大興隆山風力發電場主體工程水土保持分析與評價

大興隆山風力發電場主體工程水土保持分析與評價

王聰

(錦州市水利工程建設管理局，遼寧 錦州121013)

【摘要】通過對錦州大興隆山風力發電場一期工程項目主體工程的水土保持分析與評價，可以看出工程在布設和工程實施上，均符合對原地貌、土地及植被破壞較小，盡量控制水土流失到最低的原則，從保持水土和保護建設區生態環境的角度分析，整個項目選址和工程布局是合理的。

【關鍵詞】水土保持；主體工程；水土流失；分析與評價

中圖分類號：S157

Analysis and evaluation of soil and water conservation in the main

work of Daxinglong Mountain Wind Power Plant

WANG Cong

(JinzhouWaterConservancyEngineeringConstructionAdministration,Jinzhou121013,China)

Abstract:Project layout and project implementation are in line with the principles of low damage to original landform, soil and vegetation, and control of soil and water loss to the lowest level through the analysis and evaluation of soil and water conservation in stage I project main work of Jinzhou Daxinglong Mountain Wind Power Plant. The whole project site selection and project layout are rational by analyzing from the perspective of keeping water and soil, and protecting the ecological environment in the construction area.

Key words: soil and water conservation; main work; soil and water loss; analysis and evaluation

1工程概況

錦州大興隆山風力發電場工程項目規劃總裝機容量為30MW，分兩期開發建設，本期為一期，設計安裝7臺單機容量為1500kW的風力發電機組，裝機容量10.5MW，項目區隸屬于錦州凌海市余積鎮，同期建設一座10kV開閉所，風力發電機組采用2回10kV架空集電線路接入10kV開閉所；該風電場的送出工程是架設一回10kV輸電線路，接入八角臺變電所，工程為Ⅱ等中型工程，工程為新建建設類項目。風電場年上網電量21114MW·h，平均單臺機組年上網電量為3016MW·h，折合滿容量運行小時數為2011h，容量系數為0.2296。工程總占地面積6.77hm2，其中永久占地5.09hm2、臨時占地1.68hm2，不涉及動遷[3]。

2分析與評價的方法

錦州大興隆山風力發電場一期工程在建設過程中會造成水土流失，需要防治和治理。在編制水土保持方案過程中，要充分考慮項目的特點，特別是對主體工程的水土保持分析與評價，采取適當的方法，因地制宜地對其作出客觀的分析與評價。主體工程水土保持分析與評價主要采用定性分析為主、定量分析為輔的方法進行。

3主體工程水土保持分析與評價

3.1水土保持制約性因素分析與評價

錦州大興隆山風力發電場所在區域既非生態脆弱區亦非自然保護區，無珍稀動植物物種，同時也不屬于國家劃定的水土流失重點預防保護區和重點治理成果區。7個發電機組及箱變采取分批次施工方法，避免了窩工浪費，減少了地表的裸露時間和土體堆放時間，相應減少了水土流失量。場內道路充分利用現有道路，減少了征地面積及土石方的開挖量。集電線路擾動面積、挖填方量都不大且分散，不會發生大的水土流失。但主體工程的建設勢必破壞地表，擾動土體結構，增加水土流失的潛在危險。建設過程中通過科學合理占用土地，盡量減少破壞面積；緊湊安排施工進度，減少松散裸露地表的裸露時間；同時通過積極采取相應的水土流失防治措施，因工程建設引發的新增水土流失對主體工程及其周邊環境就不會產生災害性影響。因此，本工程建設不存在水土保持方面的制約性因素。

3.2主體工程方案比選

3.2.1風電場場址方案比選

錦州大興隆山風力發電場所選風電場地處低山丘陵區，平均海拔在55～184m左右，地勢起伏較大。該區50m高度的年平均風速為6.95m/s，年平均風功率密度為300W/m2，風電場以N風為主導風向和能量最大風向，SSW風為次多風，N、NNE、SSW、SW、S五個優勢風向的能量可占總能量的80%，能量方向比較集中，有利于風電機組的布局。在場址區域未發現新構造運動對建筑物產生斷裂破壞、塌陷、滑坡、泥石流等不良地質作用，場址區構造活動相對穩定。本場址區內近期未發生過中強度以上地震，屬構造活動相對穩定區。擬選場址無論從地質構造還是從地震地質分析都是穩定的，均可以進行風電場構筑物的建設。

3.2.2風力發電機組機型方案比選

工程原擬采用750kW風力發電組共14臺，但是為提高性能、節約占地，擬采用1500kW發電機組。選擇T82—1500型風力發電機組與原S50—750發電機組進行比較。通過方案比較，從水土保持角度分析，選擇T82—1500型風力發電機組主體工程方案合理。

3.3主體工程占地狀況分析與評價

主體工程設計在滿足設計合理性和經濟性方面要求的條件下，在考慮有利施工、方便運行和檢修的前提下，充分利用現有的鐵路、公路交通系統，盡可能縮小塔基占地面積，優化工程總體布局，嚴格執行國家規定的土地使用審批程序，優先利用荒地、劣地及非耕地，原則上不占用基本農田。開閉所所址用地面積，遵守現行國家和行業有關標準規定。項目征地6.77m2，其中永久占地5.09hm2、臨時占地1.68hm2，荒地5.32hm2、耕地0.12hm2、原有道路1.33hm2。工程在滿足工程建設的基礎上，盡量減少占地面積。因此，該工程占用的土地利用類型較合理；通過對各功能區的合理安排、緊湊布局，最大限度地減少了土地利用面積，使工程建設過程中對水土資源的破壞降到最低；另外在施工組織安排上，合理安排施工順序，減少占地，如：在施工臨時場地的安排上，先行施工風機及箱變，場地空閑后施工進所道路，堆放進所道路剝離表土；同時盡量減少占地，特別是臨時占地只占總面積的24.8%，在施工結束后，將全部恢復原土地利用功能。

3.4主體工程推薦方案的合理性分析與評價

3.4.1主體工程土石方平衡分析與評價

該項目屬建設類項目，主要土石方涉及開閉所新建、風機及箱變基礎開挖、吊裝場地平整、集電線路基礎開挖、道路修建、施工及設備存放場地平整等。該工程總挖方量3.16萬m3(含表土0.30萬m3)，總填方量3.23萬m3(含表土0.37萬m3)，借方0.07萬m3，無永久棄方。工程土石方量(不含表土)在項目區內達到了挖填平衡[4]。風電機組區挖方主要是風電機組和箱變基礎的開挖及臨時吊裝場地平整產生的土石方量，用作風電機組和箱變設備基礎回填及吊裝場地平整。開閉所挖方除用于所內建(構)筑物基礎的回填外，剩余部分用作場地平整。集電線路基礎挖方全部回填，回填土高出地面以備沉降。由于項目區土層較薄、植被較差，只有施工及設備臨時存放場地和部分輸電線路位于地勢較低處，具備表土剝離條件，最大可能地進行表土剝離。施工及設備存放場地占地類型為荒地，土層較厚，剝離厚度40cm，共剝離表土1280m3，覆土680m3，剩余表土調往開閉所用于所區綠化。風機及箱變區、場內道路區由于不具備表土剝離條件，后期植被恢復及綠化表土由開閉所和施工設備存放場地調用，場內道路區表土不足采取外借表土解決，外借表土720m3，來源于距項目區不足10km的義縣七里河工業園區的工程建筑開挖棄土。集輸電線路區基礎施工中，表土和心土分別堆放及時回填，由于水泥桿塔施工簡便、時間較短，臨時堆土可以不采取臨時攔擋措施?？傮w來說，本工程在施工時挖方全部利用，避免了棄渣排放，有效地防止了排放棄渣對植被及環境的破壞，外借表土也取自工程建筑基礎開挖地基棄土，沒有新的取土場，不會產生新的水土破壞。充分利用表土資源，提高地力，對土地復墾、土壤改良、恢復植被具有重要意義。

3.4.2施工組織分析與評價

本工程全部風力發電機組均建在山上，由山下現有縣級公路經風電場內新建道路至整個風電場各機位。主要工程施工分為兩大部分：一是主體工程，即風力發電機組和箱變基礎開挖和機組安裝以及開閉所的施工和安裝；二是風電場內道路和輸電線路的施工。工程設有材料及設備專用存放場地，各發電機組區均設有吊裝場地，大型機組及電氣設備運輸、存放及安裝條件良好。為防止水土流失，線路工程采用分段施工，邊挖邊進行綁鋼筋、支模板、混凝土澆筑、基坑回填等施工，可有效減少水土流失的發生。在場地平整和基礎開挖過程中，保證工程建設期間產生的臨時土方堆置在固定位置，不會因隨意堆棄而產生流失。同時土石方在本區內全部利用，沒有永久棄渣產生。為減少水土流失的發生，工程避免在暴雨天氣進行土建施工，并且在冬季到來之前疏通施工區、生活區的排水溝道，及時排水，保證施工區安全，排除水土流失隱患。綜上所述，該工程施工組織有效地控制了水土流失的發生，符合建設項目保持水土的要求。

3.4.3施工方法與工藝分析及評價

a.開閉所。開閉所道路施工對表土進行了剝離，并將表土暫存于施工及臨時設備堆放場地空地內，待土建結束后將剝離的表土用于開閉所內的綠化。表土剝離與覆土既保護了表土資源又快速恢復了地力，為植物生長創造了較好的立地條件。

開閉所在建設過程中統籌考慮各種溝、管及預埋管道的施工及管線敷設安裝，有效地防止了重復開挖對土地的擾動與破壞。

b.風機及箱變區。本工程風機及箱變基礎開挖采用挖掘機，輔以人工修整基坑，可有效防止單純機械施工對土體的超范圍擾動；石方開挖采用人工以風鉆鉆孔爆破，人工及機械清渣，留夠回填量外(含表土)，多余挖方全部用于吊裝場地的堆墊與平整。風機及箱變基礎回填方量暫存于施工吊裝場地內，表土與心土分開堆放，待土石方回填完畢后，施工吊裝場地繼續用于施工吊裝，這樣既減少了占地面積，又防止了臨時堆土的隨意堆放，對保護植被及防止堆土流失具有重要作用。

c.集電線路。集電線路基礎開挖時先對施工區域進行表土剝離，并采用機械與人工相結合的方式進行開挖、填埋等，可有效防止大型機械對地表和植被的超范圍破壞。在塔架基礎開挖時，將表層土與心層土分開堆放，回填時先填心土，再回填表土，便于后期恢復植被及保持地力。

d.場內道路。新建道路利用挖掘機、推土機進行挖高墊低，實現了土石方挖填自平衡，減少了土石方的調配，最大限度地減小了水土流失。

3.5主體工程設計的水土保持分析與評價

3.5.1主體設計中具有水土保持功能的措施

a.表土剝離。項目主體設計在桿塔基礎平原區施工時，對可以剝離表土地段進行表土剝離。

b.土地整治。項目集電線路區臨時占用耕地0.12hm2，當集電線路建設完成后，主體設計對臨時占用的坡耕地采取土地整治措施。

c.漿砌石排水溝。主體工程設計考慮沿所區四周布置漿砌石排水溝，排水溝順接于東側的自然山溝內[2]。

d.開閉所鋪碎石及路面硬化。主體工程設計中將開閉所內變電區域電器下方空地全部鋪設碎石；開閉所內廣場用混凝土硬化，進所路道采用瀝青混凝土路面的城市型道路。

3.5.2納入本方案中的具有水土保持功能的措施

a.集電線路區。項目主體設計在桿塔基礎平原區施工時，對可以剝離表土地段進行表土剝離，剝離總量460m3。項目集電線路區臨時占用耕地0.12hm2，當集電線路建設完成后，主體設計對臨時占用的坡耕地采取土地整治措施，可有效地防止因工程建設導致的松散土體流失，也有利于后期復耕，該區域主體設計土地整治總面積0.12hm2。

b.開閉所。主體工程設計考慮了所區漿砌石排水溝，長度300m，沿所區四周布置，排水溝斷面尺寸為30cm×50cm，漿砌石總量153.0m3。排水溝順接于東側的自然山溝內[2]。

3.5.3不納入本方案中的具有水土保持功能的措施

主體工程設計中將開閉所內變電區域電器下方空地全部鋪設碎石，碎石鋪設能夠阻止雜草叢生，有助于變電區域防火，但從水土保持角度分析，碎石鋪設可以防止裸露地表遭受雨水濺蝕和徑流沖蝕。同時所內廣場用混凝土硬化，進所路道采用瀝青混凝土路面的城市型道路，路面硬化可有效防止裸露地表遭受雨水濺蝕。綜上所述，主體工程采取的一系列防護措施起到了預防和治理水土流失的作用，具有水土保持功能，水土保持效果明顯。

3.6工程建設對水土流失影響因素分析

該項目在建設過程中造成水土流失的因素主要包括自然因素和人為因素。自然因素是引起水土流失的潛在因素，包括降雨因子、地形因子、植被因子、土壤抗蝕和抗沖性；人為因素是指改變引起水土壓占建設流失自然因素的人類活動。根據實地調查，工程在建設過程中由于場地平整、風機及箱變基礎開挖與建設、集電線路及開閉所建設、道路修建、管線敷設、建筑材料堆放、施工機械碾壓等活動，破壞植被、擾動地表，使土壤結構受到不同程度的破壞，土壤抗蝕能力降低或喪失，從而引發或加劇水土流失[3]。

3.7主體工程設計中水土保持措施不完善

該工程建成后，工程占地的大部分原地表被占壓或固化或恢復植被，不會產生較大的水土流失。但主體工程中僅估列排水溝等部分水土保持措施費用，沒有對不同區域采取的措施提出具體方案。另外，在主體工程設計中，沒有考慮對施工期間的臨時堆土進行統一堆放并采取防護措施；也沒有考慮施工結束后對臨時施工用地進行人工恢復原地貌植物等防護措施。該方案將對主體工程設計中遺漏的水土保持措施予以補充完善[1]。

4結語

錦州大興隆山風力發電場一期工程主體工程在開閉所建設、場內道路修建、風機及箱變建設、集電線路架設等活動中，施工組織與施工工藝等設計除按照設計規范要求外，也從環境、水保、經濟等多方面進行了綜合考慮。通過對主體工程的綜合分析，主體工程設計中開閉所內及進所道路路面硬化、集電線路施工表土剝離及土地整治等措施從水土保持角度考慮，具有水土保持功能；主體工程布局合理，減少占地面積；施工安排緊湊，減少地表裸露時間，降低了新增水土流失量的可能性，保護了水土資源，有利于生態環境的保護和工程建設的順利進行。

參考文獻

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