山區多雨地區棄渣場水土流失控制與治理措施研究

摘要：主要探討了山區多雨地區風電項目建設中棄渣場水土流失問題的控制與治理策略。首先，深入分析了山區多雨環境下棄渣場水土流失的關鍵影響因素，如降雨強度、地形坡度、植被覆蓋率、土壤結構等。針對這些因素的綜合作用所導致的水土流失風險，提出了多層次的綜合治理方案，結合工程技術和生態恢復，通過某山地風電項目的實際案例，驗證了相關措施的有效性，并強調了科學規劃、生態修復、技術創新在水土流失防治中的核心作用。最后，提出了未來應在優化防控技術、改進材料應用、加強監測與評估等方面持續努力，以促進山區風電項目的長期可持續發展。

關鍵詞：棄渣場"水土流失"控制措施"生態修復

Study"on"Control"and"Remediation"Measures"for"Soil"and"Water"Loss"at"Spoil"Disposal"Sites"in"Rainy"Mountainous"Areas

ZHOU"Lu"YIN"Zhichao"WANG"Qinzhi"JIANG"Chao"XIAO"Hengheng"WU"Lei

China"Electric"Power"Construction"Corporation"East"China"Survey"and"Design"Institute"Co.，"Ltd，"Hangzhou，"Zhejiang"Province，"310000"China

Abstract："This"paper"mainly"explores"the"control"and"governance"strategies"for"soil"erosion"in"spoil"disposal"sites"for"wind"power"projects"construction"in"rainy"mountainous"areas."Firstly，"It"conducted"an"in-depth"analysis"of"the"key"influencing"factors"of"soil"erosion"in"these"areas"in"spoil"disposal"sites"under"rainy"conditions"in"mountainous"areas，"such"as"rainfall"intensity，"terrain"slope，"vegetation"coverage，"and"soil"structure."A"multi-layered"comprehensive"remediation"plan"is"proposed"to"address"the"soil"erosion"risks"arising"from"the"combined"effects"of"these"factors."This"approach"integrates"engineering"techniques"and"ecological"restoration，"the"effectiveness"of"the"relevant"measures"has"been"verified"through"a"practical"case"of"a"mountain"wind"power"project，"and"the"role"of"scientific"planning，"ecological"restoration，"and"technical"innovation"in"soil"erosion"prevention"and"control"has"been"emphasized."Finally，"it"is"proposed"that"continuous"efforts"should"be"made"in"optimizing"prevention"and"control"technologies，"improving"material"applications，"and"strengthening"monitoring"and"assessment"in"the"future"to"promote"the"long-term"sustainable"development"of"wind"power"projects"in"mountainous"areas.

Key"Words："Spoil"disposal"site;"Soil"erosion;"Control"measures;"Ecological"restoration

隨著全球能源轉型的推進，減少對化石能源的依賴、加快可再生能源發展成為各國共同目標。近年來，風電作為清潔高效的可再生能源，獲得快速發展。截至2022年底，全球風電裝機容量已接近850"GW，成為能源轉型的重要推動力之一。在風能資源豐富的山區，得天獨厚的自然條件使風電項目成為開發重點，這些地區風能利用效率高，通過規模化項目建設，可以優化能源結構并助力環境保護。然而，山區風電項目建設面臨諸多挑戰，尤其是復雜地形和頻繁降雨條件下的棄渣場管理。施工中，大量土石方開挖產生的廢棄土石常被堆放于周邊山坡等適宜地形，山區地形復雜、坡度大，并且降雨量豐富，導致棄渣場極易引發水土流失問題。水土流失可能阻礙施工進度、破壞風機基礎，甚至威脅施工人員安全。長期來看，基礎穩定性降低可能影響風機正常運行，增加后期維護成本。

有效的水土保持措施不僅能夠降低生態系統的破壞風險，還能夠實現風電項目與自然環境的和諧發展，如何有效控制和治理棄渣場水土流失，是確保風電項目的安全高效建設與長期穩定運營的必要條件，也對山區生態保護和可持續發展至關重要。

1"多雨地區棄渣場水土流失機理分析

在實際施工過程中，棄渣場的水土流失問題受多種因素的綜合影響，主要包括降雨量與強度、坡度、植被覆蓋率、土壤顆粒結構、地質條件等[2]：

1.1"降雨強度對水土流失的影響

降雨量和強度是影響水土流失的關鍵氣象因素。高強度的降雨，尤其是短時間內的強降水事件，容易導致地表徑流的迅速形成。強降水產生的大量地表徑流會沖刷裸露的土壤，導致嚴重的水土流失。在頻繁的強降雨區域，如山區風電項目所在地帶，水土流失的風險尤為顯著。

1.2"坡度與侵蝕風險的關系

棄渣場的坡度直接決定了徑流速度和侵蝕能力。隨著坡度的增大，水流速度加快，沖刷土壤的能力隨之增強。當坡度超過20°時，水土流失的風險大幅度上升，極易發生大規模的侵蝕、滑坡等災害。因此，在高坡度區域，應特別關注排水和護坡設計，以減緩徑流對土體的沖刷作用。

1.3"植被覆蓋率對土壤保護的關鍵作用

植被在減少水土流失中發揮了關鍵的緩沖作用。它通過減少雨滴對地表的直接沖擊，降低地表徑流的形成速度，進而防止土壤侵蝕。然而，山區棄渣場通常植被覆蓋不足，土壤裸露，極易因雨水沖刷而發生水土流失。研究顯示，植被覆蓋率每提高10%，水土流失量可以減少約20%，因此，加強植被恢復對控制水土流失至關重要[3]。

1.4"地質條件對水土流失的影響

棄渣場的地質條件，尤其是土壤滲透性和排水條件，直接影響水土流失的程度。滲透性較差的土壤在降雨時更容易形成地表徑流，導致水土流失加劇。排水不良的地形則更容易導致雨水滯留，增加水分對破題的壓力，進一步引發滑坡和水土流失問題。

綜上所述，多雨地區的棄渣場水土流失問題是在多種因素共同作用下形成的，尤其是在降雨集中時段，水土流失風險加劇。通過深入的理解降雨強度、坡度、植被覆蓋率、土石結構等關鍵影響因素，可以有效地識別和評估棄渣場水土流失的風險。

2"多雨地區棄渣場水土流失的控制策略

針對棄渣場的水土流失問題，可以采取的控制策略主要包括工程措施和技術措施，二者的結合能夠最大限度地減少水土流失，保障棄渣場的穩定性。

2.1"工程措施

工程措施是防止棄渣場水土流失的基礎，通過物理結構的建設，可以有效緩解水土流失問題，確保土壤和地形的穩定性[4]。以下是幾種常見且有效的工程措施。

2.1.1"擋土墻和護坡

在棄渣場的坡度較大區域，土壤的穩定性較差，容易在降雨沖刷下發生滑坡和崩塌。因此，擋土墻、護坡等支護性工程是非常重要的防護手段。

擋土墻可以在棄渣場的下方起到支撐和加固的作用，阻止土壤的流失和滑動。在施工過程中，根據棄渣場的坡度和土壤性質，選擇合適的擋土墻結構（如重力式擋土墻、懸臂式擋土墻等）能夠有效提升棄渣場的穩定性。護坡是使用石塊、鋼筋混凝土等材料進行坡面覆蓋或加強，對于坡度較小或中等的區域，可以使用草皮、植被網、纖維墊等生態材料鋪設在坡面，減緩水流的速度，保護地表土壤。

2.1.2"排水設施建設

排水系統的合理規劃與建設是防止雨水直接沖刷棄渣場的重要工程手段，有效的排水設施能夠引導和控制降水，避免雨水集中流向棄渣場，從而減少水土流失。

2.1.3"棄渣場合理規劃與分區

棄渣場的選址和規模規劃應充分考慮地形、降雨量、排水條件等因素，做到科學布局。棄渣場的選址應盡量避開坡度過大的區域，選擇地勢較平緩的地方堆放棄土，可以減少地表水流的沖擊力，降低水土流失的可能性。另外，根據土壤特性和地形條件，將棄渣場劃分為不同的區域進行堆放，可以有效分散雨水沖刷的范圍，減少單一區域的水土流失壓力，還可以分層堆放，每層棄土之間可以鋪設防滲材料或覆蓋物，增加堆土的穩定性。

2.2"技術措施

除了工程措施，引入現代技術手段，實時監測和反饋棄渣場的狀態，也為水土流失的控制提供了科學和高效的支持[5]。

2.2.1"“工程+生物”結合模式

“工程+生物”結合模式是一種將物理結構和生態修復手段相結合的綜合措施，既能夠提供物理支撐，又能夠通過植被和生態系統恢復有效緩解水土流失問題。在棄渣場的坡面或邊緣區域，植被恢復是有效的水土保持措施之一。種植具有深根系的植物可以增強土壤的抗沖刷能力，防止雨水沖刷土壤顆粒。同時，植被的覆蓋還能夠減緩雨水對地表的直接沖擊，減少表層土壤的流失。

2.2.2"實時監測與預警

引入現代監測技術，為棄渣場水土流失的提供實時監控和預警。通過土壤水分傳感器和地質雷達等設備，實時監測棄渣場的土壤濕度和滲水情況。如果土壤濕度超過安全閾值，系統可以自動發出預警，提醒管理人員及時采取措施。通過安裝傾斜傳感器、沉降監測儀等設備，定期采集相關數據，形成棄渣場邊坡穩定性監測報告，能夠在邊坡出現滑移跡象時發出警告，為采取補救措施爭取時間。

3"案例分析

東南亞某地區氣候濕熱，年降雨量高，特別是在多雨的山區，水土流失問題尤為嚴重。某中資企業在該山地地區開展600"MW季風風電項目建設，但棄渣場水土流失問題成為該項目進程的主要阻礙之一。受制于該地區的特殊地形和氣候條件，該地區的棄渣場水土流失控制難度很大。

3.1"水土流失治理綜合策略

為有效治理棄渣場的水土流失問題，該企業在建設過程中，采取了多層次、多維度的綜合治理策略，包括整體水土保持規劃、新技術的應用等。通過這些策略合理實施，為項目的順利實施提供了強有力的支撐。

3.2"整體水土保持規劃

在該項目的實施中，整體的水土保持規劃是解決棄渣場水土流失問題的基礎。

3.2.1排水設計與防護系統

通過詳細的地形和水文分析，科學地設計了排水系統和防護設施。排水系統包括截水溝、排水渠和沉淀池，確保雨水能夠有效排走，避免直接沖刷棄渣場。同時，針對坡度較大的棄渣場，修建了擋土墻和護坡，增加了土體的穩定性，減少了土壤滑坡和流失的風險。

為及時掌握棄渣場的水土流失狀況，安裝實時監測設備，包括雨量監測器、地表水流傳感器和土壤含水量監測裝置，這些設備能夠實時采集數據，幫助施工人員預判水土流失風險，提前采取措施，有效降低了水土流失對項目和環境的影響。

3.2.2"新材料與技術的應用

在治理過程中，搞企業引入了多項新材料和先進技術，進一步提升了水土流失控制的效果，主要包括生物護坡技術和沉淀過濾技術的應用。

通過在棄渣場坡面引入草皮、植被網和生物纖維墊等材料，形成了一種“工程+生物”的綜合治理模式。這些材料不僅能夠短期內穩定坡面，還為長期的植被恢復提供了基礎。首先，植被的生長增強了土壤的抗沖刷能力，顯著減少了地表水土流失。此外，在棄渣場排水渠和沉淀池中，引入了高效沉淀過濾技術，該技術能夠有效攔截雨水中的泥沙，減少泥沙流入下游河流或湖泊，防止水體污染。經過過濾的水能夠以相對清潔的狀態排入自然水系，維護了周圍水環境的健康。

3.3"水土流失治理效果評價

為了評估棄渣場水土流失控制措施的效果，該企業采用了定量和定性兩種方法，全面分析治理措施的成效。

3.3.1"定量評價方法

定量評價是通過具體的測量數據，直觀地展示各項控制措施的效果。在本項目中，主要使用了地表徑流監測和土壤侵蝕量測定方法。

通過安裝地表徑流監測儀器，測量棄渣場排水系統中徑流量的變化情況。在治理措施實施后，地表徑流量明顯減少，特別是在降雨強度較大的雨季，水流的流速和流量得到有效控制。另外，在不同時間點對棄渣場的土壤侵蝕量進行測定，通過對比發現，實施生物護坡技術后的棄渣場土壤侵蝕量大幅減少，最終監測數據表明，治理前每年棄渣場的土壤流失量為50"t，而治理后每年流失量降低至15t。

3.3.2"定性評價

定性評價則是通過目測和環境觀察等方式，對治理效果進行綜合評估。在本項目中，定性評價指標包括植被覆蓋度、棄渣場穩定性等。通過對棄渣場坡面的觀察，發現草皮和植被網的應用促進了植物的生長，植被覆蓋度的增加，證明了生物護坡技術的有效性。另外，在多次降雨后，棄渣場的穩定性得到了顯著提升，之前棄渣場容易出現的滑坡和泥石流現象大大減少，現場的監測設備顯示，土壤濕度和地質條件在治理措施實施后保持穩定，未發生大規模滑坡或崩塌。

3.4"治理成效總結

通過對棄渣場水土流失治理措施的實施前后對比分析，一系列綜合處理措施取得了顯著的成果。

3.4.1"水土流失顯著改善

水土流失量的變化方面，在治理前，棄渣場每年大量水土流失，而實施治理措施后，水土流失量大量減少，這種顯著的改進證明了工程和生物結合模式在控制水土流失方面的有效性。

3.4.2"污染風險大幅降低

污染程度的變化方面，治理前，棄渣場的水土流失對下游河流造成了嚴重的泥沙淤積和水體污染，而在引入高效沉淀過濾技術后，排水系統中的泥沙含量大幅減少，同時降低了對河流的污染風險。

3.4.3"生態環境逐步恢復

環境改善效果方面，通過實施綜合治理措施，不僅控制了棄渣場的水土流失，還有效恢復了當地的生態環境。坡面上的植被覆蓋度顯著提升，棄渣場的生態系統逐步恢復，減少了對周邊社區和農業的影響。

總之，通過一系列水土流失控制與治理措施的實施，該東南亞風電項目成功解決了棄渣場的水土流失問題，為類似的山區多雨地區工程項目提供了寶貴的經驗和借鑒。

4"結論

山區多雨地區風電項目建設過程中，棄渣場的水土流失問題尤為突出，針對這一問題，本文通過對棄渣場水土流失問題的主要影響因素進行分析，提出了一系列的治理措施，最終以實際案例對某東南亞地區的山地風電項目進行實際應用，最終證實綜合治理措施的可行性，并提出了以下治理思路。

（1）在未來的山區多雨地區風電項目，應持續優化水土流失防控技術，提升工程設計和施工標準，尤其是在棄渣場的選址、堆放方式和坡面處理方面，要嚴格按照地形和降雨特征進行科學設計。

（2）進一步探索使用植物纖維墊、生物降解材料等新型生態環保材料，在提升水土保持效果的同時，減少對環境的二次污染。此外，風電項目實施過程中也應加強與當地社區的合作，共同維護生態環境，促進可持續發展。

通過持續的技術改進與材料創新，山區風電項目將能夠更加有效地應對水土流失問題，為工程的順利實施和環境保護提供更堅實的保障。

參考文獻

[1]曾進徽.分散式風電場水土流失預測及治理成效[J].水利科學與寒區工程，2023，6（10）：87-90.

[2]王艷雙，陳莉莉，郭東陽等.風電項目全生命周期環境影響分析及對策建議[J].能源，2023（7）：76-80.

[3]許健，姜云保，黎燕武等.江西省典型山地風電場水土流失特征和防治措施研究[J].中國水土保持，2023（7）：15-19.

[4]"謝秋姜."南方地區山地風電場水保相關問題探究[J]."能源與環境，2022（2）：108-109，120.

[5]"聞勇."山地風電場生態治理與修復技術實踐[J]."中國水土保持，2022（10）：50-52.