陜北高原山地風電項目水土流失防治措施體系研究

趙躍中，朱小敏

(陜西華正生態建設設計監理有限公司，陜西 西安 710100)

黨的十八大以來，綠色低碳轉型發展取得了巨大成就。為實現碳達峰碳中和目標，國家發展改革委提出要大力推動能源革命，傳統能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎上，要加大力度規劃建設以大型風光電基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節能的煤電為支撐、以穩定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。近年來，陜西省堅持以生態優先、綠色發展為核心，促進清潔能源產業的穩步發展，加快建設風電、光伏等新能源項目。為了綜合有效利用周邊地形地貌、風能、太陽能等多種自然資源，陜北高原山地被列入陜西省新能源項目的重點建設區域之一。受項目的建設特點、施工工藝及氣候條件等因素影響，陜北高原山地風電項目的水土流失具有易發生、難治理的特點。本研究以子長市某風電項目為研究對象，結合項目區概況和工程基本情況，探討項目建設特點和水土流失特點；按照有關規范、標準要求，分析風電項目在建設過程中水土流失防治重點及水土流失防治措施體系，以期為陜北高原山地風電建設項目水土流失治理提供參考和技術支持。

1 項目概況

1.1 項目區概況

選取子長市某分散式風電項目為研究對象。項目區位于陜西省北部的子長市李家岔鎮，所在區域海拔1 200～1 500 m，屬黃土丘陵溝壑區。屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候區，年均降水量489.0 mm，年均氣溫9.5 ℃，年均風速1.6 m/s，無霜期175 d，最大凍土深度93 cm。土壤為第四系風積黃土，植被屬疏林灌叢草原，以疏林地、灌叢草地為主，林草覆蓋率為19.7%。項目區屬于國家級水土流失重點治理區和陜北丘陵溝壑省級重點治理區，水土流失類型主要為風力水力復合侵蝕，土壤侵蝕強度為極強烈。

1.2 工程基本情況

依據《風電場工程等級劃分及設計安全標準》(NB/T 10101—2018)，項目工程等級為小型工程，總征占地面積26.96 hm2，施工期為9個月。項目總建設規模49 800 kW，包括單機容量3 200 kW的風電機組14臺和單機容量2 500 kW的風電機組2臺。場內規劃架設35 kV集電線路，線路總長31.76 km，其中單回架空線路長22.12 km，雙回架空線路長9.64 km。場內道路連接各個風機位，利用既有水泥道路1.8 km，新建道路14.1 km，改建道路13.2 km。為了減少項目建設占地，施工生產生活區及升壓站利用一期工程臨建設施。項目區內有數條山梁，山頂區域開闊，地勢較為平緩，周邊已有建成風電場，場內交通及施工條件較為便利。

2 結果與分析

2.1 項目建設內容

根據建設內容、工程布局、施工方法及工藝，可將項目分為風機機組工程區、集電線路工程區和道路工程區3個工程區。

(1)風機機組工程區。主要包括風電機組、箱式變電站和吊裝場地等，區域大小主要受裝機規模和風機數量影響。項目采用一臺風電機組配備一座箱式變電站的方式，風電機組、箱式變電站主要分布在山脊上。根據風機布置情況及施工吊裝要求，吊裝場地布置按照風電設備到貨后一次性運輸到位的原則，布設在施工道路一側。

(2)集電線路工程區。主要包括直埋電纜、架空線路、桿塔、牽張場、升壓站等，區域大小主要與線路長度和敷設方式有關。風機至箱式變電站段的電纜采用全程穿管敷設，箱式變電站至桿塔、桿塔至開關柜段電纜采用直埋的敷設方式，擾動范圍在風機機組工程區和桿塔塔基施工區。架空線路分為單回架空和雙回架空，集電線路桿塔全部采用自立式角鋼鐵塔。每臺風電機均設有終端塔，為減少占地，牽張場盡可能利用風機吊裝平臺，不可利用風機吊裝平臺時設置牽張場，共布設牽張場4處。集電線路末端接入一期已建升壓站的預留場地內。

(3)道路工程區。在有效利用項目區內既有道路的基礎上，新建道路14.1 km，改建道路13.2 km，受地形限制設置3處轉彎平臺。道路緊鄰風電機組工程區，為滿足施工需要，路基設計寬度為5.5 m，路面寬為4.5 m ，鋪設20 cm厚砂礫石，陡坡及彎道路段布設單側排水溝。

2.2 項目建設特點

項目各工程區主要施工內容見表1。通過統計土石方挖填、主要施工內容等，分析項目的建設特點。①施工擾動分布相對分散。風電機組、箱式變電站、塔基等相隔數百米甚至數千米，吊裝場地通常配合風電機組進行布設，牽張場配合塔基點位進行布設，集電線路以架空線路為主，對地面基本不造成擾動。②點、線工程相結合。風電機組、箱式變電站、吊裝場地、塔基、牽張場等屬于點狀工程，新建、改建道路屬于線性工程。③臨時占地占比較高。安裝平臺、塔基施工區、牽張場的數量和施工道路的長度高于其他常規生產建設項目，臨時占地面積占比較大，施工結束后，應加強臨時占地的植被恢復。④項目區土方挖填量較大。土方挖填量主要來源為風電機組、箱式變電站、塔基等的基礎開挖和道路工程建設時削高填低，施工過程中應加強開挖面、臨時堆土和道路邊坡的防護工作。

表1 各工程區主要施工內容

2.3 水土流失影響因素

根據施工情況，對各工程區分布情況、水土流失影響因素及水土流失危害程度等進行分析，見表2。

表2 各工程區水土流失影響因素

2.4 水土流失特點

(1)點、線、面狀侵蝕并存。風電機組、箱式變電站、桿塔塔基施工造成的侵蝕屬于點狀侵蝕，占地面積相對較小，但基礎開挖、回填土方量大，施工破壞地表植被、擾動原地貌、改變土壤結構，風電機組、桿塔塔基水土流失危害程度較高，箱式變電站水土流失危害程度一般；吊裝場地、牽張場施工造成的侵蝕屬于面狀侵蝕，為施工提供作業面，占地面積相對較大，土方挖填量相對較大，施工破壞地表植被、擾動原地貌，吊裝場地水土流失危害程度較高，牽張場水土流失危害程度一般；集電線路施工造成的侵蝕屬于線狀侵蝕，但以架空線路為主，施工采用機械化操作，線路施工基本不破壞地表植被、不擾動原地貌；道路工程施工造成的侵蝕屬于線狀侵蝕，山地風電項目道路相對較長、地形復雜，道路工程在施工中采用削高填低的工藝，土方挖填量大、邊坡較多，尤其是新建、改建道路，占地面積大，建設時破壞地表植被、擾動原地貌、改變土壤結構，水土流失危害程度高。

(2)施工期短、破壞性強。項目施工期為9個月，施工地點為山區，按照“路通為先、以點連線、以線帶面、由近及遠、劃片實施”的要求，施工范圍較廣，海拔跨度大，地形地勢變化明顯，需要進行土方挖填以滿足施工要求，對原地貌、地表植被以及土壤結構的破壞較強。

(3)臨時占地修復難度大。擾動區域均在山區，區域內生態環境脆弱、占地類型單一、立地條件差，施工時土壤結構也遭到破壞，同時項目區位于半干旱大陸性季風氣候區，降水量小，擾動地貌植被恢復較慢。因此，施工結束后臨時占地的植被恢復難度較大。

2.5 水土流失防治措施體系

依據項目各工程區建設內容、項目建設特點和水土流失特點，結合生產建設項目水土流失防治措施布設原則，布設合理的水土流失防治措施，并形成完整的防治措施體系。項目水土流失防治措施體系見圖1。

圖1 項目水土流失防治措施體系

(1)風機機組防治區。施工前對擾動區域進行表土剝離，并將剝離表土臨時堆存于吊裝場地一角。對臨時堆土和施工面進行臨時苫蓋防護，臨時堆土周邊進行臨時攔擋，在吊裝平臺周邊布設臨時排水溝，排導平臺內雨水至耕地或自然溝道。施工結束后，對施工臨時占用的吊裝場地進行表土回填，整平后恢復植被。

(2)集電線路防治區。施工前對擾動區域進行表土剝離，剝離表土臨時堆存于電纜溝一側及塔基施工區一角。對臨時堆土進行臨時攔擋、苫蓋。施工結束后，對臨時占用的荒草地進行表土回覆，整平后恢復植被。

(3)道路防治區。施工前對施工道路所占荒草地進行表土剝離，剝離表土臨時堆存于道路一側空地。在道路一側布設道路排水溝及沉沙池，針對一般路段布設臨時土質排水溝，針對彎道及陡坡段布設U形預制排水溝。對臨時堆土進行臨時攔擋、苫蓋。挖填邊坡及路肩邊坡，栽植爬山虎進行植物護坡防護。施工結束后，對臨時占用的荒草地進行表土回填，整平后恢復植被。施工期間在大風季節進行灑水降塵。

3 結 語

(1)風能屬于無污染的可再生能源，其發電技術已經成熟穩定，在新能源發展領域具有重要地位。陜西省風能資源豐富，“十三五”期間陜西省風電裝機規模年均增長約28.1%，“十四五”期間風電項目將以更大規模、更高比例發展，步入高質量、大規模、高比例、低成本的躍升發展新階段。

(2)山地風電項目一般建于山頭或山脊上，所處位置海拔較高、生態環境較脆弱，施工會造成地表擾動、植被破壞。項目占地以荒草地為主，臨時占地占比較大，應加強表土綜合利用，施工結束后回覆表土進行全面整地，并選擇適生植物，采用灌草結合的方式提高植被恢復標準，穩定區域內的生態環境，減少建成后的水土流失。

(3)項目施工范圍較廣，線路較長，施工位置分散，道路工程挖填土方量較大。因此，施工組織設計應依據風機機組位置和集電線路走向，注重道路工程的選線，充分利用現有道路，減少工程占地和地表擾動，優化道路工程縱向設計，減少土方挖填量。