丘陵區風電場工程水土流失特點及措施

呂 超，邱 浩，尉玉華

（1.山東綠景水土保持工程設計咨詢有限公司，山東 濟南 250101；2.西北農林科技大學資源環境學院，陜西 楊凌 712100；3.山東省海河流域水利管理局，山東 濟南 250100）

山東省風能資源豐富，總量約6700萬kW。截至2012-04底，山東電網并網風電場有49座，裝機容量達到306.4萬kW，在建風電項目25個、裝機容量約99.6萬kW。在風電場建設過程中不可避免地擾動原地貌、損壞植被，加劇或誘發水土流失。本文將結合國華諸城風電場1～4期等10個已完成水土保持設施竣工驗收或已具備竣工驗收條件的丘陵區風電場工程的施工特點，對其水土流失特點及防治措施布設進行探討與總結。

1 丘陵區風電場建設特點

風電場項目建設過程中，土石方的挖、填、取、棄將突出反映建設項目的特點。通過對10個丘陵區風電場土石方情況進行統計、分析得知：丘陵區風電場挖方量平均為28.47萬m3，填方量27.67萬m3，棄方量2.38萬m3。可見，工程建設過程中土石方挖填量較大，主要集中在風機、施工及檢修道路。但由于丘陵區特殊的地理環境，施工結束后剩余土石方均可用于檢修道路的鋪筑。所產生的棄方為表層熟土，后期用于回填復耕、復植。因此，丘陵區風電場建設具有土石方挖填量大，但可內部平衡，不需要取、棄土場的顯著特點。

2 水土流失特點

2.1 植被破壞點多面廣，恢復難度大

山東省丘陵區風電場工程多處于魯中南低山丘陵、膠東低山丘陵范圍內，土壤以褐土、棕壤為主，工程建設區域海拔相對較高，土壤貧瘠，表土層薄，若在施工過程中不注重表土保護，后期植被恢復難度較大。

對于風電場建設區而言,盡管單臺風機、塔基擾動地表面積較小，但每個風電場具有數十臺風機、數百基桿塔,擾動點極多；且各風機間均有檢修道路連接,道路沿線也會造成原地貌的破壞。經調查，10個風電場平均占地范圍36.85km2，擾動土地面積25.69hm2，其中永久占地4.33hm2，占擾動面積的16.87%，臨時占地21.33hm2，占擾動面積的83.13%。由此得出，風電場的植被破壞呈現多點、面廣的特征，同時臨時占地占擾動面積比例較大，也增大了植被恢復的難度。

2.2 點、線、面擾動并存，施工作業面分散

丘陵區風電場工程點、線、面擾動并存。點狀侵蝕集中于風機站區、集電線路區，由風電機組、箱變、塔基的基礎開挖、回填造成。面狀侵蝕集中于臨時施工區、升壓站區，由施工機械與建筑材料的堆放、碾壓造成。線狀侵蝕集中于施工及檢修道路，由削高填低的土石方開挖與填筑方式造成。這些施工活動的實施會擾動原地貌、破壞地表植被、改變土層結構，造成水土流失。

風電場施工作業面分散，各區域水土流失強度差異較大。據所統計數據得出：施工及檢修道路區土壤流失量占流失總量的比例最大。施工及檢修道路區土壤流失量占流失總量62.13%，風機站區占流失總量的18.33%，集電線路區占流失總量的16.61%，升壓站區占流失總量的1.86%，臨時設施區占流失總量的1.07%。施工及檢修道路施工時間短，產生水土流失的主要環節為路基土石方挖填環節，因此應將此環節作為水土流失防治的重點，并有針對性地布設防治措施。

2.3 風力、水力侵蝕共存

山東省丘陵區風電場建設區域多年平均風速較高，年有效風速為3.2～3.8m/s。在春秋季，工程施工過程中由于地表植被和表層土壤結構遭到破壞，造成地表大面積裸露、土質疏松，加大量臨時堆土，極易在頻繁、強勁的大風作用下將造成揚塵，產生水土流失。

在雨季，降水形成地表徑流，沖刷由施工造成的裸露坡面或臨時堆土，若防護不當則極易形成表層土隨著地表徑流流失。

3 防治措施布設

根據所統計的山東省10個丘陵區風電場數據，分析得出丘陵區風電場水土保持措施如下：

3.1 升壓站區

升壓站是整個風電場的控制中心，也是工作人員的辦公、生活場所，為永久占地，需實施綠化、排水等完善的水土保持措施。站內綠化首先應滿足主體工程綠化原則（在配電范圍外進行綠化），同時考慮保持水土、增加林草覆被率。在變電站可恢復區域進行植被恢復和綠化措施布設，形成高低錯落的立體層次感，喬、灌、草相結合，構筑出生動活潑的觀賞空間。另外，升壓站建設周期相對較長，建構筑物基礎開挖、土石方臨時堆放、施工機械占壓等施工活動嚴重擾動原地貌，極易造成水土流失，應對施工期間的水土流失提高重視程度，做好臨時防護。

3.2 風機站區

風機站區是風電場工程最重要的組成部分，為預防雨水沖刷可能對風機基礎造成破壞，截排水措施尤為重要。該區域綠化時應充分考慮風機的安全運行，在風機及箱變安全距離外采取撒草綠化或復耕措施。施工過程中，每臺風機的建設時間較短，但施工過程中對原地貌擾動強度大，臨時堆土多，必須采取臨時攔擋及覆蓋、臨時排水等措施。

3.3 施工及檢修道路區

施工及檢修道路是風電場區域內水土流失最嚴重的區域。路基的開挖、回填，施工車輛的反復碾壓，造成原地貌徹底破壞，表層土結構嚴重失衡，使土壤的抗侵蝕、抗沖刷能力急劇下降。因此施工過程中應做好臨時排水、臨時攔擋及覆蓋措施，盡量快速排出雨水，減少對土壤的沖刷；施工完成后盡快恢復施工道路占用的臨時占地，進行綠化或復耕，并修建排水溝、擋墻、護坡等工程措施，做好運行期的水土流失防護。

3.4 集電線路區

集電線路路線較長，但多為架空線路，占地面積較小，水土流失量也較小，但也應重點考慮護坡等水土保持措施。集電線路建設時每基塔基建設時間較短，土石方開挖量較小，在采取臨時攔擋及覆蓋等措施的同時，應主要做好施工完成后的綠化防護措施。

3.5 臨時設施區

在風電場建設過程中，臨時設施區雖然面積較小，但大量施工材料的堆放、施工機械的占壓、工作人員的生活擾動導致區域內水土流失嚴重，原地貌破壞極大。施工期應做好臨時攔擋及覆蓋、臨時排水、臨時沉砂池等防護措施；施工完成后需盡快恢復原地貌。

4 結語

山東省丘陵區風電場建設具有土石方挖填量大，但可內部平衡，不需要取、棄土場的顯著特點。剩余土方可用于檢修道路的鋪筑，不設永久棄渣場、可減少征地,同時有效防止因棄渣堆放而破壞植被的現象發生,減少水土流失。但該類項目同時具有施工作業面分散，植被破壞呈點多、面廣的特點，植被恢復難度大。而且丘陵區風電場臨時堆土量較大，削高填低方式運用較多。因此，建設期臨時堆土的防護，運行期坡面的防護是水土流失防護的重點，應充分重視臨時攔擋及覆蓋、臨時排水、擋土墻、護坡等措施。