牛草山风电项目水土流失系统治理的思考

刘宝林 汪琳

［关键词］水土流失；表土保护；林草措施；工程措施；牛草山风电项目

［摘要］结合牛草山风电项目水土流失系统治理工作实践，根据项目区基本情况和水土流失治理方案编制原则，重点介绍了适合深山区的表土保护和土地整治措施、拦渣工程措施、边坡防护工程措施、截排水措施、林草措施、临时措施等水土流失治理措施体系，总结项目区水土流失治理与生态修复措施布设经验，为相似地区风电项目建设提供参考。

［中图分类号］S157［文献标识码］B［文章编号］1000－0941（2023）04－0006－04

近年来在国家鼓励发展可再生能源的背景下，风能等新能源开发得到了快速发展，但是深山区风电项目建设地点通常在山脊线上，海拔高，地形起伏，气候条件特殊，生态环境脆弱，生态制约因素突出。特别是风力发电机组使用的风扇叶和风电管桩长度超长，风电场建设对运输、安装场地要求较高。风电项目建设期施工道路和电场建设需要大面积开挖和回填，对地表扰动大，水土流失问题不可避免。因此，在深山区科学选址选线，有效预防和控制风电项目建设期水土流失、保护生态环境显得尤为重要。

安徽省岳西县牛草山风电项目位于大别山区，涉及岳西县和霍山县，项目区海拔900～1750m，占地面积45.29hm2，沿线地形地貌复杂，水土流失影响因素较多。在项目建设过程中有针对性地布设水土保持措施，有效预防和控制项目建设期和运行期新增水土流失，运行期结合当地自然资源，利用风电项目建设的道路等设施开发旅游。此外，岳西县政府投资集团正在规划高山运动和康养旅游开发项目。牛草山风电项目通过实施水土流失系统治理，既保护了生态环境，又发展了地区经济，为相似地区风电项目水土流失治理提供了参考。

１项目区基本情况

牛草山风电项目由安徽省能源局批准建设（皖能源新能函﹝2012﹞6号），于2014年开工、2019年完工，共建设33台风电机组（装机总容量49.5MW）、1座110kV升压站、风电场内35kV集电线路18km接入升压站内、1回110kV架空线路25km。项目区呈线性分布在淮河流域淠河源头段牛草山山脊线上，全长27km。沿线地貌属于大别山高山区，地形起伏，地质岩性以片麻岩为主，土壤主要有山地草甸土、山地棕壤及黄棕壤。项目区属北亚热带季风气候区，温热湿润，光照充足，最高气温39.4℃，最低气温-15.2℃，多年平均降水量1520.5mm，汛期多年平均降水量800mm，10a一遇24h最大暴雨量248mm，冬季最大冻土深度15cm，多年平均风速3.2m/s。

项目区内水土流失以水力侵蚀和冻融侵蚀为主。风机平台和施工道路需要开挖的面积和土石方量均较大。项目区内有开挖高边坡11处、弃土边坡13处，顺坡长度3～20m，开挖面地质以花岗岩、碎石土、砂质黏土为主，特别是汛期暴雨频发、降水强度大，在开挖面和溜渣边坡容易发生滑坡、崩塌、泥石流等，水力侵蚀严重。

同时，项目区海拔高、冬季气温低，山顶多为山地草甸土，尤其是在坡度较大的区域成土环境极不稳定，昼夜及季节间的冻融交替极易破坏土壤表层的完整性，加速了土壤的剥蚀和流失，增加了植物措施修复难度。

2水土流失治理方案编制原则

牛草山风电项目水土流失治理按照“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、分区防治、全面布局、工程植物综合配置”的原则，结合项目区水土流失特征，兼顾经济、生态、治理有效的理念，全面调查风电场基础环境和项目建设立地条件，分析风电项目水土流失治理和生态修复面临的问题和难点，制定水土流失治理和生态修复方案，科学布设和实施水土保持措施，最大限度减少水土流失，改善项目区生态环境。该项目水土流失治理和生态修复方案的难点是开挖面、弃渣坡面暴雨冲刷和山地草甸土冻融侵蚀造成的水土流失。

3水土流失系统治理措施布设

牛草山风电项目水土流失防治责任范围包括项目建设区30.615hm2和直接影响区45.820hm2。根据主体工程布局、施工工艺特点及水土流失因子相近或相似的原则进行防治分区，划分为风电机组及箱变防治区、集电线路防治区、道路防治区、施工生产生活防治区、升压站防治区等5个区，分区布设工程、植物和临时措施，开展水土流失防治和生态修复。

该项目水土流失系统治理按照批准的水土保持方案进行专门的水土保持措施设计，分区布设的水土保持措施主要有表土保护措施、土地整治措施、拦渣措施、边坡防护措施、截排水措施、林草措施、临时措施等。根据各防治区的实际情况，针对不同的治理部位和现状条件，重点对开挖和回填形成的路堑边坡、风电机组及箱变防治区平台边坡、铁塔基础边坡、表土临时堆放边坡、升压站平台边坡等按照不同坡度、地质构造布设对应的水土保持措施，实现减少项目建设期水土流失增量、生态修复与景观协调一致的目标。

3.1表土保護和土地整治措施

表土保护通常包括表土剥离、堆存、临时防护及草皮保护与利用[1]。项目区表土保护主要是对各防治区扰动地表中林地、草地表层和腐殖质层进行剥离，尽可能先剥离永久工程占压区域和土层厚、土壤肥力高的表土，剥离厚度30～45cm，采取挖掘机与人工结合的方式，共计剥离表土量3.87万m3。表土堆存采取集中与分散相结合的模式，堆存区域优先选择在风电机组及箱变防治区、道路防治区、升压站防治区内，以减少回填运输成本和占压扰动地表面积。堆放高度一般低于2.5m，边坡控制在1∶1.5以内，表土堆存共45处。堆存表土临时防护主要采取苫盖措施，在坡脚采取编织袋装土拦挡，堆存区域周边修建土质排水沟，排水口处修建沉沙池，接入主体工程排水口或直接排入林地自然冲沟。

土地整治包括扰动占压土地的平整及翻松、表土回覆、田地平整和犁耕、土地改良及必要的灌溉措施[1]。项目区土地整治措施主要集中在道路防治区、风电机组及箱变防治区、升压站防治区等，平整因开挖或碾轧后出现的凹凸地面，并加以覆土。主要将剥离的表土铺在道路防治区两侧填方坡面、风电机组及箱变防治区平台面、升压站防治区平台面，覆土厚度一般为20cm，进行绿化植草植树，恢复为林地或草地。整治时力求做到与周边生态环境改善和景观美化相结合，与防洪排导相结合，与主体工程设计相协调，实现控制水土流失、恢复和改善土地生产力、提高扰动后土地林草成活率等目标。

3.2拦渣工程措施

拦渣工程措施主要是根据弃土弃渣堆放的位置设置不同形式的拦渣工程。项目区内挖填方总量358.67万m3，总体基本平衡，其中道路防治区挖填方总量327.60万m3，占比超过91%。拦渣措施以建设拦渣墙为主，根據溜渣坡长和高度分级布设，拦渣墙等级设为5级，结构形式以重力式为主，建筑材料以利用项目区内开挖的石渣为主。弃渣体在沟谷处主要布设浆砌石拦渣墙，高度一般在3.5m左右，墙体底部每2m设置一个排水孔，孔径50cm，同时每10m设置1道沉降缝，防止地基不均匀沉降和温度变化、渗透水流引起墙体失稳。弃渣体在坡地处一般布设干砌石挡渣墙，高度在2m左右。拦渣墙应先建设后溜渣，溜渣自下而上堆置，溜渣高度根据地质条件一般在20m以内，岩石溜渣坡比控制在1∶1.2以内，砂土溜渣坡比控制在1∶2以内。

3.3边坡防护工程措施

边坡防护主要目的是固坡，对扰动后边坡或不稳定自然斜坡起到防护和稳固作用，同时兼具边坡治理、坡面美化等功能[1]。项目区边坡防护涉及风电机组及箱变防治区、集电线路防治区、道路防治区、升压站防治区等开挖形成的边坡，按照坡面物质组成大致分为土质边坡、石质边坡、黏土碎石混合边坡3类。根据坡长和坡角不同，分析可能产生的水土流失风险，采取的边坡防护工程主要有工程护坡、植物护坡、综合护坡。其中，工程护坡结构形式为重力式抗滑墙，在可能产生滑坡体的土质边坡、黏土碎石混合边坡坡脚处布设，结合滑坡体产生的侧压力大小确定抗滑墙断面尺寸和建筑材料，抗滑墙高度1～3m，坡长大于10m的分级设置抗滑墙。施工期开采的石料较多，根据坡比不同抗滑墙分别选择干砌石、浆砌石结构，坡比小于1∶1.25的土质边坡采取干砌石结构，坡比小于1∶1的土质、黏土碎石混合边坡采取浆砌石结构。植物护坡主要是在坡面植树种草、三维网喷播、布设植生毯。还有结合工程护坡和植物护坡的综合护坡。

3.4截排水措施

项目区截排水措施主要分布在风电机组及箱变防治区、集电线路防治区、道路防治区、升压站防治区，按照高水高排、低水低排、就近排水的原则，综合布设截水沟、排水沟、沉沙池、跌水、消力池等，形成完整的截排水体系，及时拦截各种坡面径流，汇集地表径流，确保每个区域的径流能顺畅排入自然沟道，减少因暴雨冲刷造成的水土流失。截排水沟结构形式以混凝土矩形水沟为主，截水沟断面按照10a一遇洪水标准设计，排水沟断面按照20a一遇洪水标准设计。截水沟主要布设在坡面上，以便及时拦截坡面径流，并引导水流进入地面排水沟或自然沟道，在出口处布设沉沙池，以降低水流中泥沙含量。排水沟主要布设在地面，用以引排径流或截水沟来水，考虑到排水沟的长度和坡降，在落差大于2m时可设置跌水或多级跌水，在出口段根据流速设置消力池。在道路防治区路基边缘、风电机组及箱变防治区风机平台面边缘、集电线路防治区塔基边缘配套布设土埂，高度一般为30cm，用以拦截汇集地表径流，减少雨水对溜渣坡面直接冲刷造成的水土流失。在道路防治区路堑配套布设土质鱼鳞沟，根据路堑坡度和坡长每5～10m布设斜线状（深30cm、宽50～80cm）鱼鳞沟，并接入路基两侧排水沟，以减少暴雨对路基冲刷造成的水土流失。

3.5林草措施

项目区海拔高，林草措施选择不仅要固土复绿，而且要耐寒、成活率高。结合对项目区环境和本地植物生长情况的调查，通过对20多种林草植物进行种植试验，选出了成活率高、固土效果好的狗牙根、五节芒等草本植物和黄山松、结香等木本植物，提高了项目区植被恢复率。同时，林草措施种植和养护方式也是保证林草成活的关键。在风电机组及箱变防治区、集电线路防治区、道路防治区、升压站防治区林草种植方式采取喷播机定期喷草籽，对于陡边坡或者岩土质边坡采取挂网喷播，对碎石边坡采取覆盖迷彩网覆土后喷播，对爆破飞石边坡覆盖草垫或植生袋后喷播。喷播时用黏土（细砂小于１cm）、鸡粪、复合肥、保水剂、黏土剂、草籽混合喷播（配合比例：草籽1.5kg、黏土５m3、水３m3、鸡粪150kg、复合肥25kg、黏土剂15kg、保水剂15kg），采取多频次、全覆盖方式喷播草籽，成活率在90%以上。黄山松和结香采取外购苗木，布设种植坑，成活率均在90%以上。

3.6临时措施

临时措施主要是布设土质排水沟、土质沉沙池、鱼鳞坑、土埂和实施苫盖。土埂和土质排水沟多布设在路堑、风电机组平台面、临时堆土面，土质沉沙池和鱼鳞坑多布设在路堑面，并对裸露坡面实施苫盖。

4水土流失治理和生态修复成效

监测结果显示，牛草山风电项目水土流失防治责任范围实际扰动面积45.290hm2，比水土保持方案中减少了31.145hm2，项目产生的水土流失总量2995.91t，其中新增水土流失总量2368.17t，比方案中减少4660.83t。该项目共完成干砌石拦渣墙14608.7m3、浆砌石拦渣墙1345m3、干砌石护坡5210m3、浆砌石护坡390m3、砼排水沟24800m、砼沉沙池219座、谷坊227座、砼消力池145座、集水井1200个、土埂10622.9m2、鱼鳞坑1155个、土地整治25.68hm2、栽植结香12954棵、栽植黄山松10599棵、喷播植草19.8hm2、临时苫盖37000m2等水土保持措施；完成水土保持工程投资1070多万元，其中工程投资780多万元、林草措施260多万元、临时措施30多万元。项目建设期优化了施工方案，减少了施工道路长度，水土保持措施合理布局实现了治理和预防相结合。项目区水土流失治理度99.2%、土壤流失控制比1%、渣土防护率95%、表土保护率85%、林草植被恢复率99%、林草覆盖率56.6%，有效防止了水土流失。项目区生态修复后吸引了许多自驾游客在牛草山上观日出，赏多枝杜鹃，看大风车。岳西县政府投资集团计划对项目区内的道路等基础设施进行完善，开发牛草山旅游项目，进一步发挥风电场基础设施的社会效益。

5讨论与思考

牛草山风力资源储量丰富，合理开发风能资源对于有效解决山区能源问题、推动地区经济发展具有重要意义。但是，项目区位于深山区，地质结构复杂，交通运输条件较差，建设期内风电设备运输、安装导致扰动地表面积大，同时夏季降雨充沛，冬季气温低，扰动后的地表更容易发生水土流失。岳西县水利局高度重视牛草山风电项目水土保持监管，针对前期检查中发现的水土保持措施投入方面落实不到位、没有全面落实先拦后弃原则，尤其是施工道路开挖方式存在随意溜渣现象等问题，安排技术人员驻工地指导，及时督促风电建设单位优化水土保持措施专项设计，系统治理项目区水土流失，修复生态环境，取得了很好成效。总结牛草山风电项目水土流失治理和生态修复实践，在深山区开发风电项目需要加强科学论证，严格水土保持方案審批监管，优化主体工程设计，落实水土保持措施，开展水土流失系统治理，具体来说需要重点做好以下方面工作：

（1）全面调查评估水土流失风险。深山区新建风电项目应在项目立项、设计、施工、验收、运行管理等全过程坚持生态优先理念，综合考虑降水、气候、地形地貌、地质结构、植被等因素，重点分析珍稀动植物生态修复的可能性，全面评估深山区风电项目建设扰动地表可能造成的水土流失风险，主动预防和控制水土流失，对存在水土流失重大风险的项目应在立项阶段予以否定。

（2）分区合理布设水土保持措施。深山区新建风电项目应严格履行水土保持方案审批制度，水土保持专项设计应充分调查项目区自然条件、自然资源、水土流失特点等，充分考虑深山区地形地貌和水文气候特征等，结合主体工程分区，因地制宜布设表土保护和土地整治、拦渣、边坡防护、截排水、林草、临时防护等措施。不同于戈壁滩区、黄土塬区的风力发电项目，牛草山风电项目位于深山区，水土保持措施布设更加重视植被恢复，经多次试验最后采用狗牙根、五节芒、黄山松、结香等乡土植物，尽快恢复原生态。

（3）强化项目水土保持管理。项目法人是项目建设主体，应加强项目水土保持管理，组织协调设计、施工、监理、监测等单位，全面落实水土保持“三同时”制度。根据牛草山风电项目监督实践，深山区风电项目区内开挖作业禁止左挖右抛，严格控制边坡坡比，填方要严格采取先拦后弃，石方爆破采取预裂和浅孔爆破技术；对项目区内扰动后的地表及时种植林草，对边坡进行喷播植草防护；配套建设截排水沟，防止雨水冲刷造成坡面水土流失，并加强养护，保证水系畅通；定期检查临时措施完好率，重点是坡面苫盖、鱼鳞坑等；及时开展水土流失监测和评价。

（4）严格水土保持方案审批监管。水行政主管部门应严格履行水土保持方案审批，坚持服务与监管同步，强化事前、事中、事后监管，定期到现场开展水土保持专项监督检查，督促项目法人履行水土保持义务，指导项目法人检查施工、监理、监测等单位履职情况。同时，开展生产建设项目水土保持法规宣传，增强参建各方水土保持法规意识，提升水土保持管理水平，有效预防和控制水土流失，实现保护性开发。

（5）融合发展高山旅游，实现风电项目区资源效益最大化。岳西县政府投资集团编制了牛草山旅游度假区规划，计划投资3亿元，利用风电项目已有的27km道路和所在村建成的高山民宿，以牛草山日出、日落、云海、花海、风车等景观为特色，开发高山运动、高山康养、生态露营等旅游项目，2035年远景目标计划实现年收入8亿元。

[参考文献]

[1]王治国.生产建设项目水土保持措施设计[M].北京：中国水利水电出版社，2021：5-10.

［作者简介］刘宝林（1969—），男，安徽岳西人，高级工程师，长期从事水土保持工作；通信作者汪琳（1998—），女，安徽岳西人，学士，从事水土保持方案编制等工作。［收稿日期］2023-03-15

（责任编辑李杨杨）