鐵嶺柴河水庫光伏電站主體工程水土保持分析與評(píng)價(jià)

(遼寧省柴河水庫管理局有限責(zé)任公司，遼寧 鐵嶺 112000)

1 項(xiàng)目概況

鐵嶺柴河水庫15MW漁光、農(nóng)光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目屬于光伏發(fā)電類項(xiàng)目，位于遼寧省鐵嶺縣柴河水庫壩下北側(cè)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)123°57′，北緯42°29′，場(chǎng)區(qū)海拔高度70～110m。本期規(guī)劃容量為15MWp，光伏電站等級(jí)為Ⅱ級(jí)，光伏陣列支架結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0。升壓站建(構(gòu))筑物安全等級(jí)為二級(jí)，工程年均發(fā)電量1792.63萬kW·h。主要建設(shè)內(nèi)容：光伏列陣區(qū)共建設(shè)15個(gè)光伏逆變升壓?jiǎn)卧?，每個(gè)逆變升壓?jiǎn)卧?套逆變器房與1臺(tái)1100kVA、10kV箱變組成；逆變升壓?jiǎn)卧ㄟ^集電線路，經(jīng)綜合配電室升壓后接入輸電線路。工程主要包括升壓站、光伏陣列區(qū)、箱變逆變區(qū)、檢修道路、施工生產(chǎn)生活區(qū)、輸電線路。項(xiàng)目總占地面積33.26hm2，占地類型為魚塘、疏林地、舊路及建設(shè)用地。本項(xiàng)目總挖方4768m3，總填方4768m3，不產(chǎn)生棄土棄渣；其中，表土剝離1543m3、表土回填1543m3。

2 主體工程水土保持分析與評(píng)價(jià)

2.1 主體工程選址(線)水土保持制約性因素分析與評(píng)價(jià)

工程所在地鐵嶺縣，屬于東北漫川漫崗水土流失重點(diǎn)治理區(qū)及遼北漫川漫崗水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。該工程未處于泥石流易發(fā)區(qū)、崩塌滑坡危險(xiǎn)區(qū)以及易引起嚴(yán)重水土流失和生態(tài)惡化的地區(qū)；未涉及全國水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的水土保持監(jiān)測(cè)站點(diǎn)及重點(diǎn)試驗(yàn)區(qū)；未處于重要江河、湖泊以及跨省的其他江河、湖泊水功能一級(jí)區(qū)的保護(hù)區(qū)和保留區(qū)以及水功能二級(jí)區(qū)的飲用水源區(qū)；未經(jīng)過環(huán)境敏感區(qū)域。項(xiàng)目位于柴河水庫壩下，不屬于柴河水庫水源保護(hù)區(qū)范圍。從水土保持角度分析，該工程所在地鐵嶺縣雖屬于東北漫川漫崗水土流失重點(diǎn)治理區(qū)及遼北漫川漫崗水土流失重點(diǎn)治理區(qū)，但通過采用水土流失防治一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施水土保持措施，優(yōu)化施工工藝，減少地表擾動(dòng)和植被損壞范圍，可有效控制可能造成的水土流失。綜上所述，該項(xiàng)目建設(shè)不存在水土保持制約性因素。

2.2 主體工程方案比選的水土保持評(píng)價(jià)分析

項(xiàng)目選址于壩下北側(cè)主要是考慮能夠有效利用現(xiàn)有地形，降低成本，而且地勢(shì)開闊，交通便利，可減少項(xiàng)目對(duì)周邊環(huán)境造成的影響。在施工過程中建設(shè)單位應(yīng)嚴(yán)格做好水土保持措施，將對(duì)附近村莊和河流的影響降到最小。該項(xiàng)目選址無其他制約性因素，故主體設(shè)計(jì)推薦該項(xiàng)目選址方案，不進(jìn)行方案比選。

2.3 推薦方案的水土保持分析評(píng)價(jià)

2.3.1 工程占地分析評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目占地總面積33.26hm2，其中永久占地33.25hm2、臨時(shí)占地0.01hm2。光伏陣列區(qū)占地面積28.93hm2；箱變逆變區(qū)占地面積0.03hm2；檢修道路占地面積2.87hm2，升壓站占地面積0.41hm2，施工生產(chǎn)生活區(qū)占地面積1hm2，輸電線路區(qū)占地面積0.02hm2，占地類型為魚塘、疏林地及建設(shè)用地，該工程涉及的升壓站及線路建設(shè)用地均為鐵嶺遼水光伏發(fā)電有限責(zé)任公司自有土地，無須辦理土地審批手續(xù)。光伏電站施工活動(dòng)均在光伏電站圍欄內(nèi)進(jìn)行，施工臨時(shí)建筑均建設(shè)在永久占地內(nèi)空地，不再增加臨時(shí)擾動(dòng)占地。從水土保持角度來說，達(dá)到了土地集約化使用和利用最大化，滿足水土保持要求。

2.3.2 土石方平衡分析評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目總挖方4768m3，總填方4768m3，無借方和棄方，土石方達(dá)到平衡(見表1)。

表1 表土平衡詳情

2017年5月，該項(xiàng)目開工建設(shè)，2017年9月，全部建設(shè)完成，施工前進(jìn)行表土剝離并進(jìn)行有效防護(hù)，電纜溝、逆變箱等基礎(chǔ)開挖做到分段開挖、防護(hù)、及時(shí)回填，挖方臨時(shí)堆存于各區(qū)內(nèi)，然后進(jìn)行回填或者道路填筑。檢修道路分布于光伏陣列區(qū)內(nèi)部及邊緣。主體工程考慮了電纜溝占地范圍，箱變逆變、升壓站、輸電線路占地范圍的表土剝離及覆土，有效保護(hù)了表土資源，建設(shè)期對(duì)其臨時(shí)堆存增加防護(hù)措施。主體工程土石方挖填、利用、調(diào)配合理，符合水土保持要求。

2.3.3 工程施工組織分析與評(píng)價(jià)

項(xiàng)目區(qū)的總平面布置盡可能做到永久、臨時(shí)相結(jié)合，將整個(gè)光伏電站劃分為光伏陣列區(qū)、箱變逆變區(qū)、升壓站區(qū)、檢修道路區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)。將光伏陣列區(qū)、集電線路和箱變逆變區(qū)分成兩個(gè)集電單位，分批安裝、調(diào)試，這樣既可以提高施工效率，也可以保障光伏電站分批提前投入商業(yè)運(yùn)行。光伏支架基礎(chǔ)施工包括農(nóng)光互補(bǔ)光伏陣列區(qū)光伏支架基礎(chǔ)施工及漁光互補(bǔ)光伏陣列區(qū)光伏支架基礎(chǔ)施工，農(nóng)光互補(bǔ)光伏陣列區(qū)光伏支架基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)，漁光互補(bǔ)光伏陣列區(qū)光伏支架基礎(chǔ)采用預(yù)制管樁基礎(chǔ)。兩種基礎(chǔ)施工對(duì)地面擾動(dòng)小，避免了基礎(chǔ)開挖造成的水土流失，有利于水土保持。

綜上所述，主體的施工組織基本合理，在施工中要注意以下問題：場(chǎng)內(nèi)道路在鋪設(shè)中根據(jù)總體布局，優(yōu)化場(chǎng)內(nèi)道路布局，盡量少占地；優(yōu)化場(chǎng)內(nèi)道路修建時(shí)土石方的調(diào)運(yùn)，盡量做到調(diào)運(yùn)方就近鋪筑道路；合理規(guī)劃施工工序，盡量減少臨時(shí)占地面積，縮短臨時(shí)占地使用時(shí)間，減少施工對(duì)建設(shè)區(qū)域外的影響；盡量避免工程施工中車輛、人員對(duì)征占地區(qū)域外的擾動(dòng)，減少對(duì)周邊的影響。

2.3.4 主體設(shè)計(jì)中具有水土保持功能工程的分析評(píng)價(jià)

光伏場(chǎng)區(qū)主體設(shè)計(jì)在場(chǎng)區(qū)北側(cè)結(jié)合魚塘規(guī)劃，建設(shè)漁光互補(bǔ)光伏發(fā)電列陣，在場(chǎng)區(qū)東側(cè)建設(shè)農(nóng)光互補(bǔ)光伏發(fā)電列陣，在場(chǎng)區(qū)南側(cè)即水庫壩下平地建設(shè)光伏陣列，陣列下方撒播草籽綠化。在不影響采光的前提下，設(shè)計(jì)采用三葉草進(jìn)行綠化。此外，該工程施工期間處于雨季，該方案增加對(duì)本區(qū)表土及心土挖方的防護(hù)，采用裝土編織袋擋墻并苫蓋彩條布的方式。該項(xiàng)目大部分為規(guī)劃魚塘，魚塘周圍布設(shè)道路，不需布設(shè)排水設(shè)施?，F(xiàn)有道路一側(cè)及場(chǎng)區(qū)東側(cè)有排水設(shè)施，該方案分析原有排水方式可滿足光伏陣列場(chǎng)地排水要求，故不新增排水溝。

升壓站區(qū)主體設(shè)計(jì)在升壓站周圍栽植喬灌木綠化，綠化面積0.09hm2，有利于水土保持。該方案補(bǔ)充了堆土防護(hù)措施。主體設(shè)計(jì)在升壓站兩側(cè)布設(shè)漿砌石排水溝，排水溝長(zhǎng)度108m，采用梯形斷面，下底寬0.5m，深0.5m(其中安全超高0.2m)，邊坡比1∶1， 漿砌片石厚度0.3m，溝底比降0.001。

排水溝排水能力驗(yàn)算如下：

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008)，最大洪峰流量按下式計(jì)算：

Qm=0.278kiF

式中Qm——最大洪峰流量，m3/s；

k——徑流系數(shù)，取0.6；

i——最大1h降雨強(qiáng)度，mm/h；

F——集水面積，km2。

根據(jù)《灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T D33—2012)，升壓站外側(cè)徑流系數(shù)取k=0.6；根據(jù)地形情況，升壓站集水面積約0.003km2，降雨強(qiáng)度i=54mm/h，計(jì)算設(shè)計(jì)洪峰流量QB為0.027m3/s。

排水溝過流量驗(yàn)算公式為

Qmax=A·CRi

式中Qmax——最大過流量；

A——排水溝過水?dāng)嗝婷娣e；

i——排水溝溝底比降(1/1000)。

考慮施工方便情況下，先初擬排水溝斷面尺寸。將按明渠均勻流公式初擬的斷面尺寸下排水溝的最大過流能力Qmax與設(shè)計(jì)流量QB比較，當(dāng)Qmax/QB≥1.05時(shí)，初擬斷面合理，否則重?cái)M斷面再計(jì)算，直至滿足要求。

超高0.2m，上底寬1.5m，下底寬0.5m，深0.5m，坡比1∶1時(shí)，通過水力演算，A=0.24m2，n=0.025，C=30，R=0.179m，Qmax=0.09m3/s>0.027m3/s，經(jīng)驗(yàn)算，排水溝滿足排水要求。

3 工程建設(shè)對(duì)水土流失的影響分析

建設(shè)期的光伏陣列區(qū)是新增水土流失量較大的區(qū)域，在水土保持措施布設(shè)時(shí)，應(yīng)以這個(gè)區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)。施工過程中嚴(yán)格按照管樁方案進(jìn)行施工，避免土石方開挖活動(dòng)。對(duì)于其他水土流失相對(duì)不突出的區(qū)域，也應(yīng)制定有針對(duì)性的防治方案，設(shè)置相應(yīng)的防治措施，以減少施工過程中的水土流失量。箱變逆變區(qū)、升壓站區(qū)以及輸電線路區(qū)均涉及基礎(chǔ)開挖等活動(dòng)，應(yīng)加強(qiáng)表土及心土的挖方防護(hù)工作，盡量減少因工程建設(shè)產(chǎn)生的水土流失。該項(xiàng)目充分利用已有道路，在魚塘之間布設(shè)了較短的新建道路，施工中及時(shí)做好碾壓工作，避免修建道路產(chǎn)生大開大挖。

4 結(jié) 語

主體工程從工程占地、土石方、總體布局、施工工藝等方面看，工程占地合理，施工時(shí)序合理，施工布置可行，施工工藝成熟，土石方達(dá)到平衡，不存在水土流失問題，主體工程設(shè)計(jì)基本滿足水土保持要求。