雷舜
摘 要:風(fēng)電場棄渣對生態(tài)環(huán)境的危害較大,科學(xué)地規(guī)劃建設(shè)棄渣場對水土保持非常重要。討論了風(fēng)電工程棄渣的危害,分析了棄渣場選址的原則,探索了科學(xué)設(shè)計(jì)棄渣場的要點(diǎn),并以湖南省耒陽太平風(fēng)電場二期為案例,具體探討了棄渣場選址與水土保持的實(shí)踐。
關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電;風(fēng)電場工程;棄渣場;水土流失
中圖分類號:S157 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.109
我國是世界上的風(fēng)能資源大國和風(fēng)電開發(fā)大國,目前,可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約1.0×109 kW,2015年風(fēng)電總裝機(jī)容量約1.4536×108 kW。隨著風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展,風(fēng)電工程建設(shè)中的棄渣危害,尤其是其對水土保持的危害成為了值得關(guān)注的問題。因此,本文選擇風(fēng)電場水土流失的重點(diǎn)區(qū)域棄碴場作為研究對象,探討了棄碴場的科學(xué)選址,為減緩風(fēng)電場建設(shè)中的水土流失提供了借鑒。
1 風(fēng)電工程棄渣的特點(diǎn)
1.1 棄渣量大
風(fēng)力發(fā)電要求風(fēng)力資源豐富,風(fēng)機(jī)位一般選擇在山頂或山脊。以一個風(fēng)機(jī)安裝場的占地面積為例,按50 m×40 m計(jì)算,面積為0.2 hm2,加上場地邊坡,占地往往可達(dá)到0.25 hm2。棄渣主要來自2方面:①平整山頂或山脊產(chǎn)生的棄渣;②道路、房屋修建產(chǎn)生的棄渣。一個風(fēng)電發(fā)電廠一般有十個甚至幾十個風(fēng)機(jī),建設(shè)期間產(chǎn)生的棄渣量非常大。
1.2 危害嚴(yán)重
風(fēng)電工程棄渣的特殊性決定了其危害性。風(fēng)電場多建于低中山區(qū)或沿海島嶼,植被覆蓋良好,風(fēng)電工程建設(shè)往往會改變原有地形地貌,破壞土壤結(jié)構(gòu)。大量的棄渣堆放往往會壓蓋舊的植被,導(dǎo)致腐殖層表土產(chǎn)生流失現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了植被的生長。此外,一般而言,棄渣的渣體往往非常松散,極易破壞原有的坡面穩(wěn)定性,雨季期間易導(dǎo)致坍塌,進(jìn)而形成泥石流,對附近的村居和公共設(shè)施造成較大的威脅。
2 渣場選址
棄渣主要來源于點(diǎn)狀和線狀工程。風(fēng)機(jī)區(qū)、升壓站區(qū)確定在某些選定的點(diǎn)位,為點(diǎn)狀工程,棄渣相對集中;道路區(qū)、集電線路區(qū)確定在某些選定的線路上,為線狀工程,棄渣較為分散。另外,風(fēng)電場所處地形的起伏較大,地面坡度也較大,溝道狹窄、地質(zhì)構(gòu)造負(fù)責(zé),導(dǎo)致棄渣場選址困難。
在棄渣場的選址上,不僅應(yīng)考慮地形、地貌、地質(zhì)、周邊敏感性因素、占地類型,還應(yīng)考慮容量、運(yùn)距、經(jīng)濟(jì)性以及可能造成水土流失的眾多因素。按照《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008),棄渣場選址應(yīng)符合如下要求:①不得影響周邊公共設(shè)施、企業(yè)、軍民點(diǎn)等的安全;②涉及河道的工程應(yīng)符合治導(dǎo)規(guī)劃及防洪行洪的規(guī)定,不可在河道、湖泊管理范圍內(nèi)設(shè)置棄渣場;③禁止在對重要基礎(chǔ)設(shè)施、人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全及行洪安全有重大影響的區(qū)域布設(shè)棄渣場;④不宜布設(shè)在流量較大的溝道,否則應(yīng)進(jìn)行防洪論證;⑤在山丘區(qū)宜選擇荒溝、凹地、支毛溝,平原區(qū)宜選擇凹地、荒地、風(fēng)沙區(qū),并應(yīng)避開風(fēng)口和易產(chǎn)生風(fēng)蝕的區(qū)域。
根據(jù)各地多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),棄渣場的選址必須滿足上述強(qiáng)制性要求。此外,還要考慮以下因素:①避免占用耕地、林地及土地生產(chǎn)力較好的區(qū)域;②充分利用風(fēng)電工程周邊荒廢的土地,且應(yīng)選擇低洼等有利地形,從而減小對生態(tài)壞境的破壞;③合理計(jì)算溝道庫容,在不形成較大棄渣高度的前提下,滿足堆渣量的要求。
3 渣場設(shè)計(jì)
堆渣前在各渣場溝口布置擋渣墻、周邊布設(shè)排水設(shè)施,堆渣完畢后對渣面采用綠色植被進(jìn)行防護(hù),以確保渣場穩(wěn)定,減少水土流失,避免對渣場下游造成危害。根據(jù)渣場容量、堆渣高度以及可能對周邊環(huán)境造成的危害,遵循經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的原則,確定渣場的建筑等級,進(jìn)而確定建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)和整體穩(wěn)定要求。
在堆渣前,應(yīng)剝離渣場表土,清除樹根、草皮等,避免其腐爛后在原地面與堆渣體間形成軟弱夾層。在堆渣過程中,應(yīng)遵循“先攔后棄、集中堆放”的原則,堆渣前先行施工截水溝及擋渣墻,截水溝及擋渣墻施工完畢后方可堆渣。堆渣應(yīng)按先上游、后下游的順序進(jìn)行,同一區(qū)域堆放要按“中間高、兩邊低”的原則進(jìn)行,以利于排水。在前一段區(qū)的渣料堆放達(dá)到設(shè)計(jì)高程時,應(yīng)采取水保措施,之后進(jìn)行下一區(qū)域的堆渣,以縮短棄渣裸露的時間。為了保證棄渣場的穩(wěn)定、安全,需對棄渣進(jìn)行漿砌石護(hù)腳和壓坡處理,以免發(fā)生棄渣場滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。
4 案例分析
4.1 風(fēng)電場的基本情況
湖南省耒陽太平風(fēng)電場二期工程涉及衡陽市耒陽市沙明鄉(xiāng)、導(dǎo)子鄉(xiāng)、亮源鄉(xiāng)和郴州市安仁縣洋際鄉(xiāng),距耒陽市區(qū)55 km,距安仁縣城區(qū)12 km。擬安裝23臺單機(jī)容量為2.2 MW的機(jī)組(其中1臺限發(fā)1.6 MW),總裝機(jī)容量為50 MW。風(fēng)電機(jī)組擬布置在南北走向的山脊上,海拔高度為520~800 m。
工程土石方開挖總量為519 100 m3(其中,表土54 600 m3、土石方464 500 m3),填方454 200 m3(其中,表土54 600 m3、土石方399 600 m3),棄方64 900 m3,未借方。
4.2 原主體工程設(shè)計(jì)棄渣場布置情況
根據(jù)風(fēng)電場所處位置的地形、風(fēng)機(jī)布置及道路布置情況綜合考慮,主體工程設(shè)計(jì)在風(fēng)電場內(nèi)設(shè)置3處棄渣場,占地面積為1.50 hm2。主體工程設(shè)計(jì)中棄渣場設(shè)置及其具體情況如表1及圖1、圖2和圖3所示。
4.3 水土保持設(shè)計(jì)棄渣場布置情況
在主體工程設(shè)計(jì)中,原規(guī)劃3處棄渣場,分別布置在5#和15#風(fēng)機(jī)安裝場地的東北側(cè)和21#風(fēng)機(jī)安裝場地的南側(cè),共占地1.50 hm2,占地類型為林地。棄渣場數(shù)量太少,運(yùn)距太遠(yuǎn),根據(jù)水土保持相關(guān)規(guī)范的要求,需增設(shè)棄渣場。
以“分散棄渣、相對集中、安全穩(wěn)定、便于運(yùn)棄”為原則布置,重新規(guī)劃布設(shè)了11處棄渣場,共占地2.96 hm2,占地類型主要為林地,渣場堆渣量平均為5 900 m3,各棄渣場距離出渣點(diǎn)最大運(yùn)距約0.90 km,所選棄渣場與施工部位距離適中,各渣場情況如表2所示。水土保持方案選擇的棄渣場小而分散,不會影響公共設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民點(diǎn)等的安全,不在河道、湖泊、水庫管路的范圍內(nèi),不會影響行洪安全,且未布設(shè)在流量較大的溝道,不需進(jìn)行防洪論證。
5 結(jié)束語
隨著我國風(fēng)電建設(shè)的加快,應(yīng)對風(fēng)電場建設(shè)產(chǎn)生的棄渣及其水土流失危害引起足夠的重視。其中,風(fēng)電場棄渣場的科學(xué)選址是尤為關(guān)鍵的一環(huán)。要科學(xué)編制全國通用的風(fēng)電渣場建設(shè)水土保持規(guī)范,相關(guān)規(guī)范的制訂應(yīng)綜合考慮工程措施和植物措施,從而高標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)表土保護(hù)、排水、堆渣完成后的整地和植被恢復(fù)。同時,在各個風(fēng)電場主體設(shè)計(jì)上,應(yīng)將棄渣的綜合利用納入其中,從源頭上減少棄渣量。
參考文獻(xiàn)
[1]趙永軍.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案編制技術(shù)[M].北京:中國大地出版社,2007.
〔編輯:張思楠〕