汝湖镇光伏复合发电项目水土保持措施及监测探究

冯 乐

（韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司惠州分公司,广东 惠州 516008）

太阳能本身属于可再生资源,而光伏发电的基本原理,是利用半导体界面的光生伏特效应,将太阳能转化为电能。对比常规的发电方式,太阳能光伏发电优势明显,也因此在世界各国得到了广泛应用。但是,光伏电场建设必然会对周边的生态环境造成破坏,光伏发电组件的设置也会改变地表植被的原始生态环境,从而引发严重的水土流失问题。对此,在开展光伏发电项目建设的过程中,做好水土保持和水土监测工作非常重要。

1 工程概况

广东能源惠州惠城汝湖镇光伏复合发电项目位于惠州市惠城区汝湖镇,占地面积约260.00 hm2,其中永久征地为0.78 hm2,临时占地261.30 hm2,原始占地类型为水域及水利设施用地（鱼塘）、林地、草地、交通运输用地、其他用地,见图1。本项目主要由光伏发电系统、110 kV 升压站、35 kV集电线路等组成。主要建设内容包括54 个方阵布设535 Wp双玻双面组件375200 块,配置769 台196 kW 组串式逆变器或者670 台225 kW 组串式逆变器,根据项目红线组件布置情况,装设37 台3150 kVA、8 台2500 kVA、4 台2000 kVA、4 台1600 kVA 的37 kV/0.8 kV 双绕组箱式变压器；新增1座110 kV 升压站；35 kV 集电线路47.75 km（其中电缆长度33.22 km,架空长度14.53 km）,新建塔基40 基。

图1 项目地理位置

在工程规划环节,对水土流失防治的责任范围进行了明确,具体见表1。

表1 水土流失防治责任范围

2 水土保持措施

2.1 总体布局

本项目的水土流失防治主要为项目建设区,其中检修道路区、升压站区水土流失最为严重。在分区布设防治措施时,既要注重各自分区的水土流失特点以及相应的防治措施、防治重点和要求,又要注重各防治分区的关联性、连续性、整体性、系统性和科学性。根据水土流失防治分区,本方案针对项目建设中各分区部位的水土流失具体情况,因地制宜采取防治措施。项目主体设计已经考虑的水土保持措施,在水土保持措施体系中只简单计列,在本方案水土保持工程中不再考虑。

2.2 分区措施

光伏发电系统区主要土建内容为光伏支架预应力桩基础施工,光伏线路通过桥架敷设至逆变器,35 kV 交流电缆通过桥架敷设至箱式变压器,桥架段桥架主要结构由立柱和托臂组成,光伏施工过程中,临时裸露区域采用彩条布覆盖,电缆敷设回填区域施工完毕布设撒播草籽措施。

（1）临时措施：一是遇强降雨或大风天气时,方案新增对临时裸露面进行彩条布覆盖,共计需彩条布5.0 hm2。二是施工过程中存在着土石方运输,为避免车轮携带泥沙上路,在每个施工场地车辆出入口设置洗车池,共布设7 座洗车池。

（2）植物措施。在施工结束后,对施工过程扰动草地区域及管沟直埋段回填区域进行土地整治并撒播草籽,土地整治面积为2.50 hm2,恢复植被面积为2.50 hm2,草种选用狗牙根,草种用量45 kg/hm2。

2.2.2 检修道路区

利用现状机耕路、纵横交错的鱼塘埂,同时集电线路中的部分电缆线路随场内的检修道路同步敷设,电缆敷设需开挖电缆沟槽形成临时堆土,由于堆放时间较短,可采用彩条布临时覆盖。检修道路是在现有机耕道、鱼塘埂基础上拓宽,对于开挖、回填边坡区域布设撒播草籽措施。

2.2.3 升压站区

1.房地产业成为国民经济重要组成部分，对国民经济贡献占比加大。自改革开放以来，中国房地产业增加值占GDP的比重从1978年的2.17%逐步增长至2017年的6.51%。房地产业对经济增长的直接贡献不断提升，如图11所示。

主体布设了施工后期的雨水排水管、截洪沟、排水沟和绿化措施,方案新增施工期临时苫盖措施,施工期排水利用升压站区内的雨水排水管,周边的截洪沟、排水沟等,方案新增表土剥离、表土回覆等措施。

（1）工程措施。一是表土剥离,在站址区建设前剥离表土,总剥离量为0.21 万m3。二是表土回覆,在站址区后期布设植物措施前进行表土回覆,总回覆量为0.21 万m3。三是雨水排水管道,在升压站施工后期,在升压站采用地下铺设方式布设DN200～DN600 雨水排水管,总长260 m,出口接站外排水沟。四是截洪沟和排水沟,在站址区周边设置截洪沟、排水沟,防止内涝,其中截洪沟270 m,排水沟320 m。

（2）植物措施。在施工后期,在升压站布设一定场区绿化,总面积为0.13 hm2。

（3）临时措施。在站址区施工时,排水出口共布设1 座沉沙池,规格为长方体,沉沙池长3.0 m,宽2.0 m,深1.5 m,池壁采用MU10 蒸压灰砂砖砌筑,厚240 mm,表面用1∶2 水泥砂浆抹面,厚20 mm；池底采用C15 砼现浇,厚150 mm。排水至站外排水沟。

2.2.4 生产生活区

生产生活区的水土保持措施与升压站区基本相同,不再赘述。

2.2.5 表土堆放区

该区域为临时堆置升压站、施工生产生活区剥离的表土,待后期回填利用,方案新增了施工期排水沉沙拦挡苫盖措施,施工后期的恢复措施。

（1）植物措施。一是全面整地,在表土堆放区利用完毕后,对表土堆放区全区域布设全面整地措施,便于后期布设绿化措施,面积为0.10 hm2。二是撒播草籽,在全面整地后,对表土堆放区全区域布设撒播草籽措施,恢复植被,面积为0.10 hm2,草种选用狗牙根,草种用量45 kg/hm2。

（2）临时措施。一是排水沟。为防止暴雨冲刷导致的表土流失,在表土堆放区编织袋挡墙外侧布设一条临时排水沟,排水沟为矩形,尺寸：宽×深=0.30 m×0.30 m,沟壁采用MU10 蒸压灰砂砖砌筑,厚120mm,表面用1∶2 水泥砂浆抹面,厚20 mm；沟底采用C15 砼现浇,厚100 mm。共布设150 m。二是沉淀池。规格为长方体,沉沙池长3.0 m,宽2.0 m,深1.5 m,池壁采用MU10 蒸压灰砂砖砌筑,厚240 mm,表面用1∶2 水泥砂浆抹面,厚20 mm；池底采用C15 砼现浇,厚150 mm。共布设1 座。三是编织袋拦挡,在表土堆放区堆土时在四周布设编织袋拦挡,编织袋长150 m,临时土袋设计断面顶宽0.6 m、高0.8 m、底宽0.8 m,土袋拦挡错缝堆砌,在完成后拆除土袋就近回填。四是彩条布覆盖,堆土时在全区域布设彩条布覆盖,面积为0.10 hm2。

2.2.6 线路工程区

线路工程区水土保持的重点体现在两个的区域,一是管沟区,水土保持措施主要是彩条布覆盖（共计需彩条布0.10 hm2）、整地措施（对电缆敷设土方回填区域布设全面整地措施,便于后期布设绿化措施,面积为0.22 hm2）和撒播草籽（面积为0.22 hm2,草种选用狗牙根,草种用量45 kg/hm2）。二是塔基区。水土保持措施主要是表土清土及覆盖（0.23 万m3）、整地措施（对除硬化区域布设全面整地措施,便于后期布设绿化措施,面积为0.78 hm2）、撒播草籽（面积为0.78 hm2,草种选用狗牙根,草种用量45 kg/hm2）以及一些临时性措施,如编织袋拦挡、彩条布覆盖等。

3 水土保持监测

3.1 监测目的

一是能够就水土保持方案中水土保持措施的可行性和有效性进行验证,为水土流失防治措施的制定提供参考依据,也可以为类似项目的水土流失防治积累经验。二是水土保持监测是水土保持专项验收的要求,通过监测工作,为行政监督及建设单位水土流失防治提供科学依据,也能够为生态环境保护的大局服务。三是水土保持监测能够对水土保持工作的稳定性和安全性进行检查,也就可以对其取得的效果进行评价,看预期的水土保持目标是否达成,从而为项目水土保持达标验收提供相关依据。四是通过对各类建设项目中水土保持监测成果的积累,能够就不同建设时段容易出现水土流失的环节进行分析总结,为管理以及监督检查工作提供依据。

3.2 监测方法

结合该项目的实际情况,在水土保持监测中采用了三种不同的监测方法。

（1）调查监测。这种方法是对工程全线进行监测,通过实地勘测配合各种测量工具,对不同地表扰动类型的面积进行测量,记录每一个扰动区域的特征以及水土保持措施的实施情况。

（2）沉砂池法。通过修建沉砂池的方式,在一定时间后,介质全站仪、测尺等,对水深和泥深进行测量,计算积水量与泥沙量。也可以设置相应的测量断面,对各个断面的水深泥深进行测量,计算平均值,与断面间距相乘后,作为部分径流量以及泥沙体积,累加后得到总量。

（3）巡查法。对建设项目潜在的水土流失危害进行不定期巡查,如果发现新出现堆渣或者开挖面采取了新措施等,需要及时做好监测记录。

3.3 点位布设

本项目共布设13 个监测点,各监测点位置见表2。

表2 监测点位布设

对于扰动土地情况,水土流失类型、形式、面积、分布及强度,主体工程和各项水土保持措施的实施进展情况等主要采用实地调查并结合查阅资料的方法进行监测；水土保持措施对主体工程安全建设和运行发挥的作用,水土保持措施对周边生态环境发挥的作用等主要采用巡查法进行监测,不设固定监测点。

3.4 监测成果

监测成果必须符合相关技术规范的要求,形成相应文字叙述资料和数据表格等,依照水土保持防治分区进行叙述。另外,监测成果也应该包含相应的总结报告,提交给建设单位、惠城区农业农村和水利局,作为 水土保持工程验收的重要依据。工程建设期间,应于每季度的第一个月底前报送上一季度的水土保持监测季度报告,每年度的1 月底前报送上一年度的水土保持监测年度报告,同时提供重要位置的照片、录像等影像资料。

对照工程的实际情况,防治责任范围内水土流失面积15.24 hm2（鱼塘面积 246.84 hm2不计入水土流失面积）,水土流失治理达标面积15.24 hm2,水土流失总治理度达到了100%。另外,项目占用的林地、草地需进行表土剥离,并结合工程实际情况,共剥离0.47 万m3,后期绿化工程回填表土保护量为0.47 万m3。经分析,设计水平年时表土保护率可以达到87%,达到防治目标87%的要求。

4 结语

结合项目的实际情况分析,水土保持措施得到了有效的贯彻实施,水土保持监测工作同样被落到了实处,达到了预期的目标和效果。结合水土监测结果分析,项目建设中对于周边环境的扰动相对较小,水土流失量得到了有效控制,水土保持效果良好。在后期光伏发电项目建设中,建设单位需要切实做好水土保持工作,及时对存在的问题进行处理,以此来真正实现光伏项目与自然环境的深度融合。