丘陵区山地风电工程水土流失原因分析

李红军，张新和，王 建，刘爱青（广东省水利水电技术中心，广东 广州 510000）

丘陵区山地风电工程水土流失原因分析

李红军，张新和，王 建，刘爱青
（广东省水利水电技术中心，广东 广州 510000）

南方丘陵区以水力侵蚀为主，且多种侵蚀形式并存。文中以现场调查和水土保持监测资料为依据，在分析丘陵区山地风电工程特殊的施工工序、施工工艺的基础上，针对其水土流失发生的原因，提出相应的防治建议。

风电工程；水土流失；南方丘陵区

0　引言

虽然风力发电是一种新型绿色清洁能源，但是山地风电场风机布置基本沿山顶和山脊线实施，风电场建设过程中，进场道路、场内道路、送出线路以及风机基础等基建工程施工，不可避免地对山体表土、植被产生破坏，对原有生态环境和山体景观带来极大的干扰，也极易造成大量的水土流失。

1　水土流失特点

1）以水力侵蚀为主，多种侵蚀形式并存。山丘区风电工程选址的首要条件是必须要有丰富的风能资源，70 m高空年平均风速要大于6.0 m/s，一般情况下近地面风速要大于4.0 m/s［3］。工程建设期间，风机基础开挖、安装场地平整、施工（检修）道路施工等形成大量临时堆土和弃渣，高强度、大范围地扰动地表，破坏地表原有结构和植被，导致地表大面积裸露，遇强降雨，在无任何防护措施的条件下极易造成大量的水土流失。此外，风电机组布设区域一般都山高坡陡，所处位置的海拔在同一区域内相对较高，施工（检修）道路修建、安装场地平整等环节如果防护不到位，在重力的作用下，土石容易沿山坡滚落而下，掩埋工程建设范围外的植被，且松散的坡面填土容易产生崩塌或滑坡等。因此，风电工程水土流失类型为水力侵蚀与重力侵蚀兼而有之，面蚀、沟蚀等多种侵蚀形式并存［4］。

2）施工作业面分散、扰动地表面积大。风电工程是点线结合的生产建设项目，其形成的扰动地表模式是施工（检修）道路、集电线路、风机基础、升压站、弃渣场等。山丘区风电工程风机布置分散，基本沿山脊或山顶布置，施工过程中，扰动点位多，地表扰动面较分散，造成山丘“秃顶”；从扰动区域来看，施工（检修）道路区扰动地表面积，占总扰动面积的50%～70%左右；从扰动地表性质看，以临时占地为主，约占总扰动面积的70%～80%；由于风电工程场址区域自然植被一般均较好，工程建设损坏的水土保持设施面积，通常占到整个扰动地表面积的70%～90%。

3）水土流失主要集中在土建期而且具有时段性。

另一方面，风电工程建设周期相对较短，一般为8—12个月，但都要经历一个雨季。对于南方地区，水土流失的侵蚀能力以降雨为主，在雨季（4—10月份），特别是降雨集中且暴雨频繁的季节，施工区域面蚀、沟蚀等水力侵蚀大量发生；而11-3月份的旱季，发生水蚀情况较少，但由于地表松散物质干燥，在风力作用下易产生扬尘等现象，影响区域环境质量。

2　水土流失影响因素分析

风电工程在建设过程中造成水土流失的原因主要包括自然因素和人为因素；自然因素是造成水土流失的潜在因素，主要包括地形、地貌、降雨、植被及土壤等；人为因素是造成水土流失的主导因素，包括开挖、堆填、碾压和土石方转运等。

山丘区风电工程场址区域地形复杂，地貌类型多样，原生植被覆盖率较高，自然水土流失基本在容许范围内，但在人为因素的影响下，原有植被遭到破坏，在南方强降雨作用下，易造成水土流失。因此，风电工程施工对地表的扰动和破坏，是造成水土流失的主要原因。

1）根据现场调查，风电工程建设周期基本为1年，在建设过程中，风机和箱变基础开挖回填、安装场地平整、施工（检修）道路开挖填筑、集电线路电缆沟开挖回填或架空线路塔基基础开挖、升压站修建、临时堆土场堆置表土、弃渣场堆置弃渣等各项施工、建设活动，使地表植被遭到破坏、局部地表坡度加大、土体结构松散，改变了外营力与土体抗蚀力之间的自然相对平衡，在外营力作用下，诱发、加剧了水土流失，是造成工程水土流失的主导因素。影响水土流失的因子见表1。

表1　山丘区风电工程建设可能造成水土流失的影响因素分析表

2）山丘区风电工程主要建设于山梁和山脊上，沿线地形坡度较陡，风机基础及安装场地、施工（检修）道路、升压站等基本为半挖半填形成，易形成较大的挖填边坡，再加之坡面的不稳定性，在防护措施不足或者护坡植物未完全覆盖时，坡面裸露，水土流失严重。

3）风机基础和箱变基础的土方开挖、临时堆土场堆置的表土、弃渣场堆置的弃渣，若防护不当，极可能滑落至下边坡，掩埋植被、影响山溪局部区域水质；在堆放过程中受降雨和地表径流冲刷，易造成大量的水土流失。

4）风电施工弃渣量较大，且弃渣分散，对于弃渣的处理，部分工程施工中直接就地堆放在边坡或沟道内，由于缺少临时拦挡、苫盖措施以及施工后期的植被恢复措施，水土流失现象严重。

3　几点建议

1）因地制宜，优选防治措施。风电工程施工期的水土保持措施应以防治水力侵蚀为主要目标，施工期以临时措施、工程措施为主，施工结束区域及时恢复植被，减少裸露时间。

2）合理布置渣场，减小弃渣运距。风电工程弃渣主要来源于施工（检修）道路，由于线路沿山脊和山坡布置，致使工程建设弃渣收集、运输不便，渣场选址受地形制约明显，应合理规划渣场数量，减小渣场征占地和弃渣运距；渣场选址应尽量靠近道路，减少渣场上游集雨面积，减小防治工程量。

3）加强施工组织设计审查管理。主体监理在进行施工组织设计审查时，应当提高水土保持法律意识，在施工组织设计审查时，注意相关法律对施工（检修）道路施工区域的水土流失治理措施要求和工序要求，明确要求施工单位在施工组织设计中具有完善的前期水土流失防治措施和管理措施后方可施工，避免施工（检修）道路施工形成大面积“溜渣”现象发生，充分发挥“预防为主”的水土流失治理理念。

4）坚持水土保持“三同时”原则。水土保持措施布设不完善或滞后，是造成水土流失的重要原因。通过实地调查来看，大部分风电工程的水土保持措施较主体工程施工的晚，而且往往是已经造成了较为严重的水土流失之后，才采取措施治理，特别是施工（检修）道路工程路基开挖填筑后，地表裸露，受雨水冲刷强烈，坡面出现细沟、深沟侵蚀，不仅影响了周边的环境，同时，对工程建设本身也带来了一定的困难。

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2016-04-20