河西走廊光能开发项目水土保持对策*

王晓庆，张文君，杨坤擎

1.甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所；2.宕昌县自然资源局

光伏电场工程建设存在占用土地、侵扰植被等问题，有损生态环境，伴随水土流失现象。在生态可持续发展的理念下，需要优化光伏电场工程的建设方式，探寻水土保持策略，预测因工程建设可能造成的新增水土流失量，提出相应的防治对策和具体的水土保持措施，为工程建设的水土保持工作指出方向、提供技术依据，最大限度地减少水土流失对生态环境的破坏，同时使项目区原有水土流失得到有效治理，生态环境得到改善。设计该工程水土保持对策，对防治因工程建设造成的水土流失，减少工程施工建设过程中和生产过程中对周边生态环境、水土保持设施造成的破坏，减少对周边群众生产、生活造成的影响，保障工程建设和安全运营、促进该地区经济社会的可持续发展具有重要意义。

一、工程概况

某26兆瓦并网光伏发电项目建设于河西走廊西部，地形平缓，海拔高程1586～1577m，以山前冲洪积荒漠戈壁平原居多。地表发育南北向较小冲沟，宽度0.5～2.0m，地表为砂砾石戈壁，有低矮耐旱植物，水土保持贯穿于本项目建设与运营全过程中，采取科学的水土保持策略势在必行。

二、项目建设中水土流失的危害

工程建设具有扰动性，原地表土壤和植被遭到破坏，导致植被覆盖率本就较低的地区存在更大范围的地表裸露现象，水土流失问题愈发严重，不利于当地生态环境的稳定性，工农业生产和周边居民的日常生活均会受到影响。关于水土流失存在的危害，主要从如下几方面进行解读：

（一）扩大侵蚀范围，加重洪涝灾害

项目建设的扰动范围大，使原本水土流失的区域扩大，水土流失程度加重，缺乏行之有效的治理措施时，水土流失引发的不安全因素激增。例如，若建设中乱挖乱填，将导致原农田灌溉渠系受损。水土流失使得河道的泥沙量逐步增多，河道行洪能力不足，河流行洪安全性降低，洪涝灾害的发生率增加，洪涝造成的影响范围扩宽，周边居民的人身财产安全将遭到威胁[1]。

（二）破坏地表植被，土壤遭到侵蚀

地表植被受损后，土壤结构发生变化，土壤的抗侵蚀性能减弱。遇强降雨时，稳定性不足的泥沙在雨水的冲刷作用下汇入河道，造成河道堵塞，水流方向异常，不利于下游的安全。对于丘陵沟壑地区，地表植被遭到破坏后，坡面急流将对地埂、田坎产生强烈的冲刷作用，细沟和切沟的数量增加、覆盖范围扩宽，逐步演变为冲沟。土壤有机质含量将由于水土流失而降低，土壤肥力下降，农业生产难以获得优质的自然条件，农作物产量减少、品质降低。可用于耕作的土地资源有限，不利于当地的农业发展。

（三）诱发地质灾害，加剧生态环境恶化

水土流失未得到妥善的处置时，可能发生小型地质灾害。例如，若原土层结构由于项目建设而出现损坏，将引发滑坡、泄流，沟道的输沙量增加，下游河道行洪效果变差，生态环境持续恶化。

（四）损坏占压农田，影响农业耕作

开挖将损坏农田土层结构，即使修复，短期内难以恢复地力，影响当地农业发展。所以在施工过程中必须采取有效的施工组织措施，采用熟土剥离、分别堆放、回填表土、合理恢复的土地整治措施工艺，减少施工过程中造成的农业损失。

（五）冲刷侵蚀，影响安全

在地面坡度较大的切沟地段，暴雨径流极易汇集成较大山洪或集流，形成冲沟，洪水冲刷使沟谷扩宽，河沟槽下切，可能造成重大的伤亡事故和经济损失。

（六）损坏基础设施

工程防护不够（高开挖边坡、高填方地段），在暴雨、重力等作用下，产生塌方或泥石流，冲毁道路、水利等基础设施。

（七）恶化生态环境

林草植被的减少，群落退化，植物生长条件劣化，使项目建设区周边区域的生态环境遭到破坏。水土流失破坏了水土资源、基础设施，加剧洪涝灾害，不利于生态建设和地区经济的可持续发展。

三、水土保持措施

（一）总体布局

立足项目水土流失的特点，遵循因地制宜、因害设防的基本原则，采取分区防治策略，维持各区的水土稳定性，保证项目区整体的水土保持效果。具体分区及相应的水土保持策略，如下：

1.光伏组件区的水土保持

项目施工涉及场地平整、基础开挖等活动，施工对原地貌产生破坏作用，导致原地面的水土状态发生异常，有明显的水土流失问题。根据光伏组件区的施工特点，采取土地整治和临时防护的策略，施工中安排一次洒水。临时水土保持措施的覆盖区域主要为箱逆变一体机和电缆沟，为减少水土流失量，用防尘网覆盖并用编制袋装土压边[2]。

2.开关站区的水土保持

开关站区基建结束后，以土地整治和压盖砾石的方法对该区域进行处理，保持水土稳定。

3.道路区的水土保持

受机械碾压、开挖、堆垫等工程活动的影响，沿线原地面的水土保持功能欠佳，根据水土保持工作要求，采取洒水降尘的临时应对措施，并加强土地整治、绿化换土以及路旁防护林建设。

4.施工生产生活区的水土保持

土地结构及土壤肥力易由于施工和现场生活而受到影响，因此及时清理施工垃圾和生活垃圾，联合采取土地整治、播撒草籽、洒水的措施，尽可能促进植被的快速生长，于较短时间恢复原状。

5.围栏空地区的水土保持

施工后整治围栏等的扰动带，撒播草籽并洒水，使植物快速生长。部分区域属于空地区，针对此部分做封育管理。

6.送出线路区的水土保持

对送出路线的扰动带进行土地整治、撒播草籽。

（二）适地适树（草）分析

1.基本原则

树（草）在水土保持方面具有突出作用，设计时遵循的原则主要有：因地制宜、因害设防、整地标准性、防护功能多样性与景观协调性等原则。

2.树（草）种的选择

以防止水土流失为基本要求选择树（草）种，要求根系发达、保水固土效果好，选择的树（草）种应易于种植和管理，有效适应现场的土质、气候等多项自然条件，生长过程中抵御病虫害的侵袭，在取得水土保持效果的同时提升景观价值。此外，种植的树（草）种需要与周边景观相协调[3]。

3.植物的配置方式

从各防治区的立地条件和气候特征出发，根据适应性原则挑选乡土树种，适当引入适应于当地环境的树（草）种，强化水土保持效果和景观效果。项目区的降雨量少，植被需在灌溉条件下才可成活，因此选择的是根系发达、耐干旱、耐践踏、固土作用突出的树（草）种。集多种类型的树（草）于一体，提升植物配置的丰富性。具体的树（草）种以及各自的生物学特性，如表1所示。

表1 植物措施树（草）种特性表

（三）分区措施布设

1.布设方案

根据分区方式探讨针对性的水土保持策略，除了主体工程设计已有的水土保持措施外，本方案以分区的方式增添如下措施：

（1）光伏组件区：土地整治，临时洒水，防尘网苫盖并用编织袋装土压边。

（2）开关站区：土地整治，防尘网苫盖并用编织袋装土压边，砾石铺盖。

（3）道路区：土地整治，绿化覆土及临时洒水。

（4）施工生产生活区：土地整治，撒播草籽及临时洒水。

（5）围栏空地区：方法与施工生产生活区一致。

（6）送出线路区：方法与施工生产生活区一致。

2.光伏组件区

（1）土地整治：采取机械和人工相配合的作业方法，机械、人工的整治面积分别为34.34hm2、12.54hm2。时间安排在土方回填完成后，主要在于回填凹坑，使施工扰动面恢复完整、平整的状态。

（2）防尘网苫盖：用防尘网覆盖基础挖方临时堆土区域，包含光伏支架、电缆沟、箱逆变器一体机等部分的基础，防尘网8325m2，压边用编织袋装土进行，数量达到2934个。

（3）临时洒水：单次洒水量为50m3/hm2，前后共洒水5次，洒水面积34.34hm2。

3.开关站区

（1）土地整治：重点处理对象为站内空闲地块，联合采取机械、人工相综合的方案，整治面积分别为 0.06hm2、0.02hm2，经过土地整治后清理建筑垃圾，使现场保持平整[4-6]。

（2）砾石铺盖：对建筑周边空地铺压砾石，根据施工对砾石的质量和数量要求，将适量质量达标的砂石料运至现场，人工和机械联合摊铺均匀后，用机械设备碾压，使摊铺材料具有密实性与平整性。砾石铺盖厚度为5cm，铺盖面积0.02hm2，所需砾石方量为10m3。

（3）防尘网苫盖：覆盖材料选用防尘网，覆盖对象为基础开挖临时堆土裸露面，需防尘网446m2，用234个编织袋装土压边。

4.道路区

（1）土地整治：场内道路的整平联合采取人工整治和机械整治的方法，面积分别为0.11hm2、1.81hm2；对进场道路两侧栽植绿化，整治面积为0.02hm2，植物选择的是耐旱性突出的旱柳。

（2）竹节式聚水沟：于检修道路两侧修筑，利用竹节式聚水沟拦截场内雨水，此设施的尺寸为长3.43km、宽0.3m、深0.15m。

（3）砾石铺盖：用砂砾石铺压场内道路和进场道路，铺盖面积1.94hm2，需砾石985m3，砾石铺盖的方法具有降低风蚀的作用。

（4）栽植苗木：栽植区域为进站道路两侧各1m内，单排栽植，两棵植株间隔2m，栽种选用旱柳。

（5）临时洒水：定期对场内道路洒水，扑灭扬尘，改善空气品质以及减轻扬尘对施工人员身心健康的危害。单次洒水量20m3/hm2，以每日2次的频率持续洒水3个月，洒水面积1.91hm2，洒水6876m3（遇降雨天气时无须洒水）。

5.施工生产生活区

（1）土地整治：受施工过程中机械碾压、人才踩踏等因素的影响，需安排土地整治，清理混凝土、沙砾料等材料，再进行整平[7-8]。土地整治采取机械作业的方法，作业面积达到0.92hm2。

（2）撒播草籽：撒播扁穗冰草，此类植物的生长有利于促进自然恢复进程。播种量为35kg/hm2，撒播面积0.92hm2，所需草籽32.2kg。

（3）临时洒水：定期对施工生产生活区洒水，扑灭扬尘的同时加快地表结皮，以便自然修复的顺利进行。单次洒水量20m3/hm2，以每日2次的频率持续洒水5个月，洒水面积0.92hm2，洒水5520m3（遇降雨天气时无须洒水）。

6.围栏空地区

（1）土地整治：以人工作业的方式进行土地整治，覆盖范围为围栏施工扰动带，面积为0.60hm2。

（2）撒播草籽：处理范围为围栏施工扰动带，播种量为35kg/hm2，撒播面积0.60hm2，所需草籽21kg。

（3）临时洒水：定期洒水，扑灭扬尘的同时加快地表结皮，以便自然修复的高效进行。单次洒水量50m3/hm2，土地整治后洒水2次，洒水面积0.60hm2，洒水量60m3。

（4）管护措施：针对未扰动的空地采取管护措施，先界定待管护的范围，再设置彩旗围护，以免空地受到外部的影响。以无人机撒播的方法进行草籽的撒播作业，植物的生长可促进植被的恢复。撒播量35kg/hm2，撒播面积2.78hm2，需草籽97.3kg。

7.送出线路区

（1）土地整治：作业范围为送出线路施工便道和架空电杆施工扰动带两处，人工和机械联合作业，共同进行土地整治，各自的整治面积为0.05hm2、1.71hm2。

（2）撒播草籽：撒播范围为送出线路施工便道和架空电杆施工扰动带，撒播扁穗冰草，此类植物的生长有利于促进自然恢复进程。播种量为35kg/hm2，撒播面积1.76hm2，所需草籽61.6kg。

（3）临时洒水：着重对送出线路便道做洒水处理，扑灭扬尘，改善现场空气品质，减轻扬尘对人员身心健康的危害。单次洒水量20m3/hm2，以每日2次的频率持续洒水3个月，洒水面积1.71hm2，洒水6156m3（遇降雨天气时无须洒水）。

四、结语

综上所述，光伏工程建设将扰动地表植被及结皮,削弱土壤抗蚀能力,在受到大风吹蚀时极易产生水土流失,为沙尘暴等灾害性天气制造物质源。本文结合具体工程实例，对光能开发项目水土保持对策进行了详细的研究，以确保水土保持措施的落实到位，减少工程建设造成的水土流失，促进光伏工程可持续发展。