摘要 大力發(fā)展以風力發(fā)電為代表的清潔能源是響應國家3060戰(zhàn)略,踐行低碳發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展最直接、最有力的舉措。道路工程作為復雜山地條件下風電場中的重要組成部分,其設計施工難度大,在整個風電場工程中建設成本占比高,一直是業(yè)內研究的熱點和難點,文章重點從復雜山地條件下風電場道路的路線方案選擇和景觀協(xié)調建設等兩方面開展了相關研究,以期為復雜山地條件下風電場的道路設計、施工建設等提供參考。
關鍵詞 復雜山地;風電場道路;選線;景觀協(xié)調
中圖分類號 U41 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)24-0170-03
0 引言
大力發(fā)展以風力發(fā)電為代表的清潔能源是響應國家3060戰(zhàn)略,踐行低碳發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展最直接、最有力的體現(xiàn),風力發(fā)電作為一種有效利用自然界可再生風能資源進行發(fā)電的方式,真正實現(xiàn)了清潔、可持續(xù)的發(fā)電。在以風力發(fā)電為代表的清潔能源蓬勃發(fā)展的當下,開展風電場設計、建造等相關的研究更顯得尤為緊迫和重要,而復雜山地條件下風力發(fā)電場的建設過程中,土建工程占比較大,影響風電場工程建設全局的風電場道路則一直是研究的熱點和難點。由于復雜山地條件下風電場地形、地貌多變,高差大,給道路設計及建造帶來了諸多困難和挑戰(zhàn)。此外,風電設備的塔筒、葉片等均屬于大件、長件和重件,其運輸要求往往較高,其道路轉彎半徑、凈空清障等要求均比常規(guī)公路高,且由于需在原始山地開挖建設道路,也導致風電場道路建設的水土保持、環(huán)境保護壓力較大,同時隨著復雜山地條件下風電場工程對建設品質和審美要求的提升,對于景觀協(xié)調、人文觀賞、旅游融合的要求也越來越高,這些都對新時期復雜山地條件下風電場的道路設計及建造提出了新的挑戰(zhàn)和
要求。
目前已有不少學者進行風電場道路的相關研究工作,李鵬等[1]探討了貴州山區(qū)風電場場內交通的道路設計相關問題;蔡湘雯等[2]研究了南方山區(qū)地形條件下風電場場內道路路線的優(yōu)化設計問題;全伯仲[3]結合工程實例,研究了風電場道路的設計思路及相關優(yōu)化問題;杜建文等[4]從理論上分析了道路線形的設計指標,開展了道路平曲線的加寬測算研究。楊永紅等[5-6]從運輸車輛、理論推導計算的角度,系統(tǒng)研究了風電場道路縱坡、平曲線半徑指標等相關問題;程鵬等[7]從風電場道路技術參數(shù)的角度,研究了風電場道路設計的相關具體問題;計枚選[8]從風電場道路參數(shù)選取與路徑選擇的角度,進行了風電場道路的選線研究;尹傳垠等[9]從生態(tài)修復與景觀藝術的角度,研究了山地風電場的景觀設計問題。但上述研究均未能從工程實際出發(fā),針對復雜山地條件下風電場道路的路線方案選擇及景觀協(xié)調建設等問題開展專門研究,這也是該文研究的重點所在。
1 復雜山地條件下風電場道路選線研究
1.1 難點及挑戰(zhàn)
復雜山地條件下風電場工程由于地形、地質情況復雜,且位于地貌多變的山區(qū),其道路路線方案的選擇一直是此類型風電場工程設計的核心課題,也是最能直接影響整個風電場工程建設成本的因素之一。
如何選擇合適的風電場道路路線方案,一直是廣大風電場道路設計從業(yè)人員研究的熱點和難點,尤其在復雜山地,風電場場區(qū)地形復雜、地貌多變的情況下,對于廣大風電場道路設計、建造等相關從業(yè)人員,提出了更大挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:一是復雜山地條件下風電場道路建設的主要目的是運輸風機塔筒、葉片等大件設備,這些設備往往尺寸長、體型大,對道路的轉彎半徑、凈空要求均較高,對道路路線方案選擇的要求也隨之提高;二是復雜山地條件下風電場場區(qū)一般地形陡峭,風機機位控制點間高差大,道路路線的展線困難;三是個別風資源較好的機位往往位于獨立山頭,且往往海拔較高,對道路設計、建設要求高;四是復雜山地條件下風電場場區(qū)的地質情況往往較為復雜,可能涉及不良地質帶或敏感區(qū),需在道路選線階段設法規(guī)避,合理選擇適宜路線方案;五是復雜山地條件下風電場場區(qū)一般土地情況較為復雜,墳地、古跡或其他障礙物多,政策協(xié)調處理、施工建設難度大。
1.2 復雜山地條件下風電場道路選線方法
針對上述難點及挑戰(zhàn),結合長期的工程實踐,該文提出以下幾種復雜山地條件下風電場道路選線的方法:
(1)回頭展線選線
復雜山地條件下風電場道路的回頭展線主要指在地形相對陡峭、展線困難或為解決兩點之間的較大高差,需通過長距離的展線以降低道路平均縱坡,采用回頭曲線展線的選線方法?;仡^展線可用于避讓不良地質及施工敏感點。但設在山體同側的回頭曲線的去向線和來向線不應離得太近,以避免相鄰道路邊坡重疊,影響道路穩(wěn)定和安全。
(2)螺旋展線選線
復雜山地條件下風電場道路的螺旋展線選線是一種采用螺旋形并利用有利的山體地形,通過螺旋上升或下降解決復雜山地條件下的山體高差大、縱坡陡等問題,相對回頭曲線展線的選線方法。這種選線方法由于同側相鄰路線相對較遠,可以相對較好地避免同側相鄰道路路線的上下邊坡重疊問題,減少了施工土石方擾動,提高了施工建設過程的安全性及風電場道路的穩(wěn)定性。
(3)S形展線選線
復雜山地條件下風電場道路的S形展線選線是一種結合山體、自然地形及障礙物制約等因素,充分靈活地結合回頭展線與螺旋展線的優(yōu)點,整個線形呈現(xiàn)S形,從而可較好地應對地形高差、避開不良地質及敏感區(qū),降低施工難度的一種道路選線方法。S形展線選線力求靈活、多變,充分利用自然地形,最大限度降低征地政策處理的難度,避開施工難點。
1.3 不同選線方法的特征及適用條件
為了便于廣大復雜山地條件下風電場道路的規(guī)劃設計、施工建設等相關從業(yè)人員靈活掌握不同的選線方法,提高復雜山地條件下風電場道路工程的設計質量和效率,該文結合長期工程實踐及對比分析,現(xiàn)將復雜山地條件下不同選線方法的特征及適用條件總結和歸納如下,如表1所示:
由于復雜山地條件下風電場道路運輸?shù)氖翘厥獾拇蠹?、長件、重件,且多位于地質復雜、地形多變的山區(qū),這就決定了復雜山地條件下風電場道路路線方案的選擇必須結合具體的工程實際需要,以及地質、地形、地貌等綜合因素進行,這是一個綜合考慮、反復比選、最終確定的過程,應結合風電場道路的平、縱、橫、水保、景觀、造價等綜合指標,在滿足國家、行業(yè)等規(guī)范標準要求的前提下,經過多過程、多環(huán)節(jié)的反復論證,才能最終確定。
2 復雜山地條件下風電場道路景觀協(xié)調建設研究
2.1 問題及挑戰(zhàn)
隨著以風力發(fā)電為代表的清潔能源發(fā)展的不斷深入,對山地風電場,尤其是復雜山地條件下風電場建設的品質要求越來越高,傳統(tǒng)的大挖大填、導致山體大面積裸露的粗獷型發(fā)展模式已廣為社會各界所詬病,而復雜山地條件下風電場建設過程中挖填方最多、土石方擾動最大的就是風電場道路,因此復雜山地條件下風電場道路設計和建造,已從傳統(tǒng)的安全、可靠、耐久等基本要求上升到滿足環(huán)境保護、水土保持等要求的同時,還需考慮風電場道路與周圍景觀是否協(xié)調、景觀資源是否因地制宜充分利用的新高度,這也對復雜山地條件下風電場道路的設計和建造提出了更高的要求。
目前,復雜山地條件下風電場道路的設計、建造大多停留在滿足風電道路基本的大件設備運輸、運行維護、檢修等功能,基本未考慮與場區(qū)周圍自然環(huán)境、人文景觀的融合,以形成和諧、自然、美麗兼具功能需求和景觀協(xié)調的高品質風電場道路,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:一是風電場道路建設通過對山體的開挖施工,形成了大量的上下邊坡,這些邊坡大多自然裸露,與周圍自然環(huán)境格格不入;二是目前復雜山地條件下風電場道路路面多為泥結碎石或山皮石的路面,經過雨水沖刷及行車等因素的作用,經過一段時間往往會出現(xiàn)面層破壞、碎石裸露、坑坑洼洼等現(xiàn)象,給行車安全帶來了極大隱患,也與周圍環(huán)境極不協(xié)調,更談不上景觀上的旅游觀賞性;三是復雜山地條件下的風電場多位于山形綺麗、自然風光秀美地區(qū),原始自然景觀資源本就極其豐富,加之藍天、白云與轉動的風電機組交相輝映,更是呈現(xiàn)出一幅美不勝收的景觀,但這種豐富的美麗景觀在目前復雜的山地風電場中并未能有效開發(fā)利用,風電場道路景觀的協(xié)調配套性建設不足,缺少與觀賞場地及相應配套設施的融合。
2.2 對策及探討
針對上述難點及挑戰(zhàn),該文認為復雜山地條件下風電場道路的景觀協(xié)調建設應結合工程具體地形地貌、水文氣象條件,并考慮環(huán)境協(xié)調、景觀融合等因素,可從道路路面、上下邊坡、沿山脊線道路錯車區(qū)等方面開展景觀協(xié)調建設。
(1)道路路面結構型式選擇與景觀旅游需求相結合
針對現(xiàn)狀問題,建議將復雜山地條件下風電場道路由泥結碎石路面或山皮石路面調整為混凝土路面或瀝青路面,增加路面的平整性及耐久性。為確保行車安全還可在坡道路段增加抗滑措施,通過對路面處理不僅增強了道路的水土保持能力,還為風電場區(qū)域的景觀旅游開發(fā)奠定了良好基礎,實現(xiàn)了風電場道路在滿足自身正常功能要求的同時,又與景觀旅游需求進行了較好的結合,達到了功能適用、景觀協(xié)調的效果。
(2)道路上下邊坡復綠與景觀色彩搭配相結合
針對目前傳統(tǒng)的復雜山地條件下風電場道路上下邊坡土石自然裸露,與周圍自然環(huán)境格格不入的問題,建議在設計、建造時根據道路邊坡的高度、土質、坡率等因素,綜合考慮、因地制宜地采取相應的植物措施對上下邊坡進行復綠,同時結合風電場所在區(qū)域的氣候條件,選擇不同顏色、層次分明的低矮灌木在坡腳、路側等區(qū)域進行適應性搭配,形成顏色多樣、搭配協(xié)調的和諧景觀帶,可以使原來大煞風景的風電場道路上下邊坡的土石裸露帶變成利于環(huán)境保護、水土保持的同時,又與周圍環(huán)境相協(xié)調的美麗景觀帶。
(3)沿山脊線道路錯車區(qū)設置與觀景平臺相結合
由于復雜山地風電場的風機一般布置在海拔較高處,往往由山脊線串聯(lián),因此,沿山脊線規(guī)劃道路一般是復雜山地條件下風電場比較常有的形式。針對目前傳統(tǒng)的復雜山地風電場道路景觀協(xié)調配套性建設不足問題,建議在不影響風電場自身的運輸、維護、檢修等本質功能的前提下,將復雜山地條件下風電場沿山脊線道路的錯車區(qū)域設置與觀景平臺建設相結合。風電場沿山脊線道路的錯車區(qū)域一般位于復雜山地風電場的海拔較高處,視野開闊,觀景條件極佳,宜結合觀景平臺進行建設。
3 結語
該文結合復雜山地條件下風電場道路設計的長期工程實踐,分析了目前復雜山地條件下風電場道路選線及景觀協(xié)調建設面臨的問題、難點及挑戰(zhàn),并針對性地給出了回頭展線選線、螺旋展線選線、S形展線選線等三種選線方法及其適用條件,并提出了復雜山地條件下風電場的道路選線應結合道路的平、縱、橫、水保、景觀、造價等綜合指標,在滿足國家、行業(yè)等規(guī)范標準要求的前提下,須經過多過程、多環(huán)節(jié)的反復論證,最終確定最優(yōu)路線方案的思路。針對復雜山地條件下風電場道路景觀協(xié)調建設存在的問題及挑戰(zhàn),該文提出了復雜山地條件下風電場道路應結合具體工程地形地貌、水文氣象等條件,并考慮環(huán)境協(xié)調、景觀融合等因素開展景觀協(xié)調建設的觀點,并以道路路面、上下邊坡、沿山脊線道路錯車區(qū)為切入點,開展了復雜山地條件下風電場道路景觀協(xié)調建設的研究。該文的相關研究為復雜山地條件下風電場道路的設計、施工建設等工作提供了參考。
參考文獻
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