光伏扶貧項目水土保持淺析

盛世博

(中煤科工集團(tuán)沈陽設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015)

引言

太陽能作為具有發(fā)展?jié)摿Φ男履茉矗且环N取之不盡、用之不竭的自然能源，因此光伏扶貧項目的推廣具有較大的戰(zhàn)略意義[1]。遼寧地區(qū)氣候多晴天，日照時數(shù)長，有非常豐富的太陽能資源亟待開發(fā)。太陽能對環(huán)境無任何污染，是滿足可持續(xù)發(fā)展需求的理想能源之一。且由于光伏項目對環(huán)境污染小，在新能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中占據(jù)有利位置。現(xiàn)階段光伏發(fā)電項目作為新型能源利用形式被廣泛興建[2]。光伏扶貧在脫貧攻堅工作中扮演了重要角色，可以將鄉(xiāng)村振興與碳達(dá)峰、碳中和相融合[3]。但光伏電站興建勢必會對原地貌植被進(jìn)行破壞，選址一般均為陽光條件好、植被覆蓋好的地點，因此光伏電站對植被仍有一定程度破壞。但光伏扶貧項目一般依據(jù)原有住宅或大棚，對周邊植被破壞較小。同時，光伏電站水土保持不僅能提高水土保持防治效果，同時可以美化綠化環(huán)境[4]。本文就光伏扶貧項目水土保持領(lǐng)域進(jìn)行分析，旨在為光伏扶貧項目水土保持開展提供理論參考以及技術(shù)支持。

1 光伏扶貧項目類型及特點

隨著光伏扶貧推進(jìn)與實施，光伏扶貧主要由4種類型組成。針對于不同類型的項目，水土流失防治重點是不同的。

1.1 戶用光伏發(fā)電扶貧

戶用光伏發(fā)電扶貧是利用居民自家屋頂或者院內(nèi)空地建設(shè)小型光伏發(fā)電系統(tǒng)，產(chǎn)權(quán)和收益均歸貧困戶所有。一般來說，該類項目土石方量幾乎可以忽略，基本不涉及水土保持工程的布設(shè)，屬于農(nóng)戶自用的政府扶持項目。

1.2 村用光伏電站扶貧

村用光伏扶貧即以村落為單位，利用村集體土地修建小型電站，產(chǎn)權(quán)歸集體所有，收益根據(jù)困難戶的比例進(jìn)行調(diào)整分配。此類項目水土保持工程其土地權(quán)屬主要以自然村或者村民組織的方式進(jìn)行，土石方量整體不大，一般來說該類項目規(guī)模控制較小，對光伏電站進(jìn)行統(tǒng)一水土保持措施布置即可，需對項目進(jìn)行水土保持監(jiān)測，構(gòu)建完善的防排水系統(tǒng)，植物恢復(fù)以及臨時堆土的防治。

1.3 光伏大棚扶貧

利用現(xiàn)有農(nóng)業(yè)大棚或其他農(nóng)業(yè)措施基礎(chǔ)和支架建設(shè)光伏電站，產(chǎn)權(quán)歸企業(yè)和貧困戶所有。光伏大棚的本質(zhì)是基于大棚設(shè)施，利用大棚上方的空閑區(qū)域進(jìn)行光伏發(fā)電，其主體主要為大棚建設(shè)，光伏系統(tǒng)主要考慮升壓站及集電系統(tǒng)的水土保持防治。該類項目一般土石方量較大，需要重點對水土保持工程進(jìn)行布設(shè)。同時，此類型項目表土的需求較大，因此對于表土資源的保護(hù)是此類項目的重要水土保持措施，同時要考慮長時間表土堆存造成的養(yǎng)分流失、土壤肥力下降等問題；應(yīng)對表土做到隨剝隨用，盡量用于大棚內(nèi)的農(nóng)耕作業(yè)及周邊的植被綠化；項目重點的水土流失防治應(yīng)為升壓站、道路、大棚等基建的表土剝離，表土回覆，截排水措施，植被恢復(fù)，及臨時堆土的苫蓋及攔擋。

1.4 光伏地面電站扶貧

利用荒山荒坡建設(shè)大型地面光伏電站，產(chǎn)權(quán)歸企業(yè)所有，企業(yè)可以將部分股份捐出，企業(yè)捐贈部分歸貧困戶所有。此類項目利用荒山荒坡進(jìn)行光伏項目的布設(shè)，其重點的水土保持防治位置應(yīng)該為荒山邊坡，其項目性質(zhì)特點與傳統(tǒng)光伏項目特點一致，只是目的性不同。此類項目重點的治理位置應(yīng)為荒山邊坡的水土保持措施布設(shè)，荒山截排水措施的布置。有條件的情況下，盡量將大坡度的區(qū)域改成臺階狀，降低區(qū)域整體的匯水，提升涵養(yǎng)水源的能力。

2 光伏扶貧項目水土保持防治總體布局及措施

2.1 總體布局

根據(jù)光伏扶貧項目的特點和區(qū)域環(huán)境，合理規(guī)劃水土保持防治措施的布局。在項目選址、設(shè)計、施工和運營等各個階段，都要充分考慮水土保持因素，確保項目的建設(shè)和運營不會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成破壞[5]。在項目規(guī)劃階段，項目選址應(yīng)充分考慮水土保持相關(guān)問題，應(yīng)對土地利用進(jìn)行合理規(guī)劃，避免對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞。同時，應(yīng)充分利用農(nóng)村的荒山、荒地、房屋、農(nóng)業(yè)設(shè)施等閑置土地進(jìn)行光伏扶貧項目建設(shè)，減少對耕地的占用。項目設(shè)計應(yīng)充分考慮基本農(nóng)田、公益林等避讓問題，項目選址不得違反相關(guān)用地規(guī)定。

根據(jù)水土流失防治分區(qū)，在分析評價主體工程中具有水土保持功能措施的基礎(chǔ)上，確定水土保持措施的總體布局。在總體布局上本著工程措施與植物措施相結(jié)合，永久措施與臨時措施相結(jié)合，點、線、面相結(jié)合的原則，形成布局合理的水土保持綜合防治體系。

防治體系的配置按照系統(tǒng)工程原理，處理好局部與整體，單項與綜合，近期與遠(yuǎn)期的關(guān)系，力爭做到技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，可操作性強(qiáng)。同時，將主體工程中具有水土保持功能工程納入到本方案的水土保持措施體系當(dāng)中，使之與方案新增水土保持措施一起，形成一個科學(xué)、完整、嚴(yán)密的水土流失防治措施體系。在防治措施具體配置中，充分發(fā)揮工程措施速效性和控制性，同時也要發(fā)揮植物措施的后續(xù)性和生態(tài)效應(yīng)。

2.2 工程措施

光伏扶貧項目水土保持方案措施一般包括3種類型，工程措施、植被措施和臨時措施。工程措施一般包括升壓站區(qū)，道路工程，施工生產(chǎn)生活區(qū)的表土剝離，土地平整，表土回覆等措施。同時最重要的工程措施應(yīng)為排水措施，光伏電站的建設(shè)和運營過程中，可能會產(chǎn)生一定的地表徑流和地下滲水。因此，需要采取有效的排水措施，確保水流能夠及時排出，避免對當(dāng)?shù)赝寥篮蜕鷳B(tài)環(huán)境造成影響。尤其是荒山建設(shè)光伏扶貧項目，更要控制山水的匯集，通過魚鱗坑，水平槽等措施對荒山的匯集水流進(jìn)行分級攔蓄，可以采用傳統(tǒng)的混凝土或漿砌石排水溝，也可以采用新型的生態(tài)袋、柔性材料等柔性排水溝，實現(xiàn)礦山排水系統(tǒng)的通暢[6]。

2.3 植物措施

植物措施一般包括光伏陣列區(qū)、道路邊坡、施工生產(chǎn)生活區(qū)、集電線路區(qū)的直播種草，以及升壓站防治區(qū)內(nèi)的美化綠化，應(yīng)選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的鄉(xiāng)土植物進(jìn)行種植，以增加植被覆蓋率，減少水土流失[7]。同時植物措施應(yīng)注重養(yǎng)護(hù)，主要對于生物量較大的區(qū)域進(jìn)行秋季或春季刈割(如沙打旺、紫花苜蓿)，刈割后可以促進(jìn)植物返青。秋季刈割主要可以降低荒山上干草量，降低冬季火災(zāi)的發(fā)生風(fēng)險。春季刈割可以在過冬時對植物越冬起到一定保護(hù)作用，但火災(zāi)隱患較大。植物應(yīng)在野生草種枯黃后刈割，這樣可以減少野生草種數(shù)量，但要及時補(bǔ)種新草種并加強(qiáng)初期灌溉，水肥管理要跟上，確保補(bǔ)種的草籽可以成活。還可以主要采用鄉(xiāng)土草種進(jìn)行綠化，對于植被覆蓋度較低的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)植補(bǔ)種。同時，可以建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，對光伏扶貧項目建設(shè)中可能造成的生態(tài)損失進(jìn)行補(bǔ)償。可以通過政府補(bǔ)貼、社會捐贈等方式籌集資金，用于生態(tài)修復(fù)和植被恢復(fù)等。

2.4 臨時措施

臨時措施一般包括對裸露的土壤或巖石進(jìn)行彩條布苫蓋，對于臨時堆土布設(shè)編織袋裝土圍堰，以及土質(zhì)(漿砌石)排水溝等措施。3種措施相互協(xié)調(diào)配合，相輔相成，實現(xiàn)減少水土流失，保水保土，美化綠化的效果。同時，對于種草為主的復(fù)墾模式，應(yīng)采取封禁等手段確保植物長勢；對于長期不使用的區(qū)域進(jìn)行臨時綠化。光伏扶貧項目地一般多位于農(nóng)村，因此周邊牲畜較多，應(yīng)加強(qiáng)對于牲畜的驅(qū)趕。排水溝運行過程中很容易出現(xiàn)淤堵的現(xiàn)象，因此需要定期對排水溝進(jìn)行清淤處理。施工過程中應(yīng)注重對于揚塵的控制，定期進(jìn)行灑水降塵作業(yè)，降低場地粉塵濃度。

3 光伏扶貧項目水土保持優(yōu)缺點及建議

3.1 優(yōu)勢劣勢分析

戶用光伏發(fā)電扶貧、村用光伏電站扶貧、光伏大棚扶貧三者相似，通常利用貧困地區(qū)的荒山、荒地、屋頂?shù)乳e置土地進(jìn)行建設(shè)，不占用耕地和林地，提高了土地利用效率。項目在建設(shè)過程中，可以與農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等相結(jié)合，形成農(nóng)業(yè)光伏綜合利用，促進(jìn)農(nóng)村生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高農(nóng)民收入。光伏扶貧項目的建設(shè)需要相關(guān)設(shè)備和材料的供應(yīng)，以及運維、維修等工作人員，可以帶動當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升鄉(xiāng)村的整體發(fā)展水平。該類項目較傳統(tǒng)光伏項目新增占地少，對原地貌破壞小，不改變原有地貌；而傳統(tǒng)光伏項目不僅占地較多，且破壞原地貌植被，改變原有立地類型。光伏扶貧項目大多都選在村落，建設(shè)通常會結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和氣候條件，選擇適當(dāng)?shù)闹参镞M(jìn)行種植，有助于增加當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)多樣性。而村落多為當(dāng)?shù)仄皆貏萜教梗梢詼p少水土保持工程措施布設(shè)；傳統(tǒng)光伏項目多為山地，工程措施以截水壕、排水溝為主，且排水溝標(biāo)準(zhǔn)較高，投入較大。光伏扶貧項目集中于村落中，因此與傳統(tǒng)光伏相比占地較為集中，大大減少場內(nèi)道路、集電線路的修建。光伏扶貧項目由于對原有地貌破壞小，除去新建場內(nèi)道路、升壓站、施工生產(chǎn)生活區(qū)以外，基本不需額外土方；傳統(tǒng)光伏項目，僅開挖截水壕、排水溝等工程措施就需很多土方調(diào)運，加之道路修建、升壓站修建等土方調(diào)運投資，大大增加成本。

3.2 光伏扶貧項目建設(shè)中水土保持方面的建議

光伏扶貧項目的確存在土石方開挖較傳統(tǒng)光伏項目小的優(yōu)勢，但在項目施工過程中應(yīng)明確優(yōu)化施工工藝，合理化施工組織。僅以某光伏大棚扶貧項目開挖集電線路電纜溝為例，施工設(shè)計電纜溝地埋0.8m，電纜溝寬度1m。因為光伏農(nóng)業(yè)大棚項目依大棚而建，大棚間相對密度一般較大，在開挖電纜溝時將溝內(nèi)土翻至溝兩側(cè)，周邊空地基本全部被擾動，原地貌植被全部被破壞。同時其在施工過程中選擇將所有的電纜溝挖開后統(tǒng)一進(jìn)行電纜敷設(shè)，導(dǎo)致臨時堆土還需要大量的彩條布進(jìn)行苫蓋，成本隨之增加，同時還極易形成水土流失。2個項目進(jìn)行同樣的施工過程，造成的水土流失和保存的植被數(shù)量與施工工藝及施工順序有著很大的聯(lián)系，如果優(yōu)化施工工藝，優(yōu)化施工流程，很多可能存在的水土流失將會被避免。原植被的保存將會大大減少項目成本，同時也保護(hù)項目地的生態(tài)環(huán)境。光伏扶貧出發(fā)點是好的，因為其貼近民生，值得在適合的地區(qū)推廣。但如果施工工藝和施工器械落后，反而會形成較大的水土流失以及植被破壞，因此在今后的項目建設(shè)應(yīng)選擇有豐富經(jīng)驗的施工團(tuán)隊，在有良好規(guī)劃設(shè)計的前提下進(jìn)行施工，不能僅圖快、圖便宜，反而增加植被恢復(fù)成本和后續(xù)設(shè)計難度。

光伏扶貧項目是水土保持工程的建設(shè)，重要的因素是水土保持的持續(xù)性監(jiān)測和管護(hù)，應(yīng)建立水土保持監(jiān)測評估機(jī)制，定期對光伏扶貧項目的水土保持效果進(jìn)行評估。加強(qiáng)對光伏扶貧項目工作人員的培訓(xùn)教育，提高其水土保持意識和技能水平，讓其了解水土保持的重要性和具體措施，確保項目的可持續(xù)發(fā)展。從而及時發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題，調(diào)整和完善水土保持措施，確保項目的生態(tài)效益和社會效益。受到光伏板的影響，無人機(jī)航測對于植被覆蓋度和水土流失量的監(jiān)測精度將大幅下降，因此對于項目建設(shè)所引發(fā)的水土流失應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理，采用人工巡查、測釬法等方法對水土流失狀況和水土流失量進(jìn)行定期監(jiān)測，還需要對新建的水土保持工程定期進(jìn)行維護(hù)，確保工程措施穩(wěn)定且運行暢通，植物長勢良好，臨時措施布設(shè)及時。加強(qiáng)光伏扶貧項目建設(shè)和運營階段的維護(hù)管理，保障植物措施的效果。定期對植被進(jìn)行澆水、施肥、刈割等養(yǎng)護(hù)工作，提高植被的存活率和生長質(zhì)量。

4 結(jié)論與展望

整體的光伏扶貧項目應(yīng)有完善的水土保持理念，應(yīng)考慮全生命周期水土保持的理念。從項目選址-水保設(shè)計-施工-監(jiān)測等環(huán)節(jié)均應(yīng)進(jìn)行完善的考量。在項目設(shè)計階段，應(yīng)充分考慮水土保持因素，編制詳細(xì)的水土保持方案。該方案應(yīng)包括水土流失預(yù)測，防治措施設(shè)計，監(jiān)測與評估等內(nèi)容，為項目的建設(shè)和運營提供科學(xué)依據(jù)[8]。項目的選址應(yīng)充分考慮水土保持相關(guān)要求，避開易發(fā)生水土流失的地段，扶貧項目自身是為百姓提供新的經(jīng)濟(jì)增長點，因此應(yīng)避開地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，存在不穩(wěn)定斜坡，崩塌滑落風(fēng)險的區(qū)域。同時，應(yīng)盡量減少對原地表的擾動，避免大規(guī)模的挖填和土石方工程。在光伏扶貧項目建設(shè)和運營過程中，應(yīng)采取措施保護(hù)和恢復(fù)植被。在施工前進(jìn)行表土剝離和堆放，施工后進(jìn)行表土回填和植被恢復(fù)。光伏電站應(yīng)設(shè)置合理的排水系統(tǒng)，尤其是山區(qū)建設(shè)此類項目，防排水最為重要，要及時排除雨水和其他廢水。項目應(yīng)有明確的排水出口，防治排水不暢造成項目設(shè)施損毀。同時在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)施工管理，確保施工符合水土保持要求。采取分層開挖，邊坡支護(hù)等措施，減少土石方開挖量；合理安排施工組織，避免在雨季進(jìn)行大規(guī)模施工；對施工區(qū)域進(jìn)行定期灑水，減少揚塵。在光伏扶貧項目建設(shè)和運營過程中，應(yīng)定期對水土保持情況進(jìn)行監(jiān)測和評估。委托專業(yè)的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行水土保持監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和解決水土保持問題，確保項目的建設(shè)和運營符合水土保持要求。