某風(fēng)電場(chǎng)水土流失特點(diǎn)及防治措施

王彥龍

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

由于常規(guī)能源對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染及引發(fā)的生態(tài)問題，加上石油價(jià)格爆漲，使得眾多國(guó)家都積極發(fā)展新型能源，以滿足日益增長(zhǎng)的能源需求，同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境。風(fēng)力發(fā)電是目前最成熟，最具規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化開發(fā)前景的新能源技術(shù)之一，可以應(yīng)用于全球所有國(guó)家和地區(qū)。我國(guó)風(fēng)力資源豐富，全國(guó)陸地風(fēng)能資源總儲(chǔ)量約3.2 TW，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量為2 TW，每年可提供的電量約為4 PW·h。與其它發(fā)電技術(shù)相比，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。

本文以林甸縣東明園風(fēng)電場(chǎng)工程為例，探討風(fēng)電場(chǎng)水土流失特點(diǎn)，并根據(jù)每個(gè)防治分區(qū)水土流失特點(diǎn)進(jìn)行水土保持措施配置，力求形成有效的水土流失防治綜合體系，最大程度減少因工程建設(shè)而產(chǎn)生的新增水土流失。

1 工程項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

1.1 工程概況

林甸東明園風(fēng)電場(chǎng)工程位于林甸縣東南35 km處，地處松嫩平原中部，地貌類型為平原。擬建設(shè)33臺(tái)單機(jī)容量為1 500 kW風(fēng)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為49.5 MW;同時(shí)配套新建1座220 kV升壓站、新建25.8 km的運(yùn)輸?shù)缆?，風(fēng)電場(chǎng)工程由風(fēng)電機(jī)組區(qū)、升壓站、輸電線路區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)和施工生產(chǎn)生活區(qū)組成。工程的建設(shè)將有助于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)環(huán)境的改善，可增加當(dāng)?shù)氐呢?cái)政收入，提高當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钯|(zhì)量、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.2 項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)地貌形態(tài)為平原區(qū)，占用地類為草地和耕地。項(xiàng)目區(qū)屬大陸性中溫帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫3.3℃，≥10℃活動(dòng)積溫歷年平均2 640℃，多年平均降水量為423.7 mm，無霜期129 d，最大凍土深度2.10 m，年平均風(fēng)速3.5 m/s，最大風(fēng)速23 m/s。項(xiàng)目區(qū)所在地土壤主要為黑鈣土和沙土，部分區(qū)域分布有鹽堿土，林草覆蓋率為76%。該地區(qū)土壤侵蝕類型以風(fēng)蝕為主，侵蝕強(qiáng)度為輕度。

2 水土流失特點(diǎn)

工程建設(shè)期各種施工活動(dòng)，如基礎(chǔ)開挖、回填、建筑材料堆放、施工機(jī)械碾壓和施工人員踐踏等活動(dòng)，擾動(dòng)地表，使地表植被和土壤結(jié)構(gòu)都受到不同程度的破壞，植被防護(hù)能力和土壤抗蝕能力降低或喪失，從而引發(fā)或加劇水土流失。

2.1 風(fēng)電機(jī)組區(qū)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，外型為倒T形，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土八邊形基礎(chǔ)，外切圓直徑為18 m，基礎(chǔ)埋置深度為4 m。箱變基礎(chǔ)尺寸為4.52m×2.0m×2.2m(長(zhǎng)×寬×高)，基礎(chǔ)擬采用天然地基，基礎(chǔ)埋深2.2 m，邊坡擬采用1∶0.5，1臺(tái)風(fēng)機(jī)配1臺(tái)箱變，箱變安裝在距風(fēng)機(jī)15 m處。結(jié)合風(fēng)電機(jī)組布置的特點(diǎn)，為了保證吊車吊臂在起吊過程中不碰到塔筒，每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組周圍均布置一塊40m×40m的吊裝場(chǎng)地，其中風(fēng)電機(jī)組周圍15m×15m占地為永久占地，作為風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)占地，其余面積為臨時(shí)占地。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和箱變?cè)陲L(fēng)電場(chǎng)區(qū)內(nèi)以“點(diǎn)式”分布，基礎(chǔ)施工產(chǎn)生大量棄土臨時(shí)堆置，臨時(shí)堆置過程中，棄土土方松散，在風(fēng)力、水力等外營(yíng)力作用下，極易產(chǎn)生水土流失;吊裝場(chǎng)地施工期間作為臨時(shí)施工場(chǎng)地，施工人員活動(dòng)及施工機(jī)械碾壓對(duì)占地區(qū)地貌擾動(dòng)，破壞了區(qū)內(nèi)地表植被，使得土壤抗蝕性下降，易產(chǎn)生水土流失。

2.2 升壓站

工程新建一座升壓站，升壓站四周設(shè)有實(shí)體砌筑磚墻。廠區(qū)分為二大功能區(qū)，即生產(chǎn)區(qū)和辦公管理區(qū)。同時(shí)在升壓站內(nèi)新建地下水井泵站1座，供風(fēng)電場(chǎng)的生產(chǎn)、生活用水，并修建儲(chǔ)水池1座。在升壓站內(nèi)主干道兩側(cè)布置矩形混凝土排水溝，引接至運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)，通過路邊排水排出該區(qū)域。工程在建筑物空地進(jìn)行綠化，綠化主要以種植花卉和草皮為主，局部設(shè)綠化喬木，綠化系數(shù)達(dá)到15%。

升壓站場(chǎng)平、建筑物基礎(chǔ)、場(chǎng)內(nèi)道路開挖及回填過程中，擾動(dòng)原地貌，破壞土壤結(jié)構(gòu)和區(qū)內(nèi)植被，同時(shí)施工過程中產(chǎn)生部分臨時(shí)棄土，棄土堆置期間易產(chǎn)生水土流失。

2.3 輸電線路區(qū)

輸電線路包括場(chǎng)內(nèi)集電線路和場(chǎng)外輸電線路，均為架空方式引接。施工主要為塔(桿)基開挖及線路架設(shè)，施工工期較短，土石方量也較小，施工期間水土流失輕微。

2.4 運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)

場(chǎng)內(nèi)道路按永久道路和臨時(shí)道路結(jié)合的方式建設(shè)，沿風(fēng)力發(fā)電機(jī)組沿線修建主路，再由主路修建通向各機(jī)位的支路，路面為砂石路面。施工期征地寬度8 m，施工結(jié)束后征地寬度為6 m。道路排水采用邊溝方式，排水溝為土質(zhì)梯形邊溝。

施工期間，運(yùn)輸?shù)缆匪亮魇С省熬€型”分布。運(yùn)輸?shù)缆吠练脚R時(shí)堆放、回填等活動(dòng)，以及施工機(jī)械等破壞原地表植被，并形成松散堆土帶，在風(fēng)、降雨等侵蝕作用下，易產(chǎn)生流失。

2.5 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工生產(chǎn)生活區(qū)集中布置在升壓站附近，主要有木材鋼筋加工廠、材料倉(cāng)庫(kù)、混凝土拌合站、臨時(shí)宿舍及辦公室等。本區(qū)主要進(jìn)行生活臨時(shí)建筑物建設(shè)、布置混凝土拌和等，擾動(dòng)面積較大，但擾動(dòng)強(qiáng)度較小，水土流失輕微。

3 水土流失防治分區(qū)及分區(qū)防治措施

3.1 水土流失防治分區(qū)

根據(jù)工程布局和施工特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)期間各區(qū)水土流失特點(diǎn)和水土保持治理方向，將項(xiàng)目區(qū)劃分為風(fēng)電機(jī)組區(qū)、升壓站區(qū)、輸電線路區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)和施工生產(chǎn)生活區(qū)5個(gè)防治分區(qū)。

3.2 分區(qū)防治措施

針對(duì)工程施工建設(shè)期間因壓占、開挖擾動(dòng)、工程填筑等施工作業(yè)活動(dòng)對(duì)占地區(qū)原地貌和植被的破壞程度，因地制宜布設(shè)水土流失防治措施，采取工程措施、臨時(shí)防護(hù)措施和植物措施相結(jié)合進(jìn)行綜合治理，有效控制項(xiàng)目區(qū)新增水土流失，逐步改善生態(tài)環(huán)境。施工期間對(duì)臨時(shí)堆渣區(qū)的松散面采取必要的防護(hù)、攔擋和遮蓋措施，以免造成水土流失，影響正常施工;臨時(shí)壓占的土地施工結(jié)束后及時(shí)清理、整地、恢復(fù)原地類。

3.2.1 風(fēng)電機(jī)組區(qū)

為保護(hù)不可再生的表土資源，在風(fēng)電機(jī)組施工前，首先將風(fēng)機(jī)和箱變基礎(chǔ)占地區(qū)的表層有機(jī)質(zhì)土剝離，與風(fēng)機(jī)及箱變基礎(chǔ)挖方分層堆放在各吊裝場(chǎng)地東北角，堆高控制為3.5 m，邊坡1∶1，臨時(shí)棄土結(jié)構(gòu)疏松，堆置期間易產(chǎn)生流失。根據(jù)主體工程施工進(jìn)度安排，該區(qū)域表土臨時(shí)堆置期間為防止流失，采取臨時(shí)防護(hù)措施。臨時(shí)堆土彩條布覆蓋，坡腳布設(shè)草袋土埂進(jìn)行壓蓋，草袋土埂斷面為四邊形，以草袋長(zhǎng)邊平行土體堆砌，堆高3層，水平方向堆2或3個(gè)草袋，橫斷面尺寸為頂寬0.3 m，高0.6 m。

施工結(jié)束后，機(jī)組及箱變基礎(chǔ)回填至設(shè)計(jì)高度，地面出露僅為直徑約為3.2 m的圓形風(fēng)電機(jī)組混凝土和箱變占地，其余部分均為裸露地面?？紤]吊裝場(chǎng)地地下有電纜埋設(shè)，且方便日后檢修，不宜恢復(fù)為林地，因此將各機(jī)組吊裝場(chǎng)地及機(jī)組基礎(chǔ)埋設(shè)處進(jìn)行全面整地后種草，草籽選用沙打旺、羊草等，草種撒播密度為80 kg/hm2。

3.2.2 升壓站區(qū)

在升壓站施工前，首先將建筑物基礎(chǔ)表層腐殖土剝離，剝離厚度為0.20 m，施工期間將這些表土臨時(shí)堆置在升壓站空地上，堆置時(shí)間近半年，采取臨時(shí)防護(hù)措施。將表土臨時(shí)堆置區(qū)的外表面用彩條布覆蓋，坡腳壓蓋草袋土埂。

施工結(jié)束后將升壓站內(nèi)建筑物空地進(jìn)行全面整地，進(jìn)行綠化，綠化措施主體工程設(shè)計(jì)中已包含，主要是栽植觀賞性樹木和鋪草皮，不重復(fù)設(shè)計(jì)。

3.2.3 輸電線路區(qū)

架空線路基礎(chǔ)挖方分別堆置在各塔(桿)基基坑附近，堆置時(shí)間較短，考慮單個(gè)線桿堆渣量較少，堆置時(shí)間短，故僅對(duì)棄渣外表面采取壓實(shí)措施，壓實(shí)厚度為0.20 m。

施工結(jié)束后，對(duì)架線擾動(dòng)的臨時(shí)占地區(qū)恢復(fù)植被。原為草地的區(qū)域撒播種草，草籽選用沙打旺、羊草等，草種撒播密度為80 kg/hm2;原為耕地區(qū)域采取水平犁溝整地，恢復(fù)原有土地利用性質(zhì)，交付當(dāng)?shù)剞r(nóng)民使用。

3.2.4 運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)

運(yùn)輸?shù)缆贩侄问┕ぃ诜诫S挖隨填，為保護(hù)土質(zhì)肥沃的表土，將建設(shè)期路面占地區(qū)表土剝離，集中堆置，每100 m設(shè)一個(gè)臨時(shí)堆土場(chǎng)，堆渣平均堆高1.5 m，坡比1∶1，堆置時(shí)間近6個(gè)月，采取臨時(shí)防護(hù)措施，在臨時(shí)堆土表面鋪設(shè)彩條布，坡腳采取草袋土埂壓蓋。施工結(jié)束后，將表土覆蓋于路基邊坡及兩側(cè)臨時(shí)占地區(qū)實(shí)施植物措施的區(qū)域，以利于植被恢復(fù)。

為防止運(yùn)行期路基邊坡及道路兩側(cè)臨時(shí)占地裸露區(qū)域在風(fēng)、水力作用下產(chǎn)生水土流失，施工結(jié)束后，在路基邊坡及運(yùn)輸?shù)缆穬蓚?cè)臨時(shí)占地區(qū)經(jīng)全面整地后，撒播種草防護(hù)，草籽選用沙打旺、羊草等，草種撒播密度為80 kg/hm2。

3.2.5 施工生產(chǎn)生活區(qū)

本區(qū)施工期間有臨建和建筑材料壓占，項(xiàng)目區(qū)土壤主要為黑鈣土和沙土，土層較薄，平均厚度為0.20 m。為保護(hù)珍貴的表土資源，將施工生產(chǎn)生活區(qū)表土全部剝離，臨時(shí)堆置在施工區(qū)內(nèi)，堆置時(shí)間近1年。為防止表土堆置期間產(chǎn)生流失，采取臨時(shí)防護(hù)措施，棄渣外表面覆蓋彩條布，坡角壓蓋草袋土埂，草袋土埂斷面為四邊形，底寬0.3 m，高0.6 m。

施工結(jié)束后，將表土回填，撒播種草防護(hù)，草籽選用沙打旺、羊草等，草種撒播密度為80 kg/hm2。

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