大兴隆山风力发电场主体工程水土保持分析与评价

大兴隆山风力发电场主体工程水土保持分析与评价

王聪

(锦州市水利工程建设管理局，辽宁 锦州121013)

【摘要】通过对锦州大兴隆山风力发电场一期工程项目主体工程的水土保持分析与评价，可以看出工程在布设和工程实施上，均符合对原地貌、土地及植被破坏较小，尽量控制水土流失到最低的原则，从保持水土和保护建设区生态环境的角度分析，整个项目选址和工程布局是合理的。

【关键词】水土保持；主体工程；水土流失；分析与评价

中图分类号：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工程概况

锦州大兴隆山风力发电场工程项目规划总装机容量为30MW，分两期开发建设，本期为一期，设计安装7台单机容量为1500kW的风力发电机组，装机容量10.5MW，项目区隶属于锦州凌海市余积镇，同期建设一座10kV开闭所，风力发电机组采用2回10kV架空集电线路接入10kV开闭所；该风电场的送出工程是架设一回10kV输电线路，接入八角台变电所，工程为Ⅱ等中型工程，工程为新建建设类项目。风电场年上网电量21114MW·h，平均单台机组年上网电量为3016MW·h，折合满容量运行小时数为2011h，容量系数为0.2296。工程总占地面积6.77hm2，其中永久占地5.09hm2、临时占地1.68hm2，不涉及动迁[3]。

2分析与评价的方法

锦州大兴隆山风力发电场一期工程在建设过程中会造成水土流失，需要防治和治理。在编制水土保持方案过程中，要充分考虑项目的特点，特别是对主体工程的水土保持分析与评价，采取适当的方法，因地制宜地对其作出客观的分析与评价。主体工程水土保持分析与评价主要采用定性分析为主、定量分析为辅的方法进行。

3主体工程水土保持分析与评价

3.1水土保持制约性因素分析与评价

锦州大兴隆山风力发电场所在区域既非生态脆弱区亦非自然保护区，无珍稀动植物物种，同时也不属于国家划定的水土流失重点预防保护区和重点治理成果区。7个发电机组及箱变采取分批次施工方法，避免了窝工浪费，减少了地表的裸露时间和土体堆放时间，相应减少了水土流失量。场内道路充分利用现有道路，减少了征地面积及土石方的开挖量。集电线路扰动面积、挖填方量都不大且分散，不会发生大的水土流失。但主体工程的建设势必破坏地表，扰动土体结构，增加水土流失的潜在危险。建设过程中通过科学合理占用土地，尽量减少破坏面积；紧凑安排施工进度，减少松散裸露地表的裸露时间；同时通过积极采取相应的水土流失防治措施，因工程建设引发的新增水土流失对主体工程及其周边环境就不会产生灾害性影响。因此，本工程建设不存在水土保持方面的制约性因素。

3.2主体工程方案比选

3.2.1风电场场址方案比选

锦州大兴隆山风力发电场所选风电场地处低山丘陵区，平均海拔在55～184m左右，地势起伏较大。该区50m高度的年平均风速为6.95m/s，年平均风功率密度为300W/m2，风电场以N风为主导风向和能量最大风向，SSW风为次多风，N、NNE、SSW、SW、S五个优势风向的能量可占总能量的80%，能量方向比较集中，有利于风电机组的布局。在场址区域未发现新构造运动对建筑物产生断裂破坏、塌陷、滑坡、泥石流等不良地质作用，场址区构造活动相对稳定。本场址区内近期未发生过中强度以上地震，属构造活动相对稳定区。拟选场址无论从地质构造还是从地震地质分析都是稳定的，均可以进行风电场构筑物的建设。

3.2.2风力发电机组机型方案比选

工程原拟采用750kW风力发电组共14台，但是为提高性能、节约占地，拟采用1500kW发电机组。选择T82—1500型风力发电机组与原S50—750发电机组进行比较。通过方案比较，从水土保持角度分析，选择T82—1500型风力发电机组主体工程方案合理。

3.3主体工程占地状况分析与评价

主体工程设计在满足设计合理性和经济性方面要求的条件下，在考虑有利施工、方便运行和检修的前提下，充分利用现有的铁路、公路交通系统，尽可能缩小塔基占地面积，优化工程总体布局，严格执行国家规定的土地使用审批程序，优先利用荒地、劣地及非耕地，原则上不占用基本农田。开闭所所址用地面积，遵守现行国家和行业有关标准规定。项目征地6.77m2，其中永久占地5.09hm2、临时占地1.68hm2，荒地5.32hm2、耕地0.12hm2、原有道路1.33hm2。工程在满足工程建设的基础上，尽量减少占地面积。因此，该工程占用的土地利用类型较合理；通过对各功能区的合理安排、紧凑布局，最大限度地减少了土地利用面积，使工程建设过程中对水土资源的破坏降到最低；另外在施工组织安排上，合理安排施工顺序，减少占地，如：在施工临时场地的安排上，先行施工风机及箱变，场地空闲后施工进所道路，堆放进所道路剥离表土；同时尽量减少占地，特别是临时占地只占总面积的24.8%，在施工结束后，将全部恢复原土地利用功能。

3.4主体工程推荐方案的合理性分析与评价

3.4.1主体工程土石方平衡分析与评价

该项目属建设类项目，主要土石方涉及开闭所新建、风机及箱变基础开挖、吊装场地平整、集电线路基础开挖、道路修建、施工及设备存放场地平整等。该工程总挖方量3.16万m3(含表土0.30万m3)，总填方量3.23万m3(含表土0.37万m3)，借方0.07万m3，无永久弃方。工程土石方量(不含表土)在项目区内达到了挖填平衡[4]。风电机组区挖方主要是风电机组和箱变基础的开挖及临时吊装场地平整产生的土石方量，用作风电机组和箱变设备基础回填及吊装场地平整。开闭所挖方除用于所内建(构)筑物基础的回填外，剩余部分用作场地平整。集电线路基础挖方全部回填，回填土高出地面以备沉降。由于项目区土层较薄、植被较差，只有施工及设备临时存放场地和部分输电线路位于地势较低处，具备表土剥离条件，最大可能地进行表土剥离。施工及设备存放场地占地类型为荒地，土层较厚，剥离厚度40cm，共剥离表土1280m3，覆土680m3，剩余表土调往开闭所用于所区绿化。风机及箱变区、场内道路区由于不具备表土剥离条件，后期植被恢复及绿化表土由开闭所和施工设备存放场地调用，场内道路区表土不足采取外借表土解决，外借表土720m3，来源于距项目区不足10km的义县七里河工业园区的工程建筑开挖弃土。集输电线路区基础施工中，表土和心土分别堆放及时回填，由于水泥杆塔施工简便、时间较短，临时堆土可以不采取临时拦挡措施。总体来说，本工程在施工时挖方全部利用，避免了弃渣排放，有效地防止了排放弃渣对植被及环境的破坏，外借表土也取自工程建筑基础开挖地基弃土，没有新的取土场，不会产生新的水土破坏。充分利用表土资源，提高地力，对土地复垦、土壤改良、恢复植被具有重要意义。

3.4.2施工组织分析与评价

本工程全部风力发电机组均建在山上，由山下现有县级公路经风电场内新建道路至整个风电场各机位。主要工程施工分为两大部分：一是主体工程，即风力发电机组和箱变基础开挖和机组安装以及开闭所的施工和安装；二是风电场内道路和输电线路的施工。工程设有材料及设备专用存放场地，各发电机组区均设有吊装场地，大型机组及电气设备运输、存放及安装条件良好。为防止水土流失，线路工程采用分段施工，边挖边进行绑钢筋、支模板、混凝土浇筑、基坑回填等施工，可有效减少水土流失的发生。在场地平整和基础开挖过程中，保证工程建设期间产生的临时土方堆置在固定位置，不会因随意堆弃而产生流失。同时土石方在本区内全部利用，没有永久弃渣产生。为减少水土流失的发生，工程避免在暴雨天气进行土建施工，并且在冬季到来之前疏通施工区、生活区的排水沟道，及时排水，保证施工区安全，排除水土流失隐患。综上所述，该工程施工组织有效地控制了水土流失的发生，符合建设项目保持水土的要求。

3.4.3施工方法与工艺分析及评价

a.开闭所。开闭所道路施工对表土进行了剥离，并将表土暂存于施工及临时设备堆放场地空地内，待土建结束后将剥离的表土用于开闭所内的绿化。表土剥离与覆土既保护了表土资源又快速恢复了地力，为植物生长创造了较好的立地条件。

开闭所在建设过程中统筹考虑各种沟、管及预埋管道的施工及管线敷设安装，有效地防止了重复开挖对土地的扰动与破坏。

b.风机及箱变区。本工程风机及箱变基础开挖采用挖掘机，辅以人工修整基坑，可有效防止单纯机械施工对土体的超范围扰动；石方开挖采用人工以风钻钻孔爆破，人工及机械清渣，留够回填量外(含表土)，多余挖方全部用于吊装场地的堆垫与平整。风机及箱变基础回填方量暂存于施工吊装场地内，表土与心土分开堆放，待土石方回填完毕后，施工吊装场地继续用于施工吊装，这样既减少了占地面积，又防止了临时堆土的随意堆放，对保护植被及防止堆土流失具有重要作用。

c.集电线路。集电线路基础开挖时先对施工区域进行表土剥离，并采用机械与人工相结合的方式进行开挖、填埋等，可有效防止大型机械对地表和植被的超范围破坏。在塔架基础开挖时，将表层土与心层土分开堆放，回填时先填心土，再回填表土，便于后期恢复植被及保持地力。

d.场内道路。新建道路利用挖掘机、推土机进行挖高垫低，实现了土石方挖填自平衡，减少了土石方的调配，最大限度地减小了水土流失。

3.5主体工程设计的水土保持分析与评价

3.5.1主体设计中具有水土保持功能的措施

a.表土剥离。项目主体设计在杆塔基础平原区施工时，对可以剥离表土地段进行表土剥离。

b.土地整治。项目集电线路区临时占用耕地0.12hm2，当集电线路建设完成后，主体设计对临时占用的坡耕地采取土地整治措施。

c.浆砌石排水沟。主体工程设计考虑沿所区四周布置浆砌石排水沟，排水沟顺接于东侧的自然山沟内[2]。

d.开闭所铺碎石及路面硬化。主体工程设计中将开闭所内变电区域电器下方空地全部铺设碎石；开闭所内广场用混凝土硬化，进所路道采用沥青混凝土路面的城市型道路。

3.5.2纳入本方案中的具有水土保持功能的措施

a.集电线路区。项目主体设计在杆塔基础平原区施工时，对可以剥离表土地段进行表土剥离，剥离总量460m3。项目集电线路区临时占用耕地0.12hm2，当集电线路建设完成后，主体设计对临时占用的坡耕地采取土地整治措施，可有效地防止因工程建设导致的松散土体流失，也有利于后期复耕，该区域主体设计土地整治总面积0.12hm2。

b.开闭所。主体工程设计考虑了所区浆砌石排水沟，长度300m，沿所区四周布置，排水沟断面尺寸为30cm×50cm，浆砌石总量153.0m3。排水沟顺接于东侧的自然山沟内[2]。

3.5.3不纳入本方案中的具有水土保持功能的措施

主体工程设计中将开闭所内变电区域电器下方空地全部铺设碎石，碎石铺设能够阻止杂草丛生，有助于变电区域防火，但从水土保持角度分析，碎石铺设可以防止裸露地表遭受雨水溅蚀和径流冲蚀。同时所内广场用混凝土硬化，进所路道采用沥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溅蚀。综上所述，主体工程采取的一系列防护措施起到了预防和治理水土流失的作用，具有水土保持功能，水土保持效果明显。

3.6工程建设对水土流失影响因素分析

该项目在建设过程中造成水土流失的因素主要包括自然因素和人为因素。自然因素是引起水土流失的潜在因素，包括降雨因子、地形因子、植被因子、土壤抗蚀和抗冲性；人为因素是指改变引起水土压占建设流失自然因素的人类活动。根据实地调查，工程在建设过程中由于场地平整、风机及箱变基础开挖与建设、集电线路及开闭所建设、道路修建、管线敷设、建筑材料堆放、施工机械碾压等活动，破坏植被、扰动地表，使土壤结构受到不同程度的破坏，土壤抗蚀能力降低或丧失，从而引发或加剧水土流失[3]。

3.7主体工程设计中水土保持措施不完善

该工程建成后，工程占地的大部分原地表被占压或固化或恢复植被，不会产生较大的水土流失。但主体工程中仅估列排水沟等部分水土保持措施费用，没有对不同区域采取的措施提出具体方案。另外，在主体工程设计中，没有考虑对施工期间的临时堆土进行统一堆放并采取防护措施；也没有考虑施工结束后对临时施工用地进行人工恢复原地貌植物等防护措施。该方案将对主体工程设计中遗漏的水土保持措施予以补充完善[1]。

4结语

锦州大兴隆山风力发电场一期工程主体工程在开闭所建设、场内道路修建、风机及箱变建设、集电线路架设等活动中，施工组织与施工工艺等设计除按照设计规范要求外，也从环境、水保、经济等多方面进行了综合考虑。通过对主体工程的综合分析，主体工程设计中开闭所内及进所道路路面硬化、集电线路施工表土剥离及土地整治等措施从水土保持角度考虑，具有水土保持功能；主体工程布局合理，减少占地面积；施工安排紧凑，减少地表裸露时间，降低了新增水土流失量的可能性，保护了水土资源，有利于生态环境的保护和工程建设的顺利进行。

参考文献

[1]张凯峰，张家福.清连高速公路建设中水土流失经济损失及对策探讨[J].水利规划与设计，2013(5)：79-80，84.

[2]王向东，刘宗博，李云峰，等.大凌河朝阳城区段防洪工程中的水土保持[J].水利技术监督，2008(6)：49-50.

[3]吴国新.乌金塘水源地湿地工程水土流失影响分析与评价[J].黑龙江水利科技，2014(11)：89-91.

[4]林晓静.杨郊乡缸窑村联合采石场水土保持方案分析[J].黑龙江水利科技，2014(11):119-121.