佳县49 MW分散式风电场项目水保方案评价

2022-10-27刘斌

海河水利 2022年5期

刘斌

（佳县水土保持工作中心，陕西榆林 719299）

风电场因为点多线长，项目开发造成的水土流失较严重。为了增强佳县智华方塌镇49 MW 分散式风电场项目开发建设水保方案的科学性，减少水土流失，需对其水保方案进行评价。

1 概况

佳县智华方塌镇49 MW 分散式风电场项目场址，涉及榆林市佳县王家砭镇井山村、党家山村、程家沟村、三皇梁村、园塌村、窑湾村，方塌镇余山村、尚寨村、仡佬湾村、乔则嫣村。工程装机容量49 MW，采用20 台单机容量2 500 kW 的风力发电机，运行期年上网电量为11 978.5 万kW·h，年等效满负荷小时数为2 396 h，建成后供电陕西电网。本项目由风电机组及箱变区、升压站扩建区、集电线路区、施工及检修道路工程区4个部分组成。

2 项目区水土流失现状

场址地处毛乌素沙漠东部，陕北黄土高原北部。项目区地貌类型为黄土丘陵沟壑区，发育有大量冲沟，切割和溯源侵蚀强烈[1]，场区地势较为开阔，呈波状起伏，适宜进行风电项目开发建设。项目区属中温带干旱半干旱大陆性季风气候，多年平均降雨量386.6 mm，多年平均风速2.5 m/s，雨季集中在7—9 月，风季集中在11 月—次年5 月。项目区土壤为黄绵土，植被属温带干旱半干旱草原植被类型。

通过勘察，项目区属黄河多沙粗沙国家级水土流失重点治理区，土壤侵蚀类型属西北黄土高原区，主要以水力侵蚀为主，兼有风力侵蚀，侵蚀强度为极强烈，原地貌土壤侵蚀模数为8 000 t（/km2·a），容许土壤流失量为1 000 t（/km2·a）[2]。

3 方案水保措施评价

3.1 水土保持技术标准符合性评价

生产建设项目水土保持技术标准要求，山丘区输电工程塔基应采用不等高基础，经过林区的应采用加高杆塔跨越方式，本工程山丘区塔型设计了全方位长短腿，可减少大量土石方开挖和水土流失。经过林区的杆塔采用加高杆塔跨越方式，并采用无人机放线等先进施工架线工艺，满足要求，保持了水土。

生产建设项目水土保持技术标准要求，对无法避让水土流失重点预防区和重点治理区的生产建设项目，应优化方案，减少工程占地和土石方量；截排水工程、拦挡工程的工程等级和防洪标准应提高一级；宜布设雨洪集蓄、沉沙设施；提高植物措施标准，林草覆盖率应提高1～2 个百分点。本项目对无法避让水土流失重点治理区，采取以下措施：①优化建设方案和施工工艺：施工、检修道路采用永久和临时结合方式；集电线路塔基采用不等高基础，经过林区的采用加高杆塔跨越方式，采用无人机跨越架线施工工艺；临时生活区租用民房。②执行黄土高原地区水土流失一级防治标准，林草覆盖率提高1 个百分点。

3.2 工程占地评价

规划方案中，风电场占地总面积26.71 hm2，其中永久占地11.50 hm2、临时占地15.20 hm2。主要占用的土地类型有旱地、其他草地、其他林地和灌木林地。

工程占地考虑了项目的总平面布置、供排水、供电、施工能力、施工场地等方面的要求，考虑了施工生产生活区、临时堆土区的临时占地，考虑全面无漏项。总平面布置在满足主体工程运行要求的基础上尽可能少占地，施工过程中尽量减少占地范围，做到了最大限度地减小临时占地原则，避免了因选址不合理无序占用土地，工程占地做到了对生态环境最小影响的原则，符合水土保持要求。工程施工结束后，除风机组基础、箱式变电站、检修道路、升压站和杆基永久占地外，其余占地将会得以更好的绿化或复耕，可以有效防治水土流失。

3.3 取土（石、砂）场设置评价

工程所需的砾石、沙子等建筑材料是从砂石厂直接购买，工程没有设置专用取土场，可降低取土过程中新增的水土流失量，符合水土保持要求。

3.4 土石方平衡评价

3.4.1 剥离表土防护、利用分析评价

施工中，将对风电机组、箱式变电站、塔基区、直埋电缆、进场道路、检修道路、升压站站区、施工生产生活区等进行30 cm 表土剥离，并采用填土编织袋拦挡、密目网覆盖等临时防护措施进行防护。其他施工场地土石方挖填较少，扰动深度小于0.20 m，在采取一定的防护措施后不需剥离表土。本工程总剥离表土土方2.70 万m3，完工后剥离的表土将回填至绿化或复耕场地，用于施工结束进行土地整治后耕地恢复或植被恢复，可全部回填利用。从水土保持的角度考虑，本项目工程剥离表土保护与利用措施合理，为后期占地恢复利用创造了先行条件。

3.4.2 工程土石方平衡分析评价

本工程土石方挖填方总量为47.58万m3，总挖方23.79万m（3含表土2.02万m3、一般土石方21.77万m3），总填方23.79 万m3（含表土2.02 万m3、一般土石方21.77 万m3），无外购土石方和弃方。剥离的表土回填用于植被恢复或复耕。

3.4.3 土方调运合理性分析

本工程将风电机组及箱变工程、集电线路工程基础开挖余土就地回填于施工场地内，工程无需土石方调运，满足土石方综合平衡要求，符合水土保持要求。

3.5 施工方法与工艺评价

施工过程中将采用机械施工与人工施工相结合的方法，统筹、合理、科学安排施工工序，避免重复施工和土方乱流。在施工建设期安排场地内道路施工同步进行，有利于土方的就近调动，避免施工过程中的二次开挖和搬运，符合水土保持的要求。工程施工时序比较紧凑，在满足工程施工需要的同时，缩短了施工工期和地表的裸露时间，减少了施工过程中的水土流失。

4 工程设计中具有水土保持功能工程的评价

按工程防治措施类型，以防治水土流失为主要目标的工程，其设计、工程量、投资应纳入水土保持设计中；以主体工程设计功能为主同时具有水土保持功能的工程，其设计、工程量、投资不纳入水土保持设计中，仅对其进行水土保持分析与评价。现分别对各类已设计水土保持措施进行分析和评价。

4.1 风电机组及箱变工程区

4.1.1 场地硬化和平整

主体工程中设计的场地硬化、场地平整具有一定的水土保持功能，但不界定为水土保持措施。施工结束后，对原占地类型为草地和林地区域进行植被恢复，采取“灌-草”复合形式。灌木选用柠条，共193.8 kg；草种选用紫花苜蓿，植苗646 000 株，植被恢复面积共6.46 hm2。

4.1.2 集电线路工程区

工程施工结束后，对塔基及施工场地进行植被恢复，恢复面积3.05 hm2。由于35～110 kV 高压线的安全距离是8 m，安全距离范围内不栽植乔木，栽植灌草混交林，草种选用紫花苜蓿，共91.5 kg。紫穗槐共栽植30 500株。

4.2 施工及检修道路工程区

主体工程设计在检修道路陡坡段修建排水沟，长3 200 m，采用矩形断面，断面尺寸为0.4 m×0.4 m。排水沟采用砖混结构，底部采用6 cm 厚的砖护砌，两侧采用24 cm的砖护砌。排水沟开挖土方1 300 m3，砖砌体784 m3。根据《室内外排水设计规范》（GB50014-2021）对排水沟尺寸进行复核，复核时按防洪设计标准（5 a一遇降雨量）进行计算，洪峰流量计算公式为：

式中：Qs为雨水设计流量（L/s）；φ 为径流系数，碎石路面取0.35；q为设计暴雨强度[L（/s·hm²）]；F为集水面积（hm²）。结合检修道路现场情况[3]，汇水面积取0.61 hm2。

设计暴雨强度采用榆林市暴雨强度公式：

式中：q为设计暴雨强度[L（/s.hm²）]；t为降雨历时（min），考虑到降雨历时较短，本阶段暂按10 min 计算；P为设计重现期（a），本项目取5 a。

经计算，得q=268.126 L（/s.hm²），Qs=0.057 m3/s。

排水沟断面为砖砌矩形结构，糙率n为0.025，纵比降i为2%，最大流量允许值为0.11 m3/s，大于洪峰流量，排水沟尺寸满足水土保持规范设计要求。

4.3 升压站扩建区

一期项目已对该区域设计了水土保持措施，本方案需对围墙外扰动区域进行补充设计。

4.4 主体具有的水土保持措施分析与评价

通过分析工程主体设计可以看出，本项目在水土保持设计中根据行业规范标准，对工程生产运行安全的防护设计标准较高，注重了本体防护。从水土保持角度来看，工程虽然已经设计了一大部分，但整体的水土保持防治体系不够完善，需新增以下水土保持措施，使工程建设中的水土保持防治体系更完善，以达到有效地防治工程建设中新增的水土流失。主体工程水土保持工程分析与评价结果，详见表1。

表1 水土保持措施体系分析与评价

4.5 水土保持工程界定

通过对主体设计中具有水土保持功能工程的分析评价，按《生产建设项目水土保持技术标准》中的界定原则进行界定，主体设计的水土保持工程类型、工程量及投资汇总详见表2。

表2 主体工程已列水土保持措施工程量统计

5 结论与建议

5.1 结论

（1）本项目建设基本符合《中华人民共和国水土保持法》《生产建设项目水土保持技术标准》（GB50433-2018）中明确规定的强制性条款[4]。项目虽然处于水土保持限制区，但是只要严格保护地表植物，提高项目建设水土流失防治标准，优化施工工艺，减少地表扰动和植被破坏范围，强化建设期水土保持防治措施，可有效控制可能造成的水土流失，满足水土保持要求。

（2）本项目总体布置合理，施工有序，防治措施较为完善，满足水土保持的要求。项目施工中存在土石方开挖，主体设计应该在施工过程中严格控制土石方开挖量，减少开挖，以减少堆弃方。

（3）主体工程设计中对平面布置、施工组织及施工工艺进行优化，尽量减少工程建设土石方。施工期间的临时防护措施不够完善，应予以补充。

（4）工程施工将扰动原地表，产生大量的土石方，如不采取有效的防护措施，将加剧项目区水土流失，降低土地生产力[5]。项目土石方调运途中也应采取有效防护措施，避免调运途中土石方的流失。