河北壩上風電項目水土保持方案編制相關問題探討

魏 颯,郭永晨,白鶴嶺,周 輝

(1.河北省水利科學研究院,河北石家莊 050057;2.河北省水土保持工作總站,河北石家莊 050051;3.秦皇島市水利勘測設計處,河北秦皇島 066003)

河北壩上風電項目水土保持方案編制相關問題探討

魏 颯1,郭永晨1,白鶴嶺2,周 輝3

(1.河北省水利科學研究院,河北石家莊 050057;2.河北省水土保持工作總站,河北石家莊 050051;3.秦皇島市水利勘測設計處,河北秦皇島 066003)

風電項目;水土保持方案;編制;河北壩上

針對風電項目水土保持方案編制過程中經常出現的需增加集電線路施工區占地面積、設置備用棄渣場、增加雨水利用內容及難以確定土壤侵蝕模數等問題,結合實際提出了靈活處理棄渣,并在水保措施布置體系中增加雨水利用工程措施等建議。

風能是一種可再生潔凈能源,世界上很多國家,尤其是發達國家,已經充分認識到風電在調整能源結構、緩解環境污染等方面的重要性,高度重視風電開發[1]。“十一五”期間,河北省把風能開發作為可再生能源開發的重要內容,張家口和承德壩上地區已成為河北省風能開發的重點區域,僅張家口市 2010年的風電裝機容量規劃就達 300萬 kW[2]。然而,風電場開發建設過程中基礎開挖、場地平整、修建道路等活動將會對原有地表造成破壞,導致植被退化、水土流失加劇。因此,編制風電項目水土保持方案,提出水土保持措施綜合布置體系,同時嚴格規范水土保持監測,對加快壩上風電項目建設區的植被恢復、促進當地水土保持工作發展具有十分重要的作用。為此,筆者在實踐的基礎上,針對河北壩上風電項目水土保持方案編制中經常出現的問題進行探討,以期為類似項目的水土保持方案編制提供借鑒。

1 風電項目建設概況

一般而言,風電場的建設內容主要包括升壓站、風機區、道路區、集電線路、施工生產生活區 5個部分。升壓站是整個風電場的中樞,集變電、控制、送電、監測、行政、生活為一體,一般設升壓站和生活管理兩個區,其中升壓站布置有配電裝置、主變壓器、無功補償裝置等,生活管理區布置有主控樓、庫房等。風機區包括風電機組及箱式變壓器,采用一臺風電機組配備一臺箱式變壓器的方式,在每臺風機旁布置有大小約 40m×50m的風機吊裝場地,以滿足大型吊車吊裝風機的要求。道路區是用來滿足大型設備一次運輸到位及基礎施工需要的通道,一般包括進站道路、檢修道路和施工臨時道路,其中施工臨時道路為臨時性占地,施工結束后需恢復植被;進站道路與檢修道路則為永久性占地,需進行綠化,地形較陡時還需考慮兩側邊坡防護。集電線路是將各風機發出的電能匯集并輸送到升壓站,一般采用 35 kV架空線路方式。施工生產生活區是為便于主體工程建設而設立的,主要包括施工生產區和生活區兩個部分。

2 水土保持方案編制過程中經常出現的問題

(1)需增加集電線路施工區占地面積。大多數風電項目主體工程設計時只考慮集電線路桿塔永久性占地,而往往忽略了施工臨時占地面積,其臨時占地亦會對原有地表產生破壞,因此在水土保持方案編制中必須增加集電線路施工區的占地面積,以滿足工程建設的實際需要。

(2)設置備用棄渣場。由于水土保持方案編制時主體工程設計多處于可行性研究階段,無法給出各單項工程詳細的挖填土(石)方量,故無法滿足水土保持方案編制需求。編制單位實際上多依據已建風電項目施工現場粗略判定各單項工程挖填土(石)方量,確定施工結束后剩余土(石)方量,進而根據項目區的地形、土壤、植被狀況考慮是否設置備用棄渣場集中棄渣,而一旦設置備用棄渣場就會增加占地面積,這往往是建設單位所不希望看到的。

(3)需增加雨水利用內容。根據 2007年河北省水利廳等六廳局聯合發布的《關于加強城鎮建設工程雨水資源利用的通知》(冀水保[2006]63號)和《河北省城鎮雨水資源利用工程技術暫行規定》,風電項目水土保持方案編制過程中需要增加雨水利用的內容,但實際很少有項目水保方案涉及。

(4)確定土壤侵蝕模數。按照水土保持方案編制規程,在水土保持措施體系布置之前需對項目建設及生產運行初期可能產生的水土流失量、水土流失危害進行預測,而預測風電項目水土流失量通常采用類比分析法確定項目區的土壤侵蝕模數,由于這種預測方法主觀性強,往往會導致預測結果與實際存在較大差異。

3 問題的探討

(1)工程占地。水土保持方案中項目概況是對主體設計的概述,如果主體中未考慮集電線路臨時施工區占地、棄渣場占地,則應在“主體工程水土保持分析與評價”一章中進行評價,分析其不足,然后作為本方案新增占地面積列出。這樣,在評審報告時才能一目了然,明白哪些是主體設計,哪些是水土保持方案新增內容。

(2)棄渣的處理。筆者認為在水土保持方案編制過程中應根據風電項目建設區各單項工程詳細的挖填土石方量,經土石方平衡后估算棄土(石)方量,再根據現場實際地形、地貌等情況確定是否需要設置棄渣場。一般而言,在風電場建設過程中,變電站建(構)筑物的基礎開挖較小,廢棄土石方量不大,加之場地平整時需要土石方,所以升壓站區基本可以實現土石方平衡;風機區由于風機及升壓變壓器基礎開挖較大,剩余土石方量會較多;道路區一般按半挖半填設計,即挖填平衡;集電線路區由于塔基基礎開挖也會有少量剩余土石方量;施工生產生活區多為臨建工程,經場地平整后可以實現土石方挖填平衡。綜上所述,風電項目建設產生的棄渣多來自風機區及集電線路區。

結合已有工程實際,提出如下幾種處理棄方的方式:①若棄方多為土或粒徑較小的碎石,則可選擇就地回鋪,然后覆土綠化;②若棄方多為石方且粒徑較大而無法就地回鋪,但地形較平坦運輸條件較好,則可選擇直接運至棄渣場;③若棄方多為石方且粒徑較大而無法就地回鋪,同時不具備運輸條件,則就地修建擋渣墻,表層覆土后恢復植被(客土可考慮外購)。

(3)雨水利用。風電項目既有“點”狀又有“線”狀工程,根據項目建設實際,實施雨水利用只需在變電站內進行,變電站內硬化地面的增加必然使項目區雨水流失量增大,同時對站外造成沖刷。因此,雨水利用以增加入滲為主,一般采取的措施主要有鋪設透水性鋪裝材料、建設下凹式綠地,以提高雨水入滲率,增加雨水回滲量,減少雨水沖刷。因此,在水土保持方案的第七章“水土流失預測”中均需安排有“雨水流失量預測”一節,在水土保持措施布置體系中設計雨水利用工程措施。

(4)土壤侵蝕模數。土壤侵蝕模數是水土保持方案報告中一個十分重要的參數,在編制方案時既需根據項目區的水土流失類型和土壤侵蝕分類分級標準確定水土流失背景值和容許土壤流失量,又需結合項目區實際確定不同預測單元在施工準備期、施工期和自然恢復期的土壤侵蝕模數。目前確定方法主要有數學模型法、類比調查法、試驗觀測法等 3種,其中數學模型法、試驗觀測法采用較少,類比調查法采用最多。試驗觀測法得出的數據是最準確的,但往往因前期需投入大量的人力、物力而無法實施。采用類比調查法時,選取的類比工程一定要有實測的監測數據,切忌隨意轉抄,注重收集項目區基礎資料,進行參數修正時一定要做到有理有據,不能隨意更改,這樣計算出來的土壤流失量才合理、可靠。

由于土壤侵蝕模數具有很大的區域性,因此,為彌補監測數據的缺乏,建議各級水土保持研究所、試驗站應充分發揮自身優勢,在經費充裕的條件下開展模擬試驗研究,完善區域水土保持監測數據。

[1]易躍春.風力發電現狀、發展前景及市場分析[J].國際電力,2004,8(5):18-22.

[2]劉希慶.河北壩上地區風電場工程建設中的水土流失防治措施探討[J].亞熱帶水土保持,2008,20(4):76-78.

S157

C

1000-0941(2011)04-0033-02

魏颯(1981—),女,河北保定市人,工程師,主要從事水資源與水環境保護研究工作。

2010-10-09

(責任編輯 孫占鋒)