甘肃河西走廊光伏电站建设生态环境保护对策研究

(甘肃省水土保持科学研究所，甘肃 兰州 730020)

河西走廊太阳能资源丰富，被誉为“陆地三峡”。目前，金昌、敦煌、肃州、金塔、嘉峪关、民勤、凉州等地已建成的百万千瓦级光电基地运行良好。截至 2016年底，河西走廊地带的武威、金昌、张掖、酒泉、嘉峪关5市已在沙漠、戈壁中建立了19个光伏产业园区，拥有光伏企业107家，光伏发电装机容量达到了422.4万kW，仅次于青海的580.4万kW[1]。河西走廊地带干燥少雨，地表径流较为贫乏，流水作用对地面的冲刷和切割微弱，但风的活动十分活跃，成为塑造地貌的重要外营力，易产生强烈的风蚀和风积作用，形成各种风沙地貌。因干旱多风的气候条件，不利于植物的成活生长，生态环境脆弱，但长期以来形成的地表结皮和地表覆盖的砾石均可以起到固定沙面、减轻风力侵蚀的作用[2-3]，使原有戈壁生态系统保持相对稳定。但戈壁上的砾石层及结皮层在基础挖填、土石方堆弃、机械碾压过程中极易遭到破坏，当地表植被、表层结皮或砾石在施工中遭到破坏后，使下伏细小土壤颗粒裸露地表，遇到风力吹袭便可形成较强的风力侵蚀[4]，而且恢复难度很大。由于光伏电场工程属较新的建设项目，目前对光伏电场建设过程中的水土流失危害特征认识不足，尤其是对于戈壁荒漠区光伏电场建设的水土流失影响机理及影响程度的定量研究还未见报道，因此其提出的防治措施也缺乏有效的理论依据，难以从生态动态平衡的理念出发，从总体上控制水土流失，以保护该区域的生态环境。

1 河西走廊光伏电站建设对生态环境的影响

光伏电站的建设会对当地生态环境产生直接或间接的影响。主要表现在建设过程中由于光伏支架的基坑开挖、光伏发电设备的安装、维护道路的修筑、集电线路的埋设以及人类机械活动的扰动，增大了地表裸露面积，使原生地表土壤原来的覆盖物和土壤结构遭受严重破坏，土壤性质变得更为恶劣，使得土壤颗粒的紧密结构遭到破坏，土壤抗蚀性降低。

光伏电站建设过程施工作业面大，将不可避免地扰动原有地貌，破坏原地表沙壳和结皮后，加剧风蚀强度，对区域环境造成一定的影响[5]。建设时施工道路修建、场地平整、材料堆放、基础开挖、电缆沟开挖等施工活动造成该区域的表土扰动，破坏了多年形成的地表结皮，势必造成水土流失和扬尘，甚至引发沙尘暴。建设过程中的废弃物和施工生活垃圾、弃土及废润滑油、废柴油等处置不当，都会对环境造成较大影响。

2 光伏电站建设中生态环境保护对策建议

光伏电站建设必然对建设区的地表结皮及原生植被造成严重破坏，从而产生新增水土流失。针对光伏电站建设新增水土流失特点，采取科学、合理、简单、易行的管理及治理措施可以将新增水土流失降到最低，经过对甘肃河西地区已建光伏电站长期的调查研究，光伏电站建设控制新增水土流失要切实加强管理，抓好设计、施工、后期维护3个阶段，全面提高建设单位、设计单位、施工单位的环境保护意识，充分发挥水土保持主管部门的监督管理职能，培养民众参与意识，将建设项目置于全社会的监督之下。

2.1 可研设计阶段对策

在可行性研究阶段先确定光伏电站的建设规模、厂址，排查光伏电站建设厂址的土壤、植被、地质水文等自然生态条件，然后确定光伏组件及逆变器的形式和主要技术参数，确定光伏组件支架形式和光伏阵列跟踪方式、光伏阵列设计及布置方案，选定对外交通方案和施工安装方法，确定施工总布置，提出施工时段安排方案，提出工程管理、运行维护和拆除方案,结合主体工程设计施工安排，进行环境保护和水土保持专项设计，切实做好以下工作：ⓐ厂址选择尽可能避开水土流失严重、生态脆弱的地区；ⓑ选用占地面积小、安装时扰动地表强度轻的光伏组件、光伏阵列跟踪方式、光伏阵列设计及布置方案；ⓒ在地质条件许可的情况下,光伏板支架基础需选用螺旋钢管桩基础；ⓓ合理确定工程占地；ⓔ在施工计划安排上土建工程尽可能避开风、雨季。

2.2 实施阶段对策

2.2.1 建设管理

施工阶段不仅是产生新增水土流失的重点时段，也是控制新增水土流失的关键时期，因此，必须做好建设管理工作。

a.强化组织与管理。ⓐ建立水土保持目标考核制，依托水土保持实行项目法人(业主)负责制、招标投标制、工程监理制和水土保持监测合同制，严格管控项目建设单位、施工单位、监理单位、监测单位责任落实机制，切实落实实施计划和相关规章制度，做到机构健全、职责明确、责任到人；ⓑ加强教育，树立水土保持责任意识，提高施工人员的生态环境保护意识，通过扎实有效的宣传教育工作，使工程参建人员知晓水土流失是我国的头号环境问题，建设项目控制水土流失最有效的方式就是减少扰动；ⓒ制定规章制度，约束施工行为，建立健全奖惩机制，对文明施工、减少施工扰动面、减少水土流失危害的施工队伍进行奖励；对不文明施工、扩大施工扰动面、造成水土流失危害的施工队伍进行重罚或清理出场；ⓓ严格落实“三同时”制度，合理安排水土保持工程的实施进度，保证“三同时”制度落到实处。

b.完善后续设计。首先，水土保持后续设计包括初步设计和施工图设计，是项目竣工验收的必要文件，按照水利部《关于加强水土保持方案审批后续工作的通知》(办函[2004]154号)的要求，必须开展水土保持方案审批后的后续设计工作，如果没有后续设计文件，水土保持工程设施、结构和尺寸不具体，投资概算不准确，招标和施工都将有较大难度，同时将会影响项目竣工时的水土保持评估验收工作；其次，委托具有相应水土保持方案编制能力和工程设计资质的单位完成水土保持工程的后续设计工作，水土保持工程初步设计中必须按照批准的水土保持方案进行水土保持初步设计和施工图设计并单独成册；最后，水土保持后续设计作为主体工程土建设计的一个重要组成部分，应纳入主体工程土建部分进行管理，主体工程设计初步设计审查时应同时审查水土保持初步设计，并有水土保持专业技术人员参加。

c.水土保持工程的施工管理。施工单位应贯彻落实预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益的水土保持方针；按照减少扰动地表面积、减少扰动裸露时间、先拦后弃、先工程措施再植物措施的原则安排水土保持措施的实施；施工进度应能保证各水土保持措施施工的组织性、计划性、有序性；保证材料、资金、设备等资源的有效配置；还应考虑施工顺序、施工季节、施工质量和分期实施；确保各水土保持措施与主体工程协调、按防治分区并按期完成防治任务；工程措施宜安排在非主汛期、大的土方工程宜避开汛期、植物措施应以春季和秋季为主，临时措施应伴随施工的全过程；加强水土保持宣传教育，进行安全教育的同时应进行水土保持和生态环境教育，形成人人关注水土保持和生态环境的局面。

d.水土保持资金来源及使用管理。建设期水土保持投资列入工程建设总投资统一管理，按照实施进度和年度计划拨付，并建立水土保持财务档案，确保经批复的各项水土保持措施保质保量按时完成；水土保持设施竣工验收时，建设单位应就水土保持投资估算调整情况、分年度投资情况、资金到位情况和经费支出情况写出总结。

2.2.2 对位配置防护措施

光伏电站建设项目水土流失防治措施体系是在对主体工程设计的具有水土保持功能工程分析评价的基础上确定的，按水土流失防治分区、工程特点、当地自然条件，针对项目区水土流失的特征及危害，从实际出发，采用点、线、面相结合，全面治理与重点治理相结合的方法，因地制宜、因害设防。防治措施分为工程措施、植物措施、临时防护措施3类，从保护生态环境、有效防治水土流失的目的出发，合理配置各项防治措施，建立科学完善的水土保持防治体系，以达到水土流失综合防治和生态环境保护的目的。工程措施主要有截排水、土地整治、压盖砾石、雨水蓄积利用等；植物措施主要有造林、种草、庭院绿化(观赏树种、花卉、绿篱、攀缘植物)等；临时措施主要有临时苫盖、临时拦挡、临时排水、临时绿化、洒水降尘等。

2.3 工程运行阶段对策

光伏电站运行期间，应加强水土保持工程设施的管护维修，定期或不定期进行巡视检查，对受损或存在安全隐患的水土保持设施及时进行维护，同时严格控制对已形成地表结皮或植被区域的再次扰动；继续完善和加强水土保持防护措施；分析总结成功经验，为同类工程提供可借鉴的经验。

3 结 语

a.光伏板间扰动后自然恢复区域与光伏电站外未扰动区域的pH值、全氮、全磷、全钾、有机质、有效磷差异不大，对土壤养分的改善效果不明显；水解性氮、速效钾光伏板间扰动后自然恢复区域明显高于光伏电站外未扰动区域。

b.光伏电站建设过程中对原地表的挖填、堆弃、碾压，不可避免地破坏建设区域的生态环境，建设完成后可利用光伏面板作为集流面进行雨水收集，是解决水资源匮乏、加速恢复植被的有效途径。

c.在可研设计阶段做到全局把控；进入实施阶段通过强化组织与管理，建立水土保持目标考核制，完善后续设计，强化水土保持工程施工过程控制，严格水土保持资金来源及使用管理，优化和完善水土保持措施对位配置；在工程运行阶段持续维护和完善水土保持设施。做到全过程控制光伏电站建设水土流失，最大程度降低光伏电站工程建设、运行对甘肃河西走廊生态环境的影响。