大理清水朗山風電場水土保持措施探討

劉富平，冷 鵬，李尤孟

(1.昆明龍慧工程設計咨詢有限公司，云南 昆明 650032；2.云南省水土保持生態環境監測總站，云南 昆明 650032)

大理清水朗山風電場水土保持措施探討

劉富平1，冷 鵬2，李尤孟1

(1.昆明龍慧工程設計咨詢有限公司，云南 昆明 650032；2.云南省水土保持生態環境監測總站，云南 昆明 650032)

水土流失特點；水土保持措施設計；清水朗山風電場；大理州

風能是一種可再生的清潔型能源，云南省風電場項目建設在實現本省風電規劃目標的基礎上，為我國實現向低碳、清潔的能源機制轉變做出了貢獻，其中大理州是云南省風能資源最豐富的 16 個州市之一。在風電場工程建設過程中，不可避免地要擾動地表和破壞植被，導致水土流失加劇。清水朗山風電場工程在建設過程中，重視水土保持設計，規范過程管控，積極落實各項水土保持措施，水土流失防治成效顯著。

隨著國家對清潔、可再生能源的日益重視，以及能源利用結構調整的持續深入[1]，我國能源供應和消費在逐步向低碳、高效、環保的方向迅速轉變，風能發展已成必然。隨著社會經濟的發展，風能資源的開發利用已經成為世界利用可再生能源的主要方式之一[2]。云南省風能資源豐富，截至2017年4月，云南省風力發電量達89億kW·h，相當于節約標煤約279萬t，減少二氧化碳排放量約669萬t；風力發電最高負荷達549萬kW，創歷史新高。

云南風電發展突飛猛進，一則因為云南風電開發較晚、基數小，二則因為云南作為水電大省，有“風水互補”的優勢，即每年10月至次年4、5月的枯水期恰好是大風季。大理州是云南省風能資源最豐富的 16 個州市之一，近年來逐步進入風電開發的高峰期。風電場工程建設周期短，土建工程施工期間擾動劇烈，特別是道路工程挖填、風機平臺建設和棄渣場及集電線路溝槽開挖等施工活動，在大風及降雨雙重外營力的作用下，極易產生水土流失，破壞周邊植被和土壤生產力等。筆者以中國國電大理清水朗山風電場工程為例，對大理地區風電場的水土流失特點及水土保持措施設計進行總結，旨在為類似地區風電場工程水土流失防治提供借鑒。

1 工程概況

大理清水朗山風電場位于大理州云龍縣與洱源縣交界的清水朗山一帶的近似南北走向的山脊上。風電場安裝單機容量為1.5 MW的風力發電機組33臺，總裝機容量49.5 MW。新建220 kV升壓站1座、新修場內道路22.56 km(16.35 km的主線道路和6.21 km的支線道路)、進場道路5 km、集電線路26 km，共啟用6個棄渣場和1個生產生活區。于2013年底正式開工建設，2015年初建成投入運行。建設單位對水土保持工作重視，在項目前期及時開展了水土保持方案編制，開工前及時委托開展了水土保持監測，并在施工過程中委托相關單位開展了水土保持施工圖設計，于2016年底順利通過了云南省水行政主管部門組織的水土保持設施驗收。

2 風電場工程建設特點

根據場區地形起伏情況和風能資源分布特點，清水朗山風電場主要沿垂直于主導風向的山脊布置風電機組，風機以單排布置為主，整個風電場呈條帶狀。工程建設土建工程量較大，且生態破壞比較嚴重；每臺風機的安裝位置為一相對獨立的施工點，整個施工區范圍較大，施工點多而分散，風電機組安裝平臺所需面積較大[3]；集電線路區與風機機組區建設特點相似，以施工點多且分散為主要特點；升壓站站址選擇在地勢相對開闊和平緩地帶，且占地面積相對較大；為滿足施工及大件運輸需要，新修大量的進場道路及場內道路，導致挖填土石方量較大，且難以恢復；施工生產生活區選擇在交通便利、地勢開闊的平坦處，相對容易治理。清水朗山風電場工程建設特點見表1。

3 風電場工程水土流失特點及環節

該工程對地表擾動整體以線性為主，呈現點、線、面共存狀態，水土流失分區明顯。風機機組區和集電線路區以點狀為主，升壓站和施工生產生活區及棄渣場區主要為面狀，而道路工程區則以線狀為主；擾動區屬西南土石山區，土壤侵蝕現狀以水力侵蝕為主。但工程建設對原地表擾動后，除可能產生水蝕外，還可能產生風蝕，主要因工程擾動區位于山脊，常年風速大，為風蝕的發生提供了驅動力。工程建設周期相對較短，引起水土流失的主要時段為場地平整、基礎開挖、回填等土建工程施工，水土流失主要集中于風機機組區、道路工程區和棄渣場區。

表1 清水朗山風電場工程建設特點

工程施工期間，各區開挖擾動會造成水土流失，項目建成后大部分地表被建筑物占壓使用或被硬化，部分植物措施不能立刻發揮應有的防護作用，如遇強降雨等極端天氣仍將不可避免地產生水土流失。水土流失主要環節見表2。

表2 清水朗山風電場工程建設水土流失主要環節

4 水土保持措施探討

根據不同防治分區的水土流失特點，結合主體工程設計，按照突出重點與全面規劃相結合、工程措施與植物措施相結合、永久措施與臨時措施相結合的原則，配置適合各防治區的水土保持措施[4]。在布設該工程水土保持措施時，認真落實了水土保持方針，并從工程的實際情況出發，以服務于工程建設和運行為基本出發點，進行了水土保持措施設計。

4.1 風機機組區

風機機組區建設過程中的水土流失主要發生在基礎開挖環節。由于該區位于山脊，考慮后期植被恢復難度大，在施工前對表土進行剝離、收集，并對長勢較好的灌草進行移植，用于后期植被恢復。在施工過程中考慮因降雨引起臨時裸露堆土的面蝕和溝蝕及大風天氣引起的風蝕，對臨時堆土采取臨時擋護和遮蓋措施。首先對風機安裝平臺進行場地平整，其次為了增加場地地基及邊坡的堅實性和穩定性，減少崩塌、滑坡發生的可能性，對部分場地進行漿砌石擋護。開挖后形成的土質邊坡點播草籽進行綠化，巖質邊坡進行削坡使其達到穩定；回填邊坡覆土撒播或條播進行植被恢復；風機平臺采用碎石鋪墊和撒播草籽進行綠化，碎石鋪墊的面積占整個平臺面積的1/3，撒播草籽綠化的面積占整個平臺面積的2/3，碎石鋪墊部分將風機機組與施工道路連接在一起，另在風機平臺外圍布設排水溝，避免因匯水引起平臺邊坡發生溝蝕。

4.2 集電線路區

集電線路區水土流失形式基本同風機機組區，但規模相對較小。該區域地表擾動較輕，施工前不剝離收集表土，以減小地表擾動程度和表土堆存期可能產生的水土流失，但需注意土方開挖堆存及回采工序，使原有表土回鋪后仍處于表層；為保證施工過程中形成的坡面穩定及塔基安全，在部分坡面布設截水溝，坡腳布設擋土墻。對臨時裸露堆土考慮遮蓋措施，以防降雨引起的面蝕和溝蝕；施工結束后，除永久建筑占地外，對其他擾動地表以種草的方式恢復植被。

4.3 升壓站區

該工程升壓站選址于地勢相對平緩的山坡上，場地平整采取順坡挖填平整，周邊會產生一定的開挖、回填邊坡，邊坡高度均小于3 m，不屬于高邊坡。只考慮在開挖和回填邊坡坡腳處修建擋土墻；在升壓站上坡面布設截排水溝，并在截排水溝末端布設消力池和站內雨水收集池等；考慮后期植被恢復難度大，在施工前對升壓站區內的表土資源進行剝離，用于后期植被恢復；對開挖后形成的土質邊坡點播草籽進行綠化，回填邊坡采取覆土撒播或條播方式進行植被恢復。對升壓站內未利用土地進行“園林式”綠化，對臨時裸露的堆存表土進行遮蓋和攔擋。

4.4 道路工程區

道路工程安全與暢通是保障風電場順利建設及運行的基本條件，為有效維護道路路基的穩定，防止滑坡發生，威脅施工及生產安全，主要采取如下措施：

(1)表土剝離。考慮后期植被恢復難度大，在施工前剝離表土，并對長勢好的灌草進行移植，用于后期植被恢復。

(2)截排水及消能措施。對大面積切割山坡路段，在開挖邊坡坡頂設置截水溝，防止坡面徑流沖刷、侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳，避免引起滑坡。為排泄邊坡及路面徑流，在道路內側設漿砌石排水溝。路面雨水通過橫坡迅速排出(路面橫坡為2%)，進入路面邊溝，再由排水溝引至路基外。考慮到項目區位于山頂，地表水系不發育，地下水埋藏較深，為保證后期植物成活率，便于撫育管理澆水等，還增設了集水蓄水設施。

(3)道路邊坡治理。對于坡度較大，邊坡不穩定的石質開挖邊坡，先進行分臺削坡，后在坡腳布設漿砌石擋墻，最后采用鋼絲網護坡；對于土質開挖邊坡，先在坡腳設置擋土墻，后在坡面穴播種草并加蓋無紡布，最后采用竹條固定，以減小風力對無紡布的破壞，提高草的成活率；對于自然放坡且回填土層較薄的回填邊坡，先按一定等高距設置木樁固坡，后種植灌草，構建結構穩定的植物群落；對于坡度較大、邊坡不穩定的回填邊坡，先在坡腳設置擋土墻，后分臺削坡，并按一定等高距設置抗滑樁，最后覆土種植灌草。分級固坡在一定程度上可以減緩坡面水力沖刷造成的水土流失，有利于植被恢復。

(4)行道樹。在平緩路段雙側栽植行道樹，其他路段則只在道路外側栽植行道樹。行道樹選取鄉土樹種，并盡可能利用項目區現有灌木進行移栽。

4.5 棄渣場區

棄渣場設計遵循“先攔后棄”原則，并根據棄渣場防護標準、渣場容量及最大堆高、渣場的地形條件等，選取不同斷面的擋土墻對各渣場進行擋護；根據上坡面匯水面積大小布設截水溝，結合渣場平臺及邊坡分臺情況布設排水措施，并配套消能措施；對棄渣形成的平臺及邊坡采取灌草結合的方式恢復植被。

4.6 施工生產生活區

施工生產生活區場地相對平緩，地勢開闊。場地平整未形成挖填邊坡，對地表擾動較輕，以占壓為主。在施工前對表土進行剝離，并對長勢好的灌草進行移植，用于后期植被恢復；施工過程中對臨時裸露堆存表土進行防護，并在場內布設臨時排水措施，防止降雨引起水土流失；施工結束后對場地進行整治，并覆土恢復植被。

5 關于類似工程植被恢復的幾點建議

大理地區風電場工程基本處于山脊、山坡，風速大，地表水不發育，植被一旦被破壞，后期的恢復難度較大。因此，需要加強對項目區原生植被的保護，盡量避免破壞原有植被，施工前做好原有植被的移植工作。在后期植被恢復中，充分利用場區已有的植被資源，不僅能減少苗木購買和運輸成本，而且易成活。

在樹草種選擇時，盡量選擇鄉土樹草種。該工程建成后，因植被恢復效果不理想，建設單位協同施工單位在場內道路K0+700左側緩坡處設置了樹草種“試驗田”，“試驗田”選擇于迎風面，土壤相對貧瘠。“試驗田”占地面積0.12 hm2，樹草種選用了當地的水冬瓜、香杉、高山杜鵑、華山松、高羊茅、黑麥草、狗牙根、三葉草等鄉土樹草種。經過近1年的試驗，長勢較好的鄉土樹草種為高山杜鵑、香杉、華山松、高羊茅和黑麥草等。“試驗田”為后期植被恢復提供了重要技術支持和保障。

6 結 語

云南省風電開發對生態環境造成了不同程度的破壞，甚至一度被暫停審批，可見風電場建設帶來的危害之大、水土流失之嚴重。筆者通過對大理州清水朗山風電場工程建設特點、水土流失特點、水土流失環節進行分析，探討了水土保持措施設計，為大理地區風電場建設過程中水土流失防治及建成后的植被恢復提供參考，以減少大理地區風電場工程建設對生態環境的破壞。

[1] 林丹青，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．

[2] 郝毓靈，吳新敏.風能資源開發利用的社會需要和發展前景[J].新疆環境保護，2001(1):6-10.

[3] 王鋒利.南方紅壤丘陵區風電項目水土保持措施設計探討[J].浙江水利科技，2013(5):43-47.

[4] 劉勝，陳勝利，邵榮，等.云南風電項目水土流失特點及防治措施探討[C]//中國水土保持學會規劃設計專業委員會2011年年會論文集.北京：中國水土保持學會，2011:271-276.

(責任編輯 孫占鋒)

S157.2

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1000-0941(2017)07-0019-03

劉富平(1984—)，男，甘肅環縣人，工程師，主要從事水土保持規劃設計和水土保持方案編制、監測及設施驗收等工作。

2017-04-10