定襄风力发电站工程水土保持监测探讨

方 堃

（山西省水土保持科学研究所）

水土保持监测是保障生产建设项目工程防治水土流失和开展水土保持效果检测的有效手段，近年来倍受重视。在项目工程建设实践中，通过动态监测，可以把控水土流失的变化情况，为政府管理部门督促相关企业及时采取有效防治措施，使人为新增水土流失降到最低程度，避免发生严重水土流失事件提供信息支撑[1]。长期以来，化石能源是我国发电项目的主体，随着社会经济发展对电能需求的增长，化石能源消耗量成倍增长，使得区域污染物的排放量已经超过当地的环境承载力，导致一些地区冬春季空气严重污染和雾霾经常发生。为了社会经济持续发展，构建环境友好型社会，开发新的清洁能源，成为必然。

风力发电和光辐发电属新型清洁能源，近年来发展迅速，对改变我国的电力供应结构，保护生态环境与促进区域可持续发展，具有重要的现实意义[2，3]。对于山西这个能源大省来说，开发风力发电项目，不仅可以节省大量化石能源消耗，减少环境污染，还能有效缓解电力紧缺问题，并充分利用当地自然环境条件，实现转型跨越发展，可谓一举多得。本文以山西华电定襄系舟山50 MW 风电项目（以下简称：定襄风电项目）为例，论述水土保持监测在风力发电项目工程建设中的具体做法与效果，以期为国内类似项目工程建设开展水土保持提供科学依据。

1 定襄风电项目概况

山西华电定襄系舟山50 MW 风电项目为新建工程，位于忻州市定襄县南王乡南王村南侧系舟山一带，行政区划属南王乡管辖。场址中心距定襄县城约13 km，地理坐标为东经112°56′42"-113°12′37"，北纬38°20′50"-38°29′53"，风电场范围约为40 km2，海拔高程1 500-2 100 m。

该工程总装机容量为50 MW，升压站等级为220 kV，共安装23 台单机容量为2 200 kW 的风力发电机组，每台机组配一台箱式变压器，23 台风机分别连接在2 条集电线路上，以2 回35 kV 集电线路接入风电场新建的220 kV 升压站35 kV 侧，经升压变压器升压至220 kV 后，以单回220 kV 线路接入系统站并网。

工程主要建设内容包括：新建风力发电机组、箱式变压器、交通道路、集电线路、升压站及附属配套设施。

工程总占地面积31.95 hm2，其中，风机箱变场占地8.08 hm2，升压站占地0.66 hm2，交通道路占地22.21 hm2，输电线路占地0.8 hm2，施工生产生活区占地0.20 hm2。建设工期为12 个月。

项目工程挖填方总量29.44 万m3，其中挖方总量14.72 万m3，填方总量14.72 万m3，挖填平衡无弃方。工程总投资41 173.51 万元，其中，设备及安装工程25 432.19 万元，土建工程为5 115.04 万元。

工程项目区为土石山区，地面坡度35°-60°，植被生长不良，局部基岩裸露。项目区年均气温8.8℃，极端最高气温41.7℃，极端最低气温-29.9℃；年均降水量413 mm，多集中在6-9月，约占年降水量的68%。土壤类型以山地草甸土和灰褐土为主，自然植被类型以灌木和草本为主，阴坡有一定数量的乔木，林草覆盖率约30%。

项目区属山西省重点预防保护区，水土流失防治执行建设类项目一级标准。

2 定襄风电项目监测时段与范围

依照《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008）中的相关要求，监测时段为2017年5月至2018年12月，共计19 个月。定襄风电项目属建设类工程，水土保持监测的重点时段为建设期。根据该项建设工程的特点及水土流失防治分区，将水土保持监测划分为：风机箱变场防治区、交通道路防治区、升压站防治区、输电线路防治区、施工生产生活防治区等五个区。根据主体工程建设情况，将施工中易产生较大水土流失风险的区域作为重点监测区，其余为非重点区域。由于项目建设区坡度较大，在降水集中时段特别容易发生较大规模的水土流失，根据对地表的扰动情况，将水土保持监测的重点区域确定为交通道路防治区。

3 定襄风电项目水土保持监测内容

根据定襄风电项目工程的建设实际，结合《水土保持生态环境监测网络管理办法》及《水土保持监测技术规程》（SL277—2002）的规定，确定该风电项目水土保持监测的主要内容如下：

3.1 水土保持生态环境变化监测

主要包括风电项目区的地形、地貌变化情况，工程建设占地和扰动地表面积，施工中的挖填方数量，整个风电项目占地区域以及周边区域的林草覆盖率。

3.2 水土流失动态监测

定襄风电项目区水土流失动态监测，主要包括：项目建设区的水土流失面积、程度和总量变化，以及对周边区域造成的危害与趋势。具体来说主要包括

4 个方面：

3.2.1 水土流失防治责任范围动态监测

随着工程建设的推进，施工地点、施工范围也在发生着动态变化，从而使得水土流失防治工作的主要范围也在发生变化。所以，在水土流失监测过程中，要对整个项目建设区域进行动态监测。

3.2.2 扰动地表面积监测

在具体监测工作实施中，按照开挖与回填工作面、施工道路、施工生产生活区等占地类型，逐项调查记录扰动地表面积及其水土流失状况。

3.2.3 土壤流失（侵蚀模数）动态监测

监测内容主要针对不同扰动类型区的扰动时期，对土壤流失量进行实时监测，根据监测数据分析计算土壤流失量的变化，掌握其动态，为防治水土流失奠定基础。

3.2.4 水土流失危害监测

由于施工过程中发生水土流失的风险性较高，在具体监测中主要对施工区域进行动态监测，详细调查记录工程施工过程中对周边生态环境造成的水土流失危害及其危害程度。

3.3 水土保持措施防治效果监测

在工程建设中，对实施各类水土保持措施控制水土流失、改善生态环境的作用与效果等进行监测。具体来说，主要从三个方面入手：

3.3.1 工程措施防治效果监测

监测内容以水土保持工程的实施数量与质量为主，调查记录防护工程的稳定性、运行情况、完好程度以及拦渣保土效果等。

3.3.2 植物措施防治效果监测

根据工程建设的施工进程，及时对风电站建设区的林草面积、密度、成活（出苗）、生长情况及覆盖率、扰动地表的林草恢复情况、植物措施的蓄水保土效果等进行及时监测和记录。

3.3.3 临时措施防治效果监测

详细调查记录工程建设过程中实施的临时防护措施类型、数量和质量，特别是临时拦挡措施的拦渣保土、防治水土流失的效果监测等内容。

4 定襄风电项目水土保持监测方法

依照《水土保持监测技术规程》，根据风电建设项目的特点，结合项目建设区的自然环境条件、植被状况和施工情况，以水土流失影响因素、生态环境变化和水土保持措施为主导，确定采用地面定位观测法和场地巡查法相结合的监测方法。

4.1 地面定位观测法

地面定位观测以重点观测对象为目标，在风电项目的建设期，重点对建设场地实施地面观测，观测和记录的主要内容是水土流失及其影响因素变化情况。在坡度较陡或者易发生水土流失的边坡地段，根据需要设置观测场，利用钢钎法进行监测。钢钎数量一般为9 根，长度为1 m，将钢钎沿重力方向插入土体中，钉端与地面保持齐平，以便于监测土壤流失厚度，计算土壤侵蚀量与侵蚀强度。

4.2 场地巡查法

场地巡查一般作为调查监测的一种具体方法，是定位监测的有效补充。根据风电项目工程施工的进度情况，采取定期和不定期巡查的方式进行，每次巡查都要进行详细记录，按照相关要求填写相关记录表，对发现的问题及时进行处理或者上报有关部门解决。

5 定襄风电项目水土保持监测频次

该风力发电项目工程，在建设期实施全面的动态监测。在工程建设进程中，工程施工造成的地表扰动面积、临时水土保持措施等，每隔20 d 监测记录一次；对已经实施的水土保持工程与植物措施以及建设进展，每30 d 进行监测记录一次；项目区水土流失影响因子变化、植物措施的生长状况，在雨季每30 d 监测记录一次；如遇到暴雨或者强风天气时，在其过后进行补充监测；发生严重水土流失事件，在7 d 内完成相关的水土流失情况监测。对于以调查为主的监测项目，在开工前及施工前期、中期、后期和完工期，各进行一次全面的调查监测。

6 定襄风电项目水土保持监测结果

6.1 占地与扰动地表面积

从监测结果来看，该风电建设项目工程总占地面积31.95 hm2，和水土保持方案确定的水土保持责任范围一致。其中，永久占地面积16.54 hm2，临时占地面积15.41 hm2；从占地类型来看，灌木林地8.06 hm2，其他林地1.56 hm2，其他草地22.33 hm2；工程建设中实际扰动地表面积31.95 hm2。

6.2 人为水土流失情况

据定位监测结果，在工程建设过程及运行初期，项目区土壤侵蚀总量为945.95 t，其中，原地表土壤侵蚀量614.46 t，人为新增土壤流失量331.49 t；在工程建设期，项目区土壤侵蚀量为265.54 t，其中，原地表土壤侵蚀量129.48 t，人为新增土壤流失量136.06 t；自然恢复期，项目区土壤侵蚀量为680.41 t，其中，原地表土壤侵蚀量484.98 t，人为新增土壤流失量195.43 t。

6.3 水土保持措施实施情况

从监测结果来看，水土保持工程措施实施情况：干砌石护坡长度5 233 m，干砌石体积2 820 m3；覆土面积8.55 hm2，覆土量34 200 m3；开挖排水沟6 210 m，土方工程量994 m3；浆砌石骨架护坡600 m，浆砌石体积485 m3；全面整地0.20 hm2。

水土保持植物措施实施情况：新增栽植沙棘林面积13.11 hm2，用苗量140 407 株，成活率为98.3%；撒播种草面积4.44 hm2，其中，披碱草4.10 hm2，紫花苜蓿0.34 hm2，出苗率达60%以上；建筑物周围绿化面积0.72 hm2，栽植苗高为1.5 m 的油松5 505 株，爬山虎6 009 株，苗高为0.80 m 的油松357 株。

施工中采取的临时水土保持措施情况：彩条布苫盖面积11 405 m2，编织袋装土砌筑挡护72 m3，拦挡彩钢板200 m2。

6.4 防治目标完成情况

据监测数据计算分析：扰动土地整治率99.87%，水土流失总治理度95.78%，土壤流失控制比0.9，拦渣率95.3%，林草植被恢复率99.76%，林草覆盖率57.18%，各项指标均达到或超过了建设类项目一级防治标准要求。

7 结语

从定襄风电项目的水土保持监测结果来看，该项目的主体工程与水土保持方案实施基本上做到了同步，但是植物措施达到预期目标需要一定的时间，这就使得部分区域存在着一定的水土流失的风险。由于该工程在施工过程中，采取了一定的水土流失临时防治措施，这就大大降低了建设期造成的水土流失的危害。从6 项防治目标来看，各项指标均达到了建设类项目水土流失防治一级标准[4]。在后期各项水土保持措施运行中，建议加强植物措施的管护力度，促进植物健康生长。