范鴻磊

（山西省水土保持科學(xué)研究所）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的需求量呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，從目前能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，化石能源仍然占據(jù)主體地位[1]。隨著生態(tài)文明與建設(shè)生態(tài)友好型社會(huì)理念的確立，開發(fā)新的清潔型能源并逐步提高其所占比重，減少化石能源消耗量，改善我國(guó)長(zhǎng)期以來的能源供給結(jié)構(gòu)，對(duì)于有效降低環(huán)境污染具有重要作用[2]。近幾年來，我國(guó)國(guó)際貿(mào)易形勢(shì)雖然發(fā)生了較大變化，但石油的對(duì)外依存度仍超過了60%。所以，改善目前的能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展高效清潔型能源產(chǎn)業(yè)，對(duì)于保障我國(guó)的能源安全和生態(tài)安全成為必然。太陽能作為一種重要清潔能源，是我國(guó)未來重點(diǎn)開發(fā)的潛在能源。大力開發(fā)太陽能利用，不僅可以節(jié)約大量的化石能源，大大減少我國(guó)能源的對(duì)外依存度，而且可以逐步改善能源的供給和消費(fèi)結(jié)構(gòu)[3]，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。對(duì)于以煤炭經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)的山西來講，大力開發(fā)太陽能發(fā)電項(xiàng)目，不僅可實(shí)現(xiàn)電力能源的供給多元化，而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境改善，均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以陽泉太科光伏電力有限公司新建山西陽泉市采煤沉陷區(qū)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)光伏發(fā)電示范基地新莊窩村—簸箕掌50 MW光伏發(fā)電項(xiàng)目為例，分析其在工程建設(shè)和施工中水土保持監(jiān)測(cè)工作流程以及取得的成效，以期為類似工程建設(shè)進(jìn)行水土保持監(jiān)測(cè)提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

簸箕掌50MW光伏發(fā)電項(xiàng)目，位于陽泉市郊區(qū)舊街鄉(xiāng)路家莊村附近，為陽泉太科光伏電力有限公司新建項(xiàng)目。總裝機(jī)容量為50MW，由22個(gè)1.6MW多晶硅發(fā)電單元、8個(gè)1.6MW單晶硅發(fā)電單元和1個(gè)2MW雙玻無框N型雙面發(fā)電單元組成。項(xiàng)目占地面積122.30 hm2，其中永久占地115.17 hm2，以草地為主；工程挖填方總量11.28萬m3，挖填平衡，無棄方。項(xiàng)目總投資42 669.91萬元，與水土保持有關(guān)的土建投資8 537.75萬元，投資回收期10.35 a。項(xiàng)目所在地屬于水土保持一級(jí)區(qū)劃的北方土石山區(qū)，地表物質(zhì)主要為淡褐土，表層土壤厚度0.5-2.0 m，有機(jī)質(zhì)含量2.24%，全氮含量0.12%，局部基巖裸露。年均降水量529.9 mm，6-9月降水量占全年的75.3%。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)無常年性河流，雨季在溝谷中有短暫水流，雨水匯流進(jìn)入桃河。項(xiàng)目區(qū)植被區(qū)劃上屬暖溫帶落葉闊葉林區(qū)，主要分布著油松、山楊、黃刺玫、虎榛子等天然植物，農(nóng)作物以玉米和谷子為主，林草覆蓋率25%左右。項(xiàng)目區(qū)水土流失以輕度水力侵蝕為主，土壤侵蝕模數(shù)為每年1 500 t/km2。工程施工會(huì)對(duì)水土流失產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。

2 水土保持監(jiān)測(cè)時(shí)間及方式

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB50433-2008），本工程監(jiān)測(cè)時(shí)段從施工準(zhǔn)備期開始至水土保持方案服務(wù)期結(jié)束，即2017年7月至2018年11月，共1.42 a。監(jiān)測(cè)區(qū)域包括光伏電場(chǎng)防治區(qū)、交通道路防治區(qū)、輸電線路防治區(qū)和施工生產(chǎn)生活防治區(qū)4個(gè)部分[4]。在監(jiān)測(cè)總體布置上，以全面監(jiān)測(cè)為主，突出光伏電場(chǎng)防治區(qū)重點(diǎn)部位；在時(shí)間選擇上，以降雨集中、水土流失嚴(yán)重的6-9月份重點(diǎn)監(jiān)測(cè)為主；在監(jiān)測(cè)方法上，以選擇比較有代表性的重點(diǎn)部位和潛在水土流失區(qū)域?qū)嵉乇O(jiān)測(cè)為主，其他區(qū)域開展調(diào)查監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行定性與定量分析；在監(jiān)測(cè)具體落實(shí)上，具體負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)的人員，根據(jù)預(yù)先確定的監(jiān)測(cè)內(nèi)容、時(shí)間、方法、地點(diǎn)做好準(zhǔn)備工作，進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，并在特殊情況下隨時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不定期的監(jiān)測(cè)和調(diào)查，以掌握項(xiàng)目建設(shè)區(qū)地表擾動(dòng)、開挖回填、環(huán)境整治、植被恢復(fù)等情況，及時(shí)了解水土流失動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)，并進(jìn)行詳細(xì)的記錄。

3 水土保持監(jiān)測(cè)具體內(nèi)容

本工程的水土保持監(jiān)測(cè)，主要依據(jù)為《水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)管理辦法》及《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL277-2002），同時(shí)根據(jù)光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)水土流失的影響具體情況確定監(jiān)測(cè)內(nèi)容。主要包括以下幾個(gè)方面：

3.1 生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)

光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)對(duì)局部地形和地貌的影響，建設(shè)區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化，項(xiàng)目建設(shè)造成的地表變化，以及土方工程量、占地面積、林草覆蓋率等情況[5]。

3.2 工程建設(shè)擾動(dòng)面積動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

因新建工程施工作業(yè)對(duì)地表變化影響較大，水土流失監(jiān)測(cè)面積也會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。所以，在監(jiān)測(cè)實(shí)施中，分別按照開挖與回填工作面、施工道路、施工營(yíng)地占地的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)記錄擾動(dòng)面積及其水土流失狀況。

3.3 土壤侵蝕模數(shù)與水土流失危害監(jiān)測(cè)

針對(duì)不同擾動(dòng)類型區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤流失量，并重點(diǎn)記錄人為活動(dòng)區(qū)及其周邊的水土流失監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析監(jiān)測(cè)結(jié)果。

3.4 水土保持方案實(shí)施效果監(jiān)測(cè)

重點(diǎn)監(jiān)測(cè)水土保持方案確定的工程措施、植物措施對(duì)水土流失的控制，輔助監(jiān)測(cè)臨時(shí)措施的防護(hù)效果。其中，工程措施主要包括工程建設(shè)數(shù)量、水土流失防護(hù)效果等監(jiān)測(cè)內(nèi)容[6]；植物措施主要包括栽植植物的成活率、栽培面積、最終保存率、生長(zhǎng)情況、覆蓋程度及破壞綠地恢復(fù)率等內(nèi)容；臨時(shí)措施主要包括施工中所采取的臨時(shí)水土保持措施種類以及攔渣保土效果等監(jiān)測(cè)內(nèi)容。

4 水土保持監(jiān)測(cè)方法

依據(jù)《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》，建設(shè)生產(chǎn)項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)方法較多，例如地面觀測(cè)、調(diào)查監(jiān)測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)、實(shí)地巡查等，但是在實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中并非全部使用，一般都是根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)內(nèi)容來選擇適宜的監(jiān)測(cè)方法。綜合本項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)以及水土流失特點(diǎn)，確定采用地面定位觀測(cè)和場(chǎng)地巡查相結(jié)合的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在地面水土流失監(jiān)測(cè)中，采用定位觀測(cè)方式，建設(shè)期場(chǎng)地實(shí)施地面觀測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容為坡面水土流失情況[7]。在具體觀測(cè)上，選擇邊坡設(shè)置簡(jiǎn)易觀測(cè)場(chǎng)，采用鋼釬法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)用0.5-1 m的鋼釬9根，鋼釬沿鉛直方向打入坡面，釘帽與坡面齊平。每次產(chǎn)生徑流時(shí)，觀測(cè)釘帽距地面高度，計(jì)算土壤侵蝕厚度和土壤侵蝕量。場(chǎng)地巡查服務(wù)于調(diào)查監(jiān)測(cè)，屬輔助手段，對(duì)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域依據(jù)施工進(jìn)度安排，進(jìn)行定期或不定期的重點(diǎn)巡查，每次巡查均要對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題和水土流失情況做好記錄。

5 水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)位與頻次

5.1 水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)主要依據(jù)水土保持目標(biāo)和防治分區(qū)進(jìn)行確定。

5.1.1 光伏電場(chǎng)防治區(qū)

在光伏電場(chǎng)內(nèi)的道路邊坡設(shè)置1個(gè)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)水土流失情況；在綠化區(qū)域選擇具有代表性的地段布設(shè)1個(gè)植被監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)植被生長(zhǎng)情況及成活率。

5.1.2 交通道路防治區(qū)

在交通道路排水口布設(shè)1個(gè)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)水土流失情況；在綠化區(qū)域選擇具有代表性的地段布設(shè)1個(gè)植被監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)植被生長(zhǎng)情況及成活率。

5.1.3 輸電線路防治區(qū)

在植被恢復(fù)綠化區(qū)選擇具有代表性的地段布設(shè)1個(gè)植被監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)植被生長(zhǎng)情況及成活率。

5.1.4 施工生產(chǎn)生活防治區(qū)

在施工生產(chǎn)生活植被綠化恢復(fù)區(qū)選擇具有代表性的地段布設(shè)1個(gè)植被監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)植被生長(zhǎng)情況及成活率。

5.2 水土保持監(jiān)測(cè)頻次

本項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)頻次，結(jié)合項(xiàng)目所在地的水土流失情況，主要按照不同的監(jiān)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行具體確定。

5.2.1 建設(shè)初期地表水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

重點(diǎn)監(jiān)測(cè)擾動(dòng)地表面積變化情況，每10 d調(diào)查和記錄一次，用以分析建設(shè)施工初期地表擾動(dòng)對(duì)水土流失的影響。

5.2.2 水土保持工程措施監(jiān)測(cè)

實(shí)施中的水土保持工程措施，每周監(jiān)測(cè)和記錄一次；擾動(dòng)地表面積、水土保持工程具體效果在6-9月份每10 d監(jiān)測(cè)一次，其余月份每個(gè)月監(jiān)測(cè)一次。

5.2.3 水土保持植物措施監(jiān)測(cè)

主體工程施工期間的植物生長(zhǎng)期，每月調(diào)查一次；主體工程施工完成后的植被恢復(fù)期間，每15 d監(jiān)測(cè)一次。

5.2.4 水土流失危害監(jiān)測(cè)

每次遇到強(qiáng)降水、大風(fēng)等水土流失災(zāi)害性天氣，在7 d內(nèi)完成監(jiān)測(cè)。

5.2.5 水土保持調(diào)查監(jiān)測(cè)

在項(xiàng)目工程施工前、施工中期、完工后全面開展調(diào)查監(jiān)測(cè)一次。

6 監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

6.1 擾動(dòng)土地整治率

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，工程建設(shè)期擾動(dòng)地表面積122.30 hm2，其中光伏電場(chǎng)擾動(dòng)面積110.09 hm2，交通道路5.87 hm2，輸電線路6.14 hm2，施工生產(chǎn)生活區(qū)0.20 hm2，竣工驗(yàn)收時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施、硬化固化和水土保持措施面積共計(jì)120.70 hm2，擾動(dòng)土地整治率達(dá)到98.69%。

6.2 水土流失總治理度

除基礎(chǔ)設(shè)施占地外，造成的人為水土流失面積為83.77 hm2，實(shí)施水土保持林草和工程措施面積為82.32 hm2，水土流失總治理度達(dá)98.27%。

6.3 土壤流失控制比

項(xiàng)目區(qū)位于土石山區(qū)，年土壤允許流失量為200 t/km2。實(shí)施水土保持措施后，根據(jù)有關(guān)研究成果，加權(quán)平均計(jì)算項(xiàng)目區(qū)的年土壤侵蝕模數(shù)為180 t/km2。經(jīng)計(jì)算，土壤流失控制比為1.11。

6.4 攔渣率

本項(xiàng)目土石方挖填平衡無棄方，故攔渣率達(dá)100%。

6.5 林草植被恢復(fù)率

根據(jù)監(jiān)測(cè)資料，項(xiàng)目區(qū)宜于恢復(fù)營(yíng)造植被的面積為80.93 hm2，實(shí)際造林種草面積為80.75 hm2，林草植被恢復(fù)率達(dá)99.78%。

6.6 林草覆蓋率

項(xiàng)目占地面積122.30 hm2，實(shí)際造林種草面積為80.75 hm2，林草覆蓋率達(dá)66.03%。

項(xiàng)目區(qū)地處國(guó)家太行山水土保持重點(diǎn)工程區(qū)，從上述6項(xiàng)目指標(biāo)的監(jiān)測(cè)計(jì)算結(jié)果看，達(dá)到了一級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)論

從光伏發(fā)電項(xiàng)目工程建設(shè)過程來看，基本上做到了主體工程與水土保持方案實(shí)施同步推進(jìn)，僅僅在光伏電場(chǎng)區(qū)域存在水土流失發(fā)生的概率，同時(shí)有可能會(huì)對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響[8]。水土保持方案提出的防治措施，基本落實(shí)到位。從水土保持監(jiān)測(cè)結(jié)果分析來看，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期的防治目標(biāo)，符合建設(shè)類項(xiàng)目水土流失防治一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。從生態(tài)效益和社會(huì)效益角度來看，水土保持方案實(shí)施后：項(xiàng)目區(qū)的水土流失得到了有效控制，主體工程安全運(yùn)營(yíng)更有保障；項(xiàng)目區(qū)的林草植被覆蓋率大為提高，生態(tài)環(huán)境明顯改善，對(duì)當(dāng)?shù)丶爸苓叺纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)持續(xù)發(fā)展具有重要作用；同時(shí)，提高了項(xiàng)目建設(shè)單位的水土保持生態(tài)保護(hù)意識(shí)，塑造了工程建設(shè)生態(tài)優(yōu)先、社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的良好形象。