貴州省喀斯特地區(qū)風(fēng)電工程水土保持措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)

［關(guān)鍵詞］ 水土保持；水土流失；措施設(shè)計(jì)；風(fēng)電工程；喀斯特地區(qū)；貴州省

［摘" 要］ 風(fēng)力發(fā)電將是可再生能源的主力軍之一，至2025年貴州省風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到1 080萬(wàn)kW。貴州省位于我國(guó)南方喀斯特地區(qū)中心地帶，全境均屬于水土流失中度敏感以上區(qū)域，風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)會(huì)導(dǎo)致脆弱的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步退化，產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失，因此設(shè)計(jì)植被措施、截排水工程、攔擋工程時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提高1級(jí)。結(jié)合相關(guān)規(guī)范、主體工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)地理?xiàng)l件及水土流失狀況，確定貴州風(fēng)電工程水土保持措施總體布局，并明確各措施施工要點(diǎn)，以減弱工程施工對(duì)喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ S157" ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ B" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.11.022

［引用格式］ 賀瑤，譚偉，曹雙和.貴州省喀斯特地區(qū)風(fēng)電工程水土保持措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)［J］.中國(guó)水土保持，2024（11）：89-91.

為實(shí)現(xiàn)國(guó)家明確提出的2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)，推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是國(guó)家低碳轉(zhuǎn)型的重要舉措，風(fēng)力發(fā)電將是可再生能源的主力軍之一。截至2023年4月，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)3.8億kW，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)總量的14.3%。根據(jù)《貴州省新能源和可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，至2025年貴州省風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到1 080萬(wàn)kW。風(fēng)電工程在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也不容忽視。風(fēng)能資源豐富的區(qū)域一般地形陡峭，為滿足風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸要求，需在山頂、山腰等區(qū)域大挖大填，會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域水土流失嚴(yán)重。筆者基于貴州喀斯特地區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目水土保持工作經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)前期工作準(zhǔn)備、措施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及措施設(shè)計(jì)3個(gè)方面闡述風(fēng)電工程水土保持措施設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以期為同類(lèi)項(xiàng)目水土保持措施設(shè)計(jì)提供參考。

1" 概況

貴州省位于我國(guó)南方喀斯特地區(qū)中心地帶，喀斯特地形地貌分布廣泛，具有氣候性干旱、土層淺薄、石漠化嚴(yán)重等特征，其石漠化面積占比居全國(guó)首位［1］。貴州省山高坡陡，全省平均坡度達(dá)21.72°［2］，人類(lèi)不合理的活動(dòng)導(dǎo)致喀斯特地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步退化，產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失［3］。研究表明，貴州全境均屬于水土流失中度敏感以上區(qū)域［4］。據(jù)貴州省水土保持公報(bào)，截至2022年全省水土流失面積達(dá)到45 747 km2，占全省土地總面積的25.97%。

2" 設(shè)計(jì)前工作準(zhǔn)備

風(fēng)電項(xiàng)目一般包括風(fēng)機(jī)、箱變、吊裝場(chǎng)地、升壓站、道路、集電線路（直埋及架空線路）及棄渣場(chǎng)等建設(shè)內(nèi)容。水土保持措施設(shè)計(jì)是針對(duì)各水土流失防治區(qū)開(kāi)展工程、植物及臨時(shí)措施的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)項(xiàng)目周邊同類(lèi)項(xiàng)目水土保持措施進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，了解各項(xiàng)措施效果，揚(yáng)長(zhǎng)避短；應(yīng)詳細(xì)了解項(xiàng)目主體設(shè)計(jì)各組成部分的平面及豎向布置圖，涉及土建內(nèi)容的應(yīng)明確主體設(shè)計(jì)尺寸或設(shè)計(jì)參數(shù)，并復(fù)核主體設(shè)計(jì)是否滿足水土保持要求。由此可見(jiàn)，項(xiàng)目主體設(shè)計(jì)報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙需達(dá)到初步設(shè)計(jì)深度，才可編制項(xiàng)目水土保持方案。

3" 措施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《貴州省水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)劃分成果》，確定貴州省風(fēng)電項(xiàng)目區(qū)屬于國(guó)家級(jí)或省級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)或治理區(qū)，或根據(jù)項(xiàng)目選址意見(jiàn)確定項(xiàng)目區(qū)位于水土保持敏感區(qū)時(shí)，項(xiàng)目涉及的林草工程、截排水工程、攔擋工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提高1級(jí)。

3.1" 截排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51018—2014），確定風(fēng)電工程屬其他設(shè)施，坡面截排水工程等級(jí)為3級(jí)，因此貴州風(fēng)電工程坡面截排水工程等級(jí)提升1級(jí)后為2級(jí)，排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按3～5 a一遇短歷時(shí)暴雨設(shè)計(jì)，截排水工程超高取0.2 m。

3.2" 棄渣場(chǎng)及攔擋工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

棄渣場(chǎng)級(jí)別根據(jù)堆渣量、最大堆渣高度，以及渣場(chǎng)失事對(duì)主體工程或環(huán)境造成的危害程度確定，當(dāng)3個(gè)條件確定的棄渣場(chǎng)級(jí)別不一致時(shí)，取高級(jí)別；擋渣墻工程、排洪工程按棄渣場(chǎng)級(jí)別確定。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，貴州風(fēng)電工程棄渣場(chǎng)等級(jí)一般為4級(jí)或5級(jí)，擋渣墻工程級(jí)別及防洪標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

3.3" 植被措施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51018—2014）中未對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目林草工程等級(jí)做出明確規(guī)定，參考“其他項(xiàng)目”為3級(jí)，因此提升1級(jí)后采用2級(jí)植被恢復(fù)與建設(shè)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即根據(jù)生態(tài)防護(hù)和環(huán)境保護(hù)要求，按生態(tài)公益林標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

4" 措施設(shè)計(jì)

4.1" 措施總體布局

水土保持措施設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家、地方水土保持的有關(guān)政策法規(guī)，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目區(qū)自然環(huán)境條件及工程建設(shè)特點(diǎn)，以及各防治分區(qū)水土流失狀況，因地制宜確定各分區(qū)防治重點(diǎn)和措施。根據(jù)風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)，將貴州風(fēng)電項(xiàng)目區(qū)分為風(fēng)機(jī)及箱變區(qū)、道路工程區(qū)、集電線路區(qū)、臨時(shí)施工場(chǎng)地區(qū)、升壓站區(qū)、棄渣場(chǎng)區(qū)6個(gè)水土流失防治分區(qū)，并因地制宜配置水土保持措施（見(jiàn)表2）。

4.2" 措施施工要點(diǎn)

4.2.1" 工程措施

1）表土剝離。喀斯特地區(qū)表土資源稀缺，施工活動(dòng)導(dǎo)致地表裸露，自然恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，因此對(duì)項(xiàng)目區(qū)開(kāi)挖回填區(qū)的表土做到應(yīng)剝盡剝，并集中堆置、保護(hù)，以便后期回覆。根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)確定開(kāi)挖回填區(qū)可剝離表土范圍，再依據(jù)調(diào)查點(diǎn)表土量測(cè)結(jié)果確定表土可剝離厚度。注意調(diào)查點(diǎn)應(yīng)均勻分布且涵蓋各土地利用類(lèi)型，以保證量測(cè)結(jié)果具有代表性。貴州喀斯特地區(qū)風(fēng)電工程表土可剝離厚度一般為：灌木林地、有林地，20 cm；旱地，30 cm；其他草地，10 cm。另外，若施工擾動(dòng)土壤層深度＜20 cm，則其區(qū)域表土可不剝離。

2）覆土回填及土地整治。覆土回填區(qū)域?yàn)槭┕ぢ懵秴^(qū)域及植被恢復(fù)區(qū)域，回填厚度按照《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51018—2014）中生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土地整治標(biāo)準(zhǔn)確定，覆土厚度為10～30 cm。

3）截排水溝。截水溝宜采用梯形斷面、水平布設(shè)，高差較大時(shí)應(yīng)設(shè)置急流槽，并于排水溝連接處布設(shè)消能防沖措施。貴州風(fēng)電工程排水溝一般設(shè)計(jì)為矩形，比降≥0.3%，底寬和深度≥0.40 m。根據(jù)《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51018—2014），布設(shè)的截排水溝斷面尺寸需滿足設(shè)計(jì)流量、流速要求。漿砌石截排水溝一般采用M7.5漿砌石砌筑，襯砌厚30 cm，M10水泥砂漿抹面厚2 cm，溝底鋪墊10 cm厚碎石層后，澆筑10 cm厚C30混凝土。

4）沉沙池。沉沙池一般設(shè)置在排水溝出口處，用于沉積泥沙；或布設(shè)在排水溝坡度較陡，且與截排水溝連接處，用于消能防沖。沉沙池一般寬1.0 m、長(zhǎng)2.0 m、深1.2 m，池壁采用M7.5漿砌石砌筑，襯砌厚30 cm，M10水泥砂漿抹面厚2 cm，池底鋪墊10 cm厚碎石層后，澆筑10 cm厚C30混凝土。

5）擋渣墻。設(shè)計(jì)擋渣墻時(shí)，應(yīng)根據(jù)棄渣場(chǎng)等級(jí)、擋渣墻工程級(jí)別及防洪標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合棄渣場(chǎng)類(lèi)型、棄渣堆置方案，以及棄渣場(chǎng)地形和棄渣物理性質(zhì)等進(jìn)行設(shè)計(jì)。貴州為多雨地區(qū)，應(yīng)考慮長(zhǎng)時(shí)間降雨條件下，堆渣場(chǎng)渣土飽水時(shí)力學(xué)參數(shù)降低的情況。根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案審查要點(diǎn)的通知》（辦水保〔2023〕177號(hào)），4級(jí)及以上棄渣場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)勘察，勘察要求詳見(jiàn)《水土保持工程調(diào)查與勘測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51297—2018）。另外，設(shè)計(jì)擋土墻尺寸時(shí)，根據(jù)《國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集（17J008）擋土墻》，要綜合考慮區(qū)域抗震設(shè)防烈度、填料內(nèi)摩擦角、基底摩擦系數(shù)等因素，并要進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

6）植物槽。植物槽一般設(shè)置在石質(zhì)邊坡下方，槽內(nèi)回填表土，以供爬藤植物生長(zhǎng)。植物槽擋墻一般高0.60 m、寬0.19 m、埋深0.20 m，采用磚砌（見(jiàn)圖1）。植物槽可與排水溝一起砌筑，以減少地下部分的施工量。

4.2.2" 植物措施

1）綜合護(hù)坡。綜合護(hù)坡是采用工程加植物措施的護(hù)坡方式，主要適用于坡高＞8 m、不適于純植物護(hù)坡，且不能按設(shè)計(jì)坡比放坡的開(kāi)挖回填邊坡，其坡比應(yīng)緩于1∶0.75，土壤侵蝕嚴(yán)重區(qū)域坡比應(yīng)緩于1∶1，主要包括土工格室植草護(hù)坡、漿砌片石骨架植草護(hù)坡等。綜合護(hù)坡時(shí)，需在植被生長(zhǎng)區(qū)回填10 cm厚表土，采用灌草種混播，草種可選用牛筋草、早熟禾等多年生草種，灌木可選用刺槐，混播灌草種量為41.2 kg/hm2。

2）掛網(wǎng)噴播植草。將泥土與灌草種（早熟禾、三葉草、刺槐，用量25 g/m2）及促使其生長(zhǎng)的附著劑、木纖維、肥料、生長(zhǎng)素、保濕劑和水，按一定比例混合攪拌后，覆蓋于平整后的坡面上，確保覆蓋厚度≥10 cm，之后覆蓋無(wú)紡布或植物秸稈。根據(jù)邊坡類(lèi)型，選擇掛網(wǎng)材料，土質(zhì)邊坡選擇三維植被網(wǎng)，土石質(zhì)邊坡及全風(fēng)化石質(zhì)邊坡選擇鍍鋅鐵絲網(wǎng)。采用生態(tài)護(hù)坡的邊坡每級(jí)坡高不可大于8 m，大于8 m的應(yīng)設(shè)置放坡平臺(tái)，邊坡坡比要緩于1∶0.75。

3）其他植物措施。其他植物措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要為植物類(lèi)型的篩選，所選植物類(lèi)型一般為當(dāng)?shù)卦鷺?shù)草種，草種應(yīng)為多年生。貴州風(fēng)電工程常用草類(lèi)主要為牛筋草、早熟禾及三葉草，爬藤植物主要為爬山虎，喬木主要為杉木。種植規(guī)格：草種41.2 kg/hm2，爬山虎1株/m，灌木4 m×4 m、品字形種植。棄渣場(chǎng)區(qū)宜采用草灌喬立體綠化；其他區(qū)域可單獨(dú)撒播草種或草灌結(jié)合綠化。

4.2.3" 臨時(shí)措施

臨時(shí)措施設(shè)計(jì)要點(diǎn)在臨時(shí)攔擋設(shè)計(jì)。山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)大規(guī)模開(kāi)挖時(shí)常出現(xiàn)渣土滑坡，導(dǎo)致治理難度及投入費(fèi)用劇增，因此需開(kāi)挖前在開(kāi)挖區(qū)下方設(shè)置臨時(shí)攔擋。山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)臨時(shí)攔擋一般采用木樁竹籬攔擋方式，木樁直徑需大于5 cm，施工時(shí)木樁要埋深0.5 m、出露地面1.5 m，樁間距0.5 m（見(jiàn)圖2）。

5" 結(jié)束語(yǔ)

風(fēng)力發(fā)電已成新能源體系的重要組成部分，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。貴州喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，地表擾動(dòng)后，自然恢復(fù)期長(zhǎng)，因此風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)時(shí)應(yīng)將水土保持措施設(shè)計(jì)與主體工程設(shè)計(jì)相結(jié)合，分區(qū)施策、多措并舉，同時(shí)加強(qiáng)水土流失監(jiān)測(cè)和監(jiān)管，以減弱風(fēng)電工程施工對(duì)喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

［參考文獻(xiàn)］

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［3］ 曹建華，袁道先，章程，等.受地質(zhì)條件制約的中國(guó)西南巖溶生態(tài)系統(tǒng)［J］.地球與環(huán)境，2004，32（1）：1-8.

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收稿日期： 2024-01-10

第一作者： 賀瑤（1995—），男，貴州興義人，工程師，碩士，主要從事水土保持相關(guān)工作。

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（責(zé)任編輯" 張緒蘭）