黃 琴

(新疆錦芮礦業(yè)有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

1 基本情況

1.1 地理位置

國家電投巴里坤縣三塘湖區(qū)域風(fēng)力發(fā)電工程項目位于新疆維吾爾自治區(qū)哈密市巴里坤縣，場址中心距離巴里坤縣西北約100km，距離三塘湖鎮(zhèn)以西65km，場址區(qū)地形平坦，主要以戈壁灘為主，場區(qū)進場道路由東南側(cè)風(fēng)電基地公用道路引接，交通較為便利。

1.2 項目基本情況

本項目總裝機容量50MW，采用8臺單機容量為6.25MW的風(fēng)力發(fā)電機，升壓站電壓等級為110kV，年上網(wǎng)電量14784.7萬kW·h，年等效滿負荷運行2957h。本工程為新建工程，主要包括風(fēng)電機組工程區(qū)、道路工程區(qū)、集電線路區(qū)、升壓站工程區(qū)及施工生產(chǎn)生活區(qū)。工程規(guī)模為中型；機組基礎(chǔ)設(shè)計級別為甲級，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全等級為一級，工程建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)安全等級為二級。

2 水土流失分析與預(yù)測

2.1 水土流失現(xiàn)狀

2.1.1區(qū)域水土流失現(xiàn)狀

巴里坤哈薩克自治縣輕度以上風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕總面積26166.3km2，占全縣土地總面積的70.14%。其中水力侵蝕面積3271.87km2，占土壤侵蝕總面積的12.50%；風(fēng)力侵蝕總面積22894.43km2，占土壤侵蝕總面積的87.50%。

2.1.2項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

本項目位于天山北坡國家級水土流失重點預(yù)防區(qū)、天山北坡諸小河流域重點治理區(qū)。

(1)風(fēng)力侵蝕。風(fēng)蝕發(fā)生需具備2個條件：一是大于起沙風(fēng)速的風(fēng)力；二是地表裸露、干燥或地表植被覆蓋度低[1]，并提供沙源。項目區(qū)年平均風(fēng)速4.1m/s，最大風(fēng)速27m/s，具備風(fēng)蝕發(fā)生的風(fēng)力條件。項目區(qū)在地表未擾動情況下風(fēng)力侵蝕強度為輕度。

(2)水力侵蝕。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況綜合分析確定：項目區(qū)在地表未擾動情況下無水力侵蝕，在原地表穩(wěn)定層未破壞的條件下，土壤侵蝕強度屬于輕度風(fēng)蝕，容許土壤流失量為1500t/(km2·a)，地貌土壤侵蝕模數(shù)為1500t/(km2·a)。

2.2 水土流失影響因素分析

2.2.1水土流失因子分析

水土流失因子分為自然因素和人為因素，自然因素主要有氣候、地質(zhì)、地形、地貌、土壤和植被等[2-4]；人為因素有土地平整、基礎(chǔ)開挖等施工活動。

(1)自然因素。項目區(qū)多年平均降水量23.3mm，雨季為每年的6—9月，大多為季節(jié)性降雨。多年平均風(fēng)速4.1m/s，最大風(fēng)速27m/s，風(fēng)季為每年的4—6月。地貌單元為山前沖洪積扇的扇緣，地貌類型為山前沖洪積傾斜平原，植被覆蓋度在5%以下，但地表被礫石所覆蓋，地表細小易蝕物質(zhì)已被剝蝕殆盡，如不存在人為擾動，其抗侵蝕的能力較強，不易發(fā)生大面積、較嚴(yán)重的水土流失。

(2)人為因素。①施工準(zhǔn)備期：施工生產(chǎn)生活區(qū)建設(shè)前需進行場地四通一平、部分挖方及填方工作，由于地表的覆蓋物被清除，大面積土地完全暴露在外，原土地地貌被擾動，引發(fā)水土流失[5]；道路工程區(qū)由于前期工作較多，車輛流動較頻繁。為便于車輛行駛，在施工準(zhǔn)備期便要修建好項目區(qū)內(nèi)的施工道路，道路的修建必然要破壞原生地表，產(chǎn)生水土流失。②施工期：由于風(fēng)電機組區(qū)和集電線路區(qū)等分區(qū)的建(構(gòu))物建設(shè)、基礎(chǔ)開挖與回填、大量松散土體的臨時堆積、建(構(gòu))筑材料的臨時堆放，造成項目區(qū)地表擾動和再塑，使地表失去固土抗沖能力；道路工程區(qū)施工期車輛、人員流動較多，大車碾壓對路面的破壞程度較大，沿線區(qū)域水土流失將加劇。③自然恢復(fù)期：主體工程建設(shè)完成后，施工期擾動后的裸露土地均采取工程措施進行防治，區(qū)域水土流失將大大減少。施工場地恢復(fù)至原地貌后，由于項目區(qū)地處偏僻、人煙稀少，水土流失以自然因素為主。僅有道路工程區(qū)需要長期防治與管護，水土流失仍以人為為主。

2.2.2擾動地表、損毀植被面積

經(jīng)統(tǒng)計，建設(shè)期各類工程總擾動地表面積11.12hm2，各類工程損壞植被面積11.12hm2。

2.2.3棄渣量預(yù)測

本工程的棄渣量包括施工過程中的基礎(chǔ)開挖、回填、道路修建、建筑安裝。土石方開挖量主要來自場內(nèi)風(fēng)機基礎(chǔ)開挖、集電線路開挖、升壓站內(nèi)建筑物基礎(chǔ)、道路及預(yù)埋裝置的開挖，而土石方回填主要用于風(fēng)機箱變及基礎(chǔ)、集電線路的回填、升壓站內(nèi)的平整回填及道路填方路段的填筑。工程總挖方5.64萬m3，填方6.42萬m3，借方0.78萬m3，無棄方，因此本工程不設(shè)置單獨的永久棄渣場，外借土石方外購自三塘湖周邊的砂石料廠，其水土保持責(zé)任由賣方負責(zé)。

2.3 土壤流失量預(yù)測

2.3.1預(yù)測單元

本項目水土流失預(yù)測單元共5個，包括：風(fēng)電機組區(qū)、道路工程區(qū)、集電線路區(qū)、升壓站區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)。

2.3.2預(yù)測時段

(1)施工期。工程建設(shè)總工期8個月。預(yù)測時段按施工長度占風(fēng)雨季長度的比例進行計算，項目區(qū)雨季時段5—8月、風(fēng)季時段3—10月。預(yù)測年限1a。

(2)自然恢復(fù)期。巴里坤縣屬于半干旱區(qū)，自然恢復(fù)期按5a考慮。

2.3.3土壤侵蝕模數(shù)

(1)原生侵蝕模數(shù)。項目區(qū)屬于輕度風(fēng)力區(qū)，水土流失強度總體評價為輕度，原生土壤水土流失侵蝕模數(shù)確定為1500t/(km2·a)，土壤侵蝕模數(shù)容許值為1500t/(km2·a)。

(2)擾動后侵蝕模數(shù)的確定。本工程地貌類型為三塘湖盆地山前沖洪積傾斜平原。由于無實測的土壤流失資料，分區(qū)土壤侵蝕模數(shù)只有通過類比法確定。類比工程選擇巴里坤豐源三塘湖風(fēng)電場工程，主要根據(jù)該工程項目區(qū)水土保持監(jiān)測實測的值確定本項目土壤侵蝕模數(shù)。

本項目擾動后土壤侵蝕利用類比項目的擾動后侵蝕模數(shù)數(shù)值的修正1倍計算，即擾動后土壤侵蝕模數(shù)為7000t/(km2·a)。

(3)自然恢復(fù)期侵蝕模數(shù)的確定。在自然恢復(fù)期，由于地表所受人為擾動減少，擾動地表水土流失量逐漸穩(wěn)定，土體抗侵蝕能力增加。綜合以上因素和相關(guān)工程經(jīng)驗，初步確定本項目自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)第一年為4000t/(km2·a)、第二年為3000t/(km2·a)、第三年為2200t/(km2·a)、第四年為1800t/(km2·a)、第五年為1500t/(km2·a)。

2.3.4預(yù)測結(jié)果

(1)可能造成的水土流失面積。項目建設(shè)期各階段造成水土流失的面積見表1。

表1 各階段預(yù)測水土流失面積 單位：hm2

(2)可能造成的水土流失量。結(jié)合擾動地表新增土壤流失量計算公式進行計算，本工程水土流失總量為1633t，新增水土流失總量為953t。

2.4 水土流失危害分析

在施工過程中，征占地范圍內(nèi)的地表植被會遭到不同程度破壞、局部地貌發(fā)生較大變化，導(dǎo)致水土保持功能降低[6]。水土流失危害主要有以下幾個方面。

(1)對植被和生態(tài)景觀造成不利影響。工程建設(shè)擾動地表面積較大，表層土壤結(jié)皮一旦被破壞，土壤侵蝕強度將達到強烈侵蝕，對植被生長和生態(tài)景觀造成不利影響。

(2)揚塵影響行車安全，對人員健康造成危害。工程臨時道路為礫類土路面，當(dāng)?shù)馗稍锏淖匀粭l件使得只要地表被擾動，即使在無風(fēng)的天氣下也會產(chǎn)生揚塵，施工車輛反復(fù)碾壓會使道路周邊長期處于揚塵狀況下，給施工人員健康造成危害。

(3)臨時堆土成為新的水土流失物源。工程建設(shè)期內(nèi)臨時堆土表面結(jié)構(gòu)松散，若無防護，將會給風(fēng)蝕帶來流失物源，造成大面積的水土流失。

綜上所述，應(yīng)盡快對項目區(qū)采取防治措施，最大程度的減少工程建設(shè)造成的水土流失。

3 水土保持措施

3.1 防治區(qū)劃分

本工程水土流失防治區(qū)一級區(qū)為三塘湖盆地山前沖洪積傾斜平原；二級區(qū)劃分為風(fēng)電機組區(qū)、道路工程區(qū)、集電線路區(qū)、升壓站區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)；三級區(qū)劃分中，風(fēng)電機組工程區(qū)分為風(fēng)機基礎(chǔ)區(qū)、施工吊裝場區(qū)等2個分區(qū)；集成線路工程區(qū)分為電纜溝區(qū)、架空線路區(qū)等2個分區(qū)；道路工程區(qū)分為進站道路區(qū)、進場道路區(qū)、施工及檢修道路區(qū)、架空線路施工道路區(qū)等4個分區(qū)。

3.2 措施總體布局

3.2.1防治措施總體布局

堅持分區(qū)防治的原則，根據(jù)工程所屬水土流失防治分區(qū)確定指導(dǎo)性防治措施。在各防治分區(qū)以侵蝕地貌為基礎(chǔ)劃分治理單元，提出各治理單元的主導(dǎo)性防治措施體系；在各治理單元，根據(jù)主要侵蝕部位系統(tǒng)論證推薦布置經(jīng)濟、合理、安全的防治措施。在防治措施布置上，施工期主要利用工程措施的控制性和速效性，施工完畢后，只要各防治分區(qū)有合適的土壤條件和水源條件即可采取植物措施[7]。

3.2.2植物措施立地條件分析

項目區(qū)處于干旱地區(qū)，降雨量稀少，氣候條件惡劣，地表為戈壁，缺乏水源，不具備灌溉條件，不能采取植物措施來恢復(fù)原地貌，主體考慮針對升壓站生活區(qū)種植草坪，改善生活環(huán)境，灌溉水源采用水車?yán)问?，在綜合水泵房內(nèi)設(shè)置生活水箱，以管線送至綠化灌溉區(qū)域。綠化可采用外購的種植土進行覆土后播撒草籽。

3.2.3臨時防護措施可行性分析和選擇

臨時堆土主要來自路基挖方和清廢土，。臨時堆土可能產(chǎn)生的水土流失主要是風(fēng)力侵蝕，兼風(fēng)力與水力混合侵蝕，因此本方案初步提出礫石壓蓋、編織袋裝土防護、防塵網(wǎng)苫蓋、灑水。

3.3 分區(qū)措施布設(shè)

3.3.1風(fēng)電機組區(qū)

(1)風(fēng)機基礎(chǔ)區(qū)。主體設(shè)計在該區(qū)域采取土地平整措施，本方案考慮新增灑水措施。①工程措施：風(fēng)機及箱變基礎(chǔ)后，對風(fēng)機基礎(chǔ)除出露地表的塔筒和一圈硬化地坪外采取土地平整措施，平整面積0.22hm2。②臨時措施：施工期間機械開挖會破壞地表組成情況，容易產(chǎn)生揚塵，造成水土流失。為防治水土流失，采取灑水措施。灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積0.36hm2，預(yù)計共需灑水65m3。

(2)施工吊裝場區(qū)。主體設(shè)計在該區(qū)域設(shè)計土地平整措施，本方案考慮新增灑水以及防塵網(wǎng)苫蓋措施。①工程措施：吊裝場施工吊裝結(jié)束后，對施工擾動區(qū)域采取土地平整措施，土地平整面積2.76hm2。②臨時措施：在施工擾動區(qū)域安排灑水車灑水會有效防治揚塵危害。每天灑水2次，灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積2.76hm2，預(yù)計共需灑水497m3；對臨時堆土實施防塵網(wǎng)苫蓋措施，以控制大風(fēng)天氣對表土的風(fēng)蝕現(xiàn)象。共需防塵網(wǎng)苫蓋6400m2。

3.3.2集電線路區(qū)

(1)電纜溝區(qū)。主體設(shè)計在該區(qū)域采取土地平整措施，本方案考慮新增灑水以及防塵網(wǎng)苫蓋措施。工程措施：施工結(jié)束后對擾動區(qū)域進行土地平整，面積為0.48hm2。②臨時措施：管溝開挖會破壞地表組成情況，管溝回填過程有較大的揚塵產(chǎn)生，造成水土流失。灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積0.48hm2，預(yù)計共需灑水86m3；電纜溝區(qū)開挖深度為1.3m，基礎(chǔ)開挖土方臨時堆放于電纜溝區(qū)另一側(cè)。臨時堆土上覆蓋防塵網(wǎng)苫蓋，防塵網(wǎng)苫蓋面積約800m2。

(2)架空線路區(qū)。主體設(shè)計在該區(qū)域設(shè)計土地平整水土保持相關(guān)措施，本方案考慮新增灑水以及防塵網(wǎng)苫蓋措施。①工程措施：架空線路區(qū)基礎(chǔ)施工結(jié)束后，對扣除露出地表的桿塔占地外的區(qū)域進行土地平整措施，土地平整面積0.20hm2。②臨時措施：在場地進行灑水措施，灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積0.20hm2，預(yù)計共需灑水36m3；考慮到塔基臨時堆土仍然是引發(fā)水土流失的重點區(qū)域，對塔基開挖的臨時堆土進行防護防塵網(wǎng)苫蓋，防塵網(wǎng)苫蓋面積約420m2。

3.3.3道路工程區(qū)

(1)進站道路區(qū)。主體設(shè)計未在該區(qū)域采取水土保持相關(guān)措施，本方案考慮新增灑水措施。進站道路在施工期間擾動面易受風(fēng)力侵蝕而四處揚塵。因此，進站道路在施工過程中應(yīng)及時灑水。灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積0.08hm2，預(yù)計共需灑水15m3。

(2)進場道路區(qū)。主體設(shè)計在該區(qū)域設(shè)計彩條旗限界水土保持相關(guān)措施，本方案考慮新增灑水措施。①進場道路在施工期間擾動面易受風(fēng)力侵蝕而四處揚塵。因此，進場道路施工過程中應(yīng)及時灑水。每天灑水2次，灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積0.87hm2，預(yù)計共需灑水157m3。②項目區(qū)域地表植被稀少，地表結(jié)皮和礫石砂層具有很好的水土保持效果，一經(jīng)破壞很容易造成水土流失。因此，為防止施工車輛脫離施工道路，造成大面積的地表擾動，在施工期內(nèi)進場道路兩側(cè)布設(shè)彩條旗，根據(jù)施工道路長度的50%計算，需要彩條旗限界2176m。

我盛好雞湯，端著碗走進二丫房里。二丫斜靠在床頭，她抬眼看我，淚水跟著就淌出了。她嚶嚶地說：“細嬸兒，我冇臉活了。”

(3)施工及檢修道路區(qū)。主體設(shè)計在該區(qū)域設(shè)計土地平整和彩條旗限界水土保持相關(guān)措施，本次考慮新增灑水措施。①工程措施：本方案考慮施工結(jié)束后對臨時道路進行道路平整，平整面積1.32hm2。②臨時措施：施工及檢修道路在施工期間擾動面易受風(fēng)力侵蝕而四處揚塵。因此，施工及檢修道路施工過程中應(yīng)及時灑水。每天灑水2次，灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積3.95hm2，預(yù)計共需灑水711m3；項目區(qū)域地表植被稀少，所形成的地表結(jié)皮和礫石砂層具有很好的水土保持效果，一經(jīng)破壞很容易造成水土流失。因此，在施工及檢修道路兩側(cè)布設(shè)彩條旗，根據(jù)施工道路長度的50%計算，需要彩條旗限界6582m。

(4)架空線路施工道路區(qū)。主體設(shè)計未在該區(qū)域設(shè)計水土保持相關(guān)措施，本方案考慮新增灑水、土地平整和彩條旗限界措施。①工程措施：本方案考慮施工結(jié)束后對臨時道路進行道路平整，平整面積0.96hm2。②臨時措施：架空線路施工道路在施工期間擾動面易受風(fēng)力侵蝕而四處揚塵。因此，架空線路施工道路施工過程中應(yīng)及時灑水。每天灑水2次，灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積0.96hm2，預(yù)計共需灑水173m3；項目區(qū)域地表植被稀少，所形成的地表結(jié)皮和礫石砂層具有很好的水土保持效果，一經(jīng)破壞很容易造成水土流失。因此，在架空線路施工道路兩側(cè)布設(shè)彩條旗，根據(jù)施工道路長度的50%計算，需要彩條旗限界2400m。

3.3.4升壓站

升壓站主體設(shè)計中實施有礫石壓蓋、排水溝、土地整治、綠化覆土、綠化灌溉、種植草坪等措施，能有效防治施工過程中產(chǎn)生的水土流失。為防治施工期間土方開挖回填引起的揚塵，本方案需要新增土地平整、灑水、防塵網(wǎng)苫蓋措施。

(1)工程措施。①礫石壓蓋：升壓站儲能區(qū)采取礫石壓蓋措施，礫石壓蓋面積0.23hm2，礫石壓蓋厚度0.20cm，所需礫石方量為0.04萬m3。②排水溝：升壓站區(qū)場地內(nèi)及周邊地表無洪流沖刷痕跡，場地遭受洪水危害可能性小，危害性小。升壓站站址區(qū)場地平坦，項目區(qū)降水較少，但為了防治匯水影響，在升壓站北側(cè)，沿地形等高線高的一側(cè)升壓站外墻，設(shè)置凝土排水溝長385m，寬0.5m，深0.6m。③土地平整：考慮施工結(jié)束后對圍墻外一圈占地紅線面積進行土地平整，平整面積0.16hm2。④綠化灌溉：設(shè)計綠化灌溉水土保持相關(guān)措施，綠化灌溉面積0.06hm2。⑤土地整治：土地整治面積0.06hm2。⑥綠化覆土：覆土面積0.06hm2，覆土厚度60cm，覆土量0.04萬m3。

(2)植物措施。綜合考慮項目區(qū)自然環(huán)境、植物生長的立地條件、灌溉及本項目的性質(zhì)等影響因素。根據(jù)主體設(shè)計，種植草坪，草種選擇早熟禾、黑麥草、高羊茅等，種植面積0.06hm2，本工程植物措施的撫育管理主要是管護和病蟲害防治。

(3)臨時措施。①灑水：施工期對擾動區(qū)域采取灑水抑塵的措施，能有效的抑制施工人員擾動引起的揚塵。灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水60d，灑水面積0.40hm2，預(yù)計共需灑水72m3。②防塵網(wǎng)苫蓋：施工期間構(gòu)筑物基礎(chǔ)開挖的土方臨時堆放在硬化區(qū)，對臨時堆土實施防塵網(wǎng)苫蓋措施，以控制大風(fēng)天氣對表土的風(fēng)蝕現(xiàn)象，共需防塵網(wǎng)苫蓋1000m2。

主體設(shè)計在該區(qū)域采取土地平整水土保持相關(guān)措施，本方案考慮新增灑水以及防塵網(wǎng)苫蓋措施。

(1)工程措施。在施工后期對生產(chǎn)生活區(qū)進行跡地恢復(fù)、土地平整，面積約0.48hm2。

(2)臨時措施。根據(jù)主體設(shè)計資料，對施工生產(chǎn)生活區(qū)材料堆放場地實施防塵網(wǎng)苫蓋措施，以控制大風(fēng)天氣對施工材料的風(fēng)蝕現(xiàn)象。需防塵網(wǎng)面積700m2；項目建設(shè)過程中定時對施工場地實施灑水，灑水時間主要集中在秋季灑水，灑水定額3m3/(hm2·d)，灑水120d，灑水面積0.30hm2，預(yù)計共需灑水108m3。

4 結(jié)語

本文預(yù)測三塘湖風(fēng)電工程造成的水土流失影響，結(jié)果表明：該工程建設(shè)期可能引發(fā)水土流失的面積為11.12hm2，自然恢復(fù)期可能引發(fā)水土流失的面積為6.64hm2，工程建設(shè)產(chǎn)生水土流失總量為1633t，新增水土流失總量為953t；通過在風(fēng)電機組區(qū)等分區(qū)采取土地整治、灑水、防塵網(wǎng)苫蓋等措施后，可有效減輕工程建設(shè)和運行造成的負面影響。綜上，本文對三塘湖風(fēng)電工程進行水土流失預(yù)測和措施分析，可有效量化、精準(zhǔn)預(yù)防、及時彌補工程建設(shè)及運行過程中對水土環(huán)境的不利影響，為工程實施提供了正確的指導(dǎo)方向。同時，本文仍存在水土保持監(jiān)測分析不足等問題，應(yīng)在今后進行進一步研究。