關鍵詞:生態修復;光伏電站;臨滄市;省中圖分類號:S157 文獻標識碼:B DOI:10.3969/j. issn. 1000-0941. 2025.06.011引用格式:,等.省臨滄市愛華光伏電站生態修復技術[J].中國水土保持,2025(6):37-39,88.
自1990年開始,全球可再生能源的年均增長率穩定維持在 2.1% 的水平,而截至2019年太陽能光伏發電年均增長率高達 36.0%[1] ,建設規模的日益擴大凸顯了光伏發電在全球能源結構中的重要地位和巨大潛力。山地地勢起伏較大,可為光伏電站的建設提供豐富的空間資源。然而,山地光伏電站的建設和運營會對原生植被造成極大破壞,干擾局地生物群落的自然演替,對局地氣候和生態造成影響[2-3],此外光伏電站的建設會對地表產生擾動,造成一定的水土流失,因此修復項目區生態環境,恢復、穩定區域生態系統,是化解綠色能源開發與生態保護之間矛盾的關鍵所在。筆者基于愛華光伏電站項目區概況、水土流失現狀及工程特點,闡述了工程恢復期所采取的生態修復技術,以期為同類項目提供參考。
1 項目區概況
愛華光伏電站項目位于省臨滄市云縣愛華鎮,為大型光伏發電項目,規劃裝機容量100MW,共布置38個方陣,總占地面積 183.66hm2 。項目于2021年12月立項,2022年1月10日開工建設,2024年6月30日建成。根據功能將項目區劃分為光伏發電區、道路工程區兩個一級分區,其中:光伏發電區占地面積 153.59hm2 ,分為支架基礎區、箱變及分接箱區、光伏方陣區、集電線路區4個分區;道路工程區占地面積 30. 07hm2 ,分為路基路面區和邊坡區2個分區。
項目區屬亞熱帶低緯度山地季風氣候區,年均氣溫 19.6°C ,降水充沛,年均降水量 1500mm 。現狀植被類型為常綠針葉、闊葉林,地被植物主要有白三葉、龍膽草、蕨類、紫莖澤蘭等,低矮灌木有杜鵑等,喬木有華山松、松、櫟類、冬瓜樹等。地貌以中切割中山寬谷地貌為主,土地利用類型有園地、林地、坡耕地和交通運輸用地,以坡耕地為主,土地坡度多在 10°~ 25° 之間,局部大于 30° ,土壤以磚紅壤為主。
2 項目區水土流失現狀
為減少光伏電站建設對山地生物多樣性的影響,在選址階段充分考慮生態系統的完整性和穩定性,避免選在生物多樣性敏感區域,但工程的建設仍會對周邊造成影響,損害區域生態環境。經現場踏勘,主體工程結束后項目區部分區域植被長勢差,地表裸露,有明顯的侵蝕溝,水土流失嚴重。光伏發電區回填區域水土保持措施落實滯后,區內土石隨徑流匯入自然溝箐,形成淤積,產生水土流失危害;部分臨溝側坡度陡,掛渣現象突出,易垮塌,存在安全隱患。光伏陣列區未布設截排水措施,未形成閉合的排水體系,排水溝的匯水未引排至自然溝道,斷頭溝溝頭沖刷嚴重。
箱變基礎區邊坡裸露,未采取相應的水土保持措施道路工程區部分路面沖刷嚴重,已形成沖溝,部分道路邊坡植被尚未恢復,土質松散,水土流失較嚴重,有些陡峭邊坡有塌方跡象(見圖1)。
3生態修復措施
生態修復是指對受人類活動干擾而退化或受損的生態系統,采取必要措施,恢復、改善生態系統的結構和功能所進行的工程活動[4]。水土保持是指對自然因素和人為活動造成的水土流失所采取的防治措施[5]。二者相輔相成、相互促進,可通過一些水土保持措施的實施來修復局地生態環境。依據項目區地質條件、氣候條件、水土流失狀況及工程自身特點,項目因地制宜采取工程、植物措施,結合“光伏 + ”應用模式進行生態修復,旨在恢復區域生態環境。
3.1 工程措施
針對山地地形復雜性和生態脆弱性,在電站建設及運營期采取相應的水土保持工程措施,減少對自然環境的破壞,修復受損生態系統,實現生態系統的逐漸恢復,以確保能源開發與生態保護的協同發展。項目工程措施布局總體上以完善排水系統為主,同時兼顧邊坡治理,在維護光伏方陣安全運行的前提下盡可能恢復擾動區域生態環境。工程涉及的攔擋、截排水措施工程等別及設計標準依據《水土保持工程設計規范》(GB51018—2014)、《防洪標準》(GB50201—2014)、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2017)、《水利水電工程邊坡設計規范》(SL386—2007)中的相關規定。
項目通過修建排水溝、擋土墻、跌水坎、沉沙池、花池等設施,構建閉合的排水系統,在減少雨水徑流沖刷的同時,實現水資源收集和再利用。 ① 在光伏發電區內設置橫向混凝土排水溝引排雨水,在侵蝕溝區域布設水泥毯排水溝,防止局部沖刷,并修繕現有排水溝;在匯水較大、沖刷較嚴重區域設置外圍混凝土截水溝,以攔截外圍匯水,對坡度大于 45° 的溝段采用跌水坎進行消力排水;排水溝末端設置消力沉沙池,并順接至自然溝道。 ② 在道路靠山體一側修建排水溝引排道路上游匯水,跨路區域采用埋設涵管的方式連通排水溝,排水溝末端設置消力沉沙池,并順接至自然溝道,以便于道路匯水排入自然溝道;在較陡的道路邊坡坡底設置花池,以創造必要的植物生長空間,便于邊坡復綠。 ③ 項目實施的工程措施量為:修建混凝土排水溝 18.0km ,其中深、寬均為0.4、0.5、0.6m 的排水溝分別為 14.2、2、7、1.1km ;深 0.4m 寬 1.0m 厚 0.1m 水泥毯排水溝 6718.87m ;涵管670m ,其中DN400、DN500、DN600、DN700 涵管各464,115,18,73m ;沉沙池25座;花池 8 353m ;道路侵蝕溝回填 6.7km ;跌水坎 147m (措施布設示意見圖2)。為避免水土流失破壞修復區,造成二次修復,項目需在雨季來臨前完成所有工程措施。
3.2 植物措施
項目通過優選植物種類、合理配比、科學種植進行植被恢復,以改善項目區土壤結構及理化性質,恢復區域生態系統,實現“光伏發電 + 生態修復”協同發展。按“抗逆性強、再生能力強、先鋒植物、鄉土植物”的標準,選取適應當地氣候情況、不影響當地生物多樣性的物種(見表1)。選取的草灌種大部分屬于禾本科和豆科。禾本科植物一般生長較快,根量大,護坡效果好;豆科植物較耐瘠薄、可粗放管理,雖在苗期生長較慢,但固氮功效較高,且在開花期景觀效果好。在道路邊坡適當種植一些小灌木,可穩定植物群落,增強邊坡的穩定性。
為不影響光伏板的正常使用,光伏發電區避免種植高大喬灌木或具有攀緣性質的藤本植物,而是混播狗牙根、黑麥草、高羊茅、百日菊草種(見表2);在光伏發電區人口區域栽植金竹,以增加入口處景觀效果為確保電塔檢修安全,不允許在電塔下種植喬灌木,而是在集電線路區混播狗牙根、黑麥草、高羊茅、百日菊草種。項目區道路上邊坡大部分為土質邊坡,局部為石質,且坡度較陡,不易固土,故在坡底處砌筑花池固土,同時優選具攀附功能的藤本植物對坡面進行綠化,在花池與坡頂挖穴點播葛藤種子,在坡面挖穴點播狗牙根、黑麥草、木豆等草灌混合種子;道路下邊坡多為土質或沙土質邊坡,坡度相對較為平緩,清理坡面并整形、固土后,挖穴點播狗牙根、黑麥草、木豆等草灌混合種子;道路恢復區土質多為夯實土質或沙質,且有明顯沖溝,修復沖溝、翻耕地表后,混播狗牙根、黑麥草、高羊茅、百日菊草種。項目區實施的植物措施量見表2。
3.3 “光伏 + ”應用模式
近年來,光伏產業領域不再局限于單一的技術應用范疇,而是發展一系列與農、林、牧、漁業相結合的“光伏 + ”應用模式,既能光伏發電,又能多元化利用土地資源,促進多元經濟協同發展。項目以綠色能源 + 高原特色農業協同發展為目標,依托“農光互補中藥材生態適宜性品種篩選及關鍵技術研究與示范”項目的實施,按照“宜藥則藥、宜草則草、宜經則經”的原則,結合農戶的種植需求、土壤情況和氣候特點等,在6.67hm2 光伏板區種植金銀花、蔓荊子、黃精、白芨等中藥材,實施“光伏 + \"綠色發展模式,形成“上有光伏、下有產業、村有收益”的產業發展態勢,實現了區域內產業互聯、融合發展的良好局面,既提高了土地利用率,又控制了水土流失。
3.4 后期管護
為保障植物種子在雨季發芽生長,減少后期澆灌成本,提高植被恢復率,在雨季實施完植物措施,同時加強后期管護和撫育工作,對死苗進行補植補種,確保其發揮水土保持效益
4生態修復成效
項目竣工驗收時項目區6項水土流失防治指標均達到了《生產建設項目水土保持技術標準》(GB50433—2018)規定的一級防治目標值及項目水保方案確定的目標值,水土流失治理度達 98.88% ,土壤流失控制比達1.13,渣土防護率達 97.78% ,表土保護率達 98.12% ,林草植被恢復率達 99.21% ,林草覆蓋率達 78.29% 。1\~2a后周邊群落生物資源(基因庫)會隨著風及周邊動物活動進人場地,初步形成穩定的生物群落,場地內生物群落最終可達到自然演替。
參考文獻:
[1]IEA.Renewables information:overview[EB/OL].(2O20-08-01)[2024 -11-01]. https://www. iea. org/reports/renew-ables-information-overview.
[2]鄭雋卿,羅勇,常蕊,等.大規模光伏開發對局地氣候生態影響研究[J].太陽能學報,2023,44(8):253-265.
[3]LIUY,ZHANGR,HUANG Z,etal.Solarphotovoltaic panels significantly promote vegetation recovery by modifying the soil surface microhabitats in an arid sandy ecosystem[J].Land Degradationamp;Development,2019,30(18):2177-2186.
[4]劉作慧.生態修復和生態修復措施與水土保持關系的探討[J].黑龍江水利科技,2010,38(4):199.
[5]《環境科學大辭典》編委會.環境科學大辭典[M].北京:中國環境科學出版社,2008:633.
(責任編輯 張緒蘭)