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黑龙江省风电工程水土流失防治技术探讨

・16・ 中国水土保持SWCC 2010年第12期 黑龙江省风电工程水土流失防治技术探讨 艾晓燕 (黑龙江省水利水电勘测设计研究院,黑龙江哈尔滨150080) 

[关键词]水土流失;防治技术;植被恢复;风电.Y-程;黑龙江 [摘要]黑龙江省已运行、在建和处于立项阶段的风电工程项目以山丘区、西部松嫩平原区居多,河谷区也有分布。根 据不同区域风电场的自然背景及工程建设特点,结合风电工程水土保持方案编制和技术评审实践,探讨了如何有效防治 水土流失和进行生态修复。 [中图分类号]S157.2 [文献标识码]c [文章编号]1000~0941(2010)12—0016—03 

风能资源是一种可再生的绿色能源,风电开发建设备受国 际社会关注和各国政府的支持。黑龙江省位于“三北”风能资 源丰富区内,风力资源开发潜力很大。据悉,黑龙江省50 m高 风能资源潜力约为10.2亿kW,技术可开发量2.3亿kW。截 至目前,黑龙江全省已建成风电场15座,总装机容量896 MW; 正在建设的7座,总装机容量495 MW;处于立项阶段的风电项 目约有100个,以山丘区、两部松嫩平原区居多,河谷区也有分 布。预计到2015年和2020年,黑龙江省风力发电装机容量将 分别达到6 000 MW和10 000 MW 也就是说未来5年黑龙江 省风能资源储备区将全面铺开风电工程建设,届时扰动面积之 大、程度之高、产生的水土流失影响及对生态环境的破坏之重 都是不容忽视的。因此,掌握风电工程建设水土流失特点、做 好水土流失防治工作是建设生态友好型项目的重要保障。 l风电工程基本情况介绍 风电工程一般由风电机组区、升压站区、集电线路区(送出 线路由电网公司建设)、风电场道路区、临时生产生活区5部分 组成。目前黑龙江省已运行、在建及处于立项阶段的风电工 程,单机规模有750、850、900、1 300、1 500和2 000 kW等,均采 用“一机一变”的单元接线方式,风机出口电压为690 V,通过 1 000 V低压电缆接至35 kV(10 kV)箱式变电站低压侧,再通 过场内集电线路(山丘区多采用地埋、平原区多采用架空)接入 220 kV(或110、66 kV)升压站的低压母线,最后通过送出线路 并入电网。 2风电工程建设水土流失防治措施 就黑龙江省风电工程拟建区的自然条件及项目建设特点, 其水土流失防治应遵循以下原则:①风电工程挖余土石方虽然 最终用于回填和风电场内道路填垫,但因存在施工时序的衔接 问题,有一部分土石方需要临时堆放,所以土石方的拦挡防护 是控制施工期间水土流失的关键。②表层腐殖土需要收集和 集中保护,为扰动区植被重建、绿化美化提供土源。另外,应对 风沙区和盐渍化区地表植被的保护有足够的重视。③剥离的 表土及临时土石方应该堆放在征占地范围内,或者说工程用地 应该考虑临时堆土用地。堆放形式依各单项工程特点以不影 响施工作业而定,一般点式工程将临时堆土用地规划在施工空 地或场地一角,线性工程应该考虑便于复用而沿途选择平缓地 堆放,以便于管理和防护。④山丘区地形坡度大,施工期间的 截流、排导措施对减轻扰动区、开挖及堆垫面的冲刷尤为重要。 ⑤对扰动区、开挖和堆垫边坡进行土地整治是保土防蚀、植被 景观重建的重要环节。⑥项目区植被重建是项目区生态环境 得到最大限度维护的体现,也是水土流失防治的主要目标之 一。

⑦基于防洪要求,平原区风电工程涉及外借土石方,自采 

取料场选址尽量避开农田区。⑧升压站区应按照园林设计标 准进行景观设计。 2.1 山丘区风电工程建设水土流失防治措施 山丘区风电场建址区地势高、地形起伏大,基岩上覆风化 碎石土较厚,表层腐殖土较薄,植被以次生的阔叶杂木林为主。 从调查资料看,山丘区的植被覆盖普遍较好,现状水土流失程 度较轻;地表扰动后,植被及土壤结构遭到破坏,施工迹面水土 流失严重。以下针对山丘区风电工程建设特点,分析如何布置 水土保持措施。 2.I.1 表土保护及收集措施 山丘、岗地风电场区场地挖填扰动程度高,工程征占地几 乎全部被扰动,山丘区土壤类型以暗棕壤为主,表层腐殖土较 薄,应全面进行表土的收集和保护。根据已建工程实施情况, 人工配合机械收集表土可行。 2.1.2临时土石方拦挡防护措施 (1)将风电机组区和升压站区剥离的表土与挖方分开堆 放,采用编织袋填土石料砌筑拦挡围栏,既能挡水又能拦土,拦 挡围栏断面形式和尺寸可根据堆土高度和地形情况确定,也可 利用采伐的树木设置挡渣屏障。 (2)集电线路区一般沿道路或在林地中地埋敷设管道,施 工工期较短。因此,做好施工管理和施工期安排是控制水土流 失的关键。要尽量避开雨季施工,开挖土方沿管沟一侧堆放, 并布设苫盖措施。 艾晓燕:黑龙江省风电工程水土流失防治技术探讨 ・17・ (3)风电场道路区。路基成型后,临时土方主要是剥离的 表土,一般选择在道路一侧或两侧缓坡地带平铺保存,注意控 制铺土厚度以不影响道路通行为好。因地形坡度较大,为防止 雨水冲蚀表土,需在铺土带两侧设置挡土屏障,可采用单层土 袋齐边缘砌护。 2.1.3截、排水措施 (I)升压站区若受外水影响(坡水、周边汇水),则可在其围 墙外侧布置截水设施,收集外水连同站内排水,通过顺接工程 消能后安全排出。该区内排水应将永久、临时措施结合,既减 少扰动又减少工程量和投资。 (2)风电场道路路基排水应根据地形地势、路基类型布置。 风电场道路一般是沿地形等高线或沿山脊布线,所以路基类型 以半填半挖居多,其中:一侧挖另侧填的路基,挖方一侧截、排 水设施应该永久、临时结合布置,并做好消能措施;中问挖两侧 填的路段及爬坡路段,可根据线路纵坡大小布设排水设施,平 缓的路段可不设排水沟。 (3)各单项工程的施工场地,在场地平整时应考虑排水要 求,以能有组织地将内水排出区外为宜。风电机组区地势高, 施工阶段基本不受外水干扰;临时施工区及个别风机组区依地 势情况(如坡地),按照水土保持要求,应该考虑设置外水拦截 措施。 2.1.4施工裸地、开挖和堆垫边坡整治及防护措施 (1)施工裸地包括临时施工场地、吊装场地、集电线路及道 路等临时用地。临时设施拆除后,应该全面进行场地清理,清 除硬化的混凝土、泥结石及砖块瓦砾,整地覆土。 (2)堆垫边坡主要包括道路边坡、升压站填方边坡等,开挖 边坡有路堑边坡、升压站开挖边坡和部分风机开挖边坡。从同 类工程现场调查情况,堆垫边坡一般是根据填方料的力学指标 要求,按稳定边坡比进行放坡。升压站四周挖填方边坡、站内 阶梯边坡均应设置挡墙及边坡防护。风电场道路局部路段为 了压缩占地而设计陡坡路基,水土保持要求对高填陡坡路基设 置挡墙以加固路基,并根据边坡岩性、坡长等特征,实施护坡措 施。路基填土高度较小的边坡采用植物护坡,较大的采用综合 护坡(下部工程护坡,上部植物护坡),地质灾害易发地段采用 工程护坡。风电场道路开挖边坡较多,从同类工程现场调查情 况看,道路开挖边坡基本未实施防护措施,要从水土保持角度 强化这方面的设计和要求。 虽然山体上覆较厚的风化碎石土,但是其有机质含量极 低,而且部分开挖面基岩出露,依靠生态的自我修复能力恢复 植被会十分缓慢或难以恢复,而且扰动后的碎石土结构比较松 散,容易造成滑坡、崩塌等灾害。因此,应根据工程区的建设条 件,首先对坡体、坡面进行整治,创造良好的植被生长环境…, 为植被重建、生态恢复奠定基础。 开挖边坡中,对于基底岩石(土)比较稳定、坡长较小的坡 面,可采用直线削坡,配合鱼鳞坑进行整治;对于坡长较大的坡 面,采取折线削坡,上坡削缓,向下收坡并护砌,配合鱼鳞坑整 治坡面,以达到边坡稳定的目的;石质坡面基于少破坏的原则, 采取阶梯形削坡以缩短坡距,台阶面要做成向内倾斜或在台阶 根部开出小基槽,以利于蓄水保土;对于基底岩层不太稳定的 坡面,除采取上述措施稳定边坡外,尚需考虑在坡脚设置挡墙 进行防护。 整治后的边坡以综合护坡为主。坡脚部位、石质坡面采用 骨架护坡,同时设置流水带,以解决坡面排水问题。对于稳定 的陡立或凸起的岩石坡体,采取喷锚挂网的方式美化,开凿种 植槽、种植穴等,为攀缘植物的生长创造环境。具体布置形式 可根据岩石坡体具体情况而定,高度、面积不大的坡体,可上、 下分割区块喷锚挂网,并在坡体上部和下部建造种植基槽;高 度、面积均较大的坡体可分上、中、下分割区块喷锚挂网,同时 在中部岩壁上开凿种植穴、鱼鳞坑等。 2.1.5 绿化美化与植被重建措施 基于施工面的土地整治、坡面坡体整治,本着适地适树 (草)的原则,进行乔、灌、草立体配置,做好项目区的植被重建 工作。利用草本植物生长快、能迅速覆盖地面的特点,控制地 表侵蚀;结合树木生态效益、经济效益的长久性,有效防治水土 流失。 高陡边坡和岩石坡体因其生态环境脆弱,植被重建后需要 实施一定的管养措施。 (1)绿化美化措施。升压站区不仅是风电场运行的主要功 能区,还是风电场技术和管理中心,所以风电场区绿化美化的 重点在升压站区。基于该区安全要求,不宜栽植高大的树木, 应以建造草坪、花坛,栽植灌木为主进行绿化。 (2)植被重建措施。①施工裸地植被重建。风电场道路施 工用地、吊装场地、集电线路区的临时用地经整地覆土后立地 条件较好,植被恢复不得降低标准;可以选择适生、经济价值较 高的优良品种进行造林,林下种草增加草本植物速效保土效 应。②开挖边坡植被建设。开挖边坡可视性显著,所以植被建 设还应考虑景观要求。土质边坡采取植树、种草综合护坡,树 种注重树形美观、乔灌结合配置;高陡边坡经过梯台整治后,阶 面及基槽覆土并种草固土,减轻土壤流失,阶面根据覆土厚度 栽植侧根发达、耐贫瘠的树种,基槽栽植攀缘植物。石质坡面 镶嵌或铺装预制骨架,空隙覆土后植草防护。③高陡裸岩坡体 植被建设。根据喷锚挂网布置以及种植槽、鱼鳞坑、岩石穴坑 规格,结合生长环境的承载量,栽植、种植攀缘植物,苗木宜用 当地的藤本植物,木本、草本相结合。④堆垫边坡植被建设。 堆垫边坡植被建设属于生态环境的重塑,主要体现在风电场道 路区。堆垫边坡植被建设的意义在于既保持水土又维护工程 安全,所以边坡植被建设采用植树、种草立体式。树种选用根 系发达、生长快的适生品种,乔、灌配置,并加大栽植密度;林下 种草,选用喜阴的草种,增加固土防蚀效应。 2.2平原区风电工程建设水土流失防治措施 黑龙江省西部风能资源储备区属于松嫩平原,为羊草草原 植被,其中:南部区域土壤偏盐碱,植被覆盖较好,现状水土流 失程度较轻;西部区域风沙较大,植被覆盖率较低,现状水土流 失较为严重。在该区域风电工程建设中,土石料开采、建筑物

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