基于“天地一體化”分析風電場邊坡水土流失情況

摘 要：以南方某風電場為研究對象，采用“天地一體化”動態監管體系進行監管，對風電場施工前、施工中和施工后的“天地一體化”的影像圖進行解譯。結果顯示：邊坡面積隨著時間的推移呈現3種變化趨勢：一是邊坡隨著時間的變化，邊坡逐漸消失；二是邊坡流失范圍進一步擴大；三是邊坡面積基本維持原狀。

關鍵詞：天地一體化；水土流失；風電場；邊坡

中圖分類號：S157 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

電力工程通常橫跨地域廣，監管工作量大，所經地貌單元復雜，在高原、山地等區域水保監管存在難度[1-2]。因此，亟需引入“天地一體化”監管新思路來加強“事中”“事后”水保內部監管[3-4]。以南方某風電場工程為研究對象，基于“天地一體化”動態監管的思路對山地風機工程邊坡對風電場施工前、施工中和施工后的“天地一體化”的影像圖進行研究，詳細分析其水土流失特征，為山地電力工程預防水土流失提供重要的依據。

1 項目區的概況

南方某風電場共有風機38座，位于一條山脊上，該區域屬于低山地貌，高程在400～940 m之間，風機位山體相對高差一般在200～600 m之間，形態特征為西北—東南走向的黎長分水嶺山脊。山頂植被不易生長發育，以低矮灌木及雜草為主。工程路徑見圖1。

2 研究方法

2.1 遙感影像前期調查

對遙感影像進行處理，主要包括輻射校正、幾何校正和幾何精校正等。將前期收集的風機坐標信息、道路信息、邊坡面積進行矢量化，與遙感影像采用相同坐標系統和投影方式，確保矢量文件與遙感影像相匹配[5]。

2.2 無人機信息采集

信息采集設備采用大疆精靈4Pro。拍攝相機采用無人機自帶的相機，航線規劃采用DJI GSpro IOS系統地面站。無人機采集的現場信息，通過Pix4Dmapper軟件進行處理。通過GIS軟件對無人機采集的現場數據進行解譯，分析計算邊坡流失面積。

2.3 人工現場調查復核

遙感與無人機信息采集都存在一定的局限性，部分流失區域單從影像上難以判別，需人工進行現場調查復核，記錄現場情況，確保數據真實可靠。

3 結果與分析

3.1 風機工程邊坡流失面積的計算

風電場2018年建成之初共有邊坡104處，2020年共有邊坡65處。2020年較2018年邊坡面積增加的邊坡共有37個，占總邊坡的35%；面積減少的邊坡共有69個，占總邊坡的65%。2020年較2018年的邊坡面積總體上呈減少的趨勢。

3.2 典型邊坡流失面積的變化趨勢分析

3.2.1 邊坡流失面積恢復的風機工程

2016年，F1風機尚未開始施工前所在的位置在一片低矮灌木和雜草中，無裸露地表（圖2a）。2018年，F1風機已基本完成施工時有一片長方形的裸露的地表，裸露面積為4 944 m2（圖2b）。2020年，F1風機已完成施工兩年后該長方形裸露地表已基本消失（圖2c）。

2016年，F2風機基礎尚未開始修建，道路已經開始修建，造成邊坡裸露面積為4 645 m2（圖3a）。2018年，F2風機已基本完成施工時有一片扇形的裸露的地表，裸露面積為4 678 m2，較2016年面積增加了33 m2，面積相差率為0.7%（圖3b）。2020年，F2風機已完成施工兩年后，裸露面積為2 403 m2，較2018年面積減少了2 275 m2，面積相差率為49%（圖3c）。

3.2.2 邊坡流失面積擴大的風機工程

2018年，F3風機已基本完成施工時有一片類似“V”形的裸露的地表，裸露面積為12 632 m2（圖4b）。2020年，F3風機已完成施工兩年后，該“V”形裸露地表的面積向右側擴展，裸露面積為18 917 m2，較2018年面積增加了6 285 m2，面積相差率為50%（圖4c）。

2018年，F4風機已基本完成施工時有一片類似葫蘆形的裸露的地表，裸露面積為2 680 m2（圖5b）。2020年，F4風機已完成施工兩年后，該葫蘆形裸露地表的面積向左側擴展，裸露面積為4 989 m2，較2018年面積增加了2 309 m2，面積相差率為86%（圖5c）。

3.2.3 邊坡流失面積變化較小的風機工程

2018年，F5風機已基本完成施工時有一片類似三角形的裸露的地表，裸露面積為1 610 m2（圖6b）。2020年，F5風機已完成施工兩年后，該三角形裸露地表的面積變化較小，裸露面積為1 646 m2，較2018年面積增加了36 m2，面積相差率為2%（圖6c）。

2018年，F6風機已基本完成施工時有一片類似三角形的裸露的地表，裸露面積為5 100 m2（圖7b）。2020年，F6風機已完成施工兩年后該三角形裸露地表的面積變化較小，裸露面積為4 955 m2，較2018年面積減少了145 m2，面積相差率為-3%（圖7c）。

3.3 風機工程邊坡流失面積變化原因分析

3.3.1 邊坡流失面積恢復的風機工程

F1、F2風機邊坡形成的原因主要是風電場建設期間施工單位傾倒土方。后期建設單位對邊坡進行種植土回填、植物措施護坡、修建道路排水溝等。經過兩年的時間，F1風機邊坡大部分區域植被恢復，F2風機邊坡已有近一半區域恢復原有的地貌。

3.3.2 邊坡流失面積擴大的風機工程

F3、F4風機邊坡形成的原因主要是風電場建設期間施工單位傾倒土方。后期建設單位雖對邊坡撒播草籽，但由于邊坡的坡度較大，雨水漫過路面，對坡面進行沖刷，經過兩年的時間，使得右側邊坡水土流失范圍進一步擴大。

3.3.3 邊坡流失面積變化較小的風機工程

F5、F6風機邊坡形成的原因主要是風電場建設期間施工單位傾倒土方和雨水沖刷。后期建設單位對邊坡進行撒播草籽、修建道路排水溝、修筑護腳墻等，但該區域坡面均為大塊碎石和巖石，表面已無適合植物生長的種植土，邊坡流失的面積幾乎保持不變。

4 結論

（1）2020年較2018年邊坡面積增加的邊坡共有37個，占總邊坡的35%，面積減少的邊坡共有69個，占總邊坡的65%。2020年較2018年的邊坡面積總體上呈減少趨勢。

（2）邊坡面積隨著時間的推移呈現3種變化趨勢：一是邊坡隨著時間的變化，植被得到恢復，邊坡逐漸消失；二是邊坡由于坡度大、雨水沖刷等原因，流失范圍進一步擴大，水土流失相較于原來擴大了近1倍；三是邊坡坡面均為大塊碎石和巖石，表面已無適合植物生長的種植土壤，基本維持原狀。

參考文獻

[1] 姜德文，亢慶，趙永軍，等.生產建設項目水土保持“天地一體化”監管技術研究[J].中國水土保持，2016（11）：1-3.

[2] 黃來，陳劍，劉順成，等.“天地一體化”監管體系在輸變電工程環水保核查中的應用[J].礦產勘查，2020，11（5）：1073-1078.

[3] 陸斌，曹偉剛.空天地一體化技術在某電站水土保持監測中的應用[J].海河水利，2022（3）：91-93.

[4] 賈會會，薛建志，郭利召，等.“空天地”一體化技術在采空區形變監測中的應用[J].中國地質災害與防治學報，2023， 34（3）：69-82.

[5] 王瑞秀.風電建設項目水土流失防治研究[J].山西水土保持科技，2020（4）：40-42.

作者簡介：蔣李亞（1972—），男，江西南昌人，高級工程師，主要從事電力開發建設、電力系統分析和研究。