宋曉彥，喻培元

(湖北安源安全環(huán)保科技有限公司，湖北 武漢 )

1 引言

近年來(lái)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電持續(xù)快速發(fā)展，為建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源體系發(fā)揮了重要作用。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平不斷提升，風(fēng)資源相對(duì)豐富、地形復(fù)雜的山區(qū)已成為陸上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)[1]，但其在提供清潔能源的同時(shí)亦帶來(lái)了一定程度的水土流失和生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題[2]。山地風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中由于開(kāi)挖、填埋等作業(yè)頻繁，使原生地表的覆蓋物和土壤結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致土壤抗蝕性降低，在降雨和大風(fēng)作用下水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，且植被生態(tài)恢復(fù)難度較大[3]。因此在山地風(fēng)電開(kāi)發(fā)過(guò)程中，實(shí)施科學(xué)合理的生態(tài)修復(fù)措施，有效防治水土流失十分必要。本文從湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)水土流失特點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)其生態(tài)修復(fù)措施進(jìn)行了探討。

2 湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)概況及區(qū)域劃分

2.1 湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

截至2019年，湖北風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)405.28萬(wàn)kW，占全省各類發(fā)電量的5.15%。湖北省處于中國(guó)地勢(shì)第二級(jí)階梯向第三級(jí)階梯的過(guò)渡地帶，境內(nèi)地貌類型豐富多樣，素稱“七山一水二分田”，省內(nèi)海拔500 m以上的山地丘陵占全省面積的56%。風(fēng)能資源主要集中在“三帶一區(qū)”，即湖北省中部的荊門-荊州的南北向風(fēng)帶、鄂北的棗陽(yáng)-英山的東西向風(fēng)帶、部分湖島及沿湖地帶、鄂西南和鄂東南的部分高山地區(qū)。

山地風(fēng)電場(chǎng)由于地形起伏較大，風(fēng)機(jī)主要布置于山脊線或山脊線兩側(cè)，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)施工檢修道路和吊裝平臺(tái)造成的土石方開(kāi)挖量大，施工形成的高陡邊坡因強(qiáng)降雨沖刷造成嚴(yán)重水力侵蝕，甚至出現(xiàn)山體滑坡，破壞生態(tài)環(huán)境、造成嚴(yán)重水土流失。湖北省山區(qū)普遍具有短時(shí)強(qiáng)降水多、迎風(fēng)面蒸發(fā)量大、山區(qū)表層土質(zhì)貧瘠、植被自然恢復(fù)速率慢等特征，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量破壞嚴(yán)重，長(zhǎng)達(dá)數(shù)年都難以自然恢復(fù)，生態(tài)修復(fù)難度較大。為此，湖北省各級(jí)政府部門對(duì)山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的生態(tài)破壞日益關(guān)注，其監(jiān)管也在不斷加強(qiáng)，水土流失和生態(tài)環(huán)境破壞已成為制約山地風(fēng)能資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的重要因素。

2.2 湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)區(qū)域劃分

依據(jù)湖北省風(fēng)電開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，結(jié)合氣候的分布特點(diǎn)、地形的變化特征以及土壤類型的差異等生態(tài)環(huán)境，將湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)分為鄂東南風(fēng)電場(chǎng)區(qū)、鄂東北風(fēng)電場(chǎng)區(qū)、鄂北風(fēng)電場(chǎng)區(qū)、鄂西北風(fēng)電場(chǎng)區(qū)以及鄂西南風(fēng)電場(chǎng)區(qū)5個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的地形、氣候特征見(jiàn)表1。

3 山地風(fēng)電場(chǎng)水土流失特點(diǎn)

山地風(fēng)電場(chǎng)施工期點(diǎn)型、線型、面型擾動(dòng)并存。風(fēng)電場(chǎng)一般建設(shè)有數(shù)十臺(tái)風(fēng)機(jī)和數(shù)百基輸電桿塔或電纜線路，由于風(fēng)機(jī)主要布置于山脊線或山脊線兩側(cè)，山地風(fēng)電均需配套修建供大件運(yùn)輸和運(yùn)維檢修為主要功能的施工檢修道路，為消納土石方開(kāi)挖產(chǎn)生的棄土(石、渣)，還需要配套設(shè)置棄渣場(chǎng)[4]，因此山地風(fēng)電場(chǎng)施工期擾動(dòng)點(diǎn)極多，擾動(dòng)類型各異且造成水土流失的原因也不同。根據(jù)水土流失原因和施工建設(shè)活動(dòng)特點(diǎn)，一般可將風(fēng)電場(chǎng)分為風(fēng)機(jī)區(qū)、道路工程區(qū)、輸變電工程區(qū)和施工生產(chǎn)生活區(qū)。

3.1 風(fēng)機(jī)區(qū)

風(fēng)電機(jī)組吊裝前，需布設(shè)吊裝場(chǎng)地、開(kāi)挖風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和箱變基礎(chǔ)，其水土流失影響較為集中。吊裝場(chǎng)地面積相對(duì)較大，在場(chǎng)地平整過(guò)程中，易形成挖方和填方邊坡，如未及時(shí)布設(shè)截、排水溝和采取護(hù)坡工程，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重水土流失甚至滑坡等危害。風(fēng)機(jī)、箱變基礎(chǔ)開(kāi)挖會(huì)產(chǎn)生土石方開(kāi)挖和堆放，在降雨作用下水蝕作用加劇，土壤流失量較大。此外，工程建設(shè)區(qū)域海拔一般相對(duì)較高，表土層薄，風(fēng)機(jī)平臺(tái)施工過(guò)程中不注意表土保護(hù)，后期植被恢復(fù)難度較大。

表1 不同區(qū)域地形、氣候特征

3.2 道路工程區(qū)

由于山地地形陡峭，為保證扇葉、塔筒等大型設(shè)備能夠運(yùn)輸至山頂和山脊機(jī)組所在位置，風(fēng)電場(chǎng)需配套修建施工道路，其擾動(dòng)類型為線性擾動(dòng)。施工道路寬度通常超過(guò)5 m，轉(zhuǎn)彎處甚至達(dá)15 m，在道路爆破、開(kāi)挖、填筑的修建過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量土石方，改變地貌土地結(jié)構(gòu)，形成高陡邊坡，破壞原生植被，加大產(chǎn)流產(chǎn)沙量。此外，由于風(fēng)電場(chǎng)建成后的運(yùn)行檢修需求，施工道路會(huì)長(zhǎng)期保留使用，但一般未采取路面硬化措施，加之山區(qū)施工道路坡度較大，強(qiáng)降雨形成的徑流會(huì)對(duì)路面泥沙形成劇烈沖刷，并發(fā)育成為侵蝕溝，因此道路工程區(qū)一般為山地風(fēng)電場(chǎng)水土流失最為強(qiáng)烈的區(qū)域，需著重進(jìn)行水土保持和生態(tài)修復(fù)。

3.3 輸變電工程區(qū)

為保證電力送出，風(fēng)電場(chǎng)一般配套建設(shè)升壓站、集電線路等輸變電工程。升壓站建設(shè)擾動(dòng)范圍較為集中，施工時(shí)間較短，且考慮后期運(yùn)維工作和生活需求，其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高，一般不會(huì)造成大的水土流失。集電線路通常分為架空線路和電纜線路，架空線路為分散式點(diǎn)型擾動(dòng)，由于桿塔基礎(chǔ)施工和牽張架線，將對(duì)地表產(chǎn)生不同程度的地表擾動(dòng)和植被破壞，總體水土流失影響較小但區(qū)域分散；電纜線路為線型擾動(dòng)，由于電纜溝施工開(kāi)挖和回填會(huì)使土地原有的緊密結(jié)構(gòu)遭到破壞，土壤抗蝕性低，使土壤肥力受損，此外臨時(shí)堆土也會(huì)造成水土流失。

3.4 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工生產(chǎn)生活區(qū)用于堆放施工材料、施工設(shè)備和開(kāi)挖的土石方或項(xiàng)目部施工人員駐地生活的區(qū)域。施工過(guò)程中，材料、設(shè)備堆放等占?jí)旱乇?，部分地表進(jìn)行硬化，破壞了原地表的植被，造成了一定的水土流失。

4 湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)生態(tài)修復(fù)措施

4.1 風(fēng)機(jī)區(qū)生態(tài)修復(fù)措施

4.1.1 一般原則

風(fēng)機(jī)區(qū)一般位于山頂或山脊線上，應(yīng)在開(kāi)挖風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和吊裝平臺(tái)前收集和存放用地范圍內(nèi)的表土，待施工完成后，再將表土回覆用于植被恢復(fù)?？紤]風(fēng)機(jī)區(qū)風(fēng)速大、蒸發(fā)量大，植被恢復(fù)措施應(yīng)選用耐寒耐旱草樹(shù)種。

為及時(shí)排導(dǎo)風(fēng)機(jī)區(qū)雨水及地表徑流，應(yīng)在風(fēng)機(jī)平臺(tái)四周設(shè)置排水溝，接出平臺(tái)后順接坡面縱向排水溝或道路排水溝，后與周邊水系相連。宜優(yōu)先采用生態(tài)型排水溝，排水溝末端應(yīng)設(shè)置沉沙和消能設(shè)施。

4.1.2 風(fēng)機(jī)平臺(tái)修復(fù)

風(fēng)機(jī)平臺(tái)凹凸不平的地面應(yīng)削凸填凹，進(jìn)行粗平整，粗平整后吊裝平臺(tái)區(qū)域等壓實(shí)度較高的土地應(yīng)予以翻松。為滿足植物生長(zhǎng)需求，覆土厚度應(yīng)不小于0.3 m，覆土來(lái)源優(yōu)先選用開(kāi)挖施工前收集存放的表土，若覆土厚度不滿足要求，應(yīng)通過(guò)調(diào)配或外購(gòu)客土。

風(fēng)機(jī)平臺(tái)生態(tài)修復(fù)應(yīng)考慮風(fēng)機(jī)、箱式變壓器的檢修維護(hù)需要，不宜恢復(fù)林地。以風(fēng)機(jī)為中心半徑2～8 m范圍內(nèi)檢修通道，宜選用耐踩踏、低矮匍匐型草種，采用撒播草種進(jìn)行綠化；平臺(tái)其他區(qū)域，宜選用低矮匍匐型草種與矮小灌木進(jìn)行草灌混播。撒播密度不宜低于100 kg/hm2。

4.1.3 平臺(tái)四周邊坡修復(fù)

平臺(tái)開(kāi)挖或填筑形成的土質(zhì)邊坡在植被恢復(fù)前進(jìn)行土地整治，宜采用帶狀整地，帶寬50 cm以上，沿等高線進(jìn)行整地和覆土。

土質(zhì)邊坡坡度小于45°，選用草灌混播或撒播草種配合穴植灌木；坡度大于45°，可選用植生袋或三維植被網(wǎng)等適合的植被恢復(fù)技術(shù)。

巖質(zhì)邊坡坡度小于60°，可選用客土噴播技術(shù)，坡面規(guī)整的還可選用植生袋技術(shù)；坡度大于60°，可用植被混凝土技術(shù)[5]進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

4.2 道路工程區(qū)生態(tài)修復(fù)措施

4.2.1 一般要求

風(fēng)電場(chǎng)施工結(jié)束后，運(yùn)營(yíng)期道路宜恢復(fù)至3.5 m寬，恢復(fù)區(qū)域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，路肩栽植行道樹(shù)，兩側(cè)邊坡根據(jù)邊坡性質(zhì)及立地條件，選擇合適的生態(tài)修復(fù)措施。

道路截排水設(shè)施應(yīng)系統(tǒng)完善，因勢(shì)利導(dǎo)。應(yīng)在道路邊坡坡腳處設(shè)置排水溝，在匯水面積較大路段的挖方邊坡還應(yīng)設(shè)置截水溝。截排水出口應(yīng)設(shè)置沉沙和消能設(shè)施，并充分考慮與原有溝渠或自然沖溝的平順銜接。

4.2.2 路肩修復(fù)

路肩栽植行道樹(shù)前進(jìn)行整地，宜采用穴狀整地，開(kāi)挖圓形或方形坑穴，大小因樹(shù)種和立地條件而異，穴徑和穴深均應(yīng)在30 cm以上。路肩兩側(cè)栽植1～2排行道樹(shù)，株距宜為3～4 m。行道樹(shù)樹(shù)種選用耐干旱貧瘠，抗風(fēng)能力強(qiáng)的樹(shù)種。行道樹(shù)株間空地及路肩其余恢復(fù)范圍撒播草種恢復(fù)。

4.2.3 道路邊坡修復(fù)

道路開(kāi)挖或填筑形成的土質(zhì)邊坡在植被恢復(fù)前進(jìn)行土地整治，宜采用帶狀整地，帶寬50 cm以上，沿等高線進(jìn)行整地和覆土。

土質(zhì)邊坡坡度小于45°，選用草灌混播或撒播草種配合穴植灌木；坡度大于45°，可選用植生袋或三維植被網(wǎng)等適合的植被恢復(fù)技術(shù)。

巖質(zhì)邊坡坡度小于60°，可選用客土噴播技術(shù)，坡面規(guī)整的還可選用植生袋技術(shù)；坡度大于60°，可選用植被混凝土或速藤屏技術(shù)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，速藤屏每穴間距不大于50 cm。

4.3 輸變電工程區(qū)生態(tài)修復(fù)措施

升壓站一般在主體設(shè)計(jì)中考慮了護(hù)坡、攔擋、排水及站內(nèi)綠化等措施，站外邊坡及施工過(guò)程中臨時(shí)占?jí)旱牡乇恚瑧?yīng)盡量按原土地類型進(jìn)行植被恢復(fù)。

架空線路考慮檢修運(yùn)維需要，其桿塔底部及四周不宜栽植林木，宜選用耐踩踏、低矮匍匐型草種進(jìn)行撒播草種恢復(fù)。桿塔若架立在匯水面積較大的山坡上時(shí)，應(yīng)在來(lái)水面設(shè)置截水溝、坡腳設(shè)置排水溝。

電纜線路考慮安全要求，其施工擾動(dòng)區(qū)域應(yīng)選用非深根型草種進(jìn)行撒播草種恢復(fù)。

4.4 施工生產(chǎn)生活區(qū)生態(tài)修復(fù)措施

施工生產(chǎn)生活用地屬于施工期臨時(shí)用地，在施工結(jié)束后應(yīng)在拆除所有建(構(gòu))筑物，并清除場(chǎng)地硬化層和建筑垃圾的基礎(chǔ)上進(jìn)行土地整治。原土地利用類型為耕地的，應(yīng)交還農(nóng)戶進(jìn)行復(fù)耕。原土地利用類型為林地、草地的，應(yīng)按原類型進(jìn)行植被恢復(fù)。

4.5 推薦植物選擇

風(fēng)電場(chǎng)生態(tài)修復(fù)措施應(yīng)優(yōu)先選用鄉(xiāng)土植物，無(wú)入侵性的非鄉(xiāng)土植物可適當(dāng)采用；優(yōu)先選用速生、根系發(fā)達(dá)及抗貧瘠、抗堿、抗旱、抗寒等抗逆性優(yōu)良的植物。喬木、灌木應(yīng)搭配草本植物，草本植物不宜選用單一種類，宜選用前期生長(zhǎng)較快的草本植物作為先鋒植物，在較短時(shí)間內(nèi)起到護(hù)坡固土的效果，為其他物種繁殖生長(zhǎng)創(chuàng)造條件，使植物群落演替順利進(jìn)行[6]。

通過(guò)對(duì)湖北省不同區(qū)域山地風(fēng)電場(chǎng)植物進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，依據(jù)植物選擇原則、植物種子市場(chǎng)規(guī)律及各區(qū)域地形、土壤、氣候等環(huán)境條件，不同區(qū)域生態(tài)修復(fù)措施推薦的植物見(jiàn)表2。

表2 不同區(qū)域風(fēng)電場(chǎng)生態(tài)修復(fù)措施推薦的植物

5 結(jié)語(yǔ)

山地風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中由于開(kāi)山挖石、破壞植被，在降雨和大風(fēng)作用下水土流失和生態(tài)破壞現(xiàn)象嚴(yán)重。本文分析了湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，并結(jié)合氣候環(huán)境特點(diǎn)劃分了鄂東南、鄂東北、鄂北、鄂西北以及鄂西南五個(gè)風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域；分析了風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)區(qū)、道路工程區(qū)、輸變電工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)水土流失的原因及特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了各分區(qū)水土流失防治及生態(tài)修復(fù)措施，并對(duì)本土植物分布進(jìn)行了調(diào)研，提出了推薦選擇的生態(tài)修復(fù)植物，希望能對(duì)湖北省山地風(fēng)電場(chǎng)生態(tài)修復(fù)提供指導(dǎo)性的建議。