復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路選線及景觀協(xié)調(diào)建設(shè)研究

摘要 大力發(fā)展以風(fēng)力發(fā)電為代表的清潔能源是響應(yīng)國家3060戰(zhàn)略，踐行低碳發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展最直接、最有力的舉措。道路工程作為復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場中的重要組成部分，其設(shè)計施工難度大，在整個風(fēng)電場工程中建設(shè)成本占比高，一直是業(yè)內(nèi)研究的熱點和難點，文章重點從復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的路線方案選擇和景觀協(xié)調(diào)建設(shè)等兩方面開展了相關(guān)研究，以期為復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場的道路設(shè)計、施工建設(shè)等提供參考。

關(guān)鍵詞 復(fù)雜山地；風(fēng)電場道路；選線；景觀協(xié)調(diào)

中圖分類號 U41 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）24-0170-03

0 引言

大力發(fā)展以風(fēng)力發(fā)電為代表的清潔能源是響應(yīng)國家3060戰(zhàn)略，踐行低碳發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展最直接、最有力的體現(xiàn)，風(fēng)力發(fā)電作為一種有效利用自然界可再生風(fēng)能資源進行發(fā)電的方式，真正實現(xiàn)了清潔、可持續(xù)的發(fā)電。在以風(fēng)力發(fā)電為代表的清潔能源蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，開展風(fēng)電場設(shè)計、建造等相關(guān)的研究更顯得尤為緊迫和重要，而復(fù)雜山地條件下風(fēng)力發(fā)電場的建設(shè)過程中，土建工程占比較大，影響風(fēng)電場工程建設(shè)全局的風(fēng)電場道路則一直是研究的熱點和難點。由于復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場地形、地貌多變，高差大，給道路設(shè)計及建造帶來了諸多困難和挑戰(zhàn)。此外，風(fēng)電設(shè)備的塔筒、葉片等均屬于大件、長件和重件，其運輸要求往往較高，其道路轉(zhuǎn)彎半徑、凈空清障等要求均比常規(guī)公路高，且由于需在原始山地開挖建設(shè)道路，也導(dǎo)致風(fēng)電場道路建設(shè)的水土保持、環(huán)境保護壓力較大，同時隨著復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場工程對建設(shè)品質(zhì)和審美要求的提升，對于景觀協(xié)調(diào)、人文觀賞、旅游融合的要求也越來越高，這些都對新時期復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場的道路設(shè)計及建造提出了新的挑戰(zhàn)和

要求。

目前已有不少學(xué)者進行風(fēng)電場道路的相關(guān)研究工作，李鵬等[1]探討了貴州山區(qū)風(fēng)電場場內(nèi)交通的道路設(shè)計相關(guān)問題；蔡湘雯等[2]研究了南方山區(qū)地形條件下風(fēng)電場場內(nèi)道路路線的優(yōu)化設(shè)計問題；全伯仲[3]結(jié)合工程實例，研究了風(fēng)電場道路的設(shè)計思路及相關(guān)優(yōu)化問題；杜建文等[4]從理論上分析了道路線形的設(shè)計指標(biāo)，開展了道路平曲線的加寬測算研究。楊永紅等[5-6]從運輸車輛、理論推導(dǎo)計算的角度，系統(tǒng)研究了風(fēng)電場道路縱坡、平曲線半徑指標(biāo)等相關(guān)問題；程鵬等[7]從風(fēng)電場道路技術(shù)參數(shù)的角度，研究了風(fēng)電場道路設(shè)計的相關(guān)具體問題；計枚選[8]從風(fēng)電場道路參數(shù)選取與路徑選擇的角度，進行了風(fēng)電場道路的選線研究；尹傳垠等[9]從生態(tài)修復(fù)與景觀藝術(shù)的角度，研究了山地風(fēng)電場的景觀設(shè)計問題。但上述研究均未能從工程實際出發(fā)，針對復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的路線方案選擇及景觀協(xié)調(diào)建設(shè)等問題開展專門研究，這也是該文研究的重點所在。

1 復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路選線研究

1.1 難點及挑戰(zhàn)

復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場工程由于地形、地質(zhì)情況復(fù)雜，且位于地貌多變的山區(qū)，其道路路線方案的選擇一直是此類型風(fēng)電場工程設(shè)計的核心課題，也是最能直接影響整個風(fēng)電場工程建設(shè)成本的因素之一。

如何選擇合適的風(fēng)電場道路路線方案，一直是廣大風(fēng)電場道路設(shè)計從業(yè)人員研究的熱點和難點，尤其在復(fù)雜山地，風(fēng)電場場區(qū)地形復(fù)雜、地貌多變的情況下，對于廣大風(fēng)電場道路設(shè)計、建造等相關(guān)從業(yè)人員，提出了更大挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：一是復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路建設(shè)的主要目的是運輸風(fēng)機塔筒、葉片等大件設(shè)備，這些設(shè)備往往尺寸長、體型大，對道路的轉(zhuǎn)彎半徑、凈空要求均較高，對道路路線方案選擇的要求也隨之提高；二是復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場場區(qū)一般地形陡峭，風(fēng)機機位控制點間高差大，道路路線的展線困難；三是個別風(fēng)資源較好的機位往往位于獨立山頭，且往往海拔較高，對道路設(shè)計、建設(shè)要求高；四是復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場場區(qū)的地質(zhì)情況往往較為復(fù)雜，可能涉及不良地質(zhì)帶或敏感區(qū)，需在道路選線階段設(shè)法規(guī)避，合理選擇適宜路線方案；五是復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場場區(qū)一般土地情況較為復(fù)雜，墳地、古跡或其他障礙物多，政策協(xié)調(diào)處理、施工建設(shè)難度大。

1.2 復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路選線方法

針對上述難點及挑戰(zhàn)，結(jié)合長期的工程實踐，該文提出以下幾種復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路選線的方法：

（1）回頭展線選線

復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的回頭展線主要指在地形相對陡峭、展線困難或為解決兩點之間的較大高差，需通過長距離的展線以降低道路平均縱坡，采用回頭曲線展線的選線方法。回頭展線可用于避讓不良地質(zhì)及施工敏感點。但設(shè)在山體同側(cè)的回頭曲線的去向線和來向線不應(yīng)離得太近，以避免相鄰道路邊坡重疊，影響道路穩(wěn)定和安全。

（2）螺旋展線選線

復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的螺旋展線選線是一種采用螺旋形并利用有利的山體地形，通過螺旋上升或下降解決復(fù)雜山地條件下的山體高差大、縱坡陡等問題，相對回頭曲線展線的選線方法。這種選線方法由于同側(cè)相鄰路線相對較遠(yuǎn)，可以相對較好地避免同側(cè)相鄰道路路線的上下邊坡重疊問題，減少了施工土石方擾動，提高了施工建設(shè)過程的安全性及風(fēng)電場道路的穩(wěn)定性。

（3）S形展線選線

復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的S形展線選線是一種結(jié)合山體、自然地形及障礙物制約等因素，充分靈活地結(jié)合回頭展線與螺旋展線的優(yōu)點，整個線形呈現(xiàn)S形，從而可較好地應(yīng)對地形高差、避開不良地質(zhì)及敏感區(qū)，降低施工難度的一種道路選線方法。S形展線選線力求靈活、多變，充分利用自然地形，最大限度降低征地政策處理的難度，避開施工難點。

1.3 不同選線方法的特征及適用條件

為了便于廣大復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)等相關(guān)從業(yè)人員靈活掌握不同的選線方法，提高復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路工程的設(shè)計質(zhì)量和效率，該文結(jié)合長期工程實踐及對比分析，現(xiàn)將復(fù)雜山地條件下不同選線方法的特征及適用條件總結(jié)和歸納如下，如表1所示：

由于復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路運輸?shù)氖翘厥獾拇蠹?、長件、重件，且多位于地質(zhì)復(fù)雜、地形多變的山區(qū)，這就決定了復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路路線方案的選擇必須結(jié)合具體的工程實際需要，以及地質(zhì)、地形、地貌等綜合因素進行，這是一個綜合考慮、反復(fù)比選、最終確定的過程，應(yīng)結(jié)合風(fēng)電場道路的平、縱、橫、水保、景觀、造價等綜合指標(biāo)，在滿足國家、行業(yè)等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，經(jīng)過多過程、多環(huán)節(jié)的反復(fù)論證，才能最終確定。

2 復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路景觀協(xié)調(diào)建設(shè)研究

2.1 問題及挑戰(zhàn)

隨著以風(fēng)力發(fā)電為代表的清潔能源發(fā)展的不斷深入，對山地風(fēng)電場，尤其是復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場建設(shè)的品質(zhì)要求越來越高，傳統(tǒng)的大挖大填、導(dǎo)致山體大面積裸露的粗獷型發(fā)展模式已廣為社會各界所詬病，而復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場建設(shè)過程中挖填方最多、土石方擾動最大的就是風(fēng)電場道路，因此復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路設(shè)計和建造，已從傳統(tǒng)的安全、可靠、耐久等基本要求上升到滿足環(huán)境保護、水土保持等要求的同時，還需考慮風(fēng)電場道路與周圍景觀是否協(xié)調(diào)、景觀資源是否因地制宜充分利用的新高度，這也對復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的設(shè)計和建造提出了更高的要求。

目前，復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的設(shè)計、建造大多停留在滿足風(fēng)電道路基本的大件設(shè)備運輸、運行維護、檢修等功能，基本未考慮與場區(qū)周圍自然環(huán)境、人文景觀的融合，以形成和諧、自然、美麗兼具功能需求和景觀協(xié)調(diào)的高品質(zhì)風(fēng)電場道路，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：一是風(fēng)電場道路建設(shè)通過對山體的開挖施工，形成了大量的上下邊坡，這些邊坡大多自然裸露，與周圍自然環(huán)境格格不入；二是目前復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路路面多為泥結(jié)碎石或山皮石的路面，經(jīng)過雨水沖刷及行車等因素的作用，經(jīng)過一段時間往往會出現(xiàn)面層破壞、碎石裸露、坑坑洼洼等現(xiàn)象，給行車安全帶來了極大隱患，也與周圍環(huán)境極不協(xié)調(diào)，更談不上景觀上的旅游觀賞性；三是復(fù)雜山地條件下的風(fēng)電場多位于山形綺麗、自然風(fēng)光秀美地區(qū)，原始自然景觀資源本就極其豐富，加之藍(lán)天、白云與轉(zhuǎn)動的風(fēng)電機組交相輝映，更是呈現(xiàn)出一幅美不勝收的景觀，但這種豐富的美麗景觀在目前復(fù)雜的山地風(fēng)電場中并未能有效開發(fā)利用，風(fēng)電場道路景觀的協(xié)調(diào)配套性建設(shè)不足，缺少與觀賞場地及相應(yīng)配套設(shè)施的融合。

2.2 對策及探討

針對上述難點及挑戰(zhàn)，該文認(rèn)為復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的景觀協(xié)調(diào)建設(shè)應(yīng)結(jié)合工程具體地形地貌、水文氣象條件，并考慮環(huán)境協(xié)調(diào)、景觀融合等因素，可從道路路面、上下邊坡、沿山脊線道路錯車區(qū)等方面開展景觀協(xié)調(diào)建設(shè)。

（1）道路路面結(jié)構(gòu)型式選擇與景觀旅游需求相結(jié)合

針對現(xiàn)狀問題，建議將復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路由泥結(jié)碎石路面或山皮石路面調(diào)整為混凝土路面或瀝青路面，增加路面的平整性及耐久性。為確保行車安全還可在坡道路段增加抗滑措施，通過對路面處理不僅增強了道路的水土保持能力，還為風(fēng)電場區(qū)域的景觀旅游開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)，實現(xiàn)了風(fēng)電場道路在滿足自身正常功能要求的同時，又與景觀旅游需求進行了較好的結(jié)合，達(dá)到了功能適用、景觀協(xié)調(diào)的效果。

（2）道路上下邊坡復(fù)綠與景觀色彩搭配相結(jié)合

針對目前傳統(tǒng)的復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路上下邊坡土石自然裸露，與周圍自然環(huán)境格格不入的問題，建議在設(shè)計、建造時根據(jù)道路邊坡的高度、土質(zhì)、坡率等因素，綜合考慮、因地制宜地采取相應(yīng)的植物措施對上下邊坡進行復(fù)綠，同時結(jié)合風(fēng)電場所在區(qū)域的氣候條件，選擇不同顏色、層次分明的低矮灌木在坡腳、路側(cè)等區(qū)域進行適應(yīng)性搭配，形成顏色多樣、搭配協(xié)調(diào)的和諧景觀帶，可以使原來大煞風(fēng)景的風(fēng)電場道路上下邊坡的土石裸露帶變成利于環(huán)境保護、水土保持的同時，又與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的美麗景觀帶。

（3）沿山脊線道路錯車區(qū)設(shè)置與觀景平臺相結(jié)合

由于復(fù)雜山地風(fēng)電場的風(fēng)機一般布置在海拔較高處，往往由山脊線串聯(lián)，因此，沿山脊線規(guī)劃道路一般是復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場比較常有的形式。針對目前傳統(tǒng)的復(fù)雜山地風(fēng)電場道路景觀協(xié)調(diào)配套性建設(shè)不足問題，建議在不影響風(fēng)電場自身的運輸、維護、檢修等本質(zhì)功能的前提下，將復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場沿山脊線道路的錯車區(qū)域設(shè)置與觀景平臺建設(shè)相結(jié)合。風(fēng)電場沿山脊線道路的錯車區(qū)域一般位于復(fù)雜山地風(fēng)電場的海拔較高處，視野開闊，觀景條件極佳，宜結(jié)合觀景平臺進行建設(shè)。

3 結(jié)語

該文結(jié)合復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路設(shè)計的長期工程實踐，分析了目前復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路選線及景觀協(xié)調(diào)建設(shè)面臨的問題、難點及挑戰(zhàn)，并針對性地給出了回頭展線選線、螺旋展線選線、S形展線選線等三種選線方法及其適用條件，并提出了復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場的道路選線應(yīng)結(jié)合道路的平、縱、橫、水保、景觀、造價等綜合指標(biāo)，在滿足國家、行業(yè)等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，須經(jīng)過多過程、多環(huán)節(jié)的反復(fù)論證，最終確定最優(yōu)路線方案的思路。針對復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路景觀協(xié)調(diào)建設(shè)存在的問題及挑戰(zhàn)，該文提出了復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路應(yīng)結(jié)合具體工程地形地貌、水文氣象等條件，并考慮環(huán)境協(xié)調(diào)、景觀融合等因素開展景觀協(xié)調(diào)建設(shè)的觀點，并以道路路面、上下邊坡、沿山脊線道路錯車區(qū)為切入點，開展了復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路景觀協(xié)調(diào)建設(shè)的研究。該文的相關(guān)研究為復(fù)雜山地條件下風(fēng)電場道路的設(shè)計、施工建設(shè)等工作提供了參考。

參考文獻

[1]李鵬，張萌，曾俊.貴州山區(qū)風(fēng)電場場內(nèi)交通道路設(shè)計探析[J].水利水電工程設(shè)計， 2017（4）：21-22.

[2]蔡湘雯，田曉燕.南方山區(qū)風(fēng)電場場內(nèi)道路優(yōu)化設(shè)計探討[J].應(yīng)用能源技術(shù)， 2014（12）：1-4.

[3]全伯仲.淺析風(fēng)電場道路設(shè)計思路[J].應(yīng)用能源技術(shù)， 2010（9）：51-53.

[4]杜建文，祁建學(xué).風(fēng)電場道路轉(zhuǎn)彎半徑加寬設(shè)計[J].低碳世界， 2014（23）：279-280.

[5]楊永紅，吳熾，王選倉，等.風(fēng)電場大型風(fēng)機運輸?shù)缆房v坡指標(biāo)研究[J].華南理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2014（12）：14-20.

[6]楊永紅，陳志達(dá)，王選倉，等.風(fēng)電場大型風(fēng)機運輸?shù)缆菲角€半徑指標(biāo)研究[J].公路工程， 2014（6）：73-75+90.

[7]程鵬，張志強.風(fēng)電場道路技術(shù)參數(shù)的研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版）， 2011（S1）：20-22.

[8]計枚選.風(fēng)電場道路參數(shù)選取與路徑選擇[J].風(fēng)能， 2016（3）：52-54.

[9]尹傳垠，李文思.山區(qū)風(fēng)力發(fā)電場景觀設(shè)計研究——以湖北大悟縣大坡頂風(fēng)電場為例[J].湖北美術(shù)學(xué)院學(xué)報， 2019（3）：112-116.