河北坝上风电项目水土保持方案编制相关问题探讨

魏 飒,郭永晨,白鹤岭,周 辉

(1.河北省水利科学研究院,河北石家庄 050057;2.河北省水土保持工作总站,河北石家庄 050051;3.秦皇岛市水利勘测设计处,河北秦皇岛 066003)

河北坝上风电项目水土保持方案编制相关问题探讨

魏 飒1,郭永晨1,白鹤岭2,周 辉3

(1.河北省水利科学研究院,河北石家庄 050057;2.河北省水土保持工作总站,河北石家庄 050051;3.秦皇岛市水利勘测设计处,河北秦皇岛 066003)

风电项目;水土保持方案;编制;河北坝上

针对风电项目水土保持方案编制过程中经常出现的需增加集电线路施工区占地面积、设置备用弃渣场、增加雨水利用内容及难以确定土壤侵蚀模数等问题,结合实际提出了灵活处理弃渣,并在水保措施布置体系中增加雨水利用工程措施等建议。

风能是一种可再生洁净能源,世界上很多国家,尤其是发达国家,已经充分认识到风电在调整能源结构、缓解环境污染等方面的重要性,高度重视风电开发[1]。“十一五”期间,河北省把风能开发作为可再生能源开发的重要内容,张家口和承德坝上地区已成为河北省风能开发的重点区域,仅张家口市 2010年的风电装机容量规划就达 300万 kW[2]。然而,风电场开发建设过程中基础开挖、场地平整、修建道路等活动将会对原有地表造成破坏,导致植被退化、水土流失加剧。因此,编制风电项目水土保持方案,提出水土保持措施综合布置体系,同时严格规范水土保持监测,对加快坝上风电项目建设区的植被恢复、促进当地水土保持工作发展具有十分重要的作用。为此,笔者在实践的基础上,针对河北坝上风电项目水土保持方案编制中经常出现的问题进行探讨,以期为类似项目的水土保持方案编制提供借鉴。

1 风电项目建设概况

一般而言,风电场的建设内容主要包括升压站、风机区、道路区、集电线路、施工生产生活区 5个部分。升压站是整个风电场的中枢,集变电、控制、送电、监测、行政、生活为一体,一般设升压站和生活管理两个区,其中升压站布置有配电装置、主变压器、无功补偿装置等,生活管理区布置有主控楼、库房等。风机区包括风电机组及箱式变压器,采用一台风电机组配备一台箱式变压器的方式,在每台风机旁布置有大小约 40m×50m的风机吊装场地,以满足大型吊车吊装风机的要求。道路区是用来满足大型设备一次运输到位及基础施工需要的通道,一般包括进站道路、检修道路和施工临时道路,其中施工临时道路为临时性占地,施工结束后需恢复植被;进站道路与检修道路则为永久性占地,需进行绿化,地形较陡时还需考虑两侧边坡防护。集电线路是将各风机发出的电能汇集并输送到升压站,一般采用 35 kV架空线路方式。施工生产生活区是为便于主体工程建设而设立的,主要包括施工生产区和生活区两个部分。

2 水土保持方案编制过程中经常出现的问题

(1)需增加集电线路施工区占地面积。大多数风电项目主体工程设计时只考虑集电线路杆塔永久性占地,而往往忽略了施工临时占地面积,其临时占地亦会对原有地表产生破坏,因此在水土保持方案编制中必须增加集电线路施工区的占地面积,以满足工程建设的实际需要。

(2)设置备用弃渣场。由于水土保持方案编制时主体工程设计多处于可行性研究阶段,无法给出各单项工程详细的挖填土(石)方量,故无法满足水土保持方案编制需求。编制单位实际上多依据已建风电项目施工现场粗略判定各单项工程挖填土(石)方量,确定施工结束后剩余土(石)方量,进而根据项目区的地形、土壤、植被状况考虑是否设置备用弃渣场集中弃渣,而一旦设置备用弃渣场就会增加占地面积,这往往是建设单位所不希望看到的。

(3)需增加雨水利用内容。根据 2007年河北省水利厅等六厅局联合发布的《关于加强城镇建设工程雨水资源利用的通知》(冀水保[2006]63号)和《河北省城镇雨水资源利用工程技术暂行规定》,风电项目水土保持方案编制过程中需要增加雨水利用的内容,但实际很少有项目水保方案涉及。

(4)确定土壤侵蚀模数。按照水土保持方案编制规程,在水土保持措施体系布置之前需对项目建设及生产运行初期可能产生的水土流失量、水土流失危害进行预测,而预测风电项目水土流失量通常采用类比分析法确定项目区的土壤侵蚀模数,由于这种预测方法主观性强,往往会导致预测结果与实际存在较大差异。

3 问题的探讨

(1)工程占地。水土保持方案中项目概况是对主体设计的概述,如果主体中未考虑集电线路临时施工区占地、弃渣场占地,则应在“主体工程水土保持分析与评价”一章中进行评价,分析其不足,然后作为本方案新增占地面积列出。这样,在评审报告时才能一目了然,明白哪些是主体设计,哪些是水土保持方案新增内容。

(2)弃渣的处理。笔者认为在水土保持方案编制过程中应根据风电项目建设区各单项工程详细的挖填土石方量,经土石方平衡后估算弃土(石)方量,再根据现场实际地形、地貌等情况确定是否需要设置弃渣场。一般而言,在风电场建设过程中,变电站建(构)筑物的基础开挖较小,废弃土石方量不大,加之场地平整时需要土石方,所以升压站区基本可以实现土石方平衡;风机区由于风机及升压变压器基础开挖较大,剩余土石方量会较多;道路区一般按半挖半填设计,即挖填平衡;集电线路区由于塔基基础开挖也会有少量剩余土石方量;施工生产生活区多为临建工程,经场地平整后可以实现土石方挖填平衡。综上所述,风电项目建设产生的弃渣多来自风机区及集电线路区。

结合已有工程实际,提出如下几种处理弃方的方式:①若弃方多为土或粒径较小的碎石,则可选择就地回铺,然后覆土绿化;②若弃方多为石方且粒径较大而无法就地回铺,但地形较平坦运输条件较好,则可选择直接运至弃渣场;③若弃方多为石方且粒径较大而无法就地回铺,同时不具备运输条件,则就地修建挡渣墙,表层覆土后恢复植被(客土可考虑外购)。

(3)雨水利用。风电项目既有“点”状又有“线”状工程,根据项目建设实际,实施雨水利用只需在变电站内进行,变电站内硬化地面的增加必然使项目区雨水流失量增大,同时对站外造成冲刷。因此,雨水利用以增加入渗为主,一般采取的措施主要有铺设透水性铺装材料、建设下凹式绿地,以提高雨水入渗率,增加雨水回渗量,减少雨水冲刷。因此,在水土保持方案的第七章“水土流失预测”中均需安排有“雨水流失量预测”一节,在水土保持措施布置体系中设计雨水利用工程措施。

(4)土壤侵蚀模数。土壤侵蚀模数是水土保持方案报告中一个十分重要的参数,在编制方案时既需根据项目区的水土流失类型和土壤侵蚀分类分级标准确定水土流失背景值和容许土壤流失量,又需结合项目区实际确定不同预测单元在施工准备期、施工期和自然恢复期的土壤侵蚀模数。目前确定方法主要有数学模型法、类比调查法、试验观测法等 3种,其中数学模型法、试验观测法采用较少,类比调查法采用最多。试验观测法得出的数据是最准确的,但往往因前期需投入大量的人力、物力而无法实施。采用类比调查法时,选取的类比工程一定要有实测的监测数据,切忌随意转抄,注重收集项目区基础资料,进行参数修正时一定要做到有理有据,不能随意更改,这样计算出来的土壤流失量才合理、可靠。

由于土壤侵蚀模数具有很大的区域性,因此,为弥补监测数据的缺乏,建议各级水土保持研究所、试验站应充分发挥自身优势,在经费充裕的条件下开展模拟试验研究,完善区域水土保持监测数据。

[1]易跃春.风力发电现状、发展前景及市场分析[J].国际电力,2004,8(5):18-22.

[2]刘希庆.河北坝上地区风电场工程建设中的水土流失防治措施探讨[J].亚热带水土保持,2008,20(4):76-78.

S157

C

1000-0941(2011)04-0033-02

魏飒(1981—),女,河北保定市人,工程师,主要从事水资源与水环境保护研究工作。

2010-10-09

(责任编辑 孙占锋)