子洲光伏發(fā)電項目水土保持評價及對策

喬 東

（子洲縣水利局，陜西 榆林 718499）

1 概況

子洲縣是陜西省水土流失最為嚴重的地區(qū)之一，水土流失以風力侵蝕和水力侵蝕并重，區(qū)域土壤容許流失量為1000 t/(km2·a)，侵蝕模數(shù)為10000 t/(km2·a)～20000 t/(km2·a)。子洲縣150 kW 分布式光伏發(fā)電項目位于子洲縣裴家灣鎮(zhèn)、周家鹼鎮(zhèn)等，總占地面積約8.4 hm2，采用多晶硅太陽能電池板固定傾角安裝，建設一期容量均為20 MWp 光伏發(fā)電系統(tǒng)。本項目共安裝多晶255 W 太陽能電池板79200 塊。廠址現(xiàn)為荒地砂層厚度約5 m～10 m，呈半固定的風積砂丘，無不良地質現(xiàn)象，適宜作為建設用地。

2 主體工程水土保持分析與評價

2.1 選址水土保持制約性因素分析

子洲縣光伏發(fā)電項目工程建設占地少，站址選擇中充分考慮了光伏板布置、進出線設置、站址地形、項目擴建以及水土流失等各方面因素。項目區(qū)選址未處于泥石流易發(fā)區(qū)、崩塌滑坡危險區(qū)以及易引起嚴重水土流失和生態(tài)惡化的地區(qū)；未占用國家水土保持和陜西省水土保持劃定的重點治理區(qū)以及水澆地等生產(chǎn)力較高的土地，選址符合水土保持要求。

2.2 主體工程方案比選水土保持分析

2.2.1 光伏組件選型合理性分析

商用太陽能主要有非晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、單晶硅太陽能電池、碲化鎘電池和銅銦硒電池等，本工程以固定式安裝20 MWp 裝機容量為基準，對全部采用多晶硅太陽能電池組件（方案一）、全部采用非晶硅薄膜太陽能電池組件（方案二）兩個方案進行比選。經(jīng)綜合考慮各種因素，特別是建設占地面積較其它小的優(yōu)點，確定本項目推薦選用多晶硅光伏電池組件，符合水土保持選擇要求。

一般的多晶硅電池裝機容量僅為20 MWp，這就使得組件用量大、安裝量大，占地面積廣，因此在工程設計時，優(yōu)先選用規(guī)格為300 Wp 的單位面積功率大的多晶硅太陽能電池組件，以減少占地面積，符合水土保持選擇要求。

2.2.2 光伏組件方陣的安裝方式

光伏組件方陣的布置形式對系統(tǒng)接收到的太陽總輻射量、占地面積和水土流失有很大的影響，從而影響到光伏供電系統(tǒng)的發(fā)電能力。光伏組件方陣安裝常用的方式有固定式安裝、水平單軸跟蹤、傾斜單軸跟蹤和雙軸跟蹤，主體工程經(jīng)過比選，決定采用固定式安裝，較其它三種運行方式發(fā)電能力受影響較大，但占地相對較小，符合水土保持選擇要求。

2.3 推薦方案的水土保持分析評價

2.3.1 工程建設方案與布局評價分析

子洲縣光伏發(fā)電項目區(qū)為省級水土流失重點治理區(qū)。項目開發(fā)建設不可避免的破壞植被，會引發(fā)和加劇水土流失。通過施工中和結束后水土保持措施的實施，可以控制、減少和及時修復建設造成的水土流失不良后果，因此項目施工對區(qū)域生態(tài)環(huán)境不會造成較大的影響。項目區(qū)內無建筑物拆遷，沒有制約因素，選址基本符合水土保持相關技術規(guī)范的要求。

2.3.2 工程占地和臨時堆土場分析評價

本工程總占地面積8.4 hm2，其中永久占地面積6.64 hm2，臨時占地面積為1.76 hm2。占地類型為草地，未占用耕地，符合開發(fā)建設項目要求。工程建設將永久用地和臨時占地相結合，盡量利用已建和已有設施，避免不必要的占地，減小對原地貌及植被的破壞，從水土保持角度分析是可行的。據(jù)現(xiàn)場調查本工程項目內設有一處臨時堆土場，堆土場設有臨時遮擋、遮蓋等防護設施，堆土在場內不會堆放過長時間，堆土場未處于崩塌、滑坡危險區(qū)和泥石流易發(fā)區(qū)，未處于河道管理范圍，符合水土保持要求。

2.3.3 土石方平衡分析評價

子洲縣光伏發(fā)電項目在基礎開挖時，以保證承載力、移挖作填為原則，盡量減少開挖量。在工程填筑中，優(yōu)先考慮開挖土料，并進行充分利用，以減少工程開挖帶來的棄渣量和外借方，從源頭減少水土流失物質源，減少對地面的擾動和植被的破壞。從水土保持角度分析，這些原則和措施，有利于防治水土流失，主體設計土石方平衡符合水土保持的要求。

2.3.4 施工方法（工藝）分析評價

太陽能電池組件基礎采用混凝土鉆孔灌注樁基礎，無需大面積平整場地，開挖量、回填量較小；箱式變壓器開挖土石方沿坑槽周邊堆放，回填時分層回填、分層夯實；吊裝場地綜合利用光伏組件區(qū)，箱變采用汽車吊吊裝，滿足施工需求的同時，減少占地面積；太陽能電池板安裝無需大、中型吊裝機械，采用人工安裝即可，符合水保要求。35 kV 開關站場地平整利用原地形自然地勢移挖作填，減少動土方量。道路路基修筑采用壓路機、推土機等機械和人工相結合作業(yè)，路基施工挖方段與填方段同時進行，有利于路基挖方的利用和縱向調度，盡量減少棄渣，符合水土保持要求。集電線路的電纜溝主開挖采用分段施工，邊挖、邊施工、邊回填。施工后段要恢復植被，防治水土流失。臨時設施區(qū)場地平整利用原地形自然地勢移挖作填，減少動土方量。

綜上所述：主體施工組織、施工方法及施工工藝等盡量從保持水土、保護環(huán)境等方面考慮，基本符合水土保持要求。

3 水土流失預測

3.1 擾動地表、損壞水土保持設施預測

根據(jù)主體工程設計統(tǒng)計，本次建設區(qū)總面積合計8.4 hm2，其中永久占地6.64 hm2，臨時占地1.76 hm2。通過對本工程擾動地表范圍的調查，占地類型為草地，面積7.50 hm2。

3.2 水土流失量預測

通過對光伏電場施工期和自然恢復期的水土流失影響因素分析，建設期中各施工區(qū)普遍存在水土流失。自然恢復期內，除建筑物設施覆蓋或水泥硬化的地段無水土流失，其它擾動區(qū)域由于植被尚未恢復成形，仍將產(chǎn)生一定的水土流失。故確定本工程建設可能引發(fā)水土流失的面積是8.4 hm2。不同時段可能引發(fā)水土流失的面積分別為：施工期（含施工準備期）水土流失的總面積是7.50 hm2，自然恢復期水土流失的總面積7.32 hm2。施工建設期（含施工準備期）為5 個月；項目區(qū)降雨量雖然相對充足，但土壤質地較粗，植被在較短的時間內難以恢復，因此確定自然恢復期為2 年。

根據(jù)《開發(fā)建設項目水土保持技術規(guī)范》的規(guī)定和工程建設特點，經(jīng)查閱榆林市水文資料，結合水土保持監(jiān)測站的監(jiān)測數(shù)據(jù)，本方案水土流失調查方法采用現(xiàn)場估算法。經(jīng)估算，水土流失量預測結果：本項目擾動土地面積7.50 hm2，損壞、占壓的水土保持設施面積7.50 hm2。預測施工期(含施工準備期）水土流失總量93.75 t，其中：新增56.25 t。預測自然恢復期水土流失總量263.36 t，其中：新增116.96 t。預測本區(qū)水土流失總量357.11 t，其中：新增173.21 t。根據(jù)本項目建設特點，結合項目區(qū)自然條件，確定本項目建設和運行期間的水土流失類型以水力侵蝕為主，水土流失預測的重點是工程建設期間。水土流失預測時段為2017 年～2019 年。

4 水土流失防治對策

通過以上評價可知，子洲縣7.2 萬kW 分布式光伏發(fā)電項目雖然建設方案可行，但也不可避免地產(chǎn)生一定的水土流失，需要采取一定的水保補救措施。

4.1 工程措施

光伏發(fā)電站區(qū)施工活動主要表現(xiàn)在局部場地平整及清理地表植被，擾動原地貌，破壞地表植被。針對此，在施工結束后，對光伏板之間以及板下裸露地表的土地平整措施，估算平整面積4.30 hm2。35 kV 開關站施工前先修建圍墻，估算土地平整面積0.18 hm2。進站道路一側設漿砌石排水溝，匯集雨水自然排出站外，排水溝長約153 m。檢修道路一側設漿砌石排水溝，匯集雨水自然排出站外，排水溝長約3437 m。防洪標準按10 年一遇洪水設計。排水溝斷面設計為梯形斷面，底寬0.6 m，溝深0.7 m，縱坡為1/200，邊坡1∶1，流速為1.53 m3/s。結構形式為土質，故糙率為0.023。經(jīng)計算，不淤流速為0.30 m/s。

4.2 植物措施

根據(jù)立地條件，按照“適地適樹、適地適草，對位配置，鄉(xiāng)土樹種優(yōu)先”的原則種草，在光伏板裸露區(qū)域撒播草籽。在光伏發(fā)電區(qū)整平地表空地種草綠化，采用撒播草籽的方式，種草面積4.30 hm2，草籽撒播量100 kg/hm2。對于箱變及逆變壓器按每個箱變基礎面積20 m2，20 個平整面積約0.04 hm2進行種草，草籽撒播量100 kg/hm2。集電線路采取直埋電纜溝的方式，電纜溝基本沿道路布置，施工前平整面積0.45 hm2，工程結束后種草綠化，種草面積0.45 hm2，草籽撒播量100 kg/hm2。

4.3 臨時措施

對于臨時堆土，在其周邊設置臨時攔擋措施，采用裝土草袋進行攔擋，估算長度25 m。為減少堆土在大風天產(chǎn)生揚塵，對檢修道路、箱變及逆變壓器室及電纜溝臨時堆土采取集中防護，剝離的表土采取密目網(wǎng)遮蓋的方式，估算臨時遮蓋面積60 m2。對于箱變及逆變壓器室開挖產(chǎn)生的臨時堆土，在其周邊設置臨時攔擋措施，采用裝土草袋進行攔擋，估算長度50 m。剝離的表土采取密目網(wǎng)遮蓋的方式，估算臨時遮蓋面積120 m2。

4.4 預防保護措施

主體工程及水土保持工程的施工時序和施工期臨時防治措施的安排要合理；施工中對表土堆放和使用做好合理安排；運輸?shù)缆仿访嬉ㄆ跒⑺?；對運輸土石料車輛進行遮蓋；對交叉工程做到“先擋后筑，先排后挖”；對工程建設未擾動或擾動較輕的區(qū)域，盡量保持原狀；工程施工中應落實水土保持監(jiān)督、監(jiān)理和監(jiān)測工作保證水土保持方案落實。建設中要求施工單位要文明施工，本方案對灑水措施只提要求、運輸土石料車輛進行遮蓋提建議。

5 結語

經(jīng)分析探討，子洲縣7.2 萬kW 分布式光伏發(fā)電項目建設符合國家鼓勵資源循環(huán)利用方針政策。項目不存在水土保持制約因素，從水土保持從角度認為該光伏發(fā)電項目建設是可行的。同時，提出采取土地平整、建設排水溝和植樹種草等工程植物和臨時措施，切實減小項目建設帶來的水土破壞，實現(xiàn)了生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益的統(tǒng)一。