上川島風(fēng)電場(chǎng)工程水土保持生態(tài)建設(shè)成效及經(jīng)驗(yàn)

吳重仲，陳三雄

(1.中國(guó)廣核集團(tuán)新能源福建分公司，福建 福州 350003；2.中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510610)

中國(guó)風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億kW。以廣東省為例，《廣東省打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)實(shí)施方案(2018—2020年)》規(guī)劃到2020年底風(fēng)電投產(chǎn)容量要達(dá)到650萬(wàn)kW，截至2018年底廣東省風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量約510萬(wàn)kW，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)體量巨大。風(fēng)能雖為可再生清潔能源，但在風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)過程中，風(fēng)機(jī)平臺(tái)、檢修道路等施工活動(dòng)擾動(dòng)、改變了原地貌，破壞地表植被，造成水土流失，對(duì)項(xiàng)目區(qū)環(huán)境造成一定影響[1-4]。由于種種原因，許多風(fēng)電場(chǎng)水土保持工作存在一些問題[5-7]，離“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明建設(shè)要求有一定差距。

2011年，水利部印發(fā)了《關(guān)于開展國(guó)家水土保持生態(tài)文明工程創(chuàng)建活動(dòng)的通知》，在全國(guó)啟動(dòng)了國(guó)家水土保持生態(tài)文明工程創(chuàng)建工作。圍繞建設(shè)水土保持生態(tài)文明工程的總體目標(biāo)，廣東臺(tái)山上川島風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)單位在水土保持方面做了大量工作，成效顯著。2019年3月上川島風(fēng)電場(chǎng)工程被水利部評(píng)為國(guó)家水土保持生態(tài)文明工程。本文對(duì)上川島風(fēng)電場(chǎng)工程水土保持生態(tài)建設(shè)成效及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，以期為風(fēng)電場(chǎng)工程水土保持工作提供借鑒。

1 工程概況

上川島風(fēng)電場(chǎng)位于廣東省臺(tái)山市南部川島鎮(zhèn)上川島，屬典型的海島山地風(fēng)電場(chǎng)。上川島風(fēng)電場(chǎng)分兩期建設(shè)，共安裝100臺(tái)維斯塔斯廠家生產(chǎn)的V52-850 kW型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量85 MW。風(fēng)電場(chǎng)配套建設(shè)一座110 kV升壓站，設(shè)置兩臺(tái)5萬(wàn)kV的主變壓器。風(fēng)機(jī)經(jīng)35 kV箱式變壓器升壓后，經(jīng)7回35 kV集電線路采用地埋電纜與架空線路相結(jié)合的方式接入升壓站。

工程總占地面積74.88 hm2，挖方總量78.89萬(wàn)m3，填方總量72.53萬(wàn)m3，產(chǎn)生棄方6.36萬(wàn)m3，棄方全部集中棄置在2處棄渣場(chǎng)內(nèi)。

2 水土保持生態(tài)建設(shè)簡(jiǎn)況及成效

工程水土流失防治根據(jù)工程布局、施工擾動(dòng)特點(diǎn)、建設(shè)時(shí)序、水土流失特征進(jìn)行分區(qū)防治，共劃分為主體工程防治區(qū)、場(chǎng)內(nèi)道路防治區(qū)、臨時(shí)設(shè)施防治區(qū)和棄渣場(chǎng)防治區(qū)4個(gè)水土流失防治分區(qū)，其中主體工程區(qū)包括風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、箱式變壓器和110 kV升壓變電站3部分；場(chǎng)內(nèi)道路防治區(qū)主要包括工程新建(改建)的檢修道路，長(zhǎng)約60.0 km，公路等級(jí)為山嶺重丘四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；臨時(shí)設(shè)施防治區(qū)包括風(fēng)機(jī)安裝場(chǎng)地、砂石料堆放場(chǎng)、綜合加工廠等；棄渣場(chǎng)防治區(qū)包括工程設(shè)置的2處棄渣場(chǎng)。工程建設(shè)期間，嚴(yán)格按照廣東省水利廳批復(fù)的水土保持方案，實(shí)施了攔擋工程、斜坡防護(hù)工程、防洪導(dǎo)排工程、植被建設(shè)工程等水土保持措施，完成的水土保持工程量主要有漿砌石排水溝2.62萬(wàn)m3，漿砌石擋墻1.31萬(wàn)m3，漿砌石和格構(gòu)梁護(hù)坡0.34萬(wàn)m3；種植喬灌木6.80萬(wàn)株，攀援植物5.71萬(wàn)株，植草綠化47.45 hm2，完成水土保持投資2 300多萬(wàn)元。

經(jīng)過治理，水土流失防治指標(biāo)達(dá)到了生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中擾動(dòng)土地整治率99.3%，水土流失總治理度99.0%，土壤流失控制比1.0，攔渣率95.0%，林草植被恢復(fù)率98.9%，林草覆蓋率達(dá)63.4%。各項(xiàng)水土保持設(shè)施運(yùn)行正常，發(fā)揮了較好的水土保持功能。2016年10月，上川島風(fēng)電場(chǎng)水土保持設(shè)施通過了廣東省水利廳組織的專項(xiàng)驗(yàn)收。如今，上川島風(fēng)電場(chǎng)已成為中國(guó)廣核集團(tuán)的標(biāo)桿型海島山地風(fēng)電場(chǎng)，已成為當(dāng)?shù)匾坏纼?yōu)美的風(fēng)景線和對(duì)外宣傳的旅游名片。當(dāng)?shù)卣块T已著手打造了以風(fēng)電場(chǎng)道路為主線的潮人徑旅游線路，以64號(hào)風(fēng)機(jī)為中心的“棋盤山”生態(tài)旅游景點(diǎn)，為當(dāng)?shù)貛砹肆己玫慕?jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步擴(kuò)大了上川島旅游的知名度。2019年3月，臺(tái)山上川島風(fēng)電場(chǎng)工程被水利部評(píng)定為國(guó)家水土保持生態(tài)文明工程。

3 水土保持生態(tài)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

3.1 把水土保持作為建設(shè)綠色工程的重要抓手

上川島是南海當(dāng)中的一座島嶼，素有“南海碧波出芙蓉”之稱，因該島擁有優(yōu)質(zhì)的海灘，而成為一個(gè)著名的旅游島，是四季皆宜的旅游度假圣地。在旅游度假區(qū)內(nèi)建風(fēng)電站，該如何協(xié)調(diào)好工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)旅游的關(guān)系，這是擺在建設(shè)單位面前的一道難題。為此，建設(shè)者們?cè)趶V泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，在建設(shè)之初即形成了一套完整的方案。一是提高認(rèn)識(shí)，在思想上高度重視水土保持生態(tài)保護(hù)。從工程立項(xiàng)開始，即提出了要把工程建設(shè)成為綠色工程的建設(shè)目標(biāo)。風(fēng)電工程對(duì)生態(tài)的影響，最主要是土建施工期的水土流失[8-9]，水土保持工作沒做好，綠色工程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)就無(wú)從談起。為此，確立把水土保持作為綠色工程建設(shè)的重要抓手，高度重視水土保持設(shè)施的建設(shè)和管理工作，制定了水土保持原生態(tài)保護(hù)方案，將水土保持貫穿于工程建設(shè)全過程，切實(shí)做好了工程建設(shè)過程中的水土流失防治工作；二是在工程的選址選線時(shí)，在滿足風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)要求的基礎(chǔ)上，以不影響或減少對(duì)海島景觀、天際線風(fēng)景影響為前提，對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)位、檢修道路、集電線路的位置結(jié)合景觀要求進(jìn)行了微調(diào)，實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)、水土保持、景觀要求的統(tǒng)一；三是從綠色經(jīng)濟(jì)角度考慮，提高檢修道路標(biāo)準(zhǔn)。原設(shè)計(jì)的連接100臺(tái)風(fēng)機(jī)的檢修道路(長(zhǎng)60 km)為碎石路面，因該島多臺(tái)風(fēng)暴雨，易造成路面沖刷，決定對(duì)上川島全場(chǎng)道路按縣級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土硬化，增加投資3 000多萬(wàn)元。從經(jīng)濟(jì)角度看，該項(xiàng)變更使項(xiàng)目投資增加5%，投資收益率下降2%，但運(yùn)維期間年均維護(hù)費(fèi)用可減少10%；從生態(tài)和社會(huì)效益看，既保證了雨天道路暢通和行車安全，同時(shí)也減少了水土流失，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)和自然環(huán)境起到了積極作用。

3.2 做好工程建設(shè)過程中的水土流失防控

a)抓好植被恢復(fù)重點(diǎn)。上川島是典型的海島，島上土壤貧瘠、風(fēng)大、鹽霧大，植被一旦被破壞，恢復(fù)十分困難。工程建設(shè)過程中，檢修道路的修建、風(fēng)機(jī)平臺(tái)的開挖，不可避免的造成植被破壞，工程建設(shè)后道路邊坡、風(fēng)機(jī)平臺(tái)植被恢復(fù)是工程水土保持工作的難點(diǎn)和重點(diǎn)。為做好植被恢復(fù)工作，現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)勘察，多點(diǎn)取土化驗(yàn)，確定土質(zhì)情況，為制定種植方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；組織技術(shù)專家，根據(jù)土質(zhì)、氣候等因素確定種植方案，主要包括土壤改良、草種選擇、肥料選擇、施工工序、養(yǎng)護(hù)措施；根據(jù)種植方案，開始試驗(yàn)性種植，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，保證最大限度成活率；加強(qiáng)種植后病蟲害防治、施肥、澆水、補(bǔ)種等管護(hù)，植被恢復(fù)取得成功，目前風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)內(nèi)道路、邊坡、場(chǎng)坪等范圍內(nèi)綠草如茵、生機(jī)盎然，有效防控了工程建設(shè)可能造成的水土流失。

b)抓住排水關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工程所在上川島極易受臺(tái)風(fēng)影響，暴雨多，降雨集中，是造成水土流失的主要源動(dòng)力，排水是工程水土保持工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在以往風(fēng)電建設(shè)過程中，一般在后期修筑排水溝，排水溝的標(biāo)準(zhǔn)不高。而在上川島檢修道路修建過程中，路面成型后立即先行修筑好排水溝，且全線都采用高標(biāo)準(zhǔn)的漿砌石進(jìn)行護(hù)砌，提高了使用壽命，有效減少了降雨徑流對(duì)開挖面的沖刷破壞。

3.3 注重設(shè)計(jì)優(yōu)化，強(qiáng)化施工管理

在工程主體設(shè)計(jì)中，有許多有利于水土保持的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在風(fēng)機(jī)的微觀選址時(shí)，利用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的微觀選址專用軟件進(jìn)行選址，在綜合考慮上川島地形地貌、氣候條件、湍流等各種因素的基礎(chǔ)上，以少開挖、少破壞為重要參考因子，選擇適合上川島現(xiàn)場(chǎng)的最優(yōu)方案，既保證了風(fēng)能的最佳利用、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全和項(xiàng)目的預(yù)期收益，又注重了原生態(tài)的保護(hù)。在設(shè)備選型上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選用丹麥Vestas公司生產(chǎn)的V52-850 kW變槳式機(jī)組，該機(jī)型是Vestas公司成熟機(jī)型，采用變速恒頻技術(shù)，具備低電壓穿越功能，穩(wěn)定性好、可靠性高，與一般機(jī)型相比，相關(guān)的土建工作量減少約5%～10%，減少了水土流失。在檢修道路設(shè)計(jì)時(shí)，利用GPS測(cè)量技術(shù)，對(duì)場(chǎng)區(qū)內(nèi)道路進(jìn)行多次比較選擇，優(yōu)化道路設(shè)計(jì)方案，縮短道路里程23 km，縮短約30%，大大減少了對(duì)原地貌的破壞。

土建施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，直接影響著擾動(dòng)范圍和水土流失強(qiáng)度[10]。為此，參建各方均十分重視施工過程中的管理，采取了許多有利于水土保持的措施和做法。施工單位制定了《水土流失防治方案》《雨季施工專項(xiàng)方案》等施工過程中水土保持管理文件和質(zhì)量控制文件，明確了現(xiàn)場(chǎng)水土保持管理要求，要求施工人員進(jìn)場(chǎng)前需進(jìn)行水土保持技術(shù)培訓(xùn)，施工過程中要盡量減少對(duì)原狀土的擾動(dòng)，加強(qiáng)表土的保護(hù)和利用，使主體工程施工活動(dòng)中注重水土保持成為一種必然要求。風(fēng)機(jī)平臺(tái)施工時(shí)，設(shè)置了明顯的施工界線，嚴(yán)禁越界施工。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工放樣采用中心定位放樣法，基槽土石方開挖采用機(jī)械與爆破開挖，土方基礎(chǔ)預(yù)留30 cm采用人工開挖，避免超挖，減少棄渣量。

3.4 重視項(xiàng)目合法合規(guī)，認(rèn)真落實(shí)“三同時(shí)”制度

中國(guó)廣核集團(tuán)高度重視項(xiàng)目合法合規(guī)工作，在上川島項(xiàng)目成立了水土保持工作領(lǐng)導(dǎo)小組，確定一名副總經(jīng)理主抓水土保持工作建設(shè)和管理，明確由工程部負(fù)責(zé)水土保持的具體實(shí)施，并落實(shí)了專職人員；在項(xiàng)目前期階段，委托編制了工程水土保持方案報(bào)告書，得到廣東省水利廳的批復(fù)；足額繳納了水土保持補(bǔ)償費(fèi)，落實(shí)了水土流失防治資金；水土保持工程作為主體工程的重要建設(shè)內(nèi)容，將其納入到主體工程后續(xù)設(shè)計(jì)和施工組織設(shè)計(jì)中，與主體工程同步進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工；工程建設(shè)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目法人制、招投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制、合同管理制，委托專業(yè)單位開展了水土保持監(jiān)測(cè)、監(jiān)理工作；完工后，委托開展了水土保持設(shè)施驗(yàn)收技術(shù)評(píng)估，通過了廣東省水利廳的水土保持專項(xiàng)驗(yàn)收；工程水土保持法定程序完整，過程管理規(guī)范。

4 結(jié)語(yǔ)

從水土流失角度看，風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目具有建設(shè)周期短、擾動(dòng)強(qiáng)度大、植被破壞嚴(yán)重等特點(diǎn)[11]，風(fēng)電場(chǎng)施工期水土流失對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響明顯[12-13]，做好風(fēng)電項(xiàng)目水土保持工作十分緊迫而重要。上川島風(fēng)電場(chǎng)在工程建設(shè)特點(diǎn)、地形地貌、水土流失等方面，均具有較強(qiáng)的典型代表性[14]。圍繞建設(shè)水土保持生態(tài)文明工程的總體目標(biāo)，上川島風(fēng)電場(chǎng)在水土保持設(shè)施建設(shè)方面作了大量卓有成效的工作，實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)、水土保持、景觀要求的統(tǒng)一，結(jié)合生態(tài)旅游，以實(shí)際行動(dòng)轉(zhuǎn)變了公眾對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目水土保持工作的認(rèn)知，對(duì)促進(jìn)風(fēng)電工程水土保持工作發(fā)展具有重要意義。