(甘肅省水土保持科學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730020)

河西走廊太陽能資源豐富，被譽為“陸地三峽”。目前，金昌、敦煌、肅州、金塔、嘉峪關(guān)、民勤、涼州等地已建成的百萬千瓦級光電基地運行良好。截至 2016年底，河西走廊地帶的武威、金昌、張掖、酒泉、嘉峪關(guān)5市已在沙漠、戈壁中建立了19個光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)，擁有光伏企業(yè)107家，光伏發(fā)電裝機容量達到了422.4萬kW，僅次于青海的580.4萬kW[1]。河西走廊地帶干燥少雨，地表徑流較為貧乏，流水作用對地面的沖刷和切割微弱，但風的活動十分活躍，成為塑造地貌的重要外營力，易產(chǎn)生強烈的風蝕和風積作用，形成各種風沙地貌。因干旱多風的氣候條件，不利于植物的成活生長，生態(tài)環(huán)境脆弱，但長期以來形成的地表結(jié)皮和地表覆蓋的礫石均可以起到固定沙面、減輕風力侵蝕的作用[2-3]，使原有戈壁生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定。但戈壁上的礫石層及結(jié)皮層在基礎(chǔ)挖填、土石方堆棄、機械碾壓過程中極易遭到破壞，當?shù)乇碇脖?、表層結(jié)皮或礫石在施工中遭到破壞后，使下伏細小土壤顆粒裸露地表，遇到風力吹襲便可形成較強的風力侵蝕[4]，而且恢復(fù)難度很大。由于光伏電場工程屬較新的建設(shè)項目，目前對光伏電場建設(shè)過程中的水土流失危害特征認識不足，尤其是對于戈壁荒漠區(qū)光伏電場建設(shè)的水土流失影響機理及影響程度的定量研究還未見報道，因此其提出的防治措施也缺乏有效的理論依據(jù)，難以從生態(tài)動態(tài)平衡的理念出發(fā)，從總體上控制水土流失，以保護該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。

1 河西走廊光伏電站建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響

光伏電站的建設(shè)會對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生直接或間接的影響。主要表現(xiàn)在建設(shè)過程中由于光伏支架的基坑開挖、光伏發(fā)電設(shè)備的安裝、維護道路的修筑、集電線路的埋設(shè)以及人類機械活動的擾動，增大了地表裸露面積，使原生地表土壤原來的覆蓋物和土壤結(jié)構(gòu)遭受嚴重破壞，土壤性質(zhì)變得更為惡劣，使得土壤顆粒的緊密結(jié)構(gòu)遭到破壞，土壤抗蝕性降低。

光伏電站建設(shè)過程施工作業(yè)面大，將不可避免地擾動原有地貌，破壞原地表沙殼和結(jié)皮后，加劇風蝕強度，對區(qū)域環(huán)境造成一定的影響[5]。建設(shè)時施工道路修建、場地平整、材料堆放、基礎(chǔ)開挖、電纜溝開挖等施工活動造成該區(qū)域的表土擾動，破壞了多年形成的地表結(jié)皮，勢必造成水土流失和揚塵，甚至引發(fā)沙塵暴。建設(shè)過程中的廢棄物和施工生活垃圾、棄土及廢潤滑油、廢柴油等處置不當，都會對環(huán)境造成較大影響。

2 光伏電站建設(shè)中生態(tài)環(huán)境保護對策建議

光伏電站建設(shè)必然對建設(shè)區(qū)的地表結(jié)皮及原生植被造成嚴重破壞，從而產(chǎn)生新增水土流失。針對光伏電站建設(shè)新增水土流失特點，采取科學(xué)、合理、簡單、易行的管理及治理措施可以將新增水土流失降到最低，經(jīng)過對甘肅河西地區(qū)已建光伏電站長期的調(diào)查研究，光伏電站建設(shè)控制新增水土流失要切實加強管理，抓好設(shè)計、施工、后期維護3個階段，全面提高建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位的環(huán)境保護意識，充分發(fā)揮水土保持主管部門的監(jiān)督管理職能，培養(yǎng)民眾參與意識，將建設(shè)項目置于全社會的監(jiān)督之下。

2.1 可研設(shè)計階段對策

在可行性研究階段先確定光伏電站的建設(shè)規(guī)模、廠址，排查光伏電站建設(shè)廠址的土壤、植被、地質(zhì)水文等自然生態(tài)條件，然后確定光伏組件及逆變器的形式和主要技術(shù)參數(shù)，確定光伏組件支架形式和光伏陣列跟蹤方式、光伏陣列設(shè)計及布置方案，選定對外交通方案和施工安裝方法，確定施工總布置，提出施工時段安排方案，提出工程管理、運行維護和拆除方案,結(jié)合主體工程設(shè)計施工安排，進行環(huán)境保護和水土保持專項設(shè)計，切實做好以下工作：?廠址選擇盡可能避開水土流失嚴重、生態(tài)脆弱的地區(qū)；?選用占地面積小、安裝時擾動地表強度輕的光伏組件、光伏陣列跟蹤方式、光伏陣列設(shè)計及布置方案；?在地質(zhì)條件許可的情況下,光伏板支架基礎(chǔ)需選用螺旋鋼管樁基礎(chǔ)；?合理確定工程占地；?在施工計劃安排上土建工程盡可能避開風、雨季。

2.2 實施階段對策

2.2.1 建設(shè)管理

施工階段不僅是產(chǎn)生新增水土流失的重點時段，也是控制新增水土流失的關(guān)鍵時期，因此，必須做好建設(shè)管理工作。

a.強化組織與管理。?建立水土保持目標考核制，依托水土保持實行項目法人(業(yè)主)負責制、招標投標制、工程監(jiān)理制和水土保持監(jiān)測合同制，嚴格管控項目建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、監(jiān)測單位責任落實機制，切實落實實施計劃和相關(guān)規(guī)章制度，做到機構(gòu)健全、職責明確、責任到人；?加強教育，樹立水土保持責任意識，提高施工人員的生態(tài)環(huán)境保護意識，通過扎實有效的宣傳教育工作，使工程參建人員知曉水土流失是我國的頭號環(huán)境問題，建設(shè)項目控制水土流失最有效的方式就是減少擾動；?制定規(guī)章制度，約束施工行為，建立健全獎懲機制，對文明施工、減少施工擾動面、減少水土流失危害的施工隊伍進行獎勵；對不文明施工、擴大施工擾動面、造成水土流失危害的施工隊伍進行重罰或清理出場；?嚴格落實“三同時”制度，合理安排水土保持工程的實施進度，保證“三同時”制度落到實處。

b.完善后續(xù)設(shè)計。首先，水土保持后續(xù)設(shè)計包括初步設(shè)計和施工圖設(shè)計，是項目竣工驗收的必要文件，按照水利部《關(guān)于加強水土保持方案審批后續(xù)工作的通知》(辦函[2004]154號)的要求，必須開展水土保持方案審批后的后續(xù)設(shè)計工作，如果沒有后續(xù)設(shè)計文件，水土保持工程設(shè)施、結(jié)構(gòu)和尺寸不具體，投資概算不準確，招標和施工都將有較大難度，同時將會影響項目竣工時的水土保持評估驗收工作；其次，委托具有相應(yīng)水土保持方案編制能力和工程設(shè)計資質(zhì)的單位完成水土保持工程的后續(xù)設(shè)計工作，水土保持工程初步設(shè)計中必須按照批準的水土保持方案進行水土保持初步設(shè)計和施工圖設(shè)計并單獨成冊；最后，水土保持后續(xù)設(shè)計作為主體工程土建設(shè)計的一個重要組成部分，應(yīng)納入主體工程土建部分進行管理，主體工程設(shè)計初步設(shè)計審查時應(yīng)同時審查水土保持初步設(shè)計，并有水土保持專業(yè)技術(shù)人員參加。

c.水土保持工程的施工管理。施工單位應(yīng)貫徹落實預(yù)防為主、保護優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學(xué)管理、注重效益的水土保持方針；按照減少擾動地表面積、減少擾動裸露時間、先攔后棄、先工程措施再植物措施的原則安排水土保持措施的實施；施工進度應(yīng)能保證各水土保持措施施工的組織性、計劃性、有序性；保證材料、資金、設(shè)備等資源的有效配置；還應(yīng)考慮施工順序、施工季節(jié)、施工質(zhì)量和分期實施；確保各水土保持措施與主體工程協(xié)調(diào)、按防治分區(qū)并按期完成防治任務(wù)；工程措施宜安排在非主汛期、大的土方工程宜避開汛期、植物措施應(yīng)以春季和秋季為主，臨時措施應(yīng)伴隨施工的全過程；加強水土保持宣傳教育，進行安全教育的同時應(yīng)進行水土保持和生態(tài)環(huán)境教育，形成人人關(guān)注水土保持和生態(tài)環(huán)境的局面。

d.水土保持資金來源及使用管理。建設(shè)期水土保持投資列入工程建設(shè)總投資統(tǒng)一管理，按照實施進度和年度計劃撥付，并建立水土保持財務(wù)檔案，確保經(jīng)批復(fù)的各項水土保持措施保質(zhì)保量按時完成；水土保持設(shè)施竣工驗收時，建設(shè)單位應(yīng)就水土保持投資估算調(diào)整情況、分年度投資情況、資金到位情況和經(jīng)費支出情況寫出總結(jié)。

2.2.2 對位配置防護措施

光伏電站建設(shè)項目水土流失防治措施體系是在對主體工程設(shè)計的具有水土保持功能工程分析評價的基礎(chǔ)上確定的，按水土流失防治分區(qū)、工程特點、當?shù)刈匀粭l件，針對項目區(qū)水土流失的特征及危害，從實際出發(fā)，采用點、線、面相結(jié)合，全面治理與重點治理相結(jié)合的方法，因地制宜、因害設(shè)防。防治措施分為工程措施、植物措施、臨時防護措施3類，從保護生態(tài)環(huán)境、有效防治水土流失的目的出發(fā)，合理配置各項防治措施，建立科學(xué)完善的水土保持防治體系，以達到水土流失綜合防治和生態(tài)環(huán)境保護的目的。工程措施主要有截排水、土地整治、壓蓋礫石、雨水蓄積利用等；植物措施主要有造林、種草、庭院綠化(觀賞樹種、花卉、綠籬、攀緣植物)等；臨時措施主要有臨時苫蓋、臨時攔擋、臨時排水、臨時綠化、灑水降塵等。

2.3 工程運行階段對策

光伏電站運行期間，應(yīng)加強水土保持工程設(shè)施的管護維修，定期或不定期進行巡視檢查，對受損或存在安全隱患的水土保持設(shè)施及時進行維護，同時嚴格控制對已形成地表結(jié)皮或植被區(qū)域的再次擾動；繼續(xù)完善和加強水土保持防護措施；分析總結(jié)成功經(jīng)驗，為同類工程提供可借鑒的經(jīng)驗。

3 結(jié) 語

a.光伏板間擾動后自然恢復(fù)區(qū)域與光伏電站外未擾動區(qū)域的pH值、全氮、全磷、全鉀、有機質(zhì)、有效磷差異不大，對土壤養(yǎng)分的改善效果不明顯；水解性氮、速效鉀光伏板間擾動后自然恢復(fù)區(qū)域明顯高于光伏電站外未擾動區(qū)域。

b.光伏電站建設(shè)過程中對原地表的挖填、堆棄、碾壓，不可避免地破壞建設(shè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，建設(shè)完成后可利用光伏面板作為集流面進行雨水收集，是解決水資源匱乏、加速恢復(fù)植被的有效途徑。

c.在可研設(shè)計階段做到全局把控；進入實施階段通過強化組織與管理，建立水土保持目標考核制，完善后續(xù)設(shè)計，強化水土保持工程施工過程控制，嚴格水土保持資金來源及使用管理，優(yōu)化和完善水土保持措施對位配置；在工程運行階段持續(xù)維護和完善水土保持設(shè)施。做到全過程控制光伏電站建設(shè)水土流失，最大程度降低光伏電站工程建設(shè)、運行對甘肅河西走廊生態(tài)環(huán)境的影響。