风电工程水土流失防治技术探讨

2022-09-10

1 风能资源的利用及发展

风力发电有装机灵活、开发周期短、见效快、对环境污染相对较小等特点, 引起各国的重视[1]。也符合我国多能互补的发展方针, 2014年, 我国风力发电的上网电量超过1 500亿k W时, 占全部上网电量的3%左右。从“十三五”对能源的规划来看, 未来5 a我国风能发电规模要比2015年翻一番。

风力发电并非全是优点, 也存在不可忽视的缺点, 风力发电产生较大的噪声和视觉污染, 影响鸟类和动物栖息活动[2], 动力输出不稳定, 缺乏可控性;同时, 由于项目占地较大, 土方开挖工程多, 带来的水土流失等环境问题越来越引起风电领域的专家及政府相关部门的重视。

2 风电项目水土流失特点及影响因素

2.1 风电场内水蚀、风蚀现象并存

简单来说, 水蚀是在水力的作用下对土壤等造成的侵蚀, 对农业生产和环境有较大影响。风电场项目要对地表进行硬化, 将无可避免地破坏地表植被, 对地形地貌的改造将使原有的水土保持功能降低或丧失。地表的硬化造成降雨不能及时渗入地下, 使地表径流显著增加, 地下径流减少, 对土壤造成侵蚀。

风蚀的主要形式有吹扬、滚动和磨蚀等, 较强的风力是发生风蚀的关键条件。风电项目都建设在风力资源丰富的地区, 如果不采取有效措施, 在工程施工期间务必会产生起沙和扬尘, 大量的颗粒物悬浮在空气中对周边的居民、农作物、牲畜、甚至建筑物都会产生影响, 给身体带来危害。

2.2 风电场施工作业面相对分散, 地表扰动大

风电场项目占地较大, 多机组施工, 造成作业面比较分散, 地表扰动大。各区域水土性质的不同, 水土流失强度有所差异。升压站区、风机站区、输电线及道路区、集电线路区和临时设施区都不相同, 在预防水土流失及水土流失治理环节要分别予以考虑。

2.3 植被破坏面广, 恢复难度大

风电场一般本着集约用地的原则, 尽量选择荒山荒地, 尽量不占用耕地, 尽量避开生态保护区域, 但往往也会占用林地、丘陵或者草原等植被条件较好的区域。对植被的破坏主要是以下3个方面。一是植被数量的损失。永久工程 (如道路、升压站等) 使植被被砍伐后无法恢复, 造成面积数量的减少, 影响了生态功能。二是项目施工及后续运行过程中产生的扬尘、颗粒物附着植物表面, 影响光合作用, 阻碍植物生长。三是施工过程中对土层的破坏造成的植物生物多样性的减少。

2.4 风电项目水土流失防治思路及措施

风电项目水土流失防治应贯穿于项目规划、实施、投产的整个过程, 根据不同的时段、不同的分布工程实施不同的防治措施。

2.4.1 工程防治措施

风电机组防治区:风电项目建设地一般地形较为复杂, 会占用大量的坡耕地、梯田及山林地, 照成可耕地数量的减少。由于表土中含有大量微生物和有机质, 施工中要保护这些熟土资源不流失, 建议先对表土进行15~30 cm剥离, 运往专地进行储藏, 待工程完工, 对土地进行整理, 搬回表土进行复耕, 尽可能减少熟土资源不浪费、不流失。

输电线路及道路防治区:风电项目, 场地比较大, 地貌有较大起伏, 为避免道路坡度保持一定的限度之内, 在输电线路及检修道路建设中挖方、填方工程较多。在土质疏松的地段要设置硬质排水沟或填埋排水管道。排水沟断面底面200~500 mm, 深300~400 mm, 坡比在1∶1~1∶1.1范围内。排水管道建议采用HDPE双壁波纹管, 具有抗冲击力强, 耐酸碱、耐腐蚀, 对土地无害, 可回收二次利用的特点。在落差较大或弯道处可设置效能池减少对土地的冲刷。

施工生产生活区:施工结束后, 要对施工地点及施工人员驻地进行整理, 包括建筑废料 (泥沙、碎石等) 等的清理及场地平整、植被的恢复等。

2.4.2 植物防治措施

风电机组防治区:在基础开挖回填后, 应及时移植灌木并与播种草本植物相结合, 宜采用与当地气候相适应的植物, 并注意病虫害的预防治理工作。根据不同地域常见的灌木草本植物搭配见表1。

输电线路及道路防治区:路基的开挖, 施工车辆的通行碾压是土壤结构发生破坏, 植被恢复相对困难, 道路两旁易栽植抗风性较好的乔木, 南方可栽植黄杨、紫叶小檗、木麻黄等, 北方可栽植刺槐、樟子松、油松、风扬等多年生乔木。中层灌木可用胡枝子等, 下层草本植物易选用当地乡土种类, 根据地区不同, 可参照表1进行选择。

施工生产生活区:该区域认为扰动较大, 主要以乔木草本植物结合, 建筑垃圾和生活垃圾清理后应立即进行植被恢复, 采取多中乔木混植, 可以调高存活率。下层草本植物易选用当地乡土种类, 多品种混播, 如北方地区可以采用草地早熟禾和紫羊茅。