唐琦（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007）

湖南省山區(qū)風(fēng)電場項目水土保持重點防治區(qū)防治措施探討

唐琦
（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007）

風(fēng)能是一種可再生、無污染的清潔能源。近年來，我國風(fēng)力發(fā)電項目發(fā)展迅速，而風(fēng)電場的建設(shè)不可避免會對地表造成擾動，破壞植被，水土流失急劇增加。文章在總結(jié)湖南山區(qū)風(fēng)電項目水土流失特點的基礎(chǔ)上，明確了山區(qū)風(fēng)電建設(shè)項目水土保持重點防治區(qū)為道路工程區(qū)和風(fēng)電機(jī)組區(qū)，并對重點防治區(qū)提出切實可行的防治措施。

風(fēng)電場 水土流失 重點防治區(qū) 水土保持防治措施

近年來，保護(hù)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的思想逐步深入人心，開發(fā)利用可再生清潔能源，改善能源結(jié)構(gòu)，減少溫室氣體排放，保護(hù)地球環(huán)境已成為各國政府的共識。風(fēng)電屬于清潔能源，是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源[1～3]。湖南省位于我國中部地區(qū)，風(fēng)力資源開發(fā)利用前景廣闊。目前，邵陽城步縣南山、郴州北湖區(qū)仰天湖、臨武三十六灣等均已建成投產(chǎn)發(fā)電，懷化蘇寶頂、郴州汝城白云仙、宜章太平里風(fēng)電場等正在建設(shè)當(dāng)中。省內(nèi)風(fēng)電建設(shè)工程多位于山高坡陡的高山地區(qū)，一般土壤貧瘠、土層淺薄，植被主要以草甸和灌木為主，工程建設(shè)造成破壞后生態(tài)修復(fù)難度極大。

本文結(jié)合省內(nèi)已建、在建風(fēng)電項目施工現(xiàn)場的調(diào)查情況，在總結(jié)湖南省山區(qū)風(fēng)電場建設(shè)項目水土流失特點的基礎(chǔ)上，明確了山區(qū)風(fēng)電建設(shè)項目水土保持重點防治區(qū)，并對其提出切實可行的防治措施。

1 山區(qū)風(fēng)電場項目水土流失特點

（1）水土流失類型以水力侵蝕為主。風(fēng)電場在建設(shè)過程中，道路修筑、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)開挖等均不可避免會對地表植被造成破壞，使得表土層抗蝕能力減弱，一旦降雨，表層土壤很快達(dá)到飽和而形成地表徑流，沖刷開挖裸露面，從而產(chǎn)生較大水土流失[4]。

（2）侵蝕形式多樣。風(fēng)電建設(shè)項目水土流失具有“點、面、線”侵蝕并存的特點。“點”狀侵蝕集中于風(fēng)電機(jī)組區(qū)，風(fēng)機(jī)及箱變基礎(chǔ)開挖、回填，將擾動原地貌，改變土層結(jié)構(gòu)?！懊妗睜钋治g集中于風(fēng)機(jī)安裝場地、升壓站、棄渣場等，場平施工、機(jī)械碾壓和施工材料堆放等均會造成原地貌的擾動破壞，損壞地表植被。“線”狀侵蝕集中于道路工程、集電線路等，山區(qū)風(fēng)電場項目的道路路線長，海拔跨度大，地形起伏大，一般采取半挖半填的施工方案，往往形成高開挖、高填方邊坡，極易造成水土流失。

（3）水土流失影響范圍大。湖南省風(fēng)電場選址多位于山區(qū)，風(fēng)機(jī)點位多位于山頂或山脊分水嶺區(qū)域，而場內(nèi)道路、集電線路基本也是沿山脊、山坡修建，并且路線較長。這些區(qū)域坡長較長、坡度較陡，挖深和填高都較大，風(fēng)機(jī)安裝場地的平整，道路放坡等都將占用大量土地。由于風(fēng)機(jī)葉片、塔筒等大型設(shè)備運(yùn)輸需要，道路轉(zhuǎn)彎半徑大，轉(zhuǎn)彎路段修建時要砍伐影響設(shè)備運(yùn)輸?shù)母叽髽淠綶4]，因此，相比一般地區(qū)的道路工程，風(fēng)電場道路工程擾動地表面積更大，水土流失影響范圍更大。

（4）施工期是產(chǎn)生水土流失的主要時段。風(fēng)電場工程施工期主要完成場內(nèi)外道路的修建、風(fēng)機(jī)安裝場地的平整、風(fēng)機(jī)及箱變基礎(chǔ)開挖、集電線路敷設(shè)、升壓站修建等，是工程土石方開挖、填筑等施工活動最集中的時段，也是水土流失發(fā)生最嚴(yán)重的時段。通過對湖南省郴州北湖區(qū)仰天湖、郴州汝城白云仙、懷化蘇寶頂?shù)榷鄠€山區(qū)風(fēng)電場建設(shè)項目現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，施工期水土流失量占工程水土流失總量的80%～90%。

（5）道路工程區(qū)、風(fēng)電機(jī)組區(qū)水土流失最嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，湖南省山區(qū)風(fēng)電場建設(shè)過程中土石方挖、填數(shù)量最大的區(qū)域集中在道路工程區(qū)和風(fēng)電機(jī)組區(qū)，工程棄渣也主要來自道路施工開挖以及風(fēng)機(jī)安裝場地平整施工。由于山區(qū)風(fēng)電場道路工程一般沿山體布線，一側(cè)形成高陡開挖邊坡，另一側(cè)形成高填方邊坡，施工難度大，坡面防護(hù)困難，棄渣量大，水土流失嚴(yán)重。風(fēng)機(jī)一般位于山頂或山脊坡面，安裝場地經(jīng)平整后新形成的邊坡，由于土石結(jié)構(gòu)松散，在水力、重力等作用下極易產(chǎn)生土壤侵蝕。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，省內(nèi)山區(qū)風(fēng)電場建設(shè)施工擾動地表侵蝕模數(shù)最大的區(qū)域集中在道路工程區(qū)和風(fēng)電機(jī)組區(qū)，可達(dá)20 000 t/（km2·a）以上，是地表原生侵蝕模數(shù)的10～20倍。道路工程區(qū)新增水土流失量占工程水土流失總量的50%～60%，風(fēng)電機(jī)組區(qū)新增流失量占工程水土流失總量的20%～30%。

2 山區(qū)風(fēng)電場項目水土流失防治重點

根據(jù)對湖南省內(nèi)多個山區(qū)風(fēng)電場施工現(xiàn)場的查勘情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合風(fēng)電場建設(shè)工程水土流失的特點，可確定山區(qū)風(fēng)電場建設(shè)工程水土流失防治工作的重點區(qū)域為道路工程區(qū)和風(fēng)電機(jī)組區(qū)。

風(fēng)電建設(shè)項目水土流失防治應(yīng)貫徹 “預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學(xué)管理、注重效益”的原則。道路修建、風(fēng)機(jī)安裝場地平整等土石方施工要做到隨挖、隨運(yùn)、隨填、隨壓，不得隨意棄渣。彎道路段路面拓寬可利用工程余方進(jìn)行填筑，以減少工程棄渣，提高土石方綜合利用率。水土保持措施布置采取工程措施、植物措施、臨時措施有機(jī)結(jié)合，并確保水土保持設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用。

3 防治對策研究

3.1 道路工程區(qū)水土流失防治對策

（1）施工前，將道路用地范圍內(nèi)的表土剝離，依地形條件，選取地勢平緩的空地臨時堆放。表土堆置區(qū)坡腳設(shè)袋裝土壘砌攔擋，堆土表面使用防塵網(wǎng)臨時覆蓋。高海拔路段若場地條件允許，可考慮將道路用地范圍內(nèi)生長旺盛、成活率高的草皮進(jìn)行剝離并存放于指定的區(qū)域，注意養(yǎng)護(hù)，以備后期移植所需[5]。

（2）路堤坡腳布置臨時攔擋和臨時排水措施。臨時攔擋措施可利用表土堆放區(qū)外側(cè)布置的擋土屏障進(jìn)行攔擋。地勢較陡的路段，由于下坡腳較陡，布設(shè)攔擋坎及排水設(shè)施較困難，可采用砍伐的樹枝做成柴捆進(jìn)行攔擋，或設(shè)置竹夾板進(jìn)行攔擋，防止開挖的土石滾入坡腳和損壞路基邊坡植被。坡度較陡路段由于攔擋困難，應(yīng)將開挖多余土石方運(yùn)至指定的棄渣場集中堆放并防護(hù)。

（3）挖方路段坡腳先開挖臨時排水溝，排水溝每隔300 m設(shè)置1處沉沙池以沉降徑流泥沙。臨時排水設(shè)施按永臨結(jié)合的方式，土石方工程結(jié)束后，將其修整襯砌改造成為永久性排水溝。

（4）一般挖方路段坡頂外沿設(shè)截水溝，上部徑流經(jīng)截排水溝收集后排入下游周邊水系中[6]。坡長較長、坡度較陡路段，截水溝布置困難時，路基排水利用挖方坡腳排水溝，并結(jié)合路面涵管、急流槽等，與下游排水體系相接。

（5）海拔較低，坡度較緩路段，路基邊坡采用鋪草皮、栽植灌木等進(jìn)行綠色防護(hù)。海拔較高、坡度較陡路段，放坡條件受到限制，對道路兩側(cè)形成的挖填邊坡采取漿砌石骨架草皮護(hù)坡、三維網(wǎng)植草護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)。

3.2 風(fēng)電機(jī)組區(qū)水土流失防治對策

風(fēng)電機(jī)組一般位于山頂或山脊分水嶺區(qū)域，根據(jù)風(fēng)機(jī)點位置、安裝場設(shè)計標(biāo)高的不同，場平施工方案也有不同。對風(fēng)電機(jī)組區(qū)可分全挖型、坡面半挖半填型兩種形式進(jìn)行典型措施設(shè)計。

3.2.1 全挖型風(fēng)機(jī)安裝場地

全挖型風(fēng)電機(jī)組位于較平緩的山頂，原地面坡度較小，山頂面積與風(fēng)機(jī)安裝場地面積相當(dāng)，施工時需要將山頂平整。

（1）場平施工前，將場地內(nèi)原有草皮和腐殖土一起剝離，平鋪存放于場內(nèi)一角。剝離的草皮、腐殖土與風(fēng)機(jī)和箱變基礎(chǔ)開挖后所用的回填土分開堆放。堆放區(qū)四周采取袋裝土壘砌臨時攔擋，表面使用防塵網(wǎng)遮蓋，剝離的草皮要適時灑水養(yǎng)護(hù)。

（2）風(fēng)機(jī)安裝場地平整后，場地周邊設(shè)置漿砌石排水溝，排水溝終端設(shè)漿砌石沉沙池沉淀泥沙，并與周邊原有排水系統(tǒng)連接。施工時安裝平臺留1%排水坡度，場內(nèi)風(fēng)機(jī)基坑、箱變以及臨時堆土周邊依地勢布設(shè)臨時排水和沉沙措施，與周邊現(xiàn)有的排水系統(tǒng)相接。

（3）安裝場地經(jīng)平整后場地四周形成的邊坡高度較低（H≤1.0 m），周邊可不設(shè)攔擋設(shè)施。安裝場新形成的邊坡采取草皮護(hù)坡防護(hù)，優(yōu)先移植施工前剝離的草皮；風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺采取撒播草籽提高植被覆蓋。

3.2.2 坡面半挖半填型風(fēng)機(jī)安裝場地

該類風(fēng)電機(jī)組一般布置于山頂迎風(fēng)坡面上，風(fēng)機(jī)安裝場場平施工多采用半挖半填的形式。

（1）場平施工前，先對場地范圍內(nèi)現(xiàn)有草皮和腐殖土進(jìn)行剝離，并注意遮蓋、灑水養(yǎng)護(hù)。風(fēng)機(jī)和箱變基礎(chǔ)開挖后所用的回填土堆放區(qū)采取攔擋、覆蓋防護(hù)。

（2）在安裝場開挖區(qū)邊坡頂部設(shè)置截水溝，攔截坡面上方來水，坡面底部修筑漿砌石排水溝，引排坡面徑流；安裝場地周邊設(shè)漿砌石排水溝。安裝場布置的截排水溝與場內(nèi)施工道路路基排水溝相連，不能相連的，應(yīng)設(shè)置排水順接工程，排入山坡溝谷中的自然排水渠道。

（3）風(fēng)機(jī)安裝場地回填邊坡坡腳設(shè)漿砌石擋土墻攔擋。對安裝場邊坡采取草皮護(hù)坡防護(hù)，移植施工前剝離的草皮；風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺采取撒播草籽提高植被覆蓋。

3.2.3 風(fēng)電機(jī)組區(qū)典型工程量

根據(jù)對湖南省已建、在建的多個山區(qū)風(fēng)電場項目風(fēng)電機(jī)組施工現(xiàn)場的調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可估算出兩種類型風(fēng)電機(jī)組區(qū)水土保持措施工程量，見附表。

附表 兩種類型風(fēng)電機(jī)組區(qū)水土保持工程量

4 結(jié) 語

根據(jù)湖南省山區(qū)風(fēng)電場項目建設(shè)特點，可確定建設(shè)施工期水土流失防治重點區(qū)域為道路工程區(qū)、風(fēng)電機(jī)組區(qū)。對重點防治區(qū)域針對性地配置水土保持措施，既能有效保護(hù)當(dāng)?shù)氐乃临Y源，也給項目正常施工和運(yùn)行提供了有力保障，對改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)環(huán)境協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。同時，也為湖南省山區(qū)風(fēng)電建設(shè)項目水土流失防治提供了一些借鑒經(jīng)驗。

[1]韓慶華.創(chuàng)新能源戰(zhàn)略 發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)[J].經(jīng)濟(jì)縱橫，2007，（5）：41-43.

[2]施鵬飛.風(fēng)力發(fā)電的進(jìn)展和趨勢 [J].中國電力，2002，35（9）：86-90.

[3]任麗蓉.我國風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及其技術(shù)發(fā)展[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2011，（4）：17.

[4]高寶林，周全，高超.山地型風(fēng)電場工程水土保持方案編制中應(yīng)注意的問題[J].中國水土保持，2013，（1）：21-22.

[5]李春，操昌碧，謝光武，等.高山地貌區(qū)草皮剝離及臨時存放方式研究[J].中國水土保持，2014（10）：44-46.

[6]楊丹青，張峰，武文一.風(fēng)電場工程項目水土保持措施配置研究[J].水土保持通報，2008，28（4）：116-120.

2016-05-06）

唐琦（1984-），女，大學(xué)本科，工程師，主要從事開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案編制、生態(tài)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計工作，手機(jī)：13548534664。