子洲光伏发电项目水土保持评价及对策

乔 东

（子洲县水利局，陕西 榆林 718499）

1 概况

子洲县是陕西省水土流失最为严重的地区之一，水土流失以风力侵蚀和水力侵蚀并重，区域土壤容许流失量为1000 t/(km2·a)，侵蚀模数为10000 t/(km2·a)～20000 t/(km2·a)。子洲县150 kW 分布式光伏发电项目位于子洲县裴家湾镇、周家硷镇等，总占地面积约8.4 hm2，采用多晶硅太阳能电池板固定倾角安装，建设一期容量均为20 MWp 光伏发电系统。本项目共安装多晶255 W 太阳能电池板79200 块。厂址现为荒地砂层厚度约5 m～10 m，呈半固定的风积砂丘，无不良地质现象，适宜作为建设用地。

2 主体工程水土保持分析与评价

2.1 选址水土保持制约性因素分析

子洲县光伏发电项目工程建设占地少，站址选择中充分考虑了光伏板布置、进出线设置、站址地形、项目扩建以及水土流失等各方面因素。项目区选址未处于泥石流易发区、崩塌滑坡危险区以及易引起严重水土流失和生态恶化的地区；未占用国家水土保持和陕西省水土保持划定的重点治理区以及水浇地等生产力较高的土地，选址符合水土保持要求。

2.2 主体工程方案比选水土保持分析

2.2.1 光伏组件选型合理性分析

商用太阳能主要有非晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池、碲化镉电池和铜铟硒电池等，本工程以固定式安装20 MWp 装机容量为基准，对全部采用多晶硅太阳能电池组件（方案一）、全部采用非晶硅薄膜太阳能电池组件（方案二）两个方案进行比选。经综合考虑各种因素，特别是建设占地面积较其它小的优点，确定本项目推荐选用多晶硅光伏电池组件，符合水土保持选择要求。

一般的多晶硅电池装机容量仅为20 MWp，这就使得组件用量大、安装量大，占地面积广，因此在工程设计时，优先选用规格为300 Wp 的单位面积功率大的多晶硅太阳能电池组件，以减少占地面积，符合水土保持选择要求。

2.2.2 光伏组件方阵的安装方式

光伏组件方阵的布置形式对系统接收到的太阳总辐射量、占地面积和水土流失有很大的影响，从而影响到光伏供电系统的发电能力。光伏组件方阵安装常用的方式有固定式安装、水平单轴跟踪、倾斜单轴跟踪和双轴跟踪，主体工程经过比选，决定采用固定式安装，较其它三种运行方式发电能力受影响较大，但占地相对较小，符合水土保持选择要求。

2.3 推荐方案的水土保持分析评价

2.3.1 工程建设方案与布局评价分析

子洲县光伏发电项目区为省级水土流失重点治理区。项目开发建设不可避免的破坏植被，会引发和加剧水土流失。通过施工中和结束后水土保持措施的实施，可以控制、减少和及时修复建设造成的水土流失不良后果，因此项目施工对区域生态环境不会造成较大的影响。项目区内无建筑物拆迁，没有制约因素，选址基本符合水土保持相关技术规范的要求。

2.3.2 工程占地和临时堆土场分析评价

本工程总占地面积8.4 hm2，其中永久占地面积6.64 hm2，临时占地面积为1.76 hm2。占地类型为草地，未占用耕地，符合开发建设项目要求。工程建设将永久用地和临时占地相结合，尽量利用已建和已有设施，避免不必要的占地，减小对原地貌及植被的破坏，从水土保持角度分析是可行的。据现场调查本工程项目内设有一处临时堆土场，堆土场设有临时遮挡、遮盖等防护设施，堆土在场内不会堆放过长时间，堆土场未处于崩塌、滑坡危险区和泥石流易发区，未处于河道管理范围，符合水土保持要求。

2.3.3 土石方平衡分析评价

子洲县光伏发电项目在基础开挖时，以保证承载力、移挖作填为原则，尽量减少开挖量。在工程填筑中，优先考虑开挖土料，并进行充分利用，以减少工程开挖带来的弃渣量和外借方，从源头减少水土流失物质源，减少对地面的扰动和植被的破坏。从水土保持角度分析，这些原则和措施，有利于防治水土流失，主体设计土石方平衡符合水土保持的要求。

2.3.4 施工方法（工艺）分析评价

太阳能电池组件基础采用混凝土钻孔灌注桩基础，无需大面积平整场地，开挖量、回填量较小；箱式变压器开挖土石方沿坑槽周边堆放，回填时分层回填、分层夯实；吊装场地综合利用光伏组件区，箱变采用汽车吊吊装，满足施工需求的同时，减少占地面积；太阳能电池板安装无需大、中型吊装机械，采用人工安装即可，符合水保要求。35 kV 开关站场地平整利用原地形自然地势移挖作填，减少动土方量。道路路基修筑采用压路机、推土机等机械和人工相结合作业，路基施工挖方段与填方段同时进行，有利于路基挖方的利用和纵向调度，尽量减少弃渣，符合水土保持要求。集电线路的电缆沟主开挖采用分段施工，边挖、边施工、边回填。施工后段要恢复植被，防治水土流失。临时设施区场地平整利用原地形自然地势移挖作填，减少动土方量。

综上所述：主体施工组织、施工方法及施工工艺等尽量从保持水土、保护环境等方面考虑，基本符合水土保持要求。

3 水土流失预测

3.1 扰动地表、损坏水土保持设施预测

根据主体工程设计统计，本次建设区总面积合计8.4 hm2，其中永久占地6.64 hm2，临时占地1.76 hm2。通过对本工程扰动地表范围的调查，占地类型为草地，面积7.50 hm2。

3.2 水土流失量预测

通过对光伏电场施工期和自然恢复期的水土流失影响因素分析，建设期中各施工区普遍存在水土流失。自然恢复期内，除建筑物设施覆盖或水泥硬化的地段无水土流失，其它扰动区域由于植被尚未恢复成形，仍将产生一定的水土流失。故确定本工程建设可能引发水土流失的面积是8.4 hm2。不同时段可能引发水土流失的面积分别为：施工期（含施工准备期）水土流失的总面积是7.50 hm2，自然恢复期水土流失的总面积7.32 hm2。施工建设期（含施工准备期）为5 个月；项目区降雨量虽然相对充足，但土壤质地较粗，植被在较短的时间内难以恢复，因此确定自然恢复期为2 年。

根据《开发建设项目水土保持技术规范》的规定和工程建设特点，经查阅榆林市水文资料，结合水土保持监测站的监测数据，本方案水土流失调查方法采用现场估算法。经估算，水土流失量预测结果：本项目扰动土地面积7.50 hm2，损坏、占压的水土保持设施面积7.50 hm2。预测施工期(含施工准备期）水土流失总量93.75 t，其中：新增56.25 t。预测自然恢复期水土流失总量263.36 t，其中：新增116.96 t。预测本区水土流失总量357.11 t，其中：新增173.21 t。根据本项目建设特点，结合项目区自然条件，确定本项目建设和运行期间的水土流失类型以水力侵蚀为主，水土流失预测的重点是工程建设期间。水土流失预测时段为2017 年～2019 年。

4 水土流失防治对策

通过以上评价可知，子洲县7.2 万kW 分布式光伏发电项目虽然建设方案可行，但也不可避免地产生一定的水土流失，需要采取一定的水保补救措施。

4.1 工程措施

光伏发电站区施工活动主要表现在局部场地平整及清理地表植被，扰动原地貌，破坏地表植被。针对此，在施工结束后，对光伏板之间以及板下裸露地表的土地平整措施，估算平整面积4.30 hm2。35 kV 开关站施工前先修建围墙，估算土地平整面积0.18 hm2。进站道路一侧设浆砌石排水沟，汇集雨水自然排出站外，排水沟长约153 m。检修道路一侧设浆砌石排水沟，汇集雨水自然排出站外，排水沟长约3437 m。防洪标准按10 年一遇洪水设计。排水沟断面设计为梯形断面，底宽0.6 m，沟深0.7 m，纵坡为1/200，边坡1∶1，流速为1.53 m3/s。结构形式为土质，故糙率为0.023。经计算，不淤流速为0.30 m/s。

4.2 植物措施

根据立地条件，按照“适地适树、适地适草，对位配置，乡土树种优先”的原则种草，在光伏板裸露区域撒播草籽。在光伏发电区整平地表空地种草绿化，采用撒播草籽的方式，种草面积4.30 hm2，草籽撒播量100 kg/hm2。对于箱变及逆变压器按每个箱变基础面积20 m2，20 个平整面积约0.04 hm2进行种草，草籽撒播量100 kg/hm2。集电线路采取直埋电缆沟的方式，电缆沟基本沿道路布置，施工前平整面积0.45 hm2，工程结束后种草绿化，种草面积0.45 hm2，草籽撒播量100 kg/hm2。

4.3 临时措施

对于临时堆土，在其周边设置临时拦挡措施，采用装土草袋进行拦挡，估算长度25 m。为减少堆土在大风天产生扬尘，对检修道路、箱变及逆变压器室及电缆沟临时堆土采取集中防护，剥离的表土采取密目网遮盖的方式，估算临时遮盖面积60 m2。对于箱变及逆变压器室开挖产生的临时堆土，在其周边设置临时拦挡措施，采用装土草袋进行拦挡，估算长度50 m。剥离的表土采取密目网遮盖的方式，估算临时遮盖面积120 m2。

4.4 预防保护措施

主体工程及水土保持工程的施工时序和施工期临时防治措施的安排要合理；施工中对表土堆放和使用做好合理安排；运输道路路面要定期洒水；对运输土石料车辆进行遮盖；对交叉工程做到“先挡后筑，先排后挖”；对工程建设未扰动或扰动较轻的区域，尽量保持原状；工程施工中应落实水土保持监督、监理和监测工作保证水土保持方案落实。建设中要求施工单位要文明施工，本方案对洒水措施只提要求、运输土石料车辆进行遮盖提建议。

5 结语

经分析探讨，子洲县7.2 万kW 分布式光伏发电项目建设符合国家鼓励资源循环利用方针政策。项目不存在水土保持制约因素，从水土保持从角度认为该光伏发电项目建设是可行的。同时，提出采取土地平整、建设排水沟和植树种草等工程植物和临时措施，切实减小项目建设带来的水土破坏，实现了生态效益、经济效益、社会效益的统一。