基于“天地一體化”分析風(fēng)電場邊坡水土流失情況

摘 要：以南方某風(fēng)電場為研究對象，采用“天地一體化”動態(tài)監(jiān)管體系進行監(jiān)管，對風(fēng)電場施工前、施工中和施工后的“天地一體化”的影像圖進行解譯。結(jié)果顯示：邊坡面積隨著時間的推移呈現(xiàn)3種變化趨勢：一是邊坡隨著時間的變化，邊坡逐漸消失；二是邊坡流失范圍進一步擴大；三是邊坡面積基本維持原狀。

關(guān)鍵詞：天地一體化；水土流失；風(fēng)電場；邊坡

中圖分類號：S157 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

電力工程通常橫跨地域廣，監(jiān)管工作量大，所經(jīng)地貌單元復(fù)雜，在高原、山地等區(qū)域水保監(jiān)管存在難度[1-2]。因此，亟需引入“天地一體化”監(jiān)管新思路來加強“事中”“事后”水保內(nèi)部監(jiān)管[3-4]。以南方某風(fēng)電場工程為研究對象，基于“天地一體化”動態(tài)監(jiān)管的思路對山地風(fēng)機工程邊坡對風(fēng)電場施工前、施工中和施工后的“天地一體化”的影像圖進行研究，詳細分析其水土流失特征，為山地電力工程預(yù)防水土流失提供重要的依據(jù)。

1 項目區(qū)的概況

南方某風(fēng)電場共有風(fēng)機38座，位于一條山脊上，該區(qū)域?qū)儆诘蜕降孛?，高程?00～940 m之間，風(fēng)機位山體相對高差一般在200～600 m之間，形態(tài)特征為西北—東南走向的黎長分水嶺山脊。山頂植被不易生長發(fā)育，以低矮灌木及雜草為主。工程路徑見圖1。

2 研究方法

2.1 遙感影像前期調(diào)查

對遙感影像進行處理，主要包括輻射校正、幾何校正和幾何精校正等。將前期收集的風(fēng)機坐標信息、道路信息、邊坡面積進行矢量化，與遙感影像采用相同坐標系統(tǒng)和投影方式，確保矢量文件與遙感影像相匹配[5]。

2.2 無人機信息采集

信息采集設(shè)備采用大疆精靈4Pro。拍攝相機采用無人機自帶的相機，航線規(guī)劃采用DJI GSpro IOS系統(tǒng)地面站。無人機采集的現(xiàn)場信息，通過Pix4Dmapper軟件進行處理。通過GIS軟件對無人機采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行解譯，分析計算邊坡流失面積。

2.3 人工現(xiàn)場調(diào)查復(fù)核

遙感與無人機信息采集都存在一定的局限性，部分流失區(qū)域單從影像上難以判別，需人工進行現(xiàn)場調(diào)查復(fù)核，記錄現(xiàn)場情況，確保數(shù)據(jù)真實可靠。

3 結(jié)果與分析

3.1 風(fēng)機工程邊坡流失面積的計算

風(fēng)電場2018年建成之初共有邊坡104處，2020年共有邊坡65處。2020年較2018年邊坡面積增加的邊坡共有37個，占總邊坡的35%；面積減少的邊坡共有69個，占總邊坡的65%。2020年較2018年的邊坡面積總體上呈減少的趨勢。

3.2 典型邊坡流失面積的變化趨勢分析

3.2.1 邊坡流失面積恢復(fù)的風(fēng)機工程

2016年，F(xiàn)1風(fēng)機尚未開始施工前所在的位置在一片低矮灌木和雜草中，無裸露地表（圖2a）。2018年，F(xiàn)1風(fēng)機已基本完成施工時有一片長方形的裸露的地表，裸露面積為4 944 m2（圖2b）。2020年，F(xiàn)1風(fēng)機已完成施工兩年后該長方形裸露地表已基本消失（圖2c）。

2016年，F(xiàn)2風(fēng)機基礎(chǔ)尚未開始修建，道路已經(jīng)開始修建，造成邊坡裸露面積為4 645 m2（圖3a）。2018年，F(xiàn)2風(fēng)機已基本完成施工時有一片扇形的裸露的地表，裸露面積為4 678 m2，較2016年面積增加了33 m2，面積相差率為0.7%（圖3b）。2020年，F(xiàn)2風(fēng)機已完成施工兩年后，裸露面積為2 403 m2，較2018年面積減少了2 275 m2，面積相差率為49%（圖3c）。

3.2.2 邊坡流失面積擴大的風(fēng)機工程

2018年，F(xiàn)3風(fēng)機已基本完成施工時有一片類似“V”形的裸露的地表，裸露面積為12 632 m2（圖4b）。2020年，F(xiàn)3風(fēng)機已完成施工兩年后，該“V”形裸露地表的面積向右側(cè)擴展，裸露面積為18 917 m2，較2018年面積增加了6 285 m2，面積相差率為50%（圖4c）。

2018年，F(xiàn)4風(fēng)機已基本完成施工時有一片類似葫蘆形的裸露的地表，裸露面積為2 680 m2（圖5b）。2020年，F(xiàn)4風(fēng)機已完成施工兩年后，該葫蘆形裸露地表的面積向左側(cè)擴展，裸露面積為4 989 m2，較2018年面積增加了2 309 m2，面積相差率為86%（圖5c）。

3.2.3 邊坡流失面積變化較小的風(fēng)機工程

2018年，F(xiàn)5風(fēng)機已基本完成施工時有一片類似三角形的裸露的地表，裸露面積為1 610 m2（圖6b）。2020年，F(xiàn)5風(fēng)機已完成施工兩年后，該三角形裸露地表的面積變化較小，裸露面積為1 646 m2，較2018年面積增加了36 m2，面積相差率為2%（圖6c）。

2018年，F(xiàn)6風(fēng)機已基本完成施工時有一片類似三角形的裸露的地表，裸露面積為5 100 m2（圖7b）。2020年，F(xiàn)6風(fēng)機已完成施工兩年后該三角形裸露地表的面積變化較小，裸露面積為4 955 m2，較2018年面積減少了145 m2，面積相差率為-3%（圖7c）。

3.3 風(fēng)機工程邊坡流失面積變化原因分析

3.3.1 邊坡流失面積恢復(fù)的風(fēng)機工程

F1、F2風(fēng)機邊坡形成的原因主要是風(fēng)電場建設(shè)期間施工單位傾倒土方。后期建設(shè)單位對邊坡進行種植土回填、植物措施護坡、修建道路排水溝等。經(jīng)過兩年的時間，F(xiàn)1風(fēng)機邊坡大部分區(qū)域植被恢復(fù)，F(xiàn)2風(fēng)機邊坡已有近一半?yún)^(qū)域恢復(fù)原有的地貌。

3.3.2 邊坡流失面積擴大的風(fēng)機工程

F3、F4風(fēng)機邊坡形成的原因主要是風(fēng)電場建設(shè)期間施工單位傾倒土方。后期建設(shè)單位雖對邊坡撒播草籽，但由于邊坡的坡度較大，雨水漫過路面，對坡面進行沖刷，經(jīng)過兩年的時間，使得右側(cè)邊坡水土流失范圍進一步擴大。

3.3.3 邊坡流失面積變化較小的風(fēng)機工程

F5、F6風(fēng)機邊坡形成的原因主要是風(fēng)電場建設(shè)期間施工單位傾倒土方和雨水沖刷。后期建設(shè)單位對邊坡進行撒播草籽、修建道路排水溝、修筑護腳墻等，但該區(qū)域坡面均為大塊碎石和巖石，表面已無適合植物生長的種植土，邊坡流失的面積幾乎保持不變。

4 結(jié)論

（1）2020年較2018年邊坡面積增加的邊坡共有37個，占總邊坡的35%，面積減少的邊坡共有69個，占總邊坡的65%。2020年較2018年的邊坡面積總體上呈減少趨勢。

（2）邊坡面積隨著時間的推移呈現(xiàn)3種變化趨勢：一是邊坡隨著時間的變化，植被得到恢復(fù)，邊坡逐漸消失；二是邊坡由于坡度大、雨水沖刷等原因，流失范圍進一步擴大，水土流失相較于原來擴大了近1倍；三是邊坡坡面均為大塊碎石和巖石，表面已無適合植物生長的種植土壤，基本維持原狀。

參考文獻

[1] 姜德文，亢慶，趙永軍，等.生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持“天地一體化”監(jiān)管技術(shù)研究[J].中國水土保持，2016（11）：1-3.

[2] 黃來，陳劍，劉順成，等.“天地一體化”監(jiān)管體系在輸變電工程環(huán)水保核查中的應(yīng)用[J].礦產(chǎn)勘查，2020，11（5）：1073-1078.

[3] 陸斌，曹偉剛.空天地一體化技術(shù)在某電站水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用[J].海河水利，2022（3）：91-93.

[4] 賈會會，薛建志，郭利召，等.“空天地”一體化技術(shù)在采空區(qū)形變監(jiān)測中的應(yīng)用[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2023， 34（3）：69-82.

[5] 王瑞秀.風(fēng)電建設(shè)項目水土流失防治研究[J].山西水土保持科技，2020（4）：40-42.

作者簡介：蔣李亞（1972—），男，江西南昌人，高級工程師，主要從事電力開發(fā)建設(shè)、電力系統(tǒng)分析和研究。