山地风电场弃渣场选址与设计探讨

温林子

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

0 引 言

目前，我国风电开发依旧保持迅猛的发展势头，根据风电发展“十三五”规划，到2020年底，风电累计并网装机容量达到2.1亿kW以上，风能作为清洁能源将是未来一段时间新能源发展的重点。从现有的开发技术和经济性看，风能开发具有一定的优势。随着风电机组国产化进程加快，风电机组的价格将进一步降低，风电的竞争力将进一步增强。开发风电是降低国家石化资源消耗比重的重要措施，有利于改善能源结构，促进经济的可持续发展。

然而风电建设过程中存在弃渣问题，由于山地风电场工程土石方开挖量大，弃渣量大，若处理不当，容易导致水土流失，环境遭受破坏等问题，影响风电场行业的可持续发展，因此，选择合理的弃渣场位置、对弃渣场采取有效的处理措施显得尤为重要。

1 弃渣场选址原则

风电场弃渣场位置的选择主要考虑以下方面：

(1)应结合工程实际和项目区水土流失现状，因地制宜、因害设防、防治结合、全面布局、科学配置。

(2)减少对原地表和植被的破坏，合理布设施工场地，同时对砂石料、弃土采取分类集中堆放。

(3)在施工弃渣过程中减小渣土的运距，节约施工费用，做到切实经济可行。

(4)避开居民点、公路、重要建构筑物及环保敏感点。

(5)根据地质情况，判定渣场的地质稳定性，同时考虑堆渣后的稳定性。

2 弃渣特点

(1)弃渣量大。风资源丰富区域一般位于山顶或山脊处，风机吊装平台的平整工程将产生大量弃渣。同时，在风电场道路施工中，不可避免产生大量的弃土弃渣。

(2)选址困难。山地风电场所处地形起伏大，地面坡度较大，沟道狭窄、地质构造复杂，沟道汇水面积大，弃渣场选址较为困难。

(3)水土流失危害较大。山地风电场工程弃渣的特殊性，决定了其危害性。一方面，弃渣堆放压盖了原有植被，而且渣体松散，破坏原有坡面稳定性和原有生态景观。另一方面，在工程建设过程中，大量弃渣若不注意防护，则可能在暴雨洪水的作用下形成坍塌，甚至可能会产生泥石流灾害，对渣场下游居民区和公共设施的安全构成威胁。

(4)植被恢复难度大。山地风电场区域植被覆盖良好，但由于建设过程施工活动改变了原有地形地貌，改变了土壤结构，破坏了原有植被，适合植被生长的腐殖层表土易流失，植被恢复难度增大。

(5)水土流失严重。山地风电场主要水土流失时段主要集中在施工期，弃渣场区是水土流失防治重点区域之一。弃渣场水土流失特点呈点状，水土流失类型属水力侵蚀范畴，以面蚀为主，在部分地区兼有沟蚀。因此，风电场工程弃渣应合理堆放，确保堆渣稳定，并采取适当水土保持措施进行有效防护。

3 弃渣场的防护设计

把弃渣场看成各自独立的系统，堆渣体作为主要建筑物，周边排水、挡渣设施等为次要永久建筑物，堆渣前在各渣场沟口布置挡渣墙、周边布设排水设施，堆渣完毕后，对渣面采取植物措施进行防护，以确保各渣场的稳定，减少水土流失，避免对渣场下游造成危害。弃渣场防护遵循“先拦后弃，集中堆放”的原则。根据各渣场容量、堆渣高度、可能对周边环境造成的危害等情况，本着经济合理和安全可靠的原则，分别确定各渣场的建筑等级，从而确定建筑物的洪水标准和整体稳定要求。在堆渣前先行施工截水沟及挡渣墙，截水沟及挡渣墙施工完毕后方可进行堆渣。堆渣应先上游后下游，同一区域堆放要“中间高、两边低”，以利于排水，在前一段区的渣料堆放达到设计高程时，即实施相应的水保措施，然后再进行下一区域堆渣，以免弃土裸露时间过长，造成大的水土流失。

4 工程案例分析

4.1 风电场的基本情况

贵州某风电场装机容量为48 MW，拟安装24台单机容量为2 000 kW的风电机组。场址区总体呈近北东向展布，长约11 km，宽约2 km，场址面积约29.6 km2，场区大部分地区海拔高程在900～1 370 m之间，相对高差大，地形复杂，地貌总体属侵蚀、溶蚀中低山～低中山地貌，该风电场属典型的山地风电场。

该风电场工程土石方开挖量主要来源为场区场内道路、吊装平台、风机基础、升压站等区域。为节约投资，主线、支线道路及吊装平台施工尽量保持挖填平衡，多余的挖方按弃渣处理。土石方挖填平衡成果表见表1。

表1 风电场土石方挖填平衡成果

该风电场工程土石方开挖总量为73.92万m3，回填总量为37.61万m3，弃渣量为36.31万m3，对平衡不掉的土石方，考虑在风电场内设置弃渣场堆存，弃渣场需进行排水措施设计与绿化，以防止水土流失。

4.2 弃渣场布置情况

风电场弃渣场布置以“分散弃渣、相对集中、安全稳定、便于运弃”为原则，在该风电场整个区域布置了4个弃渣场，以满足风电场弃渣的需要。1号弃渣场位于5号风机的东北面约140 m，2号弃渣场位于13号风机的北面约190 m，3号弃渣场位于14号风机的西北面约330 m，4号弃渣场位于20号风机的北面约240 m，占地类型主要为荒草地。弃渣场位置如图1所示。

通过Civi 3D软件计算得出1号弃渣场容量约14.26万m3，2号弃渣场容量约11.5万m3，3号弃渣场容量约9.78万m3，4号弃渣场容量约4.07万m3，4个弃渣场总容量约39.61万m3，根据土石方挖填平衡成果表，该风电场总弃渣量约36.31万m3，由此可见，容量能满足风电场弃渣需求。

4.3 施工要求

(1)弃渣场弃渣前需清除原植被，对地面进行整平清除表层不少于50 cm的软弱土层，斜坡地段要顺坡面挖台阶，台阶宽度不小于2.0 m。

(2)弃渣填筑边界边坡坡率不得陡于1∶2，分级平台不得小于2 m，弃渣场最大填筑边坡高度不得大于30 m，坡面可进行铺土种草绿化。

图1 弃渣场位置示意

(3)渣场周边砌筑浆砌片石截水沟，截水沟排水坡度大于15%时，需设置跌坎，跌坎高0.3～0.6 m。

(4)弃渣场表面和边坡采用清淤弃土或清除的地表种植土、表土等覆盖，覆土厚度不少于0.5 m，复耕或撒播草籽、乔灌结合绿化。

5 结 语

随着我国风电建设的加快，风电场建设产生的弃渣及其水土流失造成的环境破坏已经引起高度重视。必须坚持“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的方针，加强风电场弃渣场的科学选址，通过采取有效的工程措施和植物措施，高标准地实现表土保护、排水、弃渣完成后的全面整地和植被恢复，确保风电建设的可持续发展。