铁岭柴河水库光伏电站主体工程水土保持分析与评价

(辽宁省柴河水库管理局有限责任公司，辽宁 铁岭 112000)

1 项目概况

铁岭柴河水库15MW渔光、农光互补光伏发电项目属于光伏发电类项目，位于辽宁省铁岭县柴河水库坝下北侧，地理坐标为东经123°57′，北纬42°29′，场区海拔高度70～110m。本期规划容量为15MWp，光伏电站等级为Ⅱ级，光伏阵列支架结构安全等级为二级，结构重要性系数为1.0。升压站建(构)筑物安全等级为二级，工程年均发电量1792.63万kW·h。主要建设内容：光伏列阵区共建设15个光伏逆变升压单元，每个逆变升压单元由1套逆变器房与1台1100kVA、10kV箱变组成；逆变升压单元通过集电线路，经综合配电室升压后接入输电线路。工程主要包括升压站、光伏阵列区、箱变逆变区、检修道路、施工生产生活区、输电线路。项目总占地面积33.26hm2，占地类型为鱼塘、疏林地、旧路及建设用地。本项目总挖方4768m3，总填方4768m3，不产生弃土弃渣；其中，表土剥离1543m3、表土回填1543m3。

2 主体工程水土保持分析与评价

2.1 主体工程选址(线)水土保持制约性因素分析与评价

工程所在地铁岭县，属于东北漫川漫岗水土流失重点治理区及辽北漫川漫岗水土流失重点治理区。该工程未处于泥石流易发区、崩塌滑坡危险区以及易引起严重水土流失和生态恶化的地区；未涉及全国水土保持监测网络中的水土保持监测站点及重点试验区；未处于重要江河、湖泊以及跨省的其他江河、湖泊水功能一级区的保护区和保留区以及水功能二级区的饮用水源区；未经过环境敏感区域。项目位于柴河水库坝下，不属于柴河水库水源保护区范围。从水土保持角度分析，该工程所在地铁岭县虽属于东北漫川漫岗水土流失重点治理区及辽北漫川漫岗水土流失重点治理区，但通过采用水土流失防治一级标准实施水土保持措施，优化施工工艺，减少地表扰动和植被损坏范围，可有效控制可能造成的水土流失。综上所述，该项目建设不存在水土保持制约性因素。

2.2 主体工程方案比选的水土保持评价分析

项目选址于坝下北侧主要是考虑能够有效利用现有地形，降低成本，而且地势开阔，交通便利，可减少项目对周边环境造成的影响。在施工过程中建设单位应严格做好水土保持措施，将对附近村庄和河流的影响降到最小。该项目选址无其他制约性因素，故主体设计推荐该项目选址方案，不进行方案比选。

2.3 推荐方案的水土保持分析评价

2.3.1 工程占地分析评价

该项目占地总面积33.26hm2，其中永久占地33.25hm2、临时占地0.01hm2。光伏阵列区占地面积28.93hm2；箱变逆变区占地面积0.03hm2；检修道路占地面积2.87hm2，升压站占地面积0.41hm2，施工生产生活区占地面积1hm2，输电线路区占地面积0.02hm2，占地类型为鱼塘、疏林地及建设用地，该工程涉及的升压站及线路建设用地均为铁岭辽水光伏发电有限责任公司自有土地，无须办理土地审批手续。光伏电站施工活动均在光伏电站围栏内进行，施工临时建筑均建设在永久占地内空地，不再增加临时扰动占地。从水土保持角度来说，达到了土地集约化使用和利用最大化，满足水土保持要求。

2.3.2 土石方平衡分析评价

该项目总挖方4768m3，总填方4768m3，无借方和弃方，土石方达到平衡(见表1)。

表1 表土平衡详情

2017年5月，该项目开工建设，2017年9月，全部建设完成，施工前进行表土剥离并进行有效防护，电缆沟、逆变箱等基础开挖做到分段开挖、防护、及时回填，挖方临时堆存于各区内，然后进行回填或者道路填筑。检修道路分布于光伏阵列区内部及边缘。主体工程考虑了电缆沟占地范围，箱变逆变、升压站、输电线路占地范围的表土剥离及覆土，有效保护了表土资源，建设期对其临时堆存增加防护措施。主体工程土石方挖填、利用、调配合理，符合水土保持要求。

2.3.3 工程施工组织分析与评价

项目区的总平面布置尽可能做到永久、临时相结合，将整个光伏电站划分为光伏阵列区、箱变逆变区、升压站区、检修道路区、施工生产生活区。将光伏阵列区、集电线路和箱变逆变区分成两个集电单位，分批安装、调试，这样既可以提高施工效率，也可以保障光伏电站分批提前投入商业运行。光伏支架基础施工包括农光互补光伏阵列区光伏支架基础施工及渔光互补光伏阵列区光伏支架基础施工，农光互补光伏阵列区光伏支架基础采用钢筋混凝土预制桩基础，渔光互补光伏阵列区光伏支架基础采用预制管桩基础。两种基础施工对地面扰动小，避免了基础开挖造成的水土流失，有利于水土保持。

综上所述，主体的施工组织基本合理，在施工中要注意以下问题：场内道路在铺设中根据总体布局，优化场内道路布局，尽量少占地；优化场内道路修建时土石方的调运，尽量做到调运方就近铺筑道路；合理规划施工工序，尽量减少临时占地面积，缩短临时占地使用时间，减少施工对建设区域外的影响；尽量避免工程施工中车辆、人员对征占地区域外的扰动，减少对周边的影响。

2.3.4 主体设计中具有水土保持功能工程的分析评价

光伏场区主体设计在场区北侧结合鱼塘规划，建设渔光互补光伏发电列阵，在场区东侧建设农光互补光伏发电列阵，在场区南侧即水库坝下平地建设光伏阵列，阵列下方撒播草籽绿化。在不影响采光的前提下，设计采用三叶草进行绿化。此外，该工程施工期间处于雨季，该方案增加对本区表土及心土挖方的防护，采用装土编织袋挡墙并苫盖彩条布的方式。该项目大部分为规划鱼塘，鱼塘周围布设道路，不需布设排水设施。现有道路一侧及场区东侧有排水设施，该方案分析原有排水方式可满足光伏阵列场地排水要求，故不新增排水沟。

升压站区主体设计在升压站周围栽植乔灌木绿化，绿化面积0.09hm2，有利于水土保持。该方案补充了堆土防护措施。主体设计在升压站两侧布设浆砌石排水沟，排水沟长度108m，采用梯形断面，下底宽0.5m，深0.5m(其中安全超高0.2m)，边坡比1∶1， 浆砌片石厚度0.3m，沟底比降0.001。

排水沟排水能力验算如下：

根据《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433—2008)，最大洪峰流量按下式计算：

Qm=0.278kiF

式中Qm——最大洪峰流量，m3/s；

k——径流系数，取0.6；

i——最大1h降雨强度，mm/h；

F——集水面积，km2。

根据《灌溉与排水设计规范》(JTG/T D33—2012)，升压站外侧径流系数取k=0.6；根据地形情况，升压站集水面积约0.003km2，降雨强度i=54mm/h，计算设计洪峰流量QB为0.027m3/s。

排水沟过流量验算公式为

Qmax=A·CRi

式中Qmax——最大过流量；

A——排水沟过水断面面积；

i——排水沟沟底比降(1/1000)。

考虑施工方便情况下，先初拟排水沟断面尺寸。将按明渠均匀流公式初拟的断面尺寸下排水沟的最大过流能力Qmax与设计流量QB比较，当Qmax/QB≥1.05时，初拟断面合理，否则重拟断面再计算，直至满足要求。

超高0.2m，上底宽1.5m，下底宽0.5m，深0.5m，坡比1∶1时，通过水力演算，A=0.24m2，n=0.025，C=30，R=0.179m，Qmax=0.09m3/s>0.027m3/s，经验算，排水沟满足排水要求。

3 工程建设对水土流失的影响分析

建设期的光伏阵列区是新增水土流失量较大的区域，在水土保持措施布设时，应以这个区域为重点。施工过程中严格按照管桩方案进行施工，避免土石方开挖活动。对于其他水土流失相对不突出的区域，也应制定有针对性的防治方案，设置相应的防治措施，以减少施工过程中的水土流失量。箱变逆变区、升压站区以及输电线路区均涉及基础开挖等活动，应加强表土及心土的挖方防护工作，尽量减少因工程建设产生的水土流失。该项目充分利用已有道路，在鱼塘之间布设了较短的新建道路，施工中及时做好碾压工作，避免修建道路产生大开大挖。

4 结 语

主体工程从工程占地、土石方、总体布局、施工工艺等方面看，工程占地合理，施工时序合理，施工布置可行，施工工艺成熟，土石方达到平衡，不存在水土流失问题，主体工程设计基本满足水土保持要求。