)包括風機安裝場地、砂石料堆放場、綜合加工廠等；棄渣場防治區(qū)包括工程設置的2處棄渣場。工程建設期間，嚴格按照廣東省水利廳批復的水土保持方案，實施了攔擋工程、斜坡防護工程、防洪導排工程、植被建設工程等水土保持措施，完成的水土保持工程量主要有漿砌石排水溝2.62萬m3，漿砌石擋墻1.31萬m3，漿砌石和格構梁護坡0.34萬m3；種植喬灌木6.80萬株，攀援植物5.71萬株，植草綠化47.45 hm2，完成水土保持投資2 300多萬元。

經過治理，水土流失防治指標達到了生產建設項目水土流失防治一級標準，其中擾動土地整治率99.3%，水土流失總治理度99.0%，土壤流失控制比1.0，攔渣率95.0%，林草植被恢復率98.9%，林草覆蓋率達63.4%。各項水土保持設施運行正常，發(fā)揮了較好的水土保持功能。2016年10月，上川島風電場水土保持設施通過了廣東省水利廳組織的專項驗收。如今，上川島風電場已成為中國廣核集團的標桿型海島山地風電場，已成為當地一道優(yōu)美的風景線和對外宣傳的旅游名片。當地政府部門已著手打造了以風電場道路為主線的潮人徑旅游線路，以64號風機為中心的“棋盤山”生態(tài)旅游景點，為當地帶來了良好的經濟效益，進一步擴大了上川島旅游的知名度。2019年3月，臺山上川島風電場工程被水利部評定為國家水土保持生態(tài)文明工程。

3 水土保持生態(tài)建設經驗

3.1 把水土保持作為建設綠色工程的重要抓手

上川島是南海當中的一座島嶼，素有“南海碧波出芙蓉”之稱，因該島擁有優(yōu)質的海灘，而成為一個著名的旅游島，是四季皆宜的旅游度假圣地。在旅游度假區(qū)內建風電站，該如何協(xié)調好工程建設、環(huán)境保護和生態(tài)旅游的關系，這是擺在建設單位面前的一道難題。為此，建設者們在廣泛調研的基礎上，在建設之初即形成了一套完整的方案。一是提高認識，在思想上高度重視水土保持生態(tài)保護。從工程立項開始，即提出了要把工程建設成為綠色工程的建設目標。風電工程對生態(tài)的影響，最主要是土建施工期的水土流失[8-9]，水土保持工作沒做好，綠色工程建設目標的實現就無從談起。為此，確立把水土保持作為綠色工程建設的重要抓手，高度重視水土保持設施的建設和管理工作，制定了水土保持原生態(tài)保護方案，將水土保持貫穿于工程建設全過程，切實做好了工程建設過程中的水土流失防治工作；二是在工程的選址選線時，在滿足風電場建設要求的基礎上，以不影響或減少對海島景觀、天際線風景影響為前提，對風機機位、檢修道路、集電線路的位置結合景觀要求進行了微調，實現了工程建設、水土保持、景觀要求的統(tǒng)一；三是從綠色經濟角度考慮，提高檢修道路標準。原設計的連接100臺風機的檢修道路(長60 km)為碎石路面，因該島多臺風暴雨，易造成路面沖刷，決定對上川島全場道路按縣級公路標準進行混凝土硬化，增加投資3 000多萬元。從經濟角度看，該項變更使項目投資增加5%，投資收益率下降2%，但運維期間年均維護費用可減少10%；從生態(tài)和社會效益看，既保證了雨天道路暢通和行車安全，同時也減少了水土流失，對促進當地旅游業(yè)發(fā)展、保護生態(tài)和自然環(huán)境起到了積極作用。

3.2 做好工程建設過程中的水土流失防控

a)抓好植被恢復重點。上川島是典型的海島，島上土壤貧瘠、風大、鹽霧大，植被一旦被破壞，恢復十分困難。工程建設過程中，檢修道路的修建、風機平臺的開挖，不可避免的造成植被破壞，工程建設后道路邊坡、風機平臺植被恢復是工程水土保持工作的難點和重點。為做好植被恢復工作，現場土質勘察，多點取土化驗，確定土質情況，為制定種植方案提供基礎數據；組織技術專家，根據土質、氣候等因素確定種植方案，主要包括土壤改良、草種選擇、肥料選擇、施工工序、養(yǎng)護措施；根據種植方案，開始試驗性種植，對方案進行優(yōu)化，保證最大限度成活率；加強種植后病蟲害防治、施肥、澆水、補種等管護，植被恢復取得成功，目前風電場場區(qū)內道路、邊坡、場坪等范圍內綠草如茵、生機盎然，有效防控了工程建設可能造成的水土流失。

b)抓住排水關鍵環(huán)節(jié)。工程所在上川島極易受臺風影響，暴雨多，降雨集中，是造成水土流失的主要源動力，排水是工程水土保持工作的關鍵環(huán)節(jié)。在以往風電建設過程中，一般在后期修筑排水溝，排水溝的標準不高。而在上川島檢修道路修建過程中，路面成型后立即先行修筑好排水溝，且全線都采用高標準的漿砌石進行護砌，提高了使用壽命，有效減少了降雨徑流對開挖面的沖刷破壞。

3.3 注重設計優(yōu)化，強化施工管理

在工程主體設計中，有許多有利于水土保持的設計優(yōu)化。在風機的微觀選址時，利用當時最先進的微觀選址專用軟件進行選址，在綜合考慮上川島地形地貌、氣候條件、湍流等各種因素的基礎上，以少開挖、少破壞為重要參考因子，選擇適合上川島現場的最優(yōu)方案，既保證了風能的最佳利用、風機的運行安全和項目的預期收益，又注重了原生態(tài)的保護。在設備選型上，風力發(fā)電機組選用丹麥Vestas公司生產的V52-850 kW變槳式機組，該機型是Vestas公司成熟機型，采用變速恒頻技術，具備低電壓穿越功能，穩(wěn)定性好、可靠性高，與一般機型相比，相關的土建工作量減少約5%～10%，減少了水土流失。在檢修道路設計時，利用GPS測量技術，對場區(qū)內道路進行多次比較選擇，優(yōu)化道路設計方案，縮短道路里程23 km，縮短約30%，大大減少了對原地貌的破壞。

土建施工的每一個環(huán)節(jié)，直接影響著擾動范圍和水土流失強度[10]。為此，參建各方均十分重視施工過程中的管理，采取了許多有利于水土保持的措施和做法。施工單位制定了《水土流失防治方案》《雨季施工專項方案》等施工過程中水土保持管理文件和質量控制文件，明確了現場水土保持管理要求，要求施工人員進場前需進行水土保持技術培訓，施工過程中要盡量減少對原狀土的擾動，加強表土的保護和利用，使主體工程施工活動中注重水土保持成為一種必然要求。風機平臺施工時，設置了明顯的施工界線，嚴禁越界施工。風機基礎施工放樣采用中心定位放樣法，基槽土石方開挖采用機械與爆破開挖，土方基礎預留30 cm采用人工開挖，避免超挖，減少棄渣量。

3.4 重視項目合法合規(guī)，認真落實“三同時”制度

中國廣核集團高度重視項目合法合規(guī)工作，在上川島項目成立了水土保持工作領導小組，確定一名副總經理主抓水土保持工作建設和管理，明確由工程部負責水土保持的具體實施，并落實了專職人員；在項目前期階段，委托編制了工程水土保持方案報告書，得到廣東省水利廳的批復；足額繳納了水土保持補償費，落實了水土流失防治資金；水土保持工程作為主體工程的重要建設內容，將其納入到主體工程后續(xù)設計和施工組織設計中，與主體工程同步進行設計和施工；工程建設過程中，嚴格執(zhí)行項目法人制、招投標制、建設監(jiān)理制、合同管理制，委托專業(yè)單位開展了水土保持監(jiān)測、監(jiān)理工作；完工后，委托開展了水土保持設施驗收技術評估，通過了廣東省水利廳的水土保持專項驗收；工程水土保持法定程序完整，過程管理規(guī)范。

4 結語

從水土流失角度看，風電場項目具有建設周期短、擾動強度大、植被破壞嚴重等特點[11]，風電場施工期水土流失對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響明顯[12-13]，做好風電項目水土保持工作十分緊迫而重要。上川島風電場在工程建設特點、地形地貌、水土流失等方面，均具有較強的典型代表性[14]。圍繞建設水土保持生態(tài)文明工程的總體目標，上川島風電場在水土保持設施建設方面作了大量卓有成效的工作，實現了工程建設、水土保持、景觀要求的統(tǒng)一，結合生態(tài)旅游，以實際行動轉變了公眾對風電項目水土保持工作的認知，對促進風電工程水土保持工作發(fā)展具有重要意義。