李迎春
(山西宏志環(huán)境工程咨詢有限公司山西太原030002)
水土保持監(jiān)測通過綜合應(yīng)用多種調(diào)查、測量方式,對生產(chǎn)建設(shè)過程中的水土流失狀況進行動態(tài)監(jiān)測,具體包括擾動土地情況、棄土(石、渣)量、水土流失狀況、水土保持措施的實施及效果等方面,及時掌握項目施工期水土流失和各項水土保持措施的落實情況,為項目區(qū)防治水土流失提供依據(jù),對保護水土資源、創(chuàng)建良好生態(tài)環(huán)境具有重要作用?!笆奈濉逼陂g,在國家能源安全新戰(zhàn)略的指引下,大力開發(fā)利用非化石能源,將有力推動風(fēng)電等新能源項目的快速發(fā)展,但是在風(fēng)電場建設(shè)過程中,風(fēng)機和箱變基礎(chǔ)開挖、吊裝場地平整、運輸?shù)缆吠谔钍┕さ软椖烤鶗豢杀苊獾財_動原地貌、損壞植被,加劇或誘發(fā)水土流失[1]。
積極開展建設(shè)項目水土保持監(jiān)測,準確掌握項目區(qū)水土流失及防治狀況,促進生產(chǎn)建設(shè)單位落實水土保持方案,加強水土保持措施建設(shè),實現(xiàn)開發(fā)建設(shè)與保護生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,同時,為地方各級水行政主管部門開展生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持跟蹤檢查、驗收核查等監(jiān)管工作提供依據(jù)。本文以大唐山西新能源有限公司聞喜縣后宮鄉(xiāng)10 萬千瓦風(fēng)力發(fā)電項目為例,論述水土保持監(jiān)測工作在風(fēng)力發(fā)電項目中的實施情況及其取得的成效,以期為同類項目的水土保持監(jiān)測工作提供理論與實踐依據(jù)。
大唐山西新能源有限公司聞喜縣后宮鄉(xiāng)10 萬千瓦風(fēng)力發(fā)電項目,位于山西省運城市聞喜縣后宮鄉(xiāng)東部山區(qū)的茨廟村境內(nèi),場址中心距聞喜縣城約25 km,屬新建項目,總裝機容量100 MW,主要建設(shè)內(nèi)容為:安裝2 000 kW 風(fēng)電機組50 臺并配套2 000 kVA/35 kV 箱式變壓器,新建220 kV 變電站1 座,新建35 kV 干線線路32 km、支線線路16 km,新建施工道路46.70 km。項目總占地80.02 hm2,其中風(fēng)機箱變占地14.35 hm2,變電站占地1.24 hm2,施工生產(chǎn)生活區(qū)占地1.00 hm2,集電線路占地7.39 hm2,施工道路占地56.04 hm2。項目建設(shè)范圍內(nèi)無拆遷及移民安置問題,建設(shè)期共動用土石方總量96.98 萬m3,其中挖方48.49 萬m3,填方48.49 萬m3。項目于2015年4月進入施工準備期,2018年8月主體完工,總工期43 個月。
項目區(qū)屬土石山區(qū),氣候類型為暖溫帶大陸性季風(fēng),年平均氣溫12.7℃,年平均降水量485.5 mm,主要集中在6-9月,約占全年降水總量的76%,年平均蒸發(fā)量1667.0 mm,≥10℃積溫4 247.5℃,無霜期175 d,最大凍土深度48 cm,年平均風(fēng)速1.90 m/s。項目區(qū)屬黃河流域涑水河水系,主要土壤類型為碳酸鹽褐土,植被類型屬暖溫帶落葉闊葉林帶,植被覆蓋率較高。項目區(qū)土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主,原地貌平均土壤侵蝕模數(shù)為4 000 t/km2·a,屬中度侵蝕區(qū),容許土壤流失量為200 t/km2·a。項目所在運城市聞喜縣屬于山西省水土流失重點預(yù)防保護區(qū),水土流失防治標準執(zhí)行建設(shè)類一級標準。
水土保持監(jiān)測時段,是反映項目建設(shè)全過程的水土流失情況和水土保持動態(tài)與效果的時段,對建設(shè)類項目而言,水土保持監(jiān)測時段從施工準備期開始,至設(shè)計水平年結(jié)束[2-3],因此,本項目水土保持監(jiān)測時段為2015年4月—2019年12月。
3.2.1 防治責任范圍動態(tài)監(jiān)測
防治責任范圍包括項目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū),其中項目建設(shè)區(qū)分為永久占地和臨時占地,該項目永久占地面積在施工階段和項目運行階段保持不變,臨時占地面積則隨著工程進展有所變化。防治責任范圍動態(tài)監(jiān)測,主要是核查建設(shè)單位是否超范圍使用永久占地、臨時占地的情況,臨時占地在主體工程竣工驗收前必須恢復(fù)原貌,根據(jù)永久占地、臨時占地和直接影響區(qū)的面積,綜合確定建設(shè)期防治責任范圍。
3.2.2 棄土(石、渣)動態(tài)監(jiān)測
棄土(石、渣)動態(tài)監(jiān)測主要監(jiān)測項目建設(shè)期棄土(石、渣)位置、占地面積、堆土堆渣高度、坡長、坡度、防護措施建設(shè)情況以及棄土(石、渣)堆放地水土流失對周邊環(huán)境的影響等內(nèi)容。
3.2.3 水土流失防治措施動態(tài)監(jiān)測
水土保持防治措施動態(tài)監(jiān)測主要包括項目區(qū)工程措施(排水工程、護坡工程、攔擋工程、硬化工程、土地整治工程等)的位置、數(shù)量、防治效果、運行狀況等,植物措施(喬木、灌木和草)苗木或草種種類、分布、面積、林草覆蓋度、郁閉度等及臨時防護措施(攔擋、苫蓋等)的實施情況與防治效果。
3.2.4 建設(shè)期土壤流失量動態(tài)監(jiān)測
該項目建設(shè)期水土流失主要集中在風(fēng)機箱變和施工道路,建設(shè)期土壤流失量動態(tài)監(jiān)測具體包括:防治責任范圍內(nèi)擾動土地面積監(jiān)測,不同單元類型的土壤侵蝕量變化監(jiān)測、水土流失對項目區(qū)周邊造成的危害及其趨勢監(jiān)測。
3.2.5 水土流失防治效果動態(tài)監(jiān)測
水土流失防治效果動態(tài)監(jiān)測主要包括工程措施中護坡、排水等工程的穩(wěn)定性、完好程度和運行情況的監(jiān)測,植物措施中植被的成活率、保存率、生長情況及覆蓋度監(jiān)測,各項水土保持措施實施后的保土攔渣效果監(jiān)測等。
調(diào)查監(jiān)測是按照監(jiān)測分區(qū),結(jié)合基礎(chǔ)資料,定期通過實地勘測,利用GPS 定位儀、數(shù)碼相機、測距儀、標桿和卷尺等工具,對水土流失背景值、施工期擾動地表面積、水土保持措施及水土流失防治效果等內(nèi)容進行統(tǒng)計、分析并記錄其變化情況。
該項目定位觀測以坡面侵蝕溝體積量測法和測釬法為主,用于施工期土壤侵蝕量動態(tài)監(jiān)測。
4.2.1 坡面侵蝕溝體積量測法
在項目區(qū)相對穩(wěn)定的堆積土坡面,布設(shè)4 m×5 m侵蝕溝觀測小區(qū),自上而下,等距布設(shè)5~10 個施測斷面,量測每一斷面細溝的深度和寬度,然后繪制小區(qū)內(nèi)細溝分布圖,計算細溝侵蝕量,最后將單個細溝侵蝕量累加,得到小區(qū)內(nèi)細溝侵蝕總量。
4.2.2 測釬法
在項目區(qū)陡坡等易發(fā)生水土流失地段,布設(shè)1.5 m×2.0 m 鋼釬法觀測場,長邊順坡,將直徑0.6 cm,長20~30 cm 的鋼釬,沿坡面垂直方向插入土體中,釘帽與坡面齊平,便于監(jiān)測土壤流失厚度,計算土壤侵蝕深度和土壤侵蝕量。
4.2.3 臨時監(jiān)測
由于該項目建設(shè)周期較長,施工期跨越多個雨季,大量的開挖邊坡,在汛期等極端天氣影響下易造成較為嚴重的水土流失危害,根據(jù)工程進度,采取定期和不定期巡查的方式進行臨時監(jiān)測,主要是對項目區(qū)水土流失危害和重大水土流失事件進行動態(tài)監(jiān)測,尤其要關(guān)注其外圍的影響情況,按照相關(guān)要求填寫記錄表,對發(fā)現(xiàn)的問題及時進行處理或者上報有關(guān)部門協(xié)助解決。
項目監(jiān)測范圍是水土流失防治責任范圍,在工程建設(shè)過程中,以實際征地范圍和實際擾動面積為準,具體包括風(fēng)機箱變監(jiān)測區(qū)、變電站監(jiān)測區(qū)、道路工程監(jiān)測區(qū)、集電線路監(jiān)測區(qū)和施工生產(chǎn)生活監(jiān)測區(qū)。根據(jù)風(fēng)電項目建設(shè)特點和水土保持監(jiān)測的要求,在不同的監(jiān)測區(qū)布設(shè)固定監(jiān)測點和臨時監(jiān)測點,水土保持監(jiān)測點布設(shè)情況見表1。
表1 水土保持監(jiān)測點布設(shè)情況表
6.1.1 防治責任范圍監(jiān)測
在施工中,建設(shè)單位根據(jù)實際情況,優(yōu)化施工道路走向,減少其占地面積,實際監(jiān)測結(jié)果:水土流失防治責任范圍141.05 hm2,其中項目建設(shè)區(qū)80.02 hm2,直接影響區(qū)61.03 hm2,實際防治責任范圍較方案設(shè)計減少2.31 hm2。
6.1.2 棄土棄渣動態(tài)監(jiān)測
該項目風(fēng)機箱變區(qū)和施工道路區(qū)占地面積較大,建設(shè)期動用大量土方,風(fēng)機基礎(chǔ)開挖回填的剩余土方,用于吊裝場地平整和施工道路路基邊坡防護,不設(shè)永久棄渣場,實際監(jiān)測結(jié)果:建設(shè)期共動用土方總量96.98 萬m3,其中總挖方量48.49 萬m3,總填方量48.49 萬m3,無借方和棄方,由于優(yōu)化道路走向、減少進站道路長度,實際挖方、填方,較方案設(shè)計均減少0.37 萬m3。
本項目在施工過程中,嚴格按照施工組織設(shè)計,開展施工作業(yè),水土保持措施按照已批復(fù)的水土保持方案和主體工程水保專項設(shè)計完成,施工結(jié)束后,對場地進行平整,及時恢復(fù)地表植被,各分區(qū)的水土保持措施為:1)風(fēng)機箱變:植生袋護坡2 171.97 m3,表土剝離11 300m3,土地整治12.5 hm2,植被恢復(fù)12.5 hm2,彩條布苫蓋3 000 m2,編織袋攔擋4 950 m3,臨時排水溝6 190 m;2)變電站:漿砌石護坡2 000 m2,排水溝1 675 m,表土剝離3 200 m3,土地整治0.32 hm2,植被恢復(fù)0.32 hm2,彩條布苫蓋1 000 m2;3)施工生產(chǎn)生活區(qū):表土剝離3 000 m3,土地整治1.0 hm2,植被恢復(fù)1.0 hm2,彩條布苫蓋400 m2,編織袋攔擋200 m3,臨時排水溝400 m,沉砂池1 座;4)集電線路:植生袋護坡1 100 m3,表土剝離700 m3,土地整治7.13 hm2,植被恢復(fù)7.13 hm2,彩條布苫蓋4 200 m2,編織袋攔擋1 200 m3;5)道路工程:植生袋攔擋1 695 m3,漿砌石擋墻5 795.35 m3,排水溝4 920 m,表土剝離27 600 m3,土地整治37.16 hm2,植被恢復(fù)37.16 hm2,彩條布苫蓋4 870 m2。
經(jīng)實地調(diào)查,各項水土保持措施運行穩(wěn)定、防護效果顯著,水土流失監(jiān)測六項指標全部達標(詳見表2),建設(shè)期實際擾動土地總面積80.02 hm2,擾動土地整治面積79.20 hm2擾動土地整治率98.98%;除基礎(chǔ)設(shè)施占地外,造成的人為水土流失面積64.15 hm2,實施水土保持工程措施和植物措施面積63.33 hm2,水土流失總治理度98.72%;經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測分析,通過坡面侵蝕溝體積量測法和測釬法等方法測定,確定本項目設(shè)計水平年土壤流失強度為220 t/km2·a,項目區(qū)土壤允許流失量為200 t/km2·a,土壤流失控制比0.91;在施工過程中,項目實際挖方總量48.49 萬m3,填方總量48.49 萬m3,挖填平衡,攔渣率可達98%;項目區(qū)林草類植被面積57.72 hm2,可恢復(fù)林草植被面積58.54 hm2,林草植被恢復(fù)率98.60%,林草覆蓋率72.13%。
表2 水土流失監(jiān)測六項指標達標情況表
該風(fēng)電項目建設(shè)周期長,施工期擾動范圍變化大,風(fēng)機箱變區(qū)和施工道路區(qū)是本次監(jiān)測的重點,根據(jù)項目建設(shè)內(nèi)容,分區(qū)布設(shè)監(jiān)測點,進行水土保持動態(tài)監(jiān)測,及時、準確反映項目建設(shè)過程中的水土流失量變化情況。從實地監(jiān)測結(jié)果可以看出,在項目建設(shè)過程中,建設(shè)單位嚴格按照相關(guān)要求,開展水土保持防護工作,各分區(qū)水土保持措施按照水土保持方案和水土保持專向設(shè)計要求,布局合理、防護效果顯著,水土保持監(jiān)測六項指標符合建設(shè)類項目水土流失防治一級標準的要求,項目區(qū)水土流失得到有效控制。