江西屏山风电场工程可能造成的水土流失危害

　　随着江西城市化进程的加快，城市经济的快速发展以及人民生活水平的提高，城市配网用电负荷依然会保持较快的增速，预计 2010—2015 年全省城市将保持每年 10% 以上的增长趋势，个别城市可能由于工业负荷增长迅猛，增长速度会更高． 江西电网风电的比例较小，火电装机相对过大，煤炭燃烧向大气中排放的二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、烟尘等环境污染严重威胁全省经济发展和人民生命健康． 因此，合理开发和节约使用自然资源，改进资源利用方式，调整资源结构配置，提高资源利用率，是改善生态、保护环境的有效途径． 风能是清洁的、可再生能源领域中最具工业开发规模和希望的一种能源，开发风能符合国家环保、节能政策，风电场建设符合国家关于能源建设的发展方向，是国家大力支持的产业． 然而，在风电广受热捧的同时，却又不得不面对风电建设及运行中造成的严重水土流失． 本文以江西屏山风电场工程为例，探讨风电场可能造成的水土流失危害和可能产生的新增水土流失量，从而为风电场的水土流失防治提供科学依据．
　　
　　1 概况

　　1． 1 项目概况

　　中电投江西屏山风电场工程场址区位于赣州市于都县西南，盘古山镇北部，距于都县城 30 km，距赣州市 51． 3 km． 场址区中心地理位置为东经 115°25'22． 57″、北纬 25°41'37． 79″． 风机分布于屏山山脊线上，山脊走向为 SE-NW，山脊长约 9 ～10 km，海拔高程为 870 ～1 320 m，风场范围 14． 23 km2． 工程拟建内容包括 24台单机容量为2 000 kW 的风机，总装机容量为48 MW，24 台2 350 kVA 箱式变压器，施工吊装场地24 处; 新建 1 座 110 kV 升压变电站和 22． 5 km 集电线路; 修建进场道路 0． 1 km、施工及检修道路 19． 5 km; 施工场地6 处、施工用电线路 8． 0 km; 风电场工程由风电机组区、输变电工程、道路工程和施工生产生活区组成． 工程的建设符合可持续发展原则和国家能源发展战略，有利于改善能源结构，保护当地生态环境，促进当地旅游业的发展，增加地方财政收入，进而带动当地经济的发展，提高人民的生活水平． 因此，风电场的建设不仅有较好的经济效益，而且具有明显的社会效益及环境效益．
　　
　　1． 2 项目区概况

　　项目区属山地地貌，海拔高度介于 870 ～1 320 m 之间，成土母质主要为砂岩类风化物，土壤类型主要为黄壤和草甸土． 现状植被类型主要为针叶林、山地矮林和山地草甸交错带，800 m 高程以上植被稀少，以山地草甸为主，草甸深不足 0． 5 m; 800 m 高程以下主要为针叶林和山地矮林． 树草种主要有马尾松( Pinus masso-niana Lamb． ) 、苦楝( Melia azedarach L． ) 、杉木( Cunninghamia lanceolata( Lamb． ) Hook． ) 、油桐( Vernicia fordii( Hemsl． ) ) 、梧桐( Platanus acerifolia Willd． ) 、毛竹( Phyllostachys deulis( Carr． ) H． de Lehaie) 、冬青( Ilex chinen-sis Sims) 、油茶 ( Camellia oleifera Abel． ) 、杜鹃 ( Rhododendron simsii Planch． ) 、算盘子 ( Glochidion ) 、白芒( Miscanthus sinensis) 、辣蓼( P． hydropiper) 、芭茅( Miscanthus floridulus( Labill． ) Warb． ) 、铁芒萁( Dicranopterisdichotoma) 、狗尾草( Setaria viridis( L． ) Beauv． ) 、囊颖草( Sacciolepis indica( Linn． ) A． Chase) 、细柄草( Capillipe-dium parviflorum) 、四叶萍( Fourleaf Pepperwort) 、狗牙根( Cynodon dactylon( Linn． ) Pers． ) 等． 项目区林草覆盖率 80%以上． 土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，依据水利部办公厅关于印发《全国水土保持规划国家级水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果》的通知和江西省人民政府《关于划分水土流失重点防治区的公告》，项目所在地于都县属国家级水土流失重点治理区、江西省水土流失重点治理区和重点监督区． 项目占地类型为林地和草地，工程计划总工期 16 个月．
　　
　　2 预测

　　2． 1 预测范围和单元

　　本项目为电力类建设类项目，属国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录》中鼓励类建设项目． 项目建设过程中的场地平整，大量开挖、搬运、填筑土石方将扰动原地貌，损坏现有土地、植被，改变地表结构，形成松散的裸露地表，直接降低和破坏原有土地的水土保持功能，另外，施工过程中产生的临时性堆土，若不采取一定的防护措施，易造成新的水土流失． 该项目产生的水土流失的时间和区域相对集中，其预测的范围为工程建设的扰动区域． 根据工程建设的特点，水土流失预测范围包括风电机组区、输变电工程、道路工程和施工生产生活区等4 个预测单元，总面积41． 39 hm2． 其中风电机组区包括风机基础、箱式变电站和施工吊装场地等，总面积为 9． 57 hm2; 输变电工程区包括集电线路和升压变电站等，总面积 8． 39 hm2; 道路工程区包括进场道路、进站道路和施工及检修道路等，总面积 22． 10 hm2; 施工生产生活区包括施工场地和施工用电线路等，总面积 1． 33 hm2．
　　
　　2． 2 预测时段

　　根据项目建设的特点和主体工程水土保持分析评价的结果，本工程水土流失预测时段包括施工准备期、施工期和自然恢复期．根据主体工程施工进度安排，结合项目区产生水土流失的季节确定各区域的水土流失预测时段，当施工时段超过雨季长度时按全年计算，未超过雨季长度时按占雨季长度的比例计算． 本工程各区域水土流失预测时段详见表 1．
　　
　　2． 3 预测内容及方法

　　根据 GB 50433—2008《开发建设项目水土保持技术规范》的要求，结合项目建设可能造成水土流失的因素分析，本工程水土流失预测的内容和主要方法见表 2．【表1-2】

　　
　　3 土壤侵蚀模数的确定

　　3． 1 土壤侵蚀背景值的确定

　　项目区土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，根据区域土壤侵蚀背景资料、水土保持规划资料、并结合项目区地形地貌、土地利用类型、气象资料、土壤母质、植被覆盖等进行综合分析，经现场踏勘、调查并咨询当地水保专家意见综合确定． 各区域的土壤侵蚀背景值采用水土流失现状确定的各单元数据: 风电机组区土壤侵蚀模数为 250 t/( km2·a) 、输变电工程土壤侵蚀模数为 240 t/( km2·a) 、道路工程土壤侵蚀模数为320 t / ( km2·a) 、施工生产生活区土壤侵蚀模数为 230 t/( km2·a) ．
　　
　　3． 2 扰动地表后土壤侵蚀模数的确定

　　本工程扰动地表后土壤侵蚀模数采用类比法确定，类比工程选用同类型项目、自然条件相近、工程特点和水土流失特点相近的赣州南 500 kV 输变电工程． 根据类比分析，本工程与类比工程自然条件相近，施工内容相似，但所经区域地形较陡，降雨量略大，因此本工程各区域扰动后的土壤侵蚀模数采用赣州南 500 kV输变电工程类似区域的实测数据，并在此基础上加以修正，修正系数取 1． 1． 各区域扰动地表后土壤侵蚀模数详见表 3.【表3】

　　
　　4 水土流失预测成果

　　4． 1 可能造成的水土流失危害

　　通过查阅项目技术资料、设计图纸等，确定本工程建设对原地貌、土地和植被造成扰动和损坏的面积为41． 39 hm2，其中草地38． 59 hm2，林地2． 80 hm2． 根据主体工程的设计资料和实地调查分析，本工程建设损坏的水土保持设施总面积为41． 39 hm2． 本工程挖填土石方总量为 154． 56 万 m3，其中挖方总量77． 28 万 m3，填方总量 77． 28 万 m3，无借方，也不产生永久性弃方．
　　
　　4． 2 可能造成的水土流失面积和流失量

　　根据类比预测、比较分析获得的水土流失情况计算可得，本工程建设可能造成的最大水土流失量为3 414 t，可能新增的水土流失量为 3 224 t．( 1) 水土流失总量W = A × M × T．式中 W 为水土流失总量( t) ; A 为侵蚀面积( km2) ; M 为扰动后土壤侵蚀模数( t·km－ 2·a－ 1) ; T 为土壤侵蚀时间( a) ．( 2) 新增水土流失量W = A × ( M1－ M2) × T．式中 M2为土壤侵蚀背景值( t·km－ 2·a－ 1) ．本工程建设期水土流失总量和新增水土流失总量详见表 4，各区域建设施工可能造成的水土流失量预测结果详见表 5.【表4-5】

　　
　　5 水土流失危害分析及建议

　　5． 1 可能造成的水土流失危害分析

　　( 1) 由于项目区属山地地貌，海拔标高 870 ～1 320 m，植物生长条件恶劣，一旦破坏恢复难度大． 但项目的建设将不可避免地损坏原地貌和植被，破坏地表层的物理结构，减弱地表的抗蚀抗冲能力，在雨水作用下，造成严重的水土流失，对项目区周边生态环境造成一定的不利影响．( 2) 在项目建设过程中，将不可避免地扰动原有地表和植被，破坏了原有地表及土壤的结构，降低了地表涵养水的能力，改变了土壤的密实度，使土壤的抗蚀性减弱了，雨水来临时，产流增大，进而加剧地面的水土流失，导致产沙量的增加，给项目区周边区域的生产、生活带来一定的负面影响．
　　
　　5． 2 建议
　　
　　( 1) 在场地平整过程中，应设置必要的临时水土保持措施，控制施工过程中的水土流失; 同时采用临时防护措施． 此外，由于项目区海拔高度在 870 ～1 320 m 之间，立地条件严酷，为保护区域内的草甸景观，应严格控制施工范围，场地平整前，先将区域内的草皮和表土进行剥离．( 2) 水土保持工程随主体工程的施工进度分期、分批地尽早安排实施，使其尽快发挥效益．( 3) 在水土保持方案设计中，实行工程措施与植物措施相结合，临时措施与永久措施相结合，拦挡与排水措施先行，植物措施尽可能的提前; 同时加强施工管理，合理安排施工，缩短地表裸露时间和面积，以减少水土流失的发生．( 4) 根据预测结果，施工期产生的水土流失量占新增水土流失量的 98． 57%，其中，新增水土流失主要发生在风电机组区、道路工程，这些区域将作为本方案的防治重点，也是本方案的监测重点．
　　
　　参考文献:

　　［1］李智广． 开发建设项目水土保持监测［M］． 北京: 中国水利水电出版社，2008: 22 －24．
　　［2］姜德文． 开发建设项目水土保持技术规范［M］． 北京: 中国计划出版社，2008: 23 －25．
　　［3］赵永军． 开发建设项目水土保持方案编制技术［M］． 北京: 中国大地出版社，2007: 192 －193．
　　［4］中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会． 生产建设项目水土保持设计指南［M］． 北京: 中国水利水电出版社，2011: 325．
　　［5］刘震． 水土保持监测技术［M］． 北京: 中国大地出版社，2004: 270．