王志強(qiáng)

(遼寧省凌海市水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 錦州 121200)

隨著化學(xué)能源的枯竭、環(huán)境污染的加劇以及科技的不斷進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電越來(lái)越引起世界各國(guó)的重視。對(duì)于風(fēng)電的研究應(yīng)用我國(guó)起步較晚，風(fēng)電發(fā)展初期主要依賴(lài)于國(guó)外設(shè)備裝置、技術(shù)援助，在政策支持下我國(guó)于1995年開(kāi)始自主研發(fā)風(fēng)電技術(shù)，截止2015年風(fēng)力發(fā)電量達(dá)到1 863×108kWh。傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)正因清潔能源(風(fēng)力發(fā)電)而發(fā)生改變，但風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)帶來(lái)的水土資源流失、生態(tài)環(huán)境破壞等問(wèn)題不容忽視。針對(duì)不同土壤類(lèi)型、土壤侵蝕條件和氣候環(huán)境的風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)址，因缺乏針對(duì)性和科學(xué)性的水土保持防治體系還無(wú)法因地制宜的用于風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目[1-2]。對(duì)此，本文深入探討了不同類(lèi)型風(fēng)電場(chǎng)的土壤侵蝕特點(diǎn)、影響因素、水土保持防治體系及其關(guān)鍵控制要點(diǎn)，以期為風(fēng)電場(chǎng)水土流失治理和加快我國(guó)風(fēng)電事業(yè)發(fā)展提供一定指導(dǎo)。

1 風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)中水土流失典型特征

1.1 水土流失類(lèi)型復(fù)雜

施工過(guò)程中風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目存在線(xiàn)狀、點(diǎn)狀工程，其中集電線(xiàn)路與運(yùn)輸?shù)缆穼倬€(xiàn)狀工程，運(yùn)輸?shù)缆饭こ叹哂幸资芩g、地形起伏大、施工破壞性強(qiáng)、地表裸露時(shí)間長(zhǎng)、占地狹長(zhǎng)等特點(diǎn)，應(yīng)作為土壤侵蝕防控的關(guān)鍵點(diǎn)，修建道路時(shí)原有植被被破壞，從而導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞及其抗蝕性的顯著下降；建筑材料堆放、回填土臨時(shí)堆放、風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的開(kāi)挖回電、升壓站建設(shè)、吊裝對(duì)土地的擾動(dòng)點(diǎn)等均屬于點(diǎn)狀工程，此類(lèi)工程存在植被破壞嚴(yán)重、破壞擾動(dòng)范圍廣的特點(diǎn)[3]。

一般地，風(fēng)電場(chǎng)具有豐富的風(fēng)能且建設(shè)期橫跨雨季和風(fēng)季。林草植被于建設(shè)期間被嚴(yán)重破壞，在大風(fēng)作用下大范圍的臨時(shí)堆土和裸露面，土壤中直徑較小的團(tuán)聚體和中小顆粒極易流失，從而導(dǎo)致難以修復(fù)的植被破壞、土壤退化等問(wèn)題；此外，風(fēng)電場(chǎng)多建于地勢(shì)較高的微地形區(qū)，植被破壞后降雨擊打裸露的地表，雨滴擊濺小顆粒物質(zhì)使其產(chǎn)生位移，面蝕逐漸向細(xì)溝侵蝕發(fā)展，并最終形成溝蝕，臨時(shí)堆土和裸露面受溝道匯集降雨徑流沖刷，不僅威脅著項(xiàng)目的施工安全，而且造成的土壤侵蝕降低了土壤質(zhì)地；由于冬季凍土，部分地區(qū)還會(huì)形成凍融侵蝕。所以，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)工程存在較為復(fù)雜的水土流失類(lèi)型[4-5]。

1.2 植被恢復(fù)難度大

風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)地址存在的主要特點(diǎn)包括：(1)地處沿海灘涂、地形險(xiǎn)峻的山區(qū)或開(kāi)闊的荒原，其中沿海灘涂土壤對(duì)植物耐久性具有較高的要求，如松散的沙地或粘重的灘涂；山區(qū)山脊部植被破壞后恢復(fù)困難，土壤貧瘠且難以保存水肥；荒原地區(qū)植被稀少、降水較低，土壤在植被破壞后極易退化，恢復(fù)植被難度較大。(2)建設(shè)地址具有豐富的風(fēng)能資源，土壤受風(fēng)力侵蝕影響顯著。(3)土壤結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)后發(fā)生嚴(yán)重破壞，沿線(xiàn)植被類(lèi)型多樣后期管護(hù)工作繁重、難度較高。

1.3 水土流失集中

通常要1年時(shí)間完成風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)，此期間植被破壞嚴(yán)重、土地?cái)_動(dòng)范圍廣，土壤水土保持功能受擾動(dòng)后基本喪失，施工中形成的松散臨時(shí)堆積物和大量裸露地表為水土流失易發(fā)生體。然而我國(guó)降雨時(shí)間主要集中于施工建設(shè)最為全面的5-9月，此期間外因素干擾強(qiáng)烈且建設(shè)活動(dòng)頻繁，以上因素導(dǎo)致水土流失在風(fēng)電場(chǎng)施工建設(shè)期集中的特點(diǎn)。

2 風(fēng)電場(chǎng)水土流失防治分區(qū)和措施分析

2.1 防治分區(qū)分析

為了能夠?qū)︼L(fēng)電場(chǎng)建設(shè)所引起的水土流失實(shí)施更具針對(duì)性、更好的防治措施，結(jié)合水土流失防治特點(diǎn)、工程建設(shè)時(shí)序、生產(chǎn)建設(shè)特征、施工工藝和主體工程總平面布置，總體上將項(xiàng)目區(qū)劃分成5個(gè)防治分區(qū)，即施工臨時(shí)占用區(qū)、升壓站區(qū)、風(fēng)電機(jī)組區(qū)、集電線(xiàn)路區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)。根據(jù)水土流失發(fā)生情況、項(xiàng)目分區(qū)和施工時(shí)段，對(duì)影響水土流失的各類(lèi)因素進(jìn)行綜合分析，經(jīng)歸納整理確定分析表1。其中，要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)與防治的水土流失區(qū)為運(yùn)輸?shù)缆?，如?。

表1 水土流失因素分析

表2 運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)的水土流失量

2.2 水土流失防治措施

植物、臨時(shí)和工程措施為組成風(fēng)電場(chǎng)水土流失防治體系的3大方面，其中植物措施有植被恢復(fù)、栽植喬灌木或撒播種草護(hù)坡；臨時(shí)措施有灑水、編織袋攔擋、臨時(shí)排水溝和臨時(shí)的堆土苫蓋；工程措施有擋土墻、排水溝和土剝離等。

3 不同類(lèi)型區(qū)水土流失防治要點(diǎn)

3.1 風(fēng)電場(chǎng)Ⅰ區(qū)

該區(qū)風(fēng)電場(chǎng)通常存在長(zhǎng)期的凍融、風(fēng)力和水力侵蝕，建設(shè)區(qū)的地表裸露。土地質(zhì)量明顯下降、土壤表層剝蝕加劇且后期恢復(fù)困難，因此建設(shè)前要加強(qiáng)植被的保護(hù)、防止表層土剝離以及土質(zhì)下降?？紤]到風(fēng)電場(chǎng)Ⅰ區(qū)存在較平緩的地勢(shì)，在風(fēng)機(jī)架設(shè)與運(yùn)輸?shù)缆沸藿〞r(shí)，可以不削平整地及大規(guī)模的破壞土壤即可達(dá)到建設(shè)要求。對(duì)于受熱量、降水雙重因素控制的東北地區(qū)，從西北向東南植被種類(lèi)有遞增的趨勢(shì)，而近些年發(fā)展風(fēng)電集中且建設(shè)風(fēng)電滿(mǎn)足基本條件的地區(qū)主要有溫帶干旱草原、草甸草原、森林草原等植被類(lèi)型，貝加爾針茅、羊草等為主要特征植物，由于垂直分布引起的水熱不均使得部分地區(qū)的植被類(lèi)型改變成針落葉混交林，樺樹(shù)、櫟樹(shù)、樟子松、油松和紅松等為特征植物。以鄉(xiāng)土樹(shù)種為主搭配其它易成活的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種、草種或耐貧瘠樹(shù)種恢復(fù)植被，如荊條、胡枝子、丁香、野牛草、草木樨和紫穗槐等。在達(dá)到水土保持治理要求的情況下，最大程度的滿(mǎn)足人們對(duì)經(jīng)濟(jì)和景觀(guān)價(jià)值的需求。

在我國(guó)沿海低山丘陵區(qū)分布的Ⅰ區(qū)補(bǔ)充區(qū)較Ⅰ區(qū)具有更加充沛的降水，在脫硅富鐵鋁化風(fēng)化過(guò)程和旺盛的中亞熱帶生物富集的影響下，形成的融讓具有顯著的地域性特征。Ⅰ型補(bǔ)充區(qū)的水土保持措施布設(shè)較黑土區(qū)存在一定差異，即要求布設(shè)完善的排水系統(tǒng)，可以將經(jīng)濟(jì)價(jià)值或景觀(guān)價(jià)值較高的樹(shù)種用于植被修復(fù)。

3.2 風(fēng)電場(chǎng)Ⅱ區(qū)

風(fēng)電場(chǎng)Ⅱ區(qū)大多分布于以低山丘陵頂部，若邊坡植被覆蓋度在風(fēng)電場(chǎng)修建完成后較差，可以將間距4～6 m的截水溝沿邊坡等高線(xiàn)修筑，結(jié)合實(shí)際集水面積、當(dāng)?shù)乇┯暧炅亢侠碓O(shè)計(jì)截水溝規(guī)格。沿等高線(xiàn)在道路邊坡或風(fēng)機(jī)人工邊坡的坡腳、坡中布設(shè)簡(jiǎn)易攔擋措施，通常以寬0.5～1.0 m的簡(jiǎn)易籬笆作為攔擋，制作材料以喬灌木枝杈為主?；謴?fù)林草植被時(shí)，這種缺乏水資源的地區(qū)多選擇中旱生、旱生物種，以此發(fā)揮物種的耐旱優(yōu)勢(shì)。種苗優(yōu)選過(guò)程中，要詳細(xì)了解植被生長(zhǎng)特性以及充分調(diào)研當(dāng)?shù)靥烊恢脖?，充分考慮演化因素、水源條件和氣候環(huán)境維護(hù)干旱半干旱區(qū)植被巖體。喬木小苗、大苗和灌木的植穴以60～80 cm、100 cm以上、40～60 cm為宜，為進(jìn)一步提升植物成活率，栽植或播種后要考慮實(shí)際情況實(shí)行科學(xué)撫育。此外，考慮到該地區(qū)具有較為發(fā)達(dá)的畜牧業(yè)，林草植被受牛羊啃食以及蹄印的損壞較大，因此要在修復(fù)前期實(shí)行封育治理，以盡量降低人為干擾快速恢復(fù)受損植被。

3.3 風(fēng)電場(chǎng)Ⅲ區(qū)

將風(fēng)電場(chǎng)修建于Ⅲ區(qū)時(shí)需要破壞地表土壤和原有植被，這種人為破壞作用極易導(dǎo)致沙漠化。根據(jù)不同的土壤質(zhì)地條件，應(yīng)在建設(shè)初期劃分斑塊，對(duì)于存在較好覆蓋度的地區(qū)實(shí)行草皮剝離，而對(duì)于存在較差覆蓋度且土壤質(zhì)地松散的地區(qū)實(shí)行表土剝離。苫蓋剝離后的表土與草皮，并對(duì)草皮定期噴水確保其生長(zhǎng)活力，該條件下能夠維持80%～90%的成活率。針對(duì)侵占的灌木林地或林地要在苗圃中假植原生植株，并在完成建設(shè)后將其移植到相似地類(lèi)，并實(shí)施封育管理。土壤質(zhì)地松散且植被覆蓋極少的地區(qū)，為防止建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生揚(yáng)塵要定期灑水，并對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中棄渣棄土車(chē)輛實(shí)行苫蓋。工程結(jié)束后在擾動(dòng)的地區(qū)覆蓋剩余的礫石，此外土壤結(jié)皮屬于荒漠地區(qū)抵抗土壤風(fēng)蝕的有效屏障，所以在基本建設(shè)完成后還可以利用絲狀藍(lán)藻、荒漠藻類(lèi)、土壤微生物混合液噴灑至擾動(dòng)去，以此為土壤生物結(jié)皮提供有利的條件。

3.4 風(fēng)電場(chǎng)Ⅳ區(qū)

風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)于Ⅳ區(qū)時(shí)通常與主風(fēng)向垂直，并且大多數(shù)沿山脊而建，從上至下按海拔高度分布的植物帶有無(wú)植被帶、高山墊狀植被帶、高山草原帶、灌叢草甸帶、落葉針葉林與暗針葉林帶、闊葉林帶，因干旱條件有些地區(qū)也會(huì)出現(xiàn)缺帶的現(xiàn)象。與山麓相比山脊通常存在較低的植被演替程度，若發(fā)生破壞極易導(dǎo)致水土流失，且恢復(fù)流失后的土壤具有較大難度。水力侵蝕為主要的土壤侵蝕類(lèi)型，所以在進(jìn)場(chǎng)道路修建時(shí)要求將臨時(shí)排水溝按基線(xiàn)設(shè)置，還要將沉砂池、消力池修筑在坡陡較陡的地區(qū)；部分地區(qū)應(yīng)增設(shè)跌水坎和修建涵管排水處。經(jīng)過(guò)挖填和渣料堆砌后的風(fēng)機(jī)平臺(tái)邊坡、道路邊坡，若存在過(guò)高的邊坡角度還應(yīng)采取削坡開(kāi)級(jí)工程，對(duì)坡度超過(guò)1:1.5的邊坡實(shí)行砌石護(hù)坡或噴播植生型混凝土，對(duì)易出現(xiàn)瀉溜處實(shí)行擋護(hù)。以鄉(xiāng)土樹(shù)種搭配常見(jiàn)的水土保持樹(shù)種進(jìn)行植被修復(fù)，草本、灌木和豆科植物為首選，喬木、和其他植物為輔。由于受破壞后立地質(zhì)量明顯下降、山地土體更加貧瘠，植物應(yīng)選擇坡生性好、耐旱和耐貧瘠的類(lèi)型。例如，浙江地區(qū)的藤本植物以常春藤、爬山虎等為主，草本以黑麥草、狗牙根為主，喬木以胡枝子、黃連木、紫薇、紫穗槐、紅葉石楠為主；福建沿海山區(qū)有東方烏毛蕨、芒萁骨、桃金娘、狗脊、芒草等原生植物。

3.5 風(fēng)電場(chǎng)Ⅴ區(qū)

從水土保持的角度將風(fēng)電場(chǎng)建于Ⅴ區(qū)時(shí)，要求具有完善的排水系統(tǒng)，這不僅能夠有效防止臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)降雨等可能引起風(fēng)機(jī)平臺(tái)和運(yùn)輸?shù)缆返牟环€(wěn)定，而且可以為不耐水濕的大部分植物提供適宜的生存條件。部分地區(qū)還要求修建圍堰，對(duì)減少施工中的水土流失和提供有利的施工條件具有積極作用。在恢復(fù)植被時(shí)，沼澤土質(zhì)地緊密且多呈酸性，土壤質(zhì)地經(jīng)過(guò)施工后出現(xiàn)一定的改變，在立地條件符合要求的情況下可以栽植經(jīng)濟(jì)作物，如柑橘等，因海水侵蝕或地下水位高鹽堿地可以栽植耐鹽、耐水濕植物，如蓉草、香茅、白茅、葦狀羊茅和巴拉草等。

4 結(jié)語(yǔ)

本文將風(fēng)電場(chǎng)工程按照水土流失防治特點(diǎn)、工程建設(shè)時(shí)序、生產(chǎn)建設(shè)特征、施工工藝和主體工程總平面布置劃分成5個(gè)防治分區(qū)，不同類(lèi)型分區(qū)的地形地貌、植被類(lèi)型、土壤侵蝕防治和土壤類(lèi)型特點(diǎn)不同，并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出布設(shè)臨時(shí)、植物、工程措施時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上給出合理化建議，為水土流失防治以及風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)提供技術(shù)支持。