我國風(fēng)電場分類及水土流失狀況分析

孫若崢

摘 要：近年來，我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，風(fēng)能作為一種無污染、環(huán)保可再生的新型能源，將會在我國能源利用中發(fā)揮越來越重要的作用。我國風(fēng)電場分為三類，即荒原風(fēng)電場、高山風(fēng)電場和海濱風(fēng)電場。本文以我國三大風(fēng)區(qū)（三北地區(qū)、高山地區(qū)、海濱地區(qū)）為研究基礎(chǔ)，結(jié)合各分區(qū)自然環(huán)境特點，將風(fēng)電廠分布區(qū)細(xì)分成五個類型，分別闡述了各個類型的風(fēng)電場分布區(qū)氣候、地形、土壤和植被特征等，分析了各風(fēng)電場分布區(qū)水土流失狀況，以期為各地發(fā)展風(fēng)力發(fā)電提供基礎(chǔ)資料與理論支持。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場;分類;三大風(fēng)區(qū);水土流失

Abstract： In recent years， China's wind power industry has developed rapidly， as a new type of non-polluting， environmentally friendly and renewable energy， wind energy will play an increasingly important role in China's energy utilization. China's wind farms are divided into three categories， namely wasteland wind farms， alpine wind farms and coastal wind farms. Based on the research of the three major wind regions （three north regions， high mountain regions， and coastal regions） in China， this paper combined the characteristics of the natural environment of each sub-region and subdivided the wind power plant distribution area into five types， and described the climate， topography， soil and vegetation characteristics of various wind farm distribution areas， and analyzed the soil erosion status of each wind farm distribution area in order to provide basic data and theoretical support for the development of wind power generation in various regions.

Keywords： wind farm;classification;three major wind regions;soil erosion

相較于火力發(fā)電，風(fēng)電對周邊環(huán)境的影響更小，不依賴化石能源，在生產(chǎn)過程中也不會對大氣、水體產(chǎn)生污染;相較于核能發(fā)電，風(fēng)電對環(huán)境的影響更為可控，而利用核能進行發(fā)電時，核廢料對未來人類發(fā)展構(gòu)成潛在隱患，一旦人為不可控，將會給附近環(huán)境安全帶來極大的威脅。除此之外，風(fēng)力發(fā)電對土地的人為干擾較小，建設(shè)后期和生產(chǎn)運行期，單個風(fēng)機土地擾動面積較小，一般僅限于風(fēng)機基礎(chǔ)周圍2～5 m。本文重點對我國風(fēng)電場進行分類，詳細(xì)分析了不同風(fēng)電場分布區(qū)的水土流失狀況，以期采取合理的水土保持措施，有效防治風(fēng)電場水土流失。

1 我國風(fēng)電場分類

我國南北溫濕差異較大，東西地形高差較大，土壤具有鮮明的地域分布特征，熱量分布由南向北遞減。自熱帶經(jīng)南亞熱帶至中亞熱帶，植被類型依次是熱帶雨林、季雨林和常綠闊葉林。在濕熱和植被因素的共同作用下，熱帶的土壤類型為磚紅壤，南亞熱帶的土壤類型為赤紅壤，中亞熱帶的土壤類型為紅壤與黃壤。北亞熱帶的土壤類型是落葉與常綠闊葉混交林，頗具過渡性，其土壤類型是黃棕壤與黃褐土。濕潤暖溫帶的植被主要為落葉闊葉林，土壤類型主要為棕壤。東北濕潤溫帶區(qū)的植被為針闊混交林，土壤大部分為暗棕壤、黑鈣土和草甸土。西北地區(qū)植被主要為矮小的灌木和草本，土壤類型為漠土和風(fēng)沙土;西南高原地區(qū)土壤類型主要為草甸土和寒漠土。將中國土壤概圖與我國主要風(fēng)電場概圖進行重合，分類整理后發(fā)現(xiàn)，可以將其分為5個類型的分布區(qū)，具體情況如表1所示。

2 各類型區(qū)風(fēng)電項目特點

2.1 風(fēng)電場類型Ⅰ區(qū)

風(fēng)電場類型Ⅰ區(qū)分布于我國東北地區(qū)，包括吉林的中西部、黑龍江以及遼寧東部。這些地區(qū)地形平坦，多為平原和平緩的丘陵。氣候類型為半干旱少水帶和半濕潤過渡帶，年降水為400～600 mm，無霜期為120～150 d[1]。土壤類型屬于黑土系列，包括灰黑土、黑鈣土、白漿土，土壤是由腐殖質(zhì)累積和滯水潴積作用形成的，團聚體含量高，具有極高的農(nóng)業(yè)價值，但由于黑土上層腐殖質(zhì)層疏松，成土母質(zhì)黏重[2]，因此可蝕性較差[3]。

2.2 風(fēng)電場類型Ⅱ區(qū)

風(fēng)電場類型Ⅱ區(qū)分布在我國內(nèi)蒙古東部錫林郭勒盟、呼和浩特等地，遼寧西北部，河北張家口部分地區(qū)以及甘肅西北部。這些地區(qū)多為平原和山丘，降水相對集中（夏季），天然降水較少，處于干旱帶和半干旱帶。土壤類型為栗鈣土和棕鈣土，這一類型的土壤有機質(zhì)含量較黑土系列少，鈣積層上移，可蝕性比黑土好[4]，具有較高的農(nóng)牧價值。風(fēng)電場選址往往處于山丘頂部和空曠無遮蔽物的地區(qū)，由于常年處于多風(fēng)地帶，土壤中的小顆粒物質(zhì)極易受到風(fēng)蝕，進而使土壤肥力下降，土壤質(zhì)地變差[5]。與此同時，這些地區(qū)降水集中在夏季，這恰恰是風(fēng)電場對植被土壤破壞最嚴(yán)重的時期，雨水的擊濺以及潛蝕作用使栗鈣土有機質(zhì)、黏土以及土壤團聚體崩解產(chǎn)物流失，極容易使當(dāng)?shù)赝寥郎衬?/p>

2.3 風(fēng)電場類型Ⅲ區(qū)

風(fēng)電場類型Ⅲ區(qū)廣泛分布在我國西北地區(qū)、內(nèi)蒙古中西部以及內(nèi)蒙古東部部分片區(qū)。西北地區(qū)地形地貌多變，盆地和山脈相間排列，降水稀少，但是雪山融水較多，最終形成了有很大地域差別的土壤及植被類型。內(nèi)蒙古中西部深處大陸內(nèi)部，降水稀少而蒸發(fā)量大，地形較平坦，多為低矮的丘陵。這些地區(qū)降水大多數(shù)在200 mm以下，風(fēng)沙土與漠土廣布。這類土壤，透氣透水性好，但有機質(zhì)和有效養(yǎng)分含量低，植被很難成活，這就使荒漠化、沙漠化不斷侵蝕我國土壤，給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重?fù)p失和壓力。

2.4 風(fēng)電場類型Ⅳ區(qū)

風(fēng)電場類型Ⅳ區(qū)分布于我國秦嶺、四川盆地邊緣、浙江東南部、福建沿海山區(qū)以及遼寧東部山區(qū)。這些地區(qū)地形險峻，海拔遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)仄骄剑行┑貐^(qū)甚至出現(xiàn)植被的垂直分異特征。由于緯度跨度大、海陸地域差別，土壤類型多樣，北方或內(nèi)陸地區(qū)多為棕壤，南方沿海地區(qū)多為磚紅壤、紅壤。氣候類型為濕潤和半濕潤帶。

2.5 風(fēng)電場類型Ⅴ區(qū)

風(fēng)電場類型Ⅴ區(qū)廣泛分布在我國沿海地區(qū)，如江蘇、海南、廣東等。這些地區(qū)地形平坦，多為平原和緩和的丘陵，為潮水浸沒區(qū)，屬海相沉積平原地貌單元。土壤類型屬于沼澤土，具有季節(jié)或者常年的停滯給水，地下水位較高，是潛育化過程、腐泥化過程或泥炭化過程形成的。沼澤土是軟土地基，承載能力低，孔隙比和含水量大，在修建風(fēng)電基座和運輸?shù)缆窌r需要采用特殊的施工工藝，如自重擠淤法、換填法、土工合成材料加筋加固法等[6]。

3 我國各類型風(fēng)電場主要分布區(qū)

3.1 荒原風(fēng)電場主要分布在三北地區(qū)

東北地區(qū)主要集中在吉林西部和遼西北地區(qū)（錦州、朝陽、阜新等）;華北地區(qū)主要集中在內(nèi)蒙古東部地區(qū)（內(nèi)蒙古錫林郭勒、內(nèi)蒙古輝騰錫勒等）和河北省張家口壩上部分縣區(qū)（張北等）、承德;西北地區(qū)主要集中在甘肅（酒泉、玉門等）、新疆（哈密、達(dá)坂城、鹽湖、阿拉山口等）和內(nèi)蒙古西部部分地區(qū)（包頭、巴彥淖爾、呼和浩特、鄂爾多斯和阿拉善盟等），有效風(fēng)能為100～200 W/m2。

3.2 高山風(fēng)電場主要分布在我國地形險峻、地貌以山地為主的地區(qū)

重慶武隆四眼坪、云南瀘西、湖南蘇寶頂、浙江括蒼山風(fēng)電場、江西水電屏山風(fēng)電場等，其海拔較當(dāng)?shù)仄骄０胃撸? 200～2 100 m）。除此之外，還有低山丘陵區(qū)的局部小地貌，例如，遼寧凌海迎東風(fēng)電場部分機位、蘇寶頂風(fēng)電場[7]，有效風(fēng)能為50～100 W/m2。

3.3 海濱風(fēng)電場主要分布在我國沿海地區(qū)

典型的風(fēng)電場有濰坊濱海國電風(fēng)力發(fā)電場、溫嶺東海塘風(fēng)電場、鹽城華電濱海風(fēng)電場、江蘇華電濱海風(fēng)電場等，地勢較平坦，處于沿海灘涂和潮汐帶，其主要分布省份有山東、江蘇、浙江等，有效風(fēng)能為50～150 W/m2。

人們可以對我國省級區(qū)劃圖、主要河流分布圖以及我國主要風(fēng)電場圖像進行處理，得到我國各類型風(fēng)電場主要分布區(qū)域。

4 各風(fēng)電場分布區(qū)水土流失狀況

4.1 三北地區(qū)

三北地區(qū)土壤侵蝕類型由東至西呈一定規(guī)律性分布，東北地區(qū)、華北地區(qū)大部分以輕、中度的風(fēng)力侵蝕為主，伴隨有一定程度的水力侵蝕;當(dāng)過渡到西北地區(qū)東部（甘肅玉門）時，水力侵蝕加重（以輕度為主），風(fēng)力侵蝕加重并出現(xiàn)凍融侵蝕，侵蝕面積較小;當(dāng)過渡到內(nèi)蒙古西部和甘肅西北部時，水力侵蝕已不再是土壤侵蝕的主要外營力，風(fēng)力侵蝕成為土壤侵蝕的主要因素;西北地區(qū)（如新疆哈密、達(dá)坂城等）演變成以風(fēng)力侵蝕為主、多種侵蝕并存的混合型土壤侵蝕類型，關(guān)鍵省區(qū)的土壤侵蝕變化如表2所示[8]。

4.2 特殊地形地貌區(qū)

滿足高山風(fēng)電場建設(shè)要求的山區(qū)往往集中于我國西南片區(qū)和沿海構(gòu)造帶上。西南片區(qū)包括重慶、云南等地;沿海高山風(fēng)電場包括浙江省臨海市、寧波市等。西南片區(qū)處于四川盆地，在地形和南方暖濕氣流的影響下，重慶以水力侵蝕為主，成土速率雖然較快，但降雨強度大，侵蝕強度也大，關(guān)鍵省（自治區(qū)、直轄市）具體情況如表3所示[8]。

4.3 沿海地山丘陵及沖積平原區(qū)

海濱風(fēng)電場主要分布在沿海低山丘陵和沖積平原上，由于海陸條件和季風(fēng)變化，這些地區(qū)有著豐富的風(fēng)力資源。但由于常年處于潮汐帶或沖積平原區(qū)，土壤水分高，土壤質(zhì)地黏重或松散，屬于建筑施工的不良地質(zhì)條件。海濱風(fēng)電場往往受季風(fēng)影響，有著豐富的降水，地區(qū)內(nèi)河流分支較多，水蝕作用強烈，植被以草本為主，受到破壞后，土壤抗蝕性急劇下降，關(guān)鍵省市的土壤侵蝕變化如表4所示[8]。

5 結(jié)語

我國風(fēng)電場工程起步比較晚，在防治風(fēng)電場工程的水土流失方面較為薄弱[9]。因此，在風(fēng)電場建設(shè)過程中，人們必須通過實地調(diào)查，保證水土保持措施具有科學(xué)性和針對性。本文按照氣候類型、土壤侵蝕類型、土壤類型分布以及地形地貌將我國風(fēng)電場工程分為5個類型的分布區(qū)，并總結(jié)了每個區(qū)域的土壤類型特點、土壤侵蝕方式、植被類型以及地形地貌，以期為風(fēng)電場水土流失的防控提供基礎(chǔ)資料和理論指導(dǎo)。

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