和靜縣光伏發(fā)電項目水土流失特點和防治對策

候宗民 水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院

1.項目基本情況

和靜縣位于新疆中部，天山中段南麓，屬中溫帶大陸性干旱氣候，光熱資源豐富，年平均日照時數(shù)為2941.8h，全年太陽能輻射總量在5492.9MJ/m2·a，太陽能資源較豐富，非常適合太陽能資源的開發(fā)利用。

新疆巴州和靜縣新天光伏發(fā)電一期20MWp工程位于和靜縣查汗烏蘇地區(qū)，場區(qū)距離和靜縣城約30km。項目區(qū)年平均溫度8.8℃，年平均降水量68.1mm，年平均蒸發(fā)量2102.1mm，年平均風速1.6m/s，主導(dǎo)風向為NW。場址區(qū)域土壤類型為礫質(zhì)棕漠土，植被稀少，覆蓋度低于5%，呈荒漠景觀。一期項目安裝單塊容量280Wp多晶硅固定式太陽能板71680塊，裝機規(guī)模20M Wp，預(yù)計年上網(wǎng)電量27998.6MWp·h，年利用小時數(shù)1400h。項目建設(shè)占地49.18hm2，土地類型為未利用地。建設(shè)內(nèi)容主要包括場內(nèi)新建光伏陣列區(qū)一處，電纜溝5000m、運行管理區(qū)一處，站區(qū)空地布設(shè)臨時施工生產(chǎn)生活區(qū)一處，場內(nèi)道路8610m，進場道路100m。分生產(chǎn)區(qū)、運行管理區(qū)、道路工程區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)四個二級分區(qū)。

2.工程建設(shè)期水土流失特點分析

2.1 土建施工期

工程建設(shè)對水土流失的影響主要發(fā)生在工程建設(shè)期（含施工準備期）的施工活動，重點在各施工區(qū)域的土建施工中，包括生產(chǎn)區(qū)、運行管理區(qū)和道路工程區(qū)。

2.1.1 生產(chǎn)區(qū)、運行管理區(qū)及施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工準備期：場地的四通一平、部分開挖機填方工程，由于地表覆蓋物被清除，大面積土地裸露在外，原地貌被擾動，引發(fā)水土流失產(chǎn)生。

土建施工期：地基開挖、回填、建(構(gòu))筑物建設(shè)，造成地表擾動和再塑，使地表失去固土抗沖能力。大量松散土體、建(構(gòu))筑物材料的臨時堆積。施工材料、土石方運輸?shù)纫准挟a(chǎn)生較大量的水土流失，并對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。

設(shè)備安裝及調(diào)試期：對地表的挖、填擾動工作全部結(jié)束，土建施工期臨時堆放的土、石及施工剩余材料均已被清理運走，建(構(gòu))筑物占用以外的場地已開始進行平整，為機組投產(chǎn)運行前的準備階段。該階段只有少部分裸露地，造成水土流失。

2.1.2 道路工程區(qū)

水土流失主要發(fā)生在道路路基開挖、填筑均可擾動施工區(qū)沿線地表、使植被受到破壞。該區(qū)域施工強度大，施工車輛、人員較多，路基修筑將改變地面坡度，破壞植被，因而沿線區(qū)域水土流失將加劇，其中場地平整及路基開挖易產(chǎn)生水土流失，隨著路基施工的結(jié)束，其產(chǎn)生的水土流失也將逐漸減少。

2.2 工程運行期

主體工程建成后，建設(shè)期被擾動、裸露的土地均通過采取工程措施與植物措施、綠化措施相結(jié)合的綜合措施，進行了綜合防治。施工區(qū)場地也已采取了土地平整措施。工程建設(shè)區(qū)域范圍內(nèi)水土流失將大大減少。工程建成投運后，建設(shè)區(qū)內(nèi)大部分征地都被光伏板、辦公樓等永久性建筑物、道路占壓、使用，人為活動對地表的擾動很小或基本消除，水土流失量較建設(shè)期相應(yīng)有所下降，水體流水因素將以自然因素為主。

3.項目水土流失預(yù)測

3.1 水土流失防治責任范圍

項目區(qū)所在和靜縣屬于省級水土流失重點監(jiān)督區(qū)。項目水土流失防治責任范圍為50.67hm2，其中項目建設(shè)區(qū)面積為49.18hm2，直接影響區(qū)為1.49hm2，各分區(qū)水土流失防治責任范圍見表1。

3.2 水土流失預(yù)測

光伏發(fā)電項目屬于建設(shè)生產(chǎn)類項目，土石方工程主要是施工期光伏陣列區(qū)及電纜溝區(qū)土方開挖與回填平整及其他區(qū)域局部平整產(chǎn)生的。經(jīng)統(tǒng)計，工程總挖方7.34萬m3，填方7.34萬m3，無棄方。經(jīng)計算，項目建設(shè)可能造成水土流失總量約為5099t，其中施工準備期土壤侵蝕量63t，施工期土壤侵蝕量2168t，自然恢復(fù)期侵蝕量2869t。水土流失的重點時段為施工期，重點區(qū)域為光伏陣列區(qū)、場內(nèi)道路區(qū)。

4.水土流失防治措施布局

項目建設(shè)占地49.18hm2，從整體上看，工程布局較為緊湊，占地面積合理，沒有亂占亂挖及隨意破壞地表等不合理情況。各分區(qū)水土保持措施體系見表2。

表1 工程水土流失防治責任范圍

表2 工程水土保持措施體系表

4.1 生產(chǎn)區(qū)

項目生產(chǎn)區(qū)占地面積共計45hm2，主要包括光伏陣列區(qū)、電纜溝區(qū)兩部分。

光伏陣列區(qū)的施工包括基礎(chǔ)開挖、混凝土基座澆筑，土石方回填，夯實。主體工程施工結(jié)束后，對光伏板底部及光伏板之間的裸露地表采取土地平整措施，土地平整面積40.30hm2。為了防止基礎(chǔ)土石方開挖產(chǎn)生的臨時堆土由于風蝕、水蝕產(chǎn)生新的水土流失，同時考慮到基礎(chǔ)施工周期較短，因此對基礎(chǔ)開挖土方進行簡易防護，在其臨時堆土上覆蓋彩條布進行苫蓋并用編織袋裝土壓蓋，經(jīng)估算，需防塵網(wǎng)5000m2，編織袋裝土200m3。

電纜溝區(qū)的施工主要包括管溝開挖、電纜敷設(shè)，土石方回填、夯實。場內(nèi)電纜溝開挖主要采用小型機具開挖，開挖的土方臨時堆放在溝槽一側(cè)，采取臨時攔擋措施，在其臨時堆土上覆蓋彩條布進行苫蓋并用編織袋裝土壓蓋。另一側(cè)區(qū)域設(shè)施工便道，便于施工和防護，管溝敷設(shè)完畢進行場地平整，土地平整面積1.5hm2，恢復(fù)原地貌。

4.2 運行管理區(qū)

運行管理區(qū)布置有主控樓、開關(guān)站、聯(lián)合泵房等，占地面積為0.39hm2，后期綠化面積0.06hm2。在管理區(qū)場內(nèi)道路和廣場采取永臨結(jié)合的防護措施，施工期鋪設(shè)礫石，可有效減少施工過程中水土流失，礫石壓蓋面積0.16hm2，礫石覆蓋厚度6cm，施工結(jié)束后根據(jù)主體工程硬化要求，對場地進行土地平整，完善地坪處理后進行硬化處理，硬化面積0.16hm2。硬化工程的實施既可以增加地面覆蓋度，又可以有效控制生產(chǎn)運行期水土流失的發(fā)生。

為減少因基礎(chǔ)開挖機表土剝離產(chǎn)生的臨時堆土造成的水土流失，在運行管理區(qū)設(shè)置臨時堆土場一處，臨時堆土場周邊采用編織袋擋護和防塵網(wǎng)苫蓋，防塵網(wǎng)上用編織袋裝土蓋壓。

4.3 施工生產(chǎn)生活區(qū)

施工前對施工生產(chǎn)生活區(qū)的材料堆放場及施工道路采取礫石壓蓋，防止因人員及車輛頻繁擾動造成的水土流失，礫石壓蓋面積為0.2hm2。在施工結(jié)束后，對場地進行土地平整，平整面積為0.3hm2。類比其他工程，施工生活區(qū)為人員集中活動區(qū)域，采取灑水降塵防治水土流失效果較為明顯，每天灑水一次，施工期按150天考慮，整個施工期降塵用水量為200m3。

4.4 道路工程區(qū)

道路工程區(qū)包括進場道路100m，場內(nèi)道路8610m，主體工程設(shè)計了進場道路施工期對該區(qū)域進行道路平整、礫石壓蓋，施工后硬化措施，場內(nèi)道路的砂石路面設(shè)計。施工期內(nèi)場內(nèi)道路較寬約為10m，施工完成后在施工臨時道路的基礎(chǔ)上修建寬度為4m的場內(nèi)永久檢修道路，其余6m路面恢復(fù)為自然地面。施工期對道路工程區(qū)進行灑水抑制揚塵。

5.結(jié)論

水土保持方案實施后，預(yù)測在設(shè)計水平年可實現(xiàn)擾動土地整治率為95%，水土流失總治理度為87%，水土流失控制比為1.0，攔渣率為96%，可實現(xiàn)水土流失防治目標。通過工程建設(shè)和運行過程中實施的一系列水土保持措施，能有效防止新增水土流失，實現(xiàn)項目區(qū)環(huán)境的恢復(fù)和改善。