貴州省喀斯特地區(qū)風電工程水土保持措施設(shè)計要點

［關(guān)鍵詞］ 水土保持；水土流失；措施設(shè)計；風電工程；喀斯特地區(qū)；貴州省

［摘" 要］ 風力發(fā)電將是可再生能源的主力軍之一，至2025年貴州省風電裝機將達到1 080萬kW。貴州省位于我國南方喀斯特地區(qū)中心地帶，全境均屬于水土流失中度敏感以上區(qū)域，風電項目的建設(shè)會導致脆弱的生態(tài)環(huán)境進一步退化，產(chǎn)生嚴重的水土流失，因此設(shè)計植被措施、截排水工程、攔擋工程時，標準應提高1級。結(jié)合相關(guān)規(guī)范、主體工程設(shè)計、項目區(qū)地質(zhì)地理條件及水土流失狀況，確定貴州風電工程水土保持措施總體布局，并明確各措施施工要點，以減弱工程施工對喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響，實現(xiàn)風電項目建設(shè)與生態(tài)保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

［中圖分類號］ S157" ［文獻標識碼］ B" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.11.022

［引用格式］ 賀瑤，譚偉，曹雙和.貴州省喀斯特地區(qū)風電工程水土保持措施設(shè)計要點［J］.中國水土保持，2024（11）：89-91.

為實現(xiàn)國家明確提出的2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標，推動構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是國家低碳轉(zhuǎn)型的重要舉措，風力發(fā)電將是可再生能源的主力軍之一。截至2023年4月，我國風電裝機3.8億kW，占全國發(fā)電裝機總量的14.3%。根據(jù)《貴州省新能源和可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，至2025年貴州省風電裝機將達到1 080萬kW。風電工程在促進社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，帶來的環(huán)境問題也不容忽視。風能資源豐富的區(qū)域一般地形陡峭，為滿足風機設(shè)備運輸要求，需在山頂、山腰等區(qū)域大挖大填，會導致項目建設(shè)區(qū)域水土流失嚴重。筆者基于貴州喀斯特地區(qū)風電項目水土保持工作經(jīng)驗，從設(shè)計前期工作準備、措施設(shè)計標準及措施設(shè)計3個方面闡述風電工程水土保持措施設(shè)計的要點，以期為同類項目水土保持措施設(shè)計提供參考。

1" 概況

貴州省位于我國南方喀斯特地區(qū)中心地帶，喀斯特地形地貌分布廣泛，具有氣候性干旱、土層淺薄、石漠化嚴重等特征，其石漠化面積占比居全國首位［1］。貴州省山高坡陡，全省平均坡度達21.72°［2］，人類不合理的活動導致喀斯特地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境進一步退化，產(chǎn)生嚴重的水土流失［3］。研究表明，貴州全境均屬于水土流失中度敏感以上區(qū)域［4］。據(jù)貴州省水土保持公報，截至2022年全省水土流失面積達到45 747 km2，占全省土地總面積的25.97%。

2" 設(shè)計前工作準備

風電項目一般包括風機、箱變、吊裝場地、升壓站、道路、集電線路（直埋及架空線路）及棄渣場等建設(shè)內(nèi)容。水土保持措施設(shè)計是針對各水土流失防治區(qū)開展工程、植物及臨時措施的設(shè)計。設(shè)計前，應對項目周邊同類項目水土保持措施進行實地調(diào)查，了解各項措施效果，揚長避短；應詳細了解項目主體設(shè)計各組成部分的平面及豎向布置圖，涉及土建內(nèi)容的應明確主體設(shè)計尺寸或設(shè)計參數(shù)，并復核主體設(shè)計是否滿足水土保持要求。由此可見，項目主體設(shè)計報告及設(shè)計圖紙需達到初步設(shè)計深度，才可編制項目水土保持方案。

3" 措施設(shè)計標準

根據(jù)《貴州省水土流失重點預防區(qū)和重點治理區(qū)劃分成果》，確定貴州省風電項目區(qū)屬于國家級或省級水土流失重點預防區(qū)或治理區(qū)，或根據(jù)項目選址意見確定項目區(qū)位于水土保持敏感區(qū)時，項目涉及的林草工程、截排水工程、攔擋工程設(shè)計標準應提高1級。

3.1" 截排水工程設(shè)計標準

根據(jù)《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》（GB 51018—2014），確定風電工程屬其他設(shè)施，坡面截排水工程等級為3級，因此貴州風電工程坡面截排水工程等級提升1級后為2級，排水工程設(shè)計標準按3～5 a一遇短歷時暴雨設(shè)計，截排水工程超高取0.2 m。

3.2" 棄渣場及攔擋工程設(shè)計標準

棄渣場級別根據(jù)堆渣量、最大堆渣高度，以及渣場失事對主體工程或環(huán)境造成的危害程度確定，當3個條件確定的棄渣場級別不一致時，取高級別；擋渣墻工程、排洪工程按棄渣場級別確定。根據(jù)工程經(jīng)驗，貴州風電工程棄渣場等級一般為4級或5級，擋渣墻工程級別及防洪標準見表1。

3.3" 植被措施設(shè)計標準

《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》（GB 51018—2014）中未對風電項目林草工程等級做出明確規(guī)定，參考“其他項目”為3級，因此提升1級后采用2級植被恢復與建設(shè)工程設(shè)計標準，即根據(jù)生態(tài)防護和環(huán)境保護要求，按生態(tài)公益林標準執(zhí)行。

4" 措施設(shè)計

4.1" 措施總體布局

水土保持措施設(shè)計應符合國家、地方水土保持的有關(guān)政策法規(guī)，應結(jié)合項目區(qū)自然環(huán)境條件及工程建設(shè)特點，以及各防治分區(qū)水土流失狀況，因地制宜確定各分區(qū)防治重點和措施。根據(jù)風電項目建設(shè)特點，將貴州風電項目區(qū)分為風機及箱變區(qū)、道路工程區(qū)、集電線路區(qū)、臨時施工場地區(qū)、升壓站區(qū)、棄渣場區(qū)6個水土流失防治分區(qū)，并因地制宜配置水土保持措施（見表2）。

4.2" 措施施工要點

4.2.1" 工程措施

1）表土剝離?？λ固氐貐^(qū)表土資源稀缺，施工活動導致地表裸露，自然恢復時間長，因此對項目區(qū)開挖回填區(qū)的表土做到應剝盡剝，并集中堆置、保護，以便后期回覆。根據(jù)主體工程設(shè)計確定開挖回填區(qū)可剝離表土范圍，再依據(jù)調(diào)查點表土量測結(jié)果確定表土可剝離厚度。注意調(diào)查點應均勻分布且涵蓋各土地利用類型，以保證量測結(jié)果具有代表性。貴州喀斯特地區(qū)風電工程表土可剝離厚度一般為：灌木林地、有林地，20 cm；旱地，30 cm；其他草地，10 cm。另外，若施工擾動土壤層深度＜20 cm，則其區(qū)域表土可不剝離。

2）覆土回填及土地整治。覆土回填區(qū)域為施工裸露區(qū)域及植被恢復區(qū)域，回填厚度按照《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》（GB 51018—2014）中生產(chǎn)建設(shè)項目土地整治標準確定，覆土厚度為10～30 cm。

3）截排水溝。截水溝宜采用梯形斷面、水平布設(shè)，高差較大時應設(shè)置急流槽，并于排水溝連接處布設(shè)消能防沖措施。貴州風電工程排水溝一般設(shè)計為矩形，比降≥0.3%，底寬和深度≥0.40 m。根據(jù)《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》（GB 51018—2014），布設(shè)的截排水溝斷面尺寸需滿足設(shè)計流量、流速要求。漿砌石截排水溝一般采用M7.5漿砌石砌筑，襯砌厚30 cm，M10水泥砂漿抹面厚2 cm，溝底鋪墊10 cm厚碎石層后，澆筑10 cm厚C30混凝土。

4）沉沙池。沉沙池一般設(shè)置在排水溝出口處，用于沉積泥沙；或布設(shè)在排水溝坡度較陡，且與截排水溝連接處，用于消能防沖。沉沙池一般寬1.0 m、長2.0 m、深1.2 m，池壁采用M7.5漿砌石砌筑，襯砌厚30 cm，M10水泥砂漿抹面厚2 cm，池底鋪墊10 cm厚碎石層后，澆筑10 cm厚C30混凝土。

5）擋渣墻。設(shè)計擋渣墻時，應根據(jù)棄渣場等級、擋渣墻工程級別及防洪標準，并結(jié)合棄渣場類型、棄渣堆置方案，以及棄渣場地形和棄渣物理性質(zhì)等進行設(shè)計。貴州為多雨地區(qū)，應考慮長時間降雨條件下，堆渣場渣土飽水時力學參數(shù)降低的情況。根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持方案審查要點的通知》（辦水保〔2023〕177號），4級及以上棄渣場應進行地質(zhì)勘察，勘察要求詳見《水土保持工程調(diào)查與勘測標準》（GB/T 51297—2018）。另外，設(shè)計擋土墻尺寸時，根據(jù)《國家建筑標準設(shè)計圖集（17J008）擋土墻》，要綜合考慮區(qū)域抗震設(shè)防烈度、填料內(nèi)摩擦角、基底摩擦系數(shù)等因素，并要進行穩(wěn)定性分析。

6）植物槽。植物槽一般設(shè)置在石質(zhì)邊坡下方，槽內(nèi)回填表土，以供爬藤植物生長。植物槽擋墻一般高0.60 m、寬0.19 m、埋深0.20 m，采用磚砌（見圖1）。植物槽可與排水溝一起砌筑，以減少地下部分的施工量。

4.2.2" 植物措施

1）綜合護坡。綜合護坡是采用工程加植物措施的護坡方式，主要適用于坡高＞8 m、不適于純植物護坡，且不能按設(shè)計坡比放坡的開挖回填邊坡，其坡比應緩于1∶0.75，土壤侵蝕嚴重區(qū)域坡比應緩于1∶1，主要包括土工格室植草護坡、漿砌片石骨架植草護坡等。綜合護坡時，需在植被生長區(qū)回填10 cm厚表土，采用灌草種混播，草種可選用牛筋草、早熟禾等多年生草種，灌木可選用刺槐，混播灌草種量為41.2 kg/hm2。

2）掛網(wǎng)噴播植草。將泥土與灌草種（早熟禾、三葉草、刺槐，用量25 g/m2）及促使其生長的附著劑、木纖維、肥料、生長素、保濕劑和水，按一定比例混合攪拌后，覆蓋于平整后的坡面上，確保覆蓋厚度≥10 cm，之后覆蓋無紡布或植物秸稈。根據(jù)邊坡類型，選擇掛網(wǎng)材料，土質(zhì)邊坡選擇三維植被網(wǎng)，土石質(zhì)邊坡及全風化石質(zhì)邊坡選擇鍍鋅鐵絲網(wǎng)。采用生態(tài)護坡的邊坡每級坡高不可大于8 m，大于8 m的應設(shè)置放坡平臺，邊坡坡比要緩于1∶0.75。

3）其他植物措施。其他植物措施設(shè)計要點主要為植物類型的篩選，所選植物類型一般為當?shù)卦鷺洳莘N，草種應為多年生。貴州風電工程常用草類主要為牛筋草、早熟禾及三葉草，爬藤植物主要為爬山虎，喬木主要為杉木。種植規(guī)格：草種41.2 kg/hm2，爬山虎1株/m，灌木4 m×4 m、品字形種植。棄渣場區(qū)宜采用草灌喬立體綠化；其他區(qū)域可單獨撒播草種或草灌結(jié)合綠化。

4.2.3" 臨時措施

臨時措施設(shè)計要點在臨時攔擋設(shè)計。山區(qū)風電場大規(guī)模開挖時常出現(xiàn)渣土滑坡，導致治理難度及投入費用劇增，因此需開挖前在開挖區(qū)下方設(shè)置臨時攔擋。山區(qū)風電場臨時攔擋一般采用木樁竹籬攔擋方式，木樁直徑需大于5 cm，施工時木樁要埋深0.5 m、出露地面1.5 m，樁間距0.5 m（見圖2）。

5" 結(jié)束語

風力發(fā)電已成新能源體系的重要組成部分，對促進經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要意義。貴州喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，地表擾動后，自然恢復期長，因此風電項目建設(shè)時應將水土保持措施設(shè)計與主體工程設(shè)計相結(jié)合，分區(qū)施策、多措并舉，同時加強水土流失監(jiān)測和監(jiān)管，以減弱風電工程施工對喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響，實現(xiàn)風電項目建設(shè)與生態(tài)保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

［參考文獻］

［1］ 蘇維詞.中國西南巖溶山區(qū)石漠化的現(xiàn)狀成因及治理的優(yōu)化模式［J］.水土保持學報，2002，16（2）：29-32，79.

［2］ 陳美淇，魏欣，張科利，等.基于CSLE模型的貴州省水土流失規(guī)律分析［J］.水土保持學報，2017，31（3）：16-21，26.

［3］ 曹建華，袁道先，章程，等.受地質(zhì)條件制約的中國西南巖溶生態(tài)系統(tǒng)［J］.地球與環(huán)境，2004，32（1）：1-8.

［4］ 凡非得，王克林，熊鷹，等.西南喀斯特區(qū)域水土流失敏感性評價及其空間分異特征［J］.生態(tài)學報，2011，31（21）：6353-6362.

收稿日期： 2024-01-10

第一作者： 賀瑤（1995—），男，貴州興義人，工程師，碩士，主要從事水土保持相關(guān)工作。

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（責任編輯" 張緒蘭）