柴亞凡，馬金珠，周 波，李欣娟，周建海，楊靖文

（1.蘭州大學 西部環(huán)境與氣候變化研究院，甘肅 蘭州730000；2.甘肅省水土保持科學研究所，甘肅 蘭州730020）

隨著社會經濟快速發(fā)展，開發(fā)建設項目的建設規(guī)模日益加大，風電場工程在其建設過程中擾動和破壞地表及原生植被，造成水土流失［1－3］。但是其對區(qū)域水土流失影響特征及程度方面的研究還較少［4－9］，對造成的水土流失危害程度還認識不足，防治措施也缺乏有效的理論依據［10－12］，有許多關鍵問題亟待解決。水土流失影響指數(shù)（SWII）是定量評價、評判開發(fā)建設項目水土保持損益的無量綱數(shù)值［13］。本研究以甘肅省酒泉市戈壁荒漠區(qū)的9個典型風電場為研究對象，通過收集資料與現(xiàn)場監(jiān)測相結合的方法獲取了該項目的工程性質、占地面積、挖填方量及施工工藝等資料，應用水土流失影響指數(shù)計算、分析和評級方法，計算了戈壁荒漠區(qū)風電場建設的水土流失影響指數(shù)，建立了國內荒漠戈壁區(qū)風電場項目的水土流失影響指數(shù)眾值范圍，為今后該區(qū)域風電場建設的水土流失影響評價提供參考和借鑒。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然概況

研究區(qū)位于甘肅省 河西走廊西端的阿爾金山、祁連山與馬鬃山（北山）之間，位于東經93°—103°，北緯38°—43°之間，海拔1 100～1 500m。氣候屬典型的溫帶大陸性氣候，降水量少，蒸發(fā)量大，多大風，降水量由南向北遞減，祁連山區(qū)年降水量300mm左右，肅州區(qū)為84mm，北部馬鬃山為39mm，年蒸發(fā)量在2 000～4 000mm，年日照時數(shù)3 033～3 316h，平均無霜期118～159d，具體風況特征詳見表1。土壤類型主要有風沙土和灰棕荒漠土等土類，有機質含量低，結構疏松，抗沖性和抗蝕性弱，遇暴雨和大風極易造成水土流失，植被類型屬荒漠草原植被，植被覆蓋率約為4%。

1.2 風電場工程概況

2010年2月至2012年10月，選取了位于酒泉市荒漠戈壁區(qū)的9個典型風電場作為研究對象，其中49.5MW的風電場3個，100MW的風電場1個，200MW風電場5個，這9個風電場分別位于風電場分布集中連片的瓜州干河口片區(qū)、瓜州北大橋片區(qū)和玉門橋灣及地窩鋪片區(qū)。單機容量均為1.5MW，周圍沒有居民分布和工礦企業(yè)建筑及道路、水渠等基礎設施，也不涉及拆遷安置。風電場工程的基本概況詳見表2。

表1 酒泉市風況特征

表2 風電場工程基本概況

2 研究方法

2.1 施工擾動面積的測定

通過查閱主體工程設計文件，利用1∶10 000地形圖和工程平面布置圖現(xiàn)場調查，采用手持GPS、激光測距儀和坡度尺等工具，按不同防治分區(qū)對主體工程、臨時工程以及配套的服務設施在建設期的擾動地表、占壓土地面積分別進行測量和統(tǒng)計分析。

2.2 開挖、回填和堆土量的測定

通過查閱主體工程設計文件，運用GPS對監(jiān)測點定位，對工程建設過程中的開挖量、回填量、堆土量和利用率等進行實際測量。

2.3 水土流失影響指數(shù)的計算方法及評價標準

水土流失影響指數(shù)（SWII）計算方法及評價標準參考姜德文［13］的研究結果。

3 結果與分析

3.1 水土流失影響指數(shù)的計算

根據水土流失影響指數(shù)的計算方法對所需數(shù)據進行了搜集、分析和整理，統(tǒng)計和計算出了的每個風電場的7個影響因子的原始值（表3）。

考慮到風電場不同建設規(guī)?？赡茉斐傻挠绊懖⒉幌嗤?，因此以單位產能對表3的數(shù)據進行折算和修正［14］，得到了7個影響因子的標準值（表4），修正后各因子的極值詳見表5。

將去量綱的水土流失影響因子加權求和得到水土流失影響指數(shù)。經計算，得出風電項目各因子歸一化標準值及水土流失影響指數(shù)。由表6可以看出，影響指數(shù)的最大值、最小值、平均值分別是0.584，0.201，0.314。

表3 風電場水土流失影響因子原始值

表4 風電場水土流失影響因子標準值

表5 風電場水土流失各影響因子的極值

表6 標準化值及水土流失影響指數(shù)（SWII）計算結果

3.2 結果分析與評價

從本次計算結果可以看出，49.5MW風電場和100MW風電場的水土流失影響指數(shù)遠高于200 MW風電場的水土流失影響指數(shù)，這是由于本次選取的3個49.5MW風電場和一個100MW風電場由于設計施工較早，大多于2009年設計施工，2010年完工，由于當?shù)仫L電基地的配套設施還不完備，導致施工期較長，很多施工工藝及工序未進行優(yōu)化。而200MW的風電場幾乎都是在2010年下半年開工建設，于2011年陸續(xù)完工，借鑒了前期風電場的設計和施工經驗，對施工工藝和工序進行了優(yōu)化，總體上控制了施工擾動面積和挖填方量，而且風電園區(qū)內各項配套設施都相對比較完備，為施工提供了一個良好的環(huán)境，因此總體上施工期都較短，而施工期作為水土流失影響指數(shù)計算和評價的一個關鍵指標（權重為0.158，占總權重的15.8%），代表了開發(fā)建設項目對區(qū)域水土流失影響的時間長短，施工期的長短直接影響到水土流失影響指數(shù)的大小。因此造成了49.5 MW風電場和100MW風電場的水土流失影響指數(shù)遠高于200MW風電場的水土流失影響指數(shù)。因此，建議今后在對該區(qū)域的風電場建設的水土流失影響指數(shù)計算及評價時，以本次200MW的風電場的水土流失影響指數(shù)作為標準，對擬建風電場的水土流失影響指數(shù)進行對比分析?？苫謴统潭龋ㄋ亮魇е卫矶龋┳鳛橛嬎闼亮魇в绊懼笖?shù)的一個重要影響指標，其權重為0.205，占總權重的20.5%，可見其對整個水土流失影響指數(shù)的貢獻值是非常高，因此，在風電場施工結束后，要對施工擾動區(qū)域進行全面的水土流失治理，水土流失治理度越高，其水土流失影響指數(shù)也就越?。?5］。

4 結論

（1）本次計算的戈壁荒漠區(qū)風電場建設的水土流失影響指數(shù)（0.314）。

（2）建議今后在對戈壁荒漠區(qū)的風電場建設的水土流失影響指數(shù)計算及評價時，以本次200MW的風電場的水土流失影響指數(shù)平均值（0.210）作為標準，對擬建風電場的水土流失影響指數(shù)進行對比分析。

（3）今后在荒漠戈壁區(qū)的風電場建設過程中的設計階段，設計者應該根據水土流失影響指數(shù)計算評價方法，對該項目的水土流失影響指數(shù)進行計算和分析，如果發(fā)現(xiàn)水土流失影響指數(shù)遠高于本次計算的參考指數(shù)，意味著項目對水土流失的影響較大，說明在水土流失影響指標（SWII）的關鍵變量中有超出一般水平或平均水平的因子，設計者應該尋找主導影響因子，對其進行優(yōu)化，據此可以尋找出項目的差距，用以改進項目的關鍵影響活動，使水土流失影響指標值（SWII）降下來，將其水土流失影響因子控制在合理范圍內。

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