高山風電場水土流失防治技術(shù)研究

江西中電投新能源發(fā)電有限公司 彭 燦

隨著風力資源的不斷開發(fā)與利用，高山風電場陸續(xù)施工建設(shè)，越來越多的問題隨之而來：風電場地理位置比較偏遠，施工環(huán)境惡劣，施工工期長，施工難度大，水土流失嚴重等等，其中最為重要的就是水土流失問題。

水土流失會引起很多環(huán)境問題，對經(jīng)濟發(fā)展與人類生產(chǎn)生活也會帶來深遠影響。嚴重的水土流失不但會帶來山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，還會對地形、土地資源產(chǎn)生影響，污染和破壞水資源，使生物多樣性減少。在高山風電場建設(shè)的過程與后續(xù)等維護中，如何保持水土，防止水土流失就成為重中之重[1]。

1 工程概況

江西興國蓮花山風電場項目位于江西省贛州市興國縣東北面的25km～50km 處的興蓮鄉(xiāng)、古龍岡鎮(zhèn)及興江鄉(xiāng)境內(nèi)。場區(qū)周邊有G72國家高速、G319國道、S323省道、S208省道，對外交通較便利。

當?shù)貙儆谥械蜕降匦危L電場位于海拔700m～960m，地勢高聳，地形切割較劇烈。風電場區(qū)主要地層共分為3個主層：震旦系變余砂巖（Z Ⅱ、Z Ⅲ1）、凝灰質(zhì)砂巖（Z Ⅰ）、燕山巖漿旋迴早期斑狀花崗巖（γ52-1），4個亞層。

風電場所在區(qū)域，水系屬于贛江水系，在場地山腳下有小溪及水塘，還有長岡水庫和城岡河。長岡水庫地處興國縣中部，位于興國縣長岡鄉(xiāng)，控制流域面積849km2，入庫支流有城岡河、忠洲河、大門段河、水南河4條，年降雨量1629mm，年水面蒸發(fā)量1230mm，年入庫徑流量7.95億m3，水庫正常蓄水位187.9米，設(shè)計洪水水位190.85m，總庫容3.7億m3，水面面積20.1km，屬湖泊型年調(diào)節(jié)水庫。工程裝機容量為102MW，共布置單機容量為2MW的風電機組51臺，風電機主要布置在地勢相對較高的山梁；同時新建一座220kV 升壓變電站，擬建場區(qū)內(nèi)布置風電機位置控制性地層以震旦系變余砂巖（Z Ⅱ、Z Ⅲ1）、凝灰質(zhì)砂巖（Z Ⅰ）、燕山巖漿旋迴早期斑狀花崗巖（γ52-1）為主。

2 高山風電場水土流失危害

由于高山風電場建設(shè)時施工工程量巨大，對環(huán)境改動程度大，因此對自然生態(tài)環(huán)境影響大，而江西興國蓮花山風電場就是典型。基于江西興國蓮花山風電場建設(shè)特點，在施工時不可避免會擾動地表，造成植被破壞，引起水土流失。

江西興國蓮花山風電場施工建造帶來的水土流失主要特點為：

水土流失面積占比大。由于施工開發(fā)面積大，除江西興國蓮花山風電場建設(shè)建設(shè)用地外，其外圍邊緣地區(qū)也會受到影響，造成額外大水土流失，導致水土流失面積擴大。

水土流失形式多樣。江西興國蓮花山風電場占地面積大，導致因為施工引起的地表裸露面積大，流沙移動性增強。因此，受到水力侵蝕、風力侵蝕、重力侵蝕等影響時，會造成嚴重的水土流失。

水土流失危害大，增加潛在自然災(zāi)害發(fā)生概率。由于地基的挖掘與建造，為運輸設(shè)備進行的道路施工，取土場、棄土場的選址與建設(shè)，施工過程中機械車輛的碾壓、風力發(fā)電設(shè)備基礎(chǔ)壓占等等破壞植被造成水土流失，甚至導致山體滑坡、山體崩塌、泥石流等嚴重的自然災(zāi)害[2]。

水土流失治理難度大。由于江西興國蓮花山風電場在風口上，常年受到風力侵蝕，一旦地表土被開挖，就會漏出貧瘠的砂礫層，當遇到特殊地形地貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)時，水土流失會更加嚴重，無論是技術(shù)還是治理資金方面，治理難度相對來說都會更大。

3 高山風電場水土流失防治措施

本著“決不能以犧牲環(huán)境為代價去換取一時經(jīng)濟增長”的綠色發(fā)展理念，實現(xiàn)在發(fā)展中保護，在保護中發(fā)展，實現(xiàn)風力發(fā)電的資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境和諧統(tǒng)一，平衡發(fā)展。秉持著“誰開發(fā)誰保護，誰破壞誰治理”的原則，在江西興國蓮花山風電場這類型的高山風電場的開發(fā)建設(shè)，投入使用，進行后期維護的整個過程中，水土流失的防治成為必須解決的問題。

3.1 江西興國蓮花山風電場面臨的自然環(huán)境惡劣的影響與挑戰(zhàn)

江西興國蓮花山風電場受選址條件的限制，其所處地區(qū)自然環(huán)境惡劣，這位該風電場的建設(shè)與維護，水土流失問題的防治都帶來了巨大挑戰(zhàn)。

此外，江西興國蓮花山風電場受降水、氣溫、大霧、凝凍、突風等惡劣氣象的影響，對風電工程建設(shè)帶來巨大影響，無論是對建設(shè)設(shè)備還是交通運輸，亦或施工安全來說都具有重大挑戰(zhàn)。有些地區(qū)還存在凍土或山體巖層不適合進行風電場建設(shè)等情況從而導致高山風電場建設(shè)施工難度大，后續(xù)維護與水土治理難度大。

而且其在材料與設(shè)備運輸過程中受到交通狀況影響十分明顯。該風電場建于山脊脊線上，整體山勢比較陡峭，交通條件差。并且，由于運輸路線受到降水浸潤、軟化等影響，導致運輸設(shè)備無法到達風電場建設(shè)區(qū)域，甚至造成小型滑坡，不僅對道路安全帶來巨大威脅，也會導致嚴重的水土流失。

該風電場在建造與后續(xù)維護過程中，需要大量進行工程建設(shè)：地基的挖掘與建造，為運輸設(shè)備進行的道路施工，取土場、棄土場的選址與建設(shè)，施工過程中機械車輛的碾壓、風力發(fā)電設(shè)備基礎(chǔ)壓占等等，一系列工程建造都會對原始山體和植被造成嚴重破壞，造成大量巖質(zhì)裸露，以及邊坡的植被被破壞導致的裸露，就導致了生態(tài)環(huán)境受到破壞，水土流失嚴重的問題。

3.2 水土流失防治措施布設(shè)原則

在水土保持工作中，要做到保護生態(tài)、控制擾動范圍、減少植被破壞和水土流失，從而達到有效修復生態(tài)系統(tǒng)，快速達到水土流失防治預(yù)期效果的目的。因此，需要結(jié)合施工情況與當?shù)鼐唧w情況，選擇適合的水土保持方案選擇合適的水土流失防治措施。

水土流失防治措施布設(shè)具體原則有：

堅持“誰開發(fā)誰保護，誰造成水土流失誰負責治理”的原則。避免開發(fā)過程中不考慮環(huán)境保護與水土保持的現(xiàn)象出現(xiàn)，造成不可逆的環(huán)境破壞。只有在開發(fā)時遵循著持續(xù)發(fā)展，邊開發(fā)，邊治理的要求，才能更好的對水土流失問題進行防治[3]。

結(jié)合工程實際和項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀，因地制宜、因害設(shè)防、防治結(jié)合、全面布局、科學配置。不同地區(qū)、不同地質(zhì)條件下，生態(tài)環(huán)境不同，水土保持對措施也不盡相同，唯有做到具體情況具體分析，因地制宜，才能夠一勞永逸，才能長久、有效的進行水土保持工作。

分類布局，分區(qū)防治原則。在認真分析主體工程設(shè)計資料基礎(chǔ)上，結(jié)合野外現(xiàn)場調(diào)查，根據(jù)各防治分區(qū)的差異性和功能的不同，分類布局、分區(qū)設(shè)計，力求使各項措施布置、設(shè)計更加合理、可行。

堅持“生態(tài)效益優(yōu)先，可持續(xù)發(fā)展”的原則。在防治水土流失、恢復和改善生態(tài)環(huán)境的同時，合理開發(fā)利用水土資源與生態(tài)資源，達到生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一，促進區(qū)域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

堅持綜合防治的原則。綜合防治，即從地理位置及時空上建立綜合性立體防護體系，要求工程措施與生物措施相輔助、短中長期治理措施相配套，達到“治理一次，受益長久”的目標。

堅持全面規(guī)劃、重點突出的原則。即全面合理布設(shè)水土保持防護體系，按水土流失特點分類治理，與此同時，突出水土流失治理工作的治理重點，把建設(shè)期土壤加速侵蝕和建成后的生態(tài)建設(shè)作為關(guān)鍵性問題放在重要位置來考慮。

源頭控制，減少治理原則。為了不加劇項目建設(shè)可能誘發(fā)的項目建設(shè)區(qū)以外的其它區(qū)域的水土流失，減少水土流失防治責任范圍和投資，在措施布置上力求從源頭上控制水土流失的發(fā)生與發(fā)展。

3.3 水土流失防治技術(shù)要點

針對江西興國蓮花山風電場建設(shè)工程的水土流失特點，對水土流失進行精準預(yù)測，準確界定水土流失防治范圍，并加強對邊緣地區(qū)的保護與治理。在水土流失治理過程中，因地制宜、因害設(shè)防，合理布設(shè)水土保持工程措施、植物措施及臨時措施等。水土保持設(shè)施的設(shè)置應(yīng)加強邊坡、排水溝防護，做到最大限度地避免水土流失，特別是邊坡防護應(yīng)突出以綠化為主大治理防護重點。在施工過程中注意環(huán)境保護，合理選擇利用施工場地，減少施工期間污水、廢料等的排放，減少噪音對生態(tài)環(huán)境的影響，盡量縮小施工所需占地面積。竣工后應(yīng)及時清除臨時工程及廢棄物，恢復原有地貌景觀。加強環(huán)境保護，使水土保持設(shè)施施工與自然景觀相適應(yīng)，達到水土保持帶來的環(huán)境效益與生態(tài)效益。

3.4 水土流失防治措施

據(jù)江西興國蓮花山風電場水土流失特點和功能布局特點為了便于進行水土流失防治工作的開展與推進，恢復生態(tài)功能，從以下幾個方面進行措施布局與治理工作推進，可以對水土流失問題進行有效治理與防護。

侵蝕營力消減措施。由于江西興國蓮花山風電場受到風力侵蝕、水力侵蝕、重力侵蝕等，季風與地表徑流和重力對水土流失影響巨大，減少這些因素對水土流失影響的最佳方式就是植被保護，因此進行植被恢復在高山風電場水土流失防治中是極其重要的一環(huán)。利用已有林區(qū)與人工植被種植，在上風向及下風向區(qū)域分別進行植被種植。植被種植大多采用加筋三維網(wǎng)客土噴播技術(shù)，加強邊坡支護，對喬木、灌木、草類植物進行大面積種植，并適當種植攀緣植物，以加強地表植被恢復狀態(tài)。與此同時，加強截排外來水工程對建設(shè)，在節(jié)水溝末端或陡坡處，設(shè)置排水溝，并做好排水口排水工作，以及防治二次侵蝕導致水土流失對規(guī)劃與防治[4]。

促進水土流失地區(qū)被侵蝕地表物質(zhì)的穩(wěn)定，也是治理水土流失問題的重要一步。一般情況下，可被侵蝕物質(zhì)為地表浮土和各種松散堆積體等等，因此在開挖與回填、取土場與棄土場的處理問題上，應(yīng)該更加謹慎，合理棄土棄渣，建造穩(wěn)定合理對攔渣壩，減少因此帶來的水土流失[5]。

充分保護并利用水土資源，對已完成建設(shè)的區(qū)域或未施工區(qū)域進行有效的土地整治與生態(tài)恢復，實現(xiàn)水土保持的核心目的。充分保護和利用熟土資源，充分集水用水，進行生態(tài)養(yǎng)護。

綜上所述，江西興國蓮花山風電場地處特殊，因此在建設(shè)過程中的水土流失情況也相對嚴重，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。項目建設(shè)過程中，應(yīng)當清楚的了解水土流失會給環(huán)境帶來的危害，再針對項目的特點，有針對性地采取措施。以生態(tài)保護、責任到人、綜合防治、全面規(guī)劃與源頭控制為主要原則，從布局到實施全方位監(jiān)控，利用消減侵蝕營力、促進水土流失地區(qū)被侵蝕地表物質(zhì)的穩(wěn)定以及保護水土資源的方式，進一步減少水土流失情況對環(huán)境帶來的危害，將水土保持工作放在首位，消減各種對水土流失帶來影響對因素，充分利用水土資源帶來的效益，兼顧生態(tài)效益與經(jīng)濟效益，使環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展做到和諧統(tǒng)一，讓可持續(xù)戰(zhàn)略的實施不再困難。