風電場棄渣場選址與水土保持

雷舜

摘 要：風電場棄渣對生態環境的危害較大，科學地規劃建設棄渣場對水土保持非常重要。討論了風電工程棄渣的危害，分析了棄渣場選址的原則，探索了科學設計棄渣場的要點，并以湖南省耒陽太平風電場二期為案例，具體探討了棄渣場選址與水土保持的實踐。

關鍵詞：風力發電；風電場工程；棄渣場；水土流失

中圖分類號：S157 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.109

我國是世界上的風能資源大國和風電開發大國，目前，可開發利用的風能儲量約1.0×109 kW，2015年風電總裝機容量約1.4536×108 kW。隨著風電事業的發展，風電工程建設中的棄渣危害，尤其是其對水土保持的危害成為了值得關注的問題。因此，本文選擇風電場水土流失的重點區域棄碴場作為研究對象，探討了棄碴場的科學選址，為減緩風電場建設中的水土流失提供了借鑒。

1 風電工程棄渣的特點

1.1 棄渣量大

風力發電要求風力資源豐富，風機位一般選擇在山頂或山脊。以一個風機安裝場的占地面積為例，按50 m×40 m計算，面積為0.2 hm2，加上場地邊坡，占地往往可達到0.25 hm2。棄渣主要來自2方面：①平整山頂或山脊產生的棄渣；②道路、房屋修建產生的棄渣。一個風電發電廠一般有十個甚至幾十個風機，建設期間產生的棄渣量非常大。

1.2 危害嚴重

風電工程棄渣的特殊性決定了其危害性。風電場多建于低中山區或沿海島嶼，植被覆蓋良好，風電工程建設往往會改變原有地形地貌，破壞土壤結構。大量的棄渣堆放往往會壓蓋舊的植被，導致腐殖層表土產生流失現象，嚴重影響了植被的生長。此外，一般而言，棄渣的渣體往往非常松散，極易破壞原有的坡面穩定性，雨季期間易導致坍塌，進而形成泥石流，對附近的村居和公共設施造成較大的威脅。

2 渣場選址

棄渣主要來源于點狀和線狀工程。風機區、升壓站區確定在某些選定的點位，為點狀工程，棄渣相對集中；道路區、集電線路區確定在某些選定的線路上，為線狀工程，棄渣較為分散。另外，風電場所處地形的起伏較大，地面坡度也較大，溝道狹窄、地質構造負責，導致棄渣場選址困難。

在棄渣場的選址上，不僅應考慮地形、地貌、地質、周邊敏感性因素、占地類型，還應考慮容量、運距、經濟性以及可能造成水土流失的眾多因素。按照《開發建設項目水土保持技術規范》（GB 50433—2008），棄渣場選址應符合如下要求：①不得影響周邊公共設施、企業、軍民點等的安全；②涉及河道的工程應符合治導規劃及防洪行洪的規定，不可在河道、湖泊管理范圍內設置棄渣場；③禁止在對重要基礎設施、人民群眾生命財產安全及行洪安全有重大影響的區域布設棄渣場；④不宜布設在流量較大的溝道，否則應進行防洪論證；⑤在山丘區宜選擇荒溝、凹地、支毛溝，平原區宜選擇凹地、荒地、風沙區，并應避開風口和易產生風蝕的區域。

根據各地多年的實踐經驗，棄渣場的選址必須滿足上述強制性要求。此外，還要考慮以下因素：①避免占用耕地、林地及土地生產力較好的區域；②充分利用風電工程周邊荒廢的土地，且應選擇低洼等有利地形，從而減小對生態壞境的破壞；③合理計算溝道庫容，在不形成較大棄渣高度的前提下，滿足堆渣量的要求。

3 渣場設計

堆渣前在各渣場溝口布置擋渣墻、周邊布設排水設施，堆渣完畢后對渣面采用綠色植被進行防護，以確保渣場穩定，減少水土流失，避免對渣場下游造成危害。根據渣場容量、堆渣高度以及可能對周邊環境造成的危害，遵循經濟、合理、安全、可靠的原則，確定渣場的建筑等級，進而確定建筑物的洪水標準和整體穩定要求。

在堆渣前，應剝離渣場表土，清除樹根、草皮等，避免其腐爛后在原地面與堆渣體間形成軟弱夾層。在堆渣過程中，應遵循“先攔后棄、集中堆放”的原則，堆渣前先行施工截水溝及擋渣墻，截水溝及擋渣墻施工完畢后方可堆渣。堆渣應按先上游、后下游的順序進行，同一區域堆放要按“中間高、兩邊低”的原則進行，以利于排水。在前一段區的渣料堆放達到設計高程時，應采取水保措施，之后進行下一區域的堆渣，以縮短棄渣裸露的時間。為了保證棄渣場的穩定、安全，需對棄渣進行漿砌石護腳和壓坡處理，以免發生棄渣場滑坡等地質災害。

4 案例分析

4.1 風電場的基本情況

湖南省耒陽太平風電場二期工程涉及衡陽市耒陽市沙明鄉、導子鄉、亮源鄉和郴州市安仁縣洋際鄉，距耒陽市區55 km，距安仁縣城區12 km。擬安裝23臺單機容量為2.2 MW的機組（其中1臺限發1.6 MW），總裝機容量為50 MW。風電機組擬布置在南北走向的山脊上，海拔高度為520～800 m。

工程土石方開挖總量為519 100 m3（其中，表土54 600 m3、土石方464 500 m3），填方454 200 m3（其中，表土54 600 m3、土石方399 600 m3），棄方64 900 m3，未借方。

4.2 原主體工程設計棄渣場布置情況

根據風電場所處位置的地形、風機布置及道路布置情況綜合考慮，主體工程設計在風電場內設置3處棄渣場，占地面積為1.50 hm2。主體工程設計中棄渣場設置及其具體情況如表1及圖1、圖2和圖3所示。

4.3 水土保持設計棄渣場布置情況

在主體工程設計中，原規劃3處棄渣場，分別布置在5#和15#風機安裝場地的東北側和21#風機安裝場地的南側，共占地1.50 hm2，占地類型為林地。棄渣場數量太少，運距太遠，根據水土保持相關規范的要求，需增設棄渣場。

以“分散棄渣、相對集中、安全穩定、便于運棄”為原則布置，重新規劃布設了11處棄渣場，共占地2.96 hm2，占地類型主要為林地，渣場堆渣量平均為5 900 m3，各棄渣場距離出渣點最大運距約0.90 km，所選棄渣場與施工部位距離適中，各渣場情況如表2所示。水土保持方案選擇的棄渣場小而分散，不會影響公共設施、工業企業、居民點等的安全，不在河道、湖泊、水庫管路的范圍內，不會影響行洪安全，且未布設在流量較大的溝道，不需進行防洪論證。

5 結束語

隨著我國風電建設的加快，應對風電場建設產生的棄渣及其水土流失危害引起足夠的重視。其中，風電場棄渣場的科學選址是尤為關鍵的一環。要科學編制全國通用的風電渣場建設水土保持規范，相關規范的制訂應綜合考慮工程措施和植物措施，從而高標準地實現表土保護、排水、堆渣完成后的整地和植被恢復。同時，在各個風電場主體設計上，應將棄渣的綜合利用納入其中，從源頭上減少棄渣量。

參考文獻

[1]趙永軍.開發建設項目水土保持方案編制技術[M].北京：中國大地出版社，2007.

〔編輯：張思楠〕