丘陵区风电场工程水土流失特点及措施

吕 超，邱 浩，尉玉华

（1.山东绿景水土保持工程设计咨询有限公司，山东 济南 250101；2.西北农林科技大学资源环境学院，陕西 杨凌 712100；3.山东省海河流域水利管理局，山东 济南 250100）

山东省风能资源丰富，总量约6700万kW。截至2012-04底，山东电网并网风电场有49座，装机容量达到306.4万kW，在建风电项目25个、装机容量约99.6万kW。在风电场建设过程中不可避免地扰动原地貌、损坏植被，加剧或诱发水土流失。本文将结合国华诸城风电场1～4期等10个已完成水土保持设施竣工验收或已具备竣工验收条件的丘陵区风电场工程的施工特点，对其水土流失特点及防治措施布设进行探讨与总结。

1 丘陵区风电场建设特点

风电场项目建设过程中，土石方的挖、填、取、弃将突出反映建设项目的特点。通过对10个丘陵区风电场土石方情况进行统计、分析得知：丘陵区风电场挖方量平均为28.47万m3，填方量27.67万m3，弃方量2.38万m3。可见，工程建设过程中土石方挖填量较大，主要集中在风机、施工及检修道路。但由于丘陵区特殊的地理环境，施工结束后剩余土石方均可用于检修道路的铺筑。所产生的弃方为表层熟土，后期用于回填复耕、复植。因此，丘陵区风电场建设具有土石方挖填量大，但可内部平衡，不需要取、弃土场的显著特点。

2 水土流失特点

2.1 植被破坏点多面广，恢复难度大

山东省丘陵区风电场工程多处于鲁中南低山丘陵、胶东低山丘陵范围内，土壤以褐土、棕壤为主，工程建设区域海拔相对较高，土壤贫瘠，表土层薄，若在施工过程中不注重表土保护，后期植被恢复难度较大。

对于风电场建设区而言,尽管单台风机、塔基扰动地表面积较小，但每个风电场具有数十台风机、数百基杆塔,扰动点极多；且各风机间均有检修道路连接,道路沿线也会造成原地貌的破坏。经调查，10个风电场平均占地范围36.85km2，扰动土地面积25.69hm2，其中永久占地4.33hm2，占扰动面积的16.87%，临时占地21.33hm2，占扰动面积的83.13%。由此得出，风电场的植被破坏呈现多点、面广的特征，同时临时占地占扰动面积比例较大，也增大了植被恢复的难度。

2.2 点、线、面扰动并存，施工作业面分散

丘陵区风电场工程点、线、面扰动并存。点状侵蚀集中于风机站区、集电线路区，由风电机组、箱变、塔基的基础开挖、回填造成。面状侵蚀集中于临时施工区、升压站区，由施工机械与建筑材料的堆放、碾压造成。线状侵蚀集中于施工及检修道路，由削高填低的土石方开挖与填筑方式造成。这些施工活动的实施会扰动原地貌、破坏地表植被、改变土层结构，造成水土流失。

风电场施工作业面分散，各区域水土流失强度差异较大。据所统计数据得出：施工及检修道路区土壤流失量占流失总量的比例最大。施工及检修道路区土壤流失量占流失总量62.13%，风机站区占流失总量的18.33%，集电线路区占流失总量的16.61%，升压站区占流失总量的1.86%，临时设施区占流失总量的1.07%。施工及检修道路施工时间短，产生水土流失的主要环节为路基土石方挖填环节，因此应将此环节作为水土流失防治的重点，并有针对性地布设防治措施。

2.3 风力、水力侵蚀共存

山东省丘陵区风电场建设区域多年平均风速较高，年有效风速为3.2～3.8m/s。在春秋季，工程施工过程中由于地表植被和表层土壤结构遭到破坏，造成地表大面积裸露、土质疏松，加大量临时堆土，极易在频繁、强劲的大风作用下将造成扬尘，产生水土流失。

在雨季，降水形成地表径流，冲刷由施工造成的裸露坡面或临时堆土，若防护不当则极易形成表层土随着地表径流流失。

3 防治措施布设

根据所统计的山东省10个丘陵区风电场数据，分析得出丘陵区风电场水土保持措施如下：

3.1 升压站区

升压站是整个风电场的控制中心，也是工作人员的办公、生活场所，为永久占地，需实施绿化、排水等完善的水土保持措施。站内绿化首先应满足主体工程绿化原则（在配电范围外进行绿化），同时考虑保持水土、增加林草覆被率。在变电站可恢复区域进行植被恢复和绿化措施布设，形成高低错落的立体层次感，乔、灌、草相结合，构筑出生动活泼的观赏空间。另外，升压站建设周期相对较长，建构筑物基础开挖、土石方临时堆放、施工机械占压等施工活动严重扰动原地貌，极易造成水土流失，应对施工期间的水土流失提高重视程度，做好临时防护。

3.2 风机站区

风机站区是风电场工程最重要的组成部分，为预防雨水冲刷可能对风机基础造成破坏，截排水措施尤为重要。该区域绿化时应充分考虑风机的安全运行，在风机及箱变安全距离外采取撒草绿化或复耕措施。施工过程中，每台风机的建设时间较短，但施工过程中对原地貌扰动强度大，临时堆土多，必须采取临时拦挡及覆盖、临时排水等措施。

3.3 施工及检修道路区

施工及检修道路是风电场区域内水土流失最严重的区域。路基的开挖、回填，施工车辆的反复碾压，造成原地貌彻底破坏，表层土结构严重失衡，使土壤的抗侵蚀、抗冲刷能力急剧下降。因此施工过程中应做好临时排水、临时拦挡及覆盖措施，尽量快速排出雨水，减少对土壤的冲刷；施工完成后尽快恢复施工道路占用的临时占地，进行绿化或复耕，并修建排水沟、挡墙、护坡等工程措施，做好运行期的水土流失防护。

3.4 集电线路区

集电线路路线较长，但多为架空线路，占地面积较小，水土流失量也较小，但也应重点考虑护坡等水土保持措施。集电线路建设时每基塔基建设时间较短，土石方开挖量较小，在采取临时拦挡及覆盖等措施的同时，应主要做好施工完成后的绿化防护措施。

3.5 临时设施区

在风电场建设过程中，临时设施区虽然面积较小，但大量施工材料的堆放、施工机械的占压、工作人员的生活扰动导致区域内水土流失严重，原地貌破坏极大。施工期应做好临时拦挡及覆盖、临时排水、临时沉砂池等防护措施；施工完成后需尽快恢复原地貌。

4 结语

山东省丘陵区风电场建设具有土石方挖填量大，但可内部平衡，不需要取、弃土场的显著特点。剩余土方可用于检修道路的铺筑，不设永久弃渣场、可减少征地,同时有效防止因弃渣堆放而破坏植被的现象发生,减少水土流失。但该类项目同时具有施工作业面分散，植被破坏呈点多、面广的特点，植被恢复难度大。而且丘陵区风电场临时堆土量较大，削高填低方式运用较多。因此，建设期临时堆土的防护，运行期坡面的防护是水土流失防护的重点，应充分重视临时拦挡及覆盖、临时排水、挡土墙、护坡等措施。