风力发电项目水土保持监测实施及结果分析

李迎春

（山西宏志环境工程咨询有限公司山西太原030002）

水土保持监测通过综合应用多种调查、测量方式，对生产建设过程中的水土流失状况进行动态监测，具体包括扰动土地情况、弃土（石、渣）量、水土流失状况、水土保持措施的实施及效果等方面，及时掌握项目施工期水土流失和各项水土保持措施的落实情况，为项目区防治水土流失提供依据，对保护水土资源、创建良好生态环境具有重要作用。“十四五”期间，在国家能源安全新战略的指引下，大力开发利用非化石能源，将有力推动风电等新能源项目的快速发展，但是在风电场建设过程中，风机和箱变基础开挖、吊装场地平整、运输道路挖填施工等项目均会不可避免地扰动原地貌、损坏植被，加剧或诱发水土流失[1]。

积极开展建设项目水土保持监测，准确掌握项目区水土流失及防治状况，促进生产建设单位落实水土保持方案，加强水土保持措施建设，实现开发建设与保护生态环境协调发展，同时，为地方各级水行政主管部门开展生产建设项目水土保持跟踪检查、验收核查等监管工作提供依据。本文以大唐山西新能源有限公司闻喜县后宫乡10 万千瓦风力发电项目为例，论述水土保持监测工作在风力发电项目中的实施情况及其取得的成效，以期为同类项目的水土保持监测工作提供理论与实践依据。

1 项目概况

大唐山西新能源有限公司闻喜县后宫乡10 万千瓦风力发电项目，位于山西省运城市闻喜县后宫乡东部山区的茨庙村境内，场址中心距闻喜县城约25 km，属新建项目，总装机容量100 MW，主要建设内容为：安装2 000 kW 风电机组50 台并配套2 000 kVA/35 kV 箱式变压器，新建220 kV 变电站1 座，新建35 kV 干线线路32 km、支线线路16 km，新建施工道路46.70 km。项目总占地80.02 hm2，其中风机箱变占地14.35 hm2，变电站占地1.24 hm2，施工生产生活区占地1.00 hm2，集电线路占地7.39 hm2，施工道路占地56.04 hm2。项目建设范围内无拆迁及移民安置问题，建设期共动用土石方总量96.98 万m3，其中挖方48.49 万m3，填方48.49 万m3。项目于2015年4月进入施工准备期，2018年8月主体完工，总工期43 个月。

2 项目区概况

项目区属土石山区，气候类型为暖温带大陆性季风，年平均气温12.7℃，年平均降水量485.5 mm，主要集中在6-9月，约占全年降水总量的76%，年平均蒸发量1667.0 mm，≥10℃积温4 247.5℃，无霜期175 d，最大冻土深度48 cm，年平均风速1.90 m/s。项目区属黄河流域涑水河水系，主要土壤类型为碳酸盐褐土，植被类型属暖温带落叶阔叶林带，植被覆盖率较高。项目区土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，原地貌平均土壤侵蚀模数为4 000 t/km2·a，属中度侵蚀区，容许土壤流失量为200 t/km2·a。项目所在运城市闻喜县属于山西省水土流失重点预防保护区，水土流失防治标准执行建设类一级标准。

3 监测时段与监测内容

3.1 监测时段

水土保持监测时段，是反映项目建设全过程的水土流失情况和水土保持动态与效果的时段，对建设类项目而言，水土保持监测时段从施工准备期开始，至设计水平年结束[2-3]，因此，本项目水土保持监测时段为2015年4月—2019年12月。

3.2 监测内容

3.2.1 防治责任范围动态监测

防治责任范围包括项目建设区和直接影响区，其中项目建设区分为永久占地和临时占地，该项目永久占地面积在施工阶段和项目运行阶段保持不变，临时占地面积则随着工程进展有所变化。防治责任范围动态监测，主要是核查建设单位是否超范围使用永久占地、临时占地的情况，临时占地在主体工程竣工验收前必须恢复原貌，根据永久占地、临时占地和直接影响区的面积，综合确定建设期防治责任范围。

3.2.2 弃土（石、渣）动态监测

弃土（石、渣）动态监测主要监测项目建设期弃土（石、渣）位置、占地面积、堆土堆渣高度、坡长、坡度、防护措施建设情况以及弃土（石、渣）堆放地水土流失对周边环境的影响等内容。

3.2.3 水土流失防治措施动态监测

水土保持防治措施动态监测主要包括项目区工程措施（排水工程、护坡工程、拦挡工程、硬化工程、土地整治工程等）的位置、数量、防治效果、运行状况等，植物措施（乔木、灌木和草）苗木或草种种类、分布、面积、林草覆盖度、郁闭度等及临时防护措施（拦挡、苫盖等）的实施情况与防治效果。

3.2.4 建设期土壤流失量动态监测

该项目建设期水土流失主要集中在风机箱变和施工道路，建设期土壤流失量动态监测具体包括：防治责任范围内扰动土地面积监测，不同单元类型的土壤侵蚀量变化监测、水土流失对项目区周边造成的危害及其趋势监测。

3.2.5 水土流失防治效果动态监测

水土流失防治效果动态监测主要包括工程措施中护坡、排水等工程的稳定性、完好程度和运行情况的监测，植物措施中植被的成活率、保存率、生长情况及覆盖度监测，各项水土保持措施实施后的保土拦渣效果监测等。

4 监测方法

4.1 调查监测

调查监测是按照监测分区，结合基础资料，定期通过实地勘测，利用GPS 定位仪、数码相机、测距仪、标杆和卷尺等工具，对水土流失背景值、施工期扰动地表面积、水土保持措施及水土流失防治效果等内容进行统计、分析并记录其变化情况。

4.2 定位监测

该项目定位观测以坡面侵蚀沟体积量测法和测钎法为主，用于施工期土壤侵蚀量动态监测。

4.2.1 坡面侵蚀沟体积量测法

在项目区相对稳定的堆积土坡面，布设4 m×5 m侵蚀沟观测小区，自上而下，等距布设5～10 个施测断面，量测每一断面细沟的深度和宽度，然后绘制小区内细沟分布图，计算细沟侵蚀量，最后将单个细沟侵蚀量累加，得到小区内细沟侵蚀总量。

4.2.2 测钎法

在项目区陡坡等易发生水土流失地段，布设1.5 m×2.0 m 钢钎法观测场，长边顺坡，将直径0.6 cm，长20～30 cm 的钢钎，沿坡面垂直方向插入土体中，钉帽与坡面齐平，便于监测土壤流失厚度，计算土壤侵蚀深度和土壤侵蚀量。

4.2.3 临时监测

由于该项目建设周期较长，施工期跨越多个雨季，大量的开挖边坡，在汛期等极端天气影响下易造成较为严重的水土流失危害，根据工程进度，采取定期和不定期巡查的方式进行临时监测，主要是对项目区水土流失危害和重大水土流失事件进行动态监测，尤其要关注其外围的影响情况，按照相关要求填写记录表，对发现的问题及时进行处理或者上报有关部门协助解决。

5 监测范围及监测点位布设

项目监测范围是水土流失防治责任范围，在工程建设过程中，以实际征地范围和实际扰动面积为准，具体包括风机箱变监测区、变电站监测区、道路工程监测区、集电线路监测区和施工生产生活监测区。根据风电项目建设特点和水土保持监测的要求，在不同的监测区布设固定监测点和临时监测点，水土保持监测点布设情况见表1。

表1 水土保持监测点布设情况表

6 监测结果

6.1 重点部位的水土保持监测

6.1.1 防治责任范围监测

在施工中，建设单位根据实际情况，优化施工道路走向，减少其占地面积，实际监测结果：水土流失防治责任范围141.05 hm2，其中项目建设区80.02 hm2，直接影响区61.03 hm2，实际防治责任范围较方案设计减少2.31 hm2。

6.1.2 弃土弃渣动态监测

该项目风机箱变区和施工道路区占地面积较大，建设期动用大量土方，风机基础开挖回填的剩余土方，用于吊装场地平整和施工道路路基边坡防护，不设永久弃渣场，实际监测结果：建设期共动用土方总量96.98 万m3，其中总挖方量48.49 万m3，总填方量48.49 万m3，无借方和弃方，由于优化道路走向、减少进站道路长度，实际挖方、填方，较方案设计均减少0.37 万m3。

6.2 水土保持措施监测

本项目在施工过程中，严格按照施工组织设计，开展施工作业，水土保持措施按照已批复的水土保持方案和主体工程水保专项设计完成，施工结束后，对场地进行平整，及时恢复地表植被，各分区的水土保持措施为：1）风机箱变：植生袋护坡2 171.97 m3，表土剥离11 300m3，土地整治12.5 hm2，植被恢复12.5 hm2，彩条布苫盖3 000 m2，编织袋拦挡4 950 m3，临时排水沟6 190 m；2）变电站：浆砌石护坡2 000 m2，排水沟1 675 m，表土剥离3 200 m3，土地整治0.32 hm2，植被恢复0.32 hm2，彩条布苫盖1 000 m2；3）施工生产生活区：表土剥离3 000 m3，土地整治1.0 hm2，植被恢复1.0 hm2，彩条布苫盖400 m2，编织袋拦挡200 m3，临时排水沟400 m，沉砂池1 座；4）集电线路：植生袋护坡1 100 m3，表土剥离700 m3，土地整治7.13 hm2，植被恢复7.13 hm2，彩条布苫盖4 200 m2，编织袋拦挡1 200 m3；5）道路工程：植生袋拦挡1 695 m3，浆砌石挡墙5 795.35 m3，排水沟4 920 m，表土剥离27 600 m3，土地整治37.16 hm2，植被恢复37.16 hm2，彩条布苫盖4 870 m2。

6.3 水土保持防治效果监测

经实地调查，各项水土保持措施运行稳定、防护效果显著，水土流失监测六项指标全部达标（详见表2），建设期实际扰动土地总面积80.02 hm2，扰动土地整治面积79.20 hm2扰动土地整治率98.98%；除基础设施占地外，造成的人为水土流失面积64.15 hm2，实施水土保持工程措施和植物措施面积63.33 hm2，水土流失总治理度98.72%；经现场监测分析，通过坡面侵蚀沟体积量测法和测钎法等方法测定，确定本项目设计水平年土壤流失强度为220 t/km2·a，项目区土壤允许流失量为200 t/km2·a，土壤流失控制比0.91；在施工过程中，项目实际挖方总量48.49 万m3，填方总量48.49 万m3，挖填平衡，拦渣率可达98%；项目区林草类植被面积57.72 hm2，可恢复林草植被面积58.54 hm2，林草植被恢复率98.60%，林草覆盖率72.13%。

表2 水土流失监测六项指标达标情况表

7 结语

该风电项目建设周期长，施工期扰动范围变化大，风机箱变区和施工道路区是本次监测的重点，根据项目建设内容，分区布设监测点，进行水土保持动态监测，及时、准确反映项目建设过程中的水土流失量变化情况。从实地监测结果可以看出，在项目建设过程中，建设单位严格按照相关要求，开展水土保持防护工作，各分区水土保持措施按照水土保持方案和水土保持专向设计要求，布局合理、防护效果显著，水土保持监测六项指标符合建设类项目水土流失防治一级标准的要求，项目区水土流失得到有效控制。