风电场的水土保持措施研究——以神池黄花母49.5 MW风电场为例

周晓新

（山西宏志环境工程咨询有限公司）

风电是一种环保清洁能源，近年来发展很快。但在风电场建设过程中，必然会扰动地表，破坏植被与水土保持设施，从而加剧水土流失。本文以神池县黄花母49.5MW风电场为例，应用新技术与切实可行技术，对不同防治分区的水土保持措施进行研究，可供类似工程参考。

1 项目工程简况

山西神池黄花母49.5 MW风电场项目，场址位于神池县北部的管涔山一带，区域范围西起神利线，东至神池县与朔州市交界处，南起辛窑墕，北至利民镇，行政区划属大严备乡管辖，距离县城直线距离10 km。风电场面积约为24 km2，安装33台风机。

2 项目区自然条件

风电场项目区大致呈东北至西南走向，受管涔山和洪涛山余脉走向控制，东高西低，由东向西呈放射状倾斜，主要由低山丘陵、岩台地及山间盆地三大地貌形态构成，以黄土缓坡丘陵区为主体。区域海拔1 750-1 880 m，地势起伏较小。

项目区属北温带半干旱季风气候区，冬季漫长而寒冷，春季干燥且多风，夏季温和无酷暑，秋季凉爽多连雨。根据神池县气象站多年观察资料：年均气温5.0℃，1月最冷平均气温-13℃，极端最低气温-32.1℃，7月最热平均气温19℃，极端最高气温33.1℃，年≥10℃活动积温2 200-2 800℃。年均降水量452.5 mm，主要集中在7-8月，约占年降水量的50%，雨型多属暴雨。年均日照时数2 816.7 h，无霜期110 d。年均风速3.9 m/s，风向以WSW为主，瞬时最大风速29.7 m/s。

项目区的土壤类型主要为山地棕壤和淋溶褐土，其中山地棕壤分布在海拔1 300-1 600 m处，多与淋溶褐土相间分布，阳坡为山地棕壤，阴坡为淋溶褐土。土壤有机质0.87%左右，肥力低下。

项目区为温带半干旱草原植被类型区，天然植被以灌、草为主。灌木种类以沙棘、虎榛子、柠条等为主，呈不连续的片状分布；草本以旱生的针茅等禾草类、蒿类及菊科植物为主。人工林树种主要有杨树、油松等，生长状况良好。整体植被覆盖率约30%。

3 风电场的水土保持措施布局

根据本风电场的自然条件，我们对扰动较强烈区域的适宜水土保持措施进行了布局研究与设计。

3.1 风机箱变区

3.1.1 边坡植生袋防护

据现场调查，本项目的33台风机所处的边坡范围为2-10 m，其中，3#-4#、6#-10#、12#、15#-19#和28#等11台风机的边坡＜3 m，其余23台风机的边坡均≥3 m。对＜3 m的风机边坡，直接栽种植物进行植被恢复。对≥3 m以上的风机边坡，宜在周围布设植生袋护坡。植生袋规格：长70 cm×宽30 cm×高18 cm，绿色袋装，袋内草籽种类为披碱草，装土后的单袋有效体积为0.038 m3。

设计植生袋采取贴坡方式进行边坡防护，贴坡前对风机挖填边坡进行整理，要求坡度为≤1∶1，坡面连贯无凹凸不平现象，平台周围无临时堆渣。根据现状调查，设计对13#、26#、32#等3台风机的下边坡植生袋贴坡防护高度为1 m，植生袋填筑6层，堆筑时层间错开，护坡长168 m，共使用植生袋1 440条，装土54.43 m3。设计对1#、2#、5#、11#、14#、20#-23#、25#、27#、29#-31#、33#等15台风机的下边坡植生袋贴坡防护高度为3 m，植生袋填筑17层，护坡长1 149 m，共使用植生袋27 208条，装土1 034.1 m3。

3.1.2 客土回填

经现场踏勘，大部分吊装平台现状地表物质主要为风化岩碎屑和碎石，直接恢复植被极为困难，个别吊装平台虽为土质平台，但土层较薄，目前植被生长效果不佳。为便于恢复灌木植被，针对所有的风机平台直接采取客土回填种植穴，并在穴内铺设无纺布。根据设计要求，灌木客土量0.02 m3/穴。据统计，本项目设计客土回填总量为3550.76m3；无纺布尺寸0.7m×0.7m，共需无纺布9 618.99 m2。

3.1.3 全面整地

风机平台在施工过程中经碾压等施工活动，已被压实，为了提高植被恢复效果，在绿化前要进行全面整地。根据现场对各个风机平台和边坡面积的统计测量，需全面整地面积2.51 hm2。

3.1.4 坡面清渣及干砌石

根据现场调查，大部分风机平台周边边坡散落有施工期间的碎石，需对碎石进行集中清理，将其集中码放在各风机机位的边坡坡脚，以确保安全稳定。据统计，共需清理、砌筑碎石680 m3。

3.1.5 铺设六棱植草砖

设计对箱变基础（3.5 m×4 m）周边1 m范围内、箱变与风机塔筒之间铺1.5 m宽的巡检道路，宜采用铺设空心六棱植草砖方式进行防护。通过现场测量，单个箱变周围铺设面积为19 m2；箱变与风机塔筒之间的巡检道路，铺设范围由箱变六棱砖铺设边界至塔筒基础碎石覆盖边界处，长4 m，宽1.5 m，面积为6 m2；这样计算，单座风机箱变区域需铺设空心六棱植草砖25 m2。空心六棱植草砖规格尺寸：长×宽×高为400 mm×200 mm×65 mm，12.5块/m2，0.005 2 m3/块。33座风机平台共需空心六棱植草砖9 711块，合50.5 m3，铺砌后在空隙处种草。

3.1.6 植被恢复

（1）风机平台。宜采用撒播种草方式进行恢复植被，草种为披碱草，选用一级优良草种，播种量200 kg/hm2。据调查统计，风机平台植被恢复面积为1.08 hm2，共需草种215 kg。

（2）风机平台边坡。根据现场查看情况，除10#-12#、15#-18#、24#、27#等9个平台无上边坡外，剩余24个平台均有上边坡。设计对平台上边坡采取坡脚密植2行柠条措施，柠条选择高0.6 m、口径×高度为10 cm×10 cm的营养钵苗，每穴栽植3株，株距0.5 m，行距1 m，需整地挖穴3 372个，共栽植柠条10 116株。

对高度小于3m的风机平台边坡及植生袋护坡挡护范围以上的边坡，设计采用栽植柠条恢复植被。苗木规格同上，栽植行距1 m，株距1 m，初植密度10 000株/hm2。据调查统计，风机平台边坡植被恢复面积为1.43 hm2，需整地挖穴14 300个，栽植柠条14 300株。

3.2 交通道路区

3.2.1 植生袋防护

据现场调查，本项目检修道路部分路段开挖产生上下边坡，设计对≥3 m以上的边坡布设植生袋护坡，＜3 m的直接进行植物工程建设。植生袋规格与码放同风机箱变区，据调查统计，共需用植生袋164 463条，装土6 249.60 m3。

3.2.2 浆砌石挡墙

设计对风电场内检修道路较高、较陡的上边坡，采取浆砌石挡墙防护措施。挡墙断面尺寸：高度H=4 m，顶宽b=0.67 m，基础台阶高度hj=0.5 m，基底逆坡高度hn=0.36 m，基础台阶宽度bj=0.21 m，基底宽度Bd=1.79 m，墙背倾斜度m2=0.25，基底逆坡坡度n=0.20。共计挡墙长度1 306 m，需开挖土方2 964.62 m3，回填土方1 371.30 m3，浆砌石5 890.06 m3。

3.2.3 排水设施

（1）排水沟。据现场全面调查，检修道路部分爬坡、转弯路段易形成汇水，应当完善排水系统。设计对爬山路段靠近山体一侧，设浆砌石排水沟。排水沟采用矩形断面，规格尺寸为宽×高=0.4 m×0.4 m，壁厚0.3 m。排水沟靠山体侧增加碎落台及拦挡，拦挡高度0.4 m，宽0.3 m，碎落台宽0.3 m。在碎落台可覆土种植柠条。经核算，共需建排水沟6 708 m，土方开挖4 695.6 m3，浆砌石4 302.36 m3。

（2）混凝土涵管。根据现场调查，本项目涉及过路排水出口6处。设计对过水路面采用埋设钢筋混凝土涵管方式进行防护。涵管规格：内径d=600 mm，管壁直径d1=800 mm，单管长L=2 000 mm。共需埋设涵管14根。

（3）消力池。在排水沟和涵管末端布设消力池，采用矩形结构，断面尺寸为长×宽×深=1.5 m×1.2 m×0.6 m，壁厚0.3 m，M7.5水泥砂浆砌MU40毛石，M10水泥砂浆勾缝。另外，在消力池下游1.0 m范围内铺砌块石，厚30 cm，以加强抗冲刷能力。共布设消力池11处，需开挖土方22 m3，浆砌石27.72 m3。

3.2.4 客土回填与砌石

针对道路边坡部分绿化区域地表物质主要为风化岩，不能直接恢复植被，设计采用客土回填方式种植灌木，并在坑内铺设无纺布。根据要求，灌木覆土量0.02 m3/穴，共需覆土2 375.83 m3，无纺布51 919.01 m2。部分道路边坡因施工散落有碎石，需对其进行清理，集中码放在坡脚，共需清理、砌筑碎石1 153 m3。

3.2.5 植被恢复

根据现场踏勘，设计完善除植生袋护坡挡护范围以外的检修道路上下边坡，布设栽植柠条灌木恢复植被。苗木规格同上，共需植被恢复面积10.60 hm2，整地挖穴105 957个，每穴1株，栽植柠条105 957株。

3.3 输电线路区

3.3.1 全面整地

输电线路区需整治区域，主要包括塔基施工区及施工便道。据调查，本风电场输电塔基多布置在坡度平缓区域，扰动面积不大，测算全面整地面积0.46 hm2。

3.3.2 客土回填与干砌石

对于输电塔基为风化岩地表，针对灌木绿化，采用客土回填，0.02 m3/穴，共需客土量156.30 m3。部分塔基周边，需清理干砌碎石538 m3。

3.3.3 植被恢复

根据实际情况，输电线路扰动范围的植被恢复宜采用两种方式：一是撒播种草。草种选择披碱草，单位用种量200 kg/hm2，撒播面积0.46 hm2，需草种92.14 kg；二是栽植灌木。树种选择柠条，要求采用营养钵苗，株高≥60 cm，行距1 m，株距1 m，穴状整地，共栽植柠条7 815株。

4 结语

上述水土保持措施布局，未考虑升压站区和施工生产生活区。升压站区主体设计标准较高，边坡防护、地面排水、站场绿化等水土保持措施或具有水土保持功能工程考虑较周全，不需要新增水土流失防治措施；施工生产生活区布设集中，占地面积很小，且多为平地，建设完工后只需要拆除生产生活设施并恢复原有土地利用状况即可。但对风机箱变区、交通道路区和输电线路区，主体设计中基本未考虑或极少考虑水土资源防护问题，故将其作为重点，研究布局了水土保持措施体系，这样就能达到建设项目有效防治人为水土流失的目的。在本次水土保持布局与设计研究中，采用了过去不常用的边坡植生袋、客土回填、铺六棱植草砖、防冲消力池等措施，也属创新，对于建设生产项目区的生态治理与恢复，具有重要意义，可为同类项目提供参考借鉴。