湖南省山區風電場項目水土保持重點防治區防治措施探討

唐琦（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

湖南省山區風電場項目水土保持重點防治區防治措施探討

唐琦
（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

風能是一種可再生、無污染的清潔能源。近年來，我國風力發電項目發展迅速，而風電場的建設不可避免會對地表造成擾動，破壞植被，水土流失急劇增加。文章在總結湖南山區風電項目水土流失特點的基礎上，明確了山區風電建設項目水土保持重點防治區為道路工程區和風電機組區，并對重點防治區提出切實可行的防治措施。

風電場 水土流失 重點防治區 水土保持防治措施

近年來，保護環境、可持續發展的思想逐步深入人心，開發利用可再生清潔能源，改善能源結構，減少溫室氣體排放，保護地球環境已成為各國政府的共識。風電屬于清潔能源，是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源[1～3]。湖南省位于我國中部地區，風力資源開發利用前景廣闊。目前，邵陽城步縣南山、郴州北湖區仰天湖、臨武三十六灣等均已建成投產發電，懷化蘇寶頂、郴州汝城白云仙、宜章太平里風電場等正在建設當中。省內風電建設工程多位于山高坡陡的高山地區，一般土壤貧瘠、土層淺薄，植被主要以草甸和灌木為主，工程建設造成破壞后生態修復難度極大。

本文結合省內已建、在建風電項目施工現場的調查情況，在總結湖南省山區風電場建設項目水土流失特點的基礎上，明確了山區風電建設項目水土保持重點防治區，并對其提出切實可行的防治措施。

1 山區風電場項目水土流失特點

（1）水土流失類型以水力侵蝕為主。風電場在建設過程中，道路修筑、風機基礎開挖等均不可避免會對地表植被造成破壞，使得表土層抗蝕能力減弱，一旦降雨，表層土壤很快達到飽和而形成地表徑流，沖刷開挖裸露面，從而產生較大水土流失[4]。

（2）侵蝕形式多樣。風電建設項目水土流失具有“點、面、線”侵蝕并存的特點。“點”狀侵蝕集中于風電機組區，風機及箱變基礎開挖、回填，將擾動原地貌，改變土層結構。“面”狀侵蝕集中于風機安裝場地、升壓站、棄渣場等，場平施工、機械碾壓和施工材料堆放等均會造成原地貌的擾動破壞，損壞地表植被。“線”狀侵蝕集中于道路工程、集電線路等，山區風電場項目的道路路線長，海拔跨度大，地形起伏大，一般采取半挖半填的施工方案，往往形成高開挖、高填方邊坡，極易造成水土流失。

（3）水土流失影響范圍大。湖南省風電場選址多位于山區，風機點位多位于山頂或山脊分水嶺區域，而場內道路、集電線路基本也是沿山脊、山坡修建，并且路線較長。這些區域坡長較長、坡度較陡，挖深和填高都較大，風機安裝場地的平整，道路放坡等都將占用大量土地。由于風機葉片、塔筒等大型設備運輸需要，道路轉彎半徑大，轉彎路段修建時要砍伐影響設備運輸的高大樹木[4]，因此，相比一般地區的道路工程，風電場道路工程擾動地表面積更大，水土流失影響范圍更大。

（4）施工期是產生水土流失的主要時段。風電場工程施工期主要完成場內外道路的修建、風機安裝場地的平整、風機及箱變基礎開挖、集電線路敷設、升壓站修建等，是工程土石方開挖、填筑等施工活動最集中的時段，也是水土流失發生最嚴重的時段。通過對湖南省郴州北湖區仰天湖、郴州汝城白云仙、懷化蘇寶頂等多個山區風電場建設項目現場監測數據的統計，施工期水土流失量占工程水土流失總量的80%～90%。

（5）道路工程區、風電機組區水土流失最嚴重。據統計，湖南省山區風電場建設過程中土石方挖、填數量最大的區域集中在道路工程區和風電機組區，工程棄渣也主要來自道路施工開挖以及風機安裝場地平整施工。由于山區風電場道路工程一般沿山體布線，一側形成高陡開挖邊坡，另一側形成高填方邊坡，施工難度大，坡面防護困難，棄渣量大，水土流失嚴重。風機一般位于山頂或山脊坡面，安裝場地經平整后新形成的邊坡，由于土石結構松散，在水力、重力等作用下極易產生土壤侵蝕。根據監測數據統計，省內山區風電場建設施工擾動地表侵蝕模數最大的區域集中在道路工程區和風電機組區，可達20 000 t/（km2·a）以上，是地表原生侵蝕模數的10～20倍。道路工程區新增水土流失量占工程水土流失總量的50%～60%，風電機組區新增流失量占工程水土流失總量的20%～30%。

2 山區風電場項目水土流失防治重點

根據對湖南省內多個山區風電場施工現場的查勘情況和監測數據分析，并結合風電場建設工程水土流失的特點，可確定山區風電場建設工程水土流失防治工作的重點區域為道路工程區和風電機組區。

風電建設項目水土流失防治應貫徹 “預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的原則。道路修建、風機安裝場地平整等土石方施工要做到隨挖、隨運、隨填、隨壓，不得隨意棄渣。彎道路段路面拓寬可利用工程余方進行填筑，以減少工程棄渣，提高土石方綜合利用率。水土保持措施布置采取工程措施、植物措施、臨時措施有機結合，并確保水土保持設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用。

3 防治對策研究

3.1 道路工程區水土流失防治對策

（1）施工前，將道路用地范圍內的表土剝離，依地形條件，選取地勢平緩的空地臨時堆放。表土堆置區坡腳設袋裝土壘砌攔擋，堆土表面使用防塵網臨時覆蓋。高海拔路段若場地條件允許，可考慮將道路用地范圍內生長旺盛、成活率高的草皮進行剝離并存放于指定的區域，注意養護，以備后期移植所需[5]。

（2）路堤坡腳布置臨時攔擋和臨時排水措施。臨時攔擋措施可利用表土堆放區外側布置的擋土屏障進行攔擋。地勢較陡的路段，由于下坡腳較陡，布設攔擋坎及排水設施較困難，可采用砍伐的樹枝做成柴捆進行攔擋，或設置竹夾板進行攔擋，防止開挖的土石滾入坡腳和損壞路基邊坡植被。坡度較陡路段由于攔擋困難，應將開挖多余土石方運至指定的棄渣場集中堆放并防護。

（3）挖方路段坡腳先開挖臨時排水溝，排水溝每隔300 m設置1處沉沙池以沉降徑流泥沙。臨時排水設施按永臨結合的方式，土石方工程結束后，將其修整襯砌改造成為永久性排水溝。

（4）一般挖方路段坡頂外沿設截水溝，上部徑流經截排水溝收集后排入下游周邊水系中[6]。坡長較長、坡度較陡路段，截水溝布置困難時，路基排水利用挖方坡腳排水溝，并結合路面涵管、急流槽等，與下游排水體系相接。

（5）海拔較低，坡度較緩路段，路基邊坡采用鋪草皮、栽植灌木等進行綠色防護。海拔較高、坡度較陡路段，放坡條件受到限制，對道路兩側形成的挖填邊坡采取漿砌石骨架草皮護坡、三維網植草護坡進行防護。

3.2 風電機組區水土流失防治對策

風電機組一般位于山頂或山脊分水嶺區域，根據風機點位置、安裝場設計標高的不同，場平施工方案也有不同。對風電機組區可分全挖型、坡面半挖半填型兩種形式進行典型措施設計。

3.2.1 全挖型風機安裝場地

全挖型風電機組位于較平緩的山頂，原地面坡度較小，山頂面積與風機安裝場地面積相當，施工時需要將山頂平整。

（1）場平施工前，將場地內原有草皮和腐殖土一起剝離，平鋪存放于場內一角。剝離的草皮、腐殖土與風機和箱變基礎開挖后所用的回填土分開堆放。堆放區四周采取袋裝土壘砌臨時攔擋，表面使用防塵網遮蓋，剝離的草皮要適時灑水養護。

（2）風機安裝場地平整后，場地周邊設置漿砌石排水溝，排水溝終端設漿砌石沉沙池沉淀泥沙，并與周邊原有排水系統連接。施工時安裝平臺留1%排水坡度，場內風機基坑、箱變以及臨時堆土周邊依地勢布設臨時排水和沉沙措施，與周邊現有的排水系統相接。

（3）安裝場地經平整后場地四周形成的邊坡高度較低（H≤1.0 m），周邊可不設攔擋設施。安裝場新形成的邊坡采取草皮護坡防護，優先移植施工前剝離的草皮；風機基礎平臺采取撒播草籽提高植被覆蓋。

3.2.2 坡面半挖半填型風機安裝場地

該類風電機組一般布置于山頂迎風坡面上，風機安裝場場平施工多采用半挖半填的形式。

（1）場平施工前，先對場地范圍內現有草皮和腐殖土進行剝離，并注意遮蓋、灑水養護。風機和箱變基礎開挖后所用的回填土堆放區采取攔擋、覆蓋防護。

（2）在安裝場開挖區邊坡頂部設置截水溝，攔截坡面上方來水，坡面底部修筑漿砌石排水溝，引排坡面徑流；安裝場地周邊設漿砌石排水溝。安裝場布置的截排水溝與場內施工道路路基排水溝相連，不能相連的，應設置排水順接工程，排入山坡溝谷中的自然排水渠道。

（3）風機安裝場地回填邊坡坡腳設漿砌石擋土墻攔擋。對安裝場邊坡采取草皮護坡防護，移植施工前剝離的草皮；風機基礎平臺采取撒播草籽提高植被覆蓋。

3.2.3 風電機組區典型工程量

根據對湖南省已建、在建的多個山區風電場項目風電機組施工現場的調查數據統計，可估算出兩種類型風電機組區水土保持措施工程量，見附表。

附表 兩種類型風電機組區水土保持工程量

4 結 語

根據湖南省山區風電場項目建設特點，可確定建設施工期水土流失防治重點區域為道路工程區、風電機組區。對重點防治區域針對性地配置水土保持措施，既能有效保護當地的水土資源，也給項目正常施工和運行提供了有力保障，對改善生態環境，實現環境協調、經濟可持續發展具有十分重要的意義。同時，也為湖南省山區風電建設項目水土流失防治提供了一些借鑒經驗。

[1]韓慶華.創新能源戰略 發展風電產業[J].經濟縱橫，2007，（5）：41-43.

[2]施鵬飛.風力發電的進展和趨勢 [J].中國電力，2002，35（9）：86-90.

[3]任麗蓉.我國風力發電現狀及其技術發展[J].科技經濟市場，2011，（4）：17.

[4]高寶林，周全，高超.山地型風電場工程水土保持方案編制中應注意的問題[J].中國水土保持，2013，（1）：21-22.

[5]李春，操昌碧，謝光武，等.高山地貌區草皮剝離及臨時存放方式研究[J].中國水土保持，2014（10）：44-46.

[6]楊丹青，張峰，武文一.風電場工程項目水土保持措施配置研究[J].水土保持通報，2008，28（4）：116-120.

2016-05-06）

唐琦（1984-），女，大學本科，工程師，主要從事開發建設項目水土保持方案編制、生態建設規劃設計工作，手機：13548534664。