湖南省山区风电场项目水土保持重点防治区防治措施探讨

唐琦（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

湖南省山区风电场项目水土保持重点防治区防治措施探讨

唐琦
（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

风能是一种可再生、无污染的清洁能源。近年来，我国风力发电项目发展迅速，而风电场的建设不可避免会对地表造成扰动，破坏植被，水土流失急剧增加。文章在总结湖南山区风电项目水土流失特点的基础上，明确了山区风电建设项目水土保持重点防治区为道路工程区和风电机组区，并对重点防治区提出切实可行的防治措施。

风电场 水土流失 重点防治区 水土保持防治措施

近年来，保护环境、可持续发展的思想逐步深入人心，开发利用可再生清洁能源，改善能源结构，减少温室气体排放，保护地球环境已成为各国政府的共识。风电属于清洁能源，是可再生、无污染、能量大、前景广的能源[1～3]。湖南省位于我国中部地区，风力资源开发利用前景广阔。目前，邵阳城步县南山、郴州北湖区仰天湖、临武三十六湾等均已建成投产发电，怀化苏宝顶、郴州汝城白云仙、宜章太平里风电场等正在建设当中。省内风电建设工程多位于山高坡陡的高山地区，一般土壤贫瘠、土层浅薄，植被主要以草甸和灌木为主，工程建设造成破坏后生态修复难度极大。

本文结合省内已建、在建风电项目施工现场的调查情况，在总结湖南省山区风电场建设项目水土流失特点的基础上，明确了山区风电建设项目水土保持重点防治区，并对其提出切实可行的防治措施。

1 山区风电场项目水土流失特点

（1）水土流失类型以水力侵蚀为主。风电场在建设过程中，道路修筑、风机基础开挖等均不可避免会对地表植被造成破坏，使得表土层抗蚀能力减弱，一旦降雨，表层土壤很快达到饱和而形成地表径流，冲刷开挖裸露面，从而产生较大水土流失[4]。

（2）侵蚀形式多样。风电建设项目水土流失具有“点、面、线”侵蚀并存的特点。“点”状侵蚀集中于风电机组区，风机及箱变基础开挖、回填，将扰动原地貌，改变土层结构。“面”状侵蚀集中于风机安装场地、升压站、弃渣场等，场平施工、机械碾压和施工材料堆放等均会造成原地貌的扰动破坏，损坏地表植被。“线”状侵蚀集中于道路工程、集电线路等，山区风电场项目的道路路线长，海拔跨度大，地形起伏大，一般采取半挖半填的施工方案，往往形成高开挖、高填方边坡，极易造成水土流失。

（3）水土流失影响范围大。湖南省风电场选址多位于山区，风机点位多位于山顶或山脊分水岭区域，而场内道路、集电线路基本也是沿山脊、山坡修建，并且路线较长。这些区域坡长较长、坡度较陡，挖深和填高都较大，风机安装场地的平整，道路放坡等都将占用大量土地。由于风机叶片、塔筒等大型设备运输需要，道路转弯半径大，转弯路段修建时要砍伐影响设备运输的高大树木[4]，因此，相比一般地区的道路工程，风电场道路工程扰动地表面积更大，水土流失影响范围更大。

（4）施工期是产生水土流失的主要时段。风电场工程施工期主要完成场内外道路的修建、风机安装场地的平整、风机及箱变基础开挖、集电线路敷设、升压站修建等，是工程土石方开挖、填筑等施工活动最集中的时段，也是水土流失发生最严重的时段。通过对湖南省郴州北湖区仰天湖、郴州汝城白云仙、怀化苏宝顶等多个山区风电场建设项目现场监测数据的统计，施工期水土流失量占工程水土流失总量的80%～90%。

（5）道路工程区、风电机组区水土流失最严重。据统计，湖南省山区风电场建设过程中土石方挖、填数量最大的区域集中在道路工程区和风电机组区，工程弃渣也主要来自道路施工开挖以及风机安装场地平整施工。由于山区风电场道路工程一般沿山体布线，一侧形成高陡开挖边坡，另一侧形成高填方边坡，施工难度大，坡面防护困难，弃渣量大，水土流失严重。风机一般位于山顶或山脊坡面，安装场地经平整后新形成的边坡，由于土石结构松散，在水力、重力等作用下极易产生土壤侵蚀。根据监测数据统计，省内山区风电场建设施工扰动地表侵蚀模数最大的区域集中在道路工程区和风电机组区，可达20 000 t/（km2·a）以上，是地表原生侵蚀模数的10～20倍。道路工程区新增水土流失量占工程水土流失总量的50%～60%，风电机组区新增流失量占工程水土流失总量的20%～30%。

2 山区风电场项目水土流失防治重点

根据对湖南省内多个山区风电场施工现场的查勘情况和监测数据分析，并结合风电场建设工程水土流失的特点，可确定山区风电场建设工程水土流失防治工作的重点区域为道路工程区和风电机组区。

风电建设项目水土流失防治应贯彻 “预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的原则。道路修建、风机安装场地平整等土石方施工要做到随挖、随运、随填、随压，不得随意弃渣。弯道路段路面拓宽可利用工程余方进行填筑，以减少工程弃渣，提高土石方综合利用率。水土保持措施布置采取工程措施、植物措施、临时措施有机结合，并确保水土保持设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。

3 防治对策研究

3.1 道路工程区水土流失防治对策

（1）施工前，将道路用地范围内的表土剥离，依地形条件，选取地势平缓的空地临时堆放。表土堆置区坡脚设袋装土垒砌拦挡，堆土表面使用防尘网临时覆盖。高海拔路段若场地条件允许，可考虑将道路用地范围内生长旺盛、成活率高的草皮进行剥离并存放于指定的区域，注意养护，以备后期移植所需[5]。

（2）路堤坡脚布置临时拦挡和临时排水措施。临时拦挡措施可利用表土堆放区外侧布置的挡土屏障进行拦挡。地势较陡的路段，由于下坡脚较陡，布设拦挡坎及排水设施较困难，可采用砍伐的树枝做成柴捆进行拦挡，或设置竹夹板进行拦挡，防止开挖的土石滚入坡脚和损坏路基边坡植被。坡度较陡路段由于拦挡困难，应将开挖多余土石方运至指定的弃渣场集中堆放并防护。

（3）挖方路段坡脚先开挖临时排水沟，排水沟每隔300 m设置1处沉沙池以沉降径流泥沙。临时排水设施按永临结合的方式，土石方工程结束后，将其修整衬砌改造成为永久性排水沟。

（4）一般挖方路段坡顶外沿设截水沟，上部径流经截排水沟收集后排入下游周边水系中[6]。坡长较长、坡度较陡路段，截水沟布置困难时，路基排水利用挖方坡脚排水沟，并结合路面涵管、急流槽等，与下游排水体系相接。

（5）海拔较低，坡度较缓路段，路基边坡采用铺草皮、栽植灌木等进行绿色防护。海拔较高、坡度较陡路段，放坡条件受到限制，对道路两侧形成的挖填边坡采取浆砌石骨架草皮护坡、三维网植草护坡进行防护。

3.2 风电机组区水土流失防治对策

风电机组一般位于山顶或山脊分水岭区域，根据风机点位置、安装场设计标高的不同，场平施工方案也有不同。对风电机组区可分全挖型、坡面半挖半填型两种形式进行典型措施设计。

3.2.1 全挖型风机安装场地

全挖型风电机组位于较平缓的山顶，原地面坡度较小，山顶面积与风机安装场地面积相当，施工时需要将山顶平整。

（1）场平施工前，将场地内原有草皮和腐殖土一起剥离，平铺存放于场内一角。剥离的草皮、腐殖土与风机和箱变基础开挖后所用的回填土分开堆放。堆放区四周采取袋装土垒砌临时拦挡，表面使用防尘网遮盖，剥离的草皮要适时洒水养护。

（2）风机安装场地平整后，场地周边设置浆砌石排水沟，排水沟终端设浆砌石沉沙池沉淀泥沙，并与周边原有排水系统连接。施工时安装平台留1%排水坡度，场内风机基坑、箱变以及临时堆土周边依地势布设临时排水和沉沙措施，与周边现有的排水系统相接。

（3）安装场地经平整后场地四周形成的边坡高度较低（H≤1.0 m），周边可不设拦挡设施。安装场新形成的边坡采取草皮护坡防护，优先移植施工前剥离的草皮；风机基础平台采取撒播草籽提高植被覆盖。

3.2.2 坡面半挖半填型风机安装场地

该类风电机组一般布置于山顶迎风坡面上，风机安装场场平施工多采用半挖半填的形式。

（1）场平施工前，先对场地范围内现有草皮和腐殖土进行剥离，并注意遮盖、洒水养护。风机和箱变基础开挖后所用的回填土堆放区采取拦挡、覆盖防护。

（2）在安装场开挖区边坡顶部设置截水沟，拦截坡面上方来水，坡面底部修筑浆砌石排水沟，引排坡面径流；安装场地周边设浆砌石排水沟。安装场布置的截排水沟与场内施工道路路基排水沟相连，不能相连的，应设置排水顺接工程，排入山坡沟谷中的自然排水渠道。

（3）风机安装场地回填边坡坡脚设浆砌石挡土墙拦挡。对安装场边坡采取草皮护坡防护，移植施工前剥离的草皮；风机基础平台采取撒播草籽提高植被覆盖。

3.2.3 风电机组区典型工程量

根据对湖南省已建、在建的多个山区风电场项目风电机组施工现场的调查数据统计，可估算出两种类型风电机组区水土保持措施工程量，见附表。

附表 两种类型风电机组区水土保持工程量

4 结 语

根据湖南省山区风电场项目建设特点，可确定建设施工期水土流失防治重点区域为道路工程区、风电机组区。对重点防治区域针对性地配置水土保持措施，既能有效保护当地的水土资源，也给项目正常施工和运行提供了有力保障，对改善生态环境，实现环境协调、经济可持续发展具有十分重要的意义。同时，也为湖南省山区风电建设项目水土流失防治提供了一些借鉴经验。

[1]韩庆华.创新能源战略 发展风电产业[J].经济纵横，2007，（5）：41-43.

[2]施鹏飞.风力发电的进展和趋势 [J].中国电力，2002，35（9）：86-90.

[3]任丽蓉.我国风力发电现状及其技术发展[J].科技经济市场，2011，（4）：17.

[4]高宝林，周全，高超.山地型风电场工程水土保持方案编制中应注意的问题[J].中国水土保持，2013，（1）：21-22.

[5]李春，操昌碧，谢光武，等.高山地貌区草皮剥离及临时存放方式研究[J].中国水土保持，2014（10）：44-46.

[6]杨丹青，张峰，武文一.风电场工程项目水土保持措施配置研究[J].水土保持通报，2008，28（4）：116-120.

2016-05-06）

唐琦（1984-），女，大学本科，工程师，主要从事开发建设项目水土保持方案编制、生态建设规划设计工作，手机：13548534664。