劉富平，冷 鵬，李尤孟

(1.昆明龍慧工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，云南 昆明 650032；2.云南省水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，云南 昆明 650032)

大理清水朗山風(fēng)電場(chǎng)水土保持措施探討

劉富平1，冷 鵬2，李尤孟1

(1.昆明龍慧工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，云南 昆明 650032；2.云南省水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，云南 昆明 650032)

水土流失特點(diǎn)；水土保持措施設(shè)計(jì)；清水朗山風(fēng)電場(chǎng)；大理州

風(fēng)能是一種可再生的清潔型能源，云南省風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)在實(shí)現(xiàn)本省風(fēng)電規(guī)劃目標(biāo)的基礎(chǔ)上，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)向低碳、清潔的能源機(jī)制轉(zhuǎn)變做出了貢獻(xiàn)，其中大理州是云南省風(fēng)能資源最豐富的 16 個(gè)州市之一。在風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)過(guò)程中，不可避免地要擾動(dòng)地表和破壞植被，導(dǎo)致水土流失加劇。清水朗山風(fēng)電場(chǎng)工程在建設(shè)過(guò)程中，重視水土保持設(shè)計(jì)，規(guī)范過(guò)程管控，積極落實(shí)各項(xiàng)水土保持措施，水土流失防治成效顯著。

隨著國(guó)家對(duì)清潔、可再生能源的日益重視，以及能源利用結(jié)構(gòu)調(diào)整的持續(xù)深入[1]，我國(guó)能源供應(yīng)和消費(fèi)在逐步向低碳、高效、環(huán)保的方向迅速轉(zhuǎn)變，風(fēng)能發(fā)展已成必然。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，風(fēng)能資源的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為世界利用可再生能源的主要方式之一[2]。云南省風(fēng)能資源豐富，截至2017年4月，云南省風(fēng)力發(fā)電量達(dá)89億kW·h，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤約279萬(wàn)t，減少二氧化碳排放量約669萬(wàn)t；風(fēng)力發(fā)電最高負(fù)荷達(dá)549萬(wàn)kW，創(chuàng)歷史新高。

云南風(fēng)電發(fā)展突飛猛進(jìn)，一則因?yàn)樵颇巷L(fēng)電開(kāi)發(fā)較晚、基數(shù)小，二則因?yàn)樵颇献鳛樗姶笫。小帮L(fēng)水互補(bǔ)”的優(yōu)勢(shì)，即每年10月至次年4、5月的枯水期恰好是大風(fēng)季。大理州是云南省風(fēng)能資源最豐富的 16 個(gè)州市之一，近年來(lái)逐步進(jìn)入風(fēng)電開(kāi)發(fā)的高峰期。風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)周期短，土建工程施工期間擾動(dòng)劇烈，特別是道路工程挖填、風(fēng)機(jī)平臺(tái)建設(shè)和棄渣場(chǎng)及集電線路溝槽開(kāi)挖等施工活動(dòng)，在大風(fēng)及降雨雙重外營(yíng)力的作用下，極易產(chǎn)生水土流失，破壞周邊植被和土壤生產(chǎn)力等。筆者以中國(guó)國(guó)電大理清水朗山風(fēng)電場(chǎng)工程為例，對(duì)大理地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)的水土流失特點(diǎn)及水土保持措施設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，旨在為類似地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)工程水土流失防治提供借鑒。

1 工程概況

大理清水朗山風(fēng)電場(chǎng)位于大理州云龍縣與洱源縣交界的清水朗山一帶的近似南北走向的山脊上。風(fēng)電場(chǎng)安裝單機(jī)容量為1.5 MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組33臺(tái)，總裝機(jī)容量49.5 MW。新建220 kV升壓站1座、新修場(chǎng)內(nèi)道路22.56 km(16.35 km的主線道路和6.21 km的支線道路)、進(jìn)場(chǎng)道路5 km、集電線路26 km，共啟用6個(gè)棄渣場(chǎng)和1個(gè)生產(chǎn)生活區(qū)。于2013年底正式開(kāi)工建設(shè)，2015年初建成投入運(yùn)行。建設(shè)單位對(duì)水土保持工作重視，在項(xiàng)目前期及時(shí)開(kāi)展了水土保持方案編制，開(kāi)工前及時(shí)委托開(kāi)展了水土保持監(jiān)測(cè)，并在施工過(guò)程中委托相關(guān)單位開(kāi)展了水土保持施工圖設(shè)計(jì)，于2016年底順利通過(guò)了云南省水行政主管部門(mén)組織的水土保持設(shè)施驗(yàn)收。

2 風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)特點(diǎn)

根據(jù)場(chǎng)區(qū)地形起伏情況和風(fēng)能資源分布特點(diǎn)，清水朗山風(fēng)電場(chǎng)主要沿垂直于主導(dǎo)風(fēng)向的山脊布置風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)機(jī)以單排布置為主，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)呈條帶狀。工程建設(shè)土建工程量較大，且生態(tài)破壞比較嚴(yán)重；每臺(tái)風(fēng)機(jī)的安裝位置為一相對(duì)獨(dú)立的施工點(diǎn)，整個(gè)施工區(qū)范圍較大，施工點(diǎn)多而分散，風(fēng)電機(jī)組安裝平臺(tái)所需面積較大[3]；集電線路區(qū)與風(fēng)機(jī)機(jī)組區(qū)建設(shè)特點(diǎn)相似，以施工點(diǎn)多且分散為主要特點(diǎn)；升壓站站址選擇在地勢(shì)相對(duì)開(kāi)闊和平緩地帶，且占地面積相對(duì)較大；為滿足施工及大件運(yùn)輸需要，新修大量的進(jìn)場(chǎng)道路及場(chǎng)內(nèi)道路，導(dǎo)致挖填土石方量較大，且難以恢復(fù)；施工生產(chǎn)生活區(qū)選擇在交通便利、地勢(shì)開(kāi)闊的平坦處，相對(duì)容易治理。清水朗山風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)特點(diǎn)見(jiàn)表1。

3 風(fēng)電場(chǎng)工程水土流失特點(diǎn)及環(huán)節(jié)

該工程對(duì)地表擾動(dòng)整體以線性為主，呈現(xiàn)點(diǎn)、線、面共存狀態(tài)，水土流失分區(qū)明顯。風(fēng)機(jī)機(jī)組區(qū)和集電線路區(qū)以點(diǎn)狀為主，升壓站和施工生產(chǎn)生活區(qū)及棄渣場(chǎng)區(qū)主要為面狀，而道路工程區(qū)則以線狀為主；擾動(dòng)區(qū)屬西南土石山區(qū)，土壤侵蝕現(xiàn)狀以水力侵蝕為主。但工程建設(shè)對(duì)原地表擾動(dòng)后，除可能產(chǎn)生水蝕外，還可能產(chǎn)生風(fēng)蝕，主要因工程擾動(dòng)區(qū)位于山脊，常年風(fēng)速大，為風(fēng)蝕的發(fā)生提供了驅(qū)動(dòng)力。工程建設(shè)周期相對(duì)較短，引起水土流失的主要時(shí)段為場(chǎng)地平整、基礎(chǔ)開(kāi)挖、回填等土建工程施工，水土流失主要集中于風(fēng)機(jī)機(jī)組區(qū)、道路工程區(qū)和棄渣場(chǎng)區(qū)。

表1 清水朗山風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)特點(diǎn)

工程施工期間，各區(qū)開(kāi)挖擾動(dòng)會(huì)造成水土流失，項(xiàng)目建成后大部分地表被建筑物占?jí)菏褂没虮挥不?，部分植物措施不能立刻發(fā)揮應(yīng)有的防護(hù)作用，如遇強(qiáng)降雨等極端天氣仍將不可避免地產(chǎn)生水土流失。水土流失主要環(huán)節(jié)見(jiàn)表2。

表2 清水朗山風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)水土流失主要環(huán)節(jié)

4 水土保持措施探討

根據(jù)不同防治分區(qū)的水土流失特點(diǎn)，結(jié)合主體工程設(shè)計(jì)，按照突出重點(diǎn)與全面規(guī)劃相結(jié)合、工程措施與植物措施相結(jié)合、永久措施與臨時(shí)措施相結(jié)合的原則，配置適合各防治區(qū)的水土保持措施[4]。在布設(shè)該工程水土保持措施時(shí)，認(rèn)真落實(shí)了水土保持方針，并從工程的實(shí)際情況出發(fā)，以服務(wù)于工程建設(shè)和運(yùn)行為基本出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行了水土保持措施設(shè)計(jì)。

4.1 風(fēng)機(jī)機(jī)組區(qū)

風(fēng)機(jī)機(jī)組區(qū)建設(shè)過(guò)程中的水土流失主要發(fā)生在基礎(chǔ)開(kāi)挖環(huán)節(jié)。由于該區(qū)位于山脊，考慮后期植被恢復(fù)難度大，在施工前對(duì)表土進(jìn)行剝離、收集，并對(duì)長(zhǎng)勢(shì)較好的灌草進(jìn)行移植，用于后期植被恢復(fù)。在施工過(guò)程中考慮因降雨引起臨時(shí)裸露堆土的面蝕和溝蝕及大風(fēng)天氣引起的風(fēng)蝕，對(duì)臨時(shí)堆土采取臨時(shí)擋護(hù)和遮蓋措施。首先對(duì)風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)進(jìn)行場(chǎng)地平整，其次為了增加場(chǎng)地地基及邊坡的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性，減少崩塌、滑坡發(fā)生的可能性，對(duì)部分場(chǎng)地進(jìn)行漿砌石擋護(hù)。開(kāi)挖后形成的土質(zhì)邊坡點(diǎn)播草籽進(jìn)行綠化，巖質(zhì)邊坡進(jìn)行削坡使其達(dá)到穩(wěn)定；回填邊坡覆土撒播或條播進(jìn)行植被恢復(fù)；風(fēng)機(jī)平臺(tái)采用碎石鋪墊和撒播草籽進(jìn)行綠化，碎石鋪墊的面積占整個(gè)平臺(tái)面積的1/3，撒播草籽綠化的面積占整個(gè)平臺(tái)面積的2/3，碎石鋪墊部分將風(fēng)機(jī)機(jī)組與施工道路連接在一起，另在風(fēng)機(jī)平臺(tái)外圍布設(shè)排水溝，避免因匯水引起平臺(tái)邊坡發(fā)生溝蝕。

4.2 集電線路區(qū)

集電線路區(qū)水土流失形式基本同風(fēng)機(jī)機(jī)組區(qū)，但規(guī)模相對(duì)較小。該區(qū)域地表擾動(dòng)較輕，施工前不剝離收集表土，以減小地表擾動(dòng)程度和表土堆存期可能產(chǎn)生的水土流失，但需注意土方開(kāi)挖堆存及回采工序，使原有表土回鋪后仍處于表層；為保證施工過(guò)程中形成的坡面穩(wěn)定及塔基安全，在部分坡面布設(shè)截水溝，坡腳布設(shè)擋土墻。對(duì)臨時(shí)裸露堆土考慮遮蓋措施，以防降雨引起的面蝕和溝蝕；施工結(jié)束后，除永久建筑占地外，對(duì)其他擾動(dòng)地表以種草的方式恢復(fù)植被。

4.3 升壓站區(qū)

該工程升壓站選址于地勢(shì)相對(duì)平緩的山坡上，場(chǎng)地平整采取順坡挖填平整，周邊會(huì)產(chǎn)生一定的開(kāi)挖、回填邊坡，邊坡高度均小于3 m，不屬于高邊坡。只考慮在開(kāi)挖和回填邊坡坡腳處修建擋土墻；在升壓站上坡面布設(shè)截排水溝，并在截排水溝末端布設(shè)消力池和站內(nèi)雨水收集池等；考慮后期植被恢復(fù)難度大，在施工前對(duì)升壓站區(qū)內(nèi)的表土資源進(jìn)行剝離，用于后期植被恢復(fù)；對(duì)開(kāi)挖后形成的土質(zhì)邊坡點(diǎn)播草籽進(jìn)行綠化，回填邊坡采取覆土撒播或條播方式進(jìn)行植被恢復(fù)。對(duì)升壓站內(nèi)未利用土地進(jìn)行“園林式”綠化，對(duì)臨時(shí)裸露的堆存表土進(jìn)行遮蓋和攔擋。

4.4 道路工程區(qū)

道路工程安全與暢通是保障風(fēng)電場(chǎng)順利建設(shè)及運(yùn)行的基本條件，為有效維護(hù)道路路基的穩(wěn)定，防止滑坡發(fā)生，威脅施工及生產(chǎn)安全，主要采取如下措施：

(1)表土剝離。考慮后期植被恢復(fù)難度大，在施工前剝離表土，并對(duì)長(zhǎng)勢(shì)好的灌草進(jìn)行移植，用于后期植被恢復(fù)。

(2)截排水及消能措施。對(duì)大面積切割山坡路段，在開(kāi)挖邊坡坡頂設(shè)置截水溝，防止坡面徑流沖刷、侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳，避免引起滑坡。為排泄邊坡及路面徑流，在道路內(nèi)側(cè)設(shè)漿砌石排水溝。路面雨水通過(guò)橫坡迅速排出(路面橫坡為2%)，進(jìn)入路面邊溝，再由排水溝引至路基外。考慮到項(xiàng)目區(qū)位于山頂，地表水系不發(fā)育，地下水埋藏較深，為保證后期植物成活率，便于撫育管理澆水等，還增設(shè)了集水蓄水設(shè)施。

(3)道路邊坡治理。對(duì)于坡度較大，邊坡不穩(wěn)定的石質(zhì)開(kāi)挖邊坡，先進(jìn)行分臺(tái)削坡，后在坡腳布設(shè)漿砌石擋墻，最后采用鋼絲網(wǎng)護(hù)坡；對(duì)于土質(zhì)開(kāi)挖邊坡，先在坡腳設(shè)置擋土墻，后在坡面穴播種草并加蓋無(wú)紡布，最后采用竹條固定，以減小風(fēng)力對(duì)無(wú)紡布的破壞，提高草的成活率；對(duì)于自然放坡且回填土層較薄的回填邊坡，先按一定等高距設(shè)置木樁固坡，后種植灌草，構(gòu)建結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的植物群落；對(duì)于坡度較大、邊坡不穩(wěn)定的回填邊坡，先在坡腳設(shè)置擋土墻，后分臺(tái)削坡，并按一定等高距設(shè)置抗滑樁，最后覆土種植灌草。分級(jí)固坡在一定程度上可以減緩坡面水力沖刷造成的水土流失，有利于植被恢復(fù)。

(4)行道樹(shù)。在平緩路段雙側(cè)栽植行道樹(shù)，其他路段則只在道路外側(cè)栽植行道樹(shù)。行道樹(shù)選取鄉(xiāng)土樹(shù)種，并盡可能利用項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有灌木進(jìn)行移栽。

4.5 棄渣場(chǎng)區(qū)

棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)遵循“先攔后棄”原則，并根據(jù)棄渣場(chǎng)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、渣場(chǎng)容量及最大堆高、渣場(chǎng)的地形條件等，選取不同斷面的擋土墻對(duì)各渣場(chǎng)進(jìn)行擋護(hù)；根據(jù)上坡面匯水面積大小布設(shè)截水溝，結(jié)合渣場(chǎng)平臺(tái)及邊坡分臺(tái)情況布設(shè)排水措施，并配套消能措施；對(duì)棄渣形成的平臺(tái)及邊坡采取灌草結(jié)合的方式恢復(fù)植被。

4.6 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工生產(chǎn)生活區(qū)場(chǎng)地相對(duì)平緩，地勢(shì)開(kāi)闊。場(chǎng)地平整未形成挖填邊坡，對(duì)地表擾動(dòng)較輕，以占?jí)簽橹?。在施工前?duì)表土進(jìn)行剝離，并對(duì)長(zhǎng)勢(shì)好的灌草進(jìn)行移植，用于后期植被恢復(fù)；施工過(guò)程中對(duì)臨時(shí)裸露堆存表土進(jìn)行防護(hù)，并在場(chǎng)內(nèi)布設(shè)臨時(shí)排水措施，防止降雨引起水土流失；施工結(jié)束后對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整治，并覆土恢復(fù)植被。

5 關(guān)于類似工程植被恢復(fù)的幾點(diǎn)建議

大理地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)工程基本處于山脊、山坡，風(fēng)速大，地表水不發(fā)育，植被一旦被破壞，后期的恢復(fù)難度較大。因此，需要加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目區(qū)原生植被的保護(hù)，盡量避免破壞原有植被，施工前做好原有植被的移植工作。在后期植被恢復(fù)中，充分利用場(chǎng)區(qū)已有的植被資源，不僅能減少苗木購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)輸成本，而且易成活。

在樹(shù)草種選擇時(shí)，盡量選擇鄉(xiāng)土樹(shù)草種。該工程建成后，因植被恢復(fù)效果不理想，建設(shè)單位協(xié)同施工單位在場(chǎng)內(nèi)道路K0+700左側(cè)緩坡處設(shè)置了樹(shù)草種“試驗(yàn)田”，“試驗(yàn)田”選擇于迎風(fēng)面，土壤相對(duì)貧瘠?！霸囼?yàn)田”占地面積0.12 hm2，樹(shù)草種選用了當(dāng)?shù)氐乃稀⑾闵?、高山杜鵑、華山松、高羊茅、黑麥草、狗牙根、三葉草等鄉(xiāng)土樹(shù)草種。經(jīng)過(guò)近1年的試驗(yàn)，長(zhǎng)勢(shì)較好的鄉(xiāng)土樹(shù)草種為高山杜鵑、香杉、華山松、高羊茅和黑麥草等?！霸囼?yàn)田”為后期植被恢復(fù)提供了重要技術(shù)支持和保障。

6 結(jié) 語(yǔ)

云南省風(fēng)電開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了不同程度的破壞，甚至一度被暫停審批，可見(jiàn)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)帶來(lái)的危害之大、水土流失之嚴(yán)重。筆者通過(guò)對(duì)大理州清水朗山風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)特點(diǎn)、水土流失特點(diǎn)、水土流失環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，探討了水土保持措施設(shè)計(jì)，為大理地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中水土流失防治及建成后的植被恢復(fù)提供參考，以減少大理地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

[1] 林丹青，張峰，武文一.風(fēng)電場(chǎng)工程項(xiàng)目水土保持措施配置研究[J].水土保持通報(bào)，2008，28(4)：116-120．

[2] 郝毓靈，吳新敏.風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)利用的社會(huì)需要和發(fā)展前景[J].新疆環(huán)境保護(hù)，2001(1):6-10.

[3] 王鋒利.南方紅壤丘陵區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目水土保持措施設(shè)計(jì)探討[J].浙江水利科技，2013(5):43-47.

[4] 劉勝，陳勝利，邵榮，等.云南風(fēng)電項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)及防治措施探討[C]//中國(guó)水土保持學(xué)會(huì)規(guī)劃設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)2011年年會(huì)論文集.北京：中國(guó)水土保持學(xué)會(huì)，2011:271-276.

(責(zé)任編輯 孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2017)07-0019-03

劉富平(1984—)，男，甘肅環(huán)縣人，工程師，主要從事水土保持規(guī)劃設(shè)計(jì)和水土保持方案編制、監(jiān)測(cè)及設(shè)施驗(yàn)收等工作。

2017-04-10