沿海風(fēng)電工程水土流失突出問(wèn)題及防治對(duì)策

1、閩東沿海地區(qū)位于福建東北沿海，地屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候帶，受季風(fēng)和臺(tái)灣海峽管狀效應(yīng)影響，是福建省風(fēng)力資源最豐富 的地區(qū)之一，風(fēng)能開(kāi)發(fā)潛能巨大。近些年是該區(qū)域風(fēng)電開(kāi)發(fā)的高峰期，僅霞浦縣沿海就建成了大京、鹽亭、浮鷹島、馬耳山風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)容量達(dá)到200MW，后續(xù)還將在沿海建設(shè)7座風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)容量 222MW。閩東沿海地區(qū)雨 熱條件良好，但由于氣候和地形地貌等原因，屬于傳統(tǒng)的缺水地帶，多臺(tái)風(fēng)暴雨，水蝕和風(fēng)蝕并存。沿海風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)多分布于山脊和山頂，工程挖填量大，地表擾動(dòng)劇烈，植被破壞點(diǎn)多，原有植被破壞后恢復(fù)難度較平原地區(qū)大，引起的水土流失問(wèn)題尤為突出，其中道路施工區(qū)、風(fēng)電安裝平臺(tái)是水土流失的重點(diǎn)區(qū)域，

2、水土流失問(wèn)題突出，若水土保持防護(hù)和 治理措施布設(shè)不夠科學(xué)合理，則水土保持效果不盡人意，對(duì)生態(tài) 環(huán)境形成較大隱患。為此，本文通過(guò)分析和總結(jié)霞浦馬耳山和浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)、運(yùn) 行過(guò)程中水土流失特點(diǎn)及水土保持措施防治效果，針對(duì)水土流失問(wèn)題突出的場(chǎng)區(qū)道路工程和風(fēng)電安裝平臺(tái)提出防治對(duì)策。1項(xiàng)目概況1. 1馬耳山風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目概況霞浦馬耳山風(fēng)電場(chǎng)位于霞浦縣東沖半島中部長(zhǎng)春鎮(zhèn)法華村旁，場(chǎng)址中心地理坐標(biāo)為東經(jīng) 120 406 、北緯26 734 ，風(fēng)電場(chǎng)址 范圍面積約6km2，建設(shè)規(guī)模為40MW，安裝20臺(tái)2MW 風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組，與相距 4.5km處的鹽亭風(fēng)電場(chǎng)共用一個(gè)升壓站。風(fēng)機(jī)沿著村落附近的丘陵布置，機(jī)位高程大

3、于海拔218m，風(fēng)機(jī)輪轂高度80m。場(chǎng)區(qū)道路總長(zhǎng)約 13.95km，路面寬度4.50m , 路肩寬度0.50m，道路縱坡w 11%，曲線半徑35m，路面采用 泥結(jié)碎石結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目于2016年12月30日開(kāi)工建設(shè)，2017年8月中旬首批風(fēng) 機(jī)開(kāi)始并網(wǎng)發(fā)電，2018年11月底全部20臺(tái)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)投產(chǎn)發(fā)電， 總工期20個(gè)月，總投資31363萬(wàn)元。1.2浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目概況霞浦浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)位于霞浦縣東南部的浮鷹島上，西北距長(zhǎng)春鎮(zhèn)閭峽村約4n mile，與下滸鎮(zhèn)相距 9n mile，與西洋島相距 6nmile，場(chǎng)址中心地理坐標(biāo)為東經(jīng) 120 831 、北緯26 455 場(chǎng)址范圍面積約 3.8km2，建設(shè)規(guī)模

4、48MW，安裝24臺(tái)2MW 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，新建 1座110kV升壓站。風(fēng)機(jī)沿著整個(gè)浮鷹島的東北-西南走向的丘陵均勻布置，風(fēng)機(jī)輪 轂高度80m。場(chǎng)區(qū)新建場(chǎng)內(nèi)道路總長(zhǎng)度約19.6km，路面寬度4.50m，路肩寬度 0.50m，道路縱坡w 11%，曲線半徑35m , 路面采用泥結(jié)碎石結(jié)構(gòu)。工程于2016年9月27日開(kāi)工，2018年2月8日全部24臺(tái)風(fēng) 機(jī)安裝完成并網(wǎng)投運(yùn)，總工期為18個(gè)月，總投資53073.53萬(wàn)元。1.3項(xiàng)目所在區(qū)域氣象、地理概況項(xiàng)目區(qū)氣候?qū)賮啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，春多雨水，夏多臺(tái)風(fēng)，冬 暖夏涼，霜雪少見(jiàn)。災(zāi)害性天氣以臺(tái)風(fēng)、暴雨為主，有影響的臺(tái) 風(fēng)年平均出現(xiàn)3次，雨季為49月。根據(jù)項(xiàng)

5、目區(qū)地、市氣象站的統(tǒng)計(jì)資料，項(xiàng)目區(qū)年均氣溫19.2 C,極端最高氣溫 39.4 C,極端最低氣溫2.4 C, 10 C積溫為50007600 C,多年平均降水量1223mm，年平均相對(duì)濕度79%，年平均降水日數(shù) 184d，歷年平均大風(fēng)日數(shù) 3.3d，年平均雷暴日數(shù)49.7d。多年平均風(fēng)速2.2m/s，主導(dǎo)風(fēng)向NNE、NE , 全年有效風(fēng)能密度1950.16W/m2。 50年一遇最大風(fēng)速49.03m/s，極大風(fēng)速為 68.64m/s，全年平均無(wú)霜期 300d，年 平均水面蒸發(fā)量為 894mm。地貌類型為沿海海島丘陵，地勢(shì)起伏較大，坡度范圍15 35 。森林覆蓋率72%，原生植被為常綠闊葉林、針闊

6、混交林和次生灌 叢。土壤以紅壤為主，表層土主要是花崗巖風(fēng)化后的紅壤土，覆蓋厚 度較小，一般為0.3 0.5m，具紅壤的共性，土質(zhì)疏松，砂化明 顯，水分和養(yǎng)分含量少，地表覆蓋度較差，部分基巖裸露，抗侵 蝕能力低。2項(xiàng)目建設(shè)中水土流失的突出問(wèn)題根據(jù)馬耳山和浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)水土保持監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告，其新增水土流失情況如表1、2所示占占水土況疾特點(diǎn)蒂憎水土流占撕能流失(hn1)（曙）主總比罰；）鳳機(jī)安蕓平臺(tái)11, 5551.13地表捷動(dòng)開(kāi)捲南崔ST杲,點(diǎn)狀曲布1 409, 9353, W場(chǎng)區(qū)通席含直岬電規(guī)）10.9567地袁擾縱總埸邊墟播81顯握找井布1 201 46,0(舉工場(chǎng)ItIL (N)5遺擾動(dòng)地裳破

7、壞，引竝水土課夷(J(*. 0M)臨時(shí)黑土堆場(chǎng)11. (M l1)0. XI22.52MI.4610100表1馬耳山風(fēng)電場(chǎng)新增水土流失表:根據(jù)霞浦馬耳山風(fēng)電場(chǎng)水土保持監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告，實(shí)際施工中， 施工場(chǎng)地系租用民房，故施工場(chǎng)地區(qū)面積為 0;因表土層薄，施工中 就近堆放，基礎(chǔ)施工結(jié)束后隨即回填，并進(jìn)行植樹(shù)綠化，故臨時(shí)表土 堆場(chǎng)面積為0。建設(shè)邑確占地面朝占地比例（%）水土盅蟲(chóng)持點(diǎn)辭增水土謊 失總比制.G）鳳機(jī)戲蕓平臺(tái)也51S.冊(cè)餓褰擾動(dòng).開(kāi)挖面構(gòu)塞.至點(diǎn)收廿布112. 2SIK. 5324 W7 4.Ifi農(nóng)扶朋.擅壇邊坡隰31一呈坡找分布J4X.砒74.03ci 5?1,2場(chǎng)地捷功.地表皴壞.引發(fā)

8、朮土證尖8.811.45升飯站U, *工松場(chǎng)地?cái)_動(dòng).地矗檢壞,引發(fā)水土瀛先112.251，矢輩堆玄的表土土體松it具育一定墟直.1 JJ1 ill*耳引準(zhǔn)水土孟去 i cwwJi，邱含計(jì)M 22)(kL tnN)fh 1IH1(N1 IK)表2浮鷹島風(fēng)由場(chǎng)新F+增7 水土 V流失表浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)新增水土流失表注:根據(jù)霞浦浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)水土保持監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告。從表1和表2可看出，風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目水土流失 90%以上發(fā)生在場(chǎng)區(qū)道路和風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)區(qū)域，是風(fēng)電場(chǎng)水土流失的突出問(wèn)題所在。由于風(fēng)能資源的分布特點(diǎn)，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)一般點(diǎn)狀分布在山頂或山 脊處，需通過(guò)場(chǎng)區(qū)道路和集電線路將各風(fēng)電機(jī)組連接升壓站和外 界，在施工期間

9、通過(guò)載重車輛在場(chǎng)區(qū)道路上運(yùn)輸風(fēng)機(jī)設(shè)備，運(yùn)行 期檢修設(shè)備時(shí)也需通過(guò)場(chǎng)區(qū)道路；風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)則用于安裝風(fēng)電 機(jī)組，由于風(fēng)機(jī)塔筒、葉片、機(jī)艙設(shè)備超長(zhǎng)、超重，為保證風(fēng)電 機(jī)組順利吊裝，風(fēng)機(jī)安裝場(chǎng)地在施工過(guò)程中往往大于設(shè)計(jì)面積。據(jù)統(tǒng)計(jì)，沿海風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)道路和風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)占地比例一般在80%以上，其工程量在風(fēng)電項(xiàng)目中占比很大，施工期基本覆蓋總 工期的4/5以上，是沿海風(fēng)電場(chǎng)水土流失防治的重中之重。3沿海風(fēng)電場(chǎng)道路和風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)運(yùn)行期水土流失狀況馬耳山和浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目分別于2018年2月和11月全面投入運(yùn)行，2020年3月初對(duì)兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，場(chǎng)區(qū)道路和風(fēng) 機(jī)安裝平臺(tái)均存在一定程度的水土流失，并有持續(xù)惡化

10、趨勢(shì)。3. 1場(chǎng)區(qū)道路水土流失狀況馬耳山風(fēng)電場(chǎng)道路基本沿山脊布設(shè)，道路沿線挖填量小，原地表 未破壞區(qū)域植被茂密，填挖量較大的邊坡植被恢復(fù)不佳，上邊坡 有溜塌現(xiàn)象，下邊坡填方坡面植被稀疏，侵蝕溝分布；泥結(jié)石路 面有雨水沖刷形成的淺層網(wǎng)狀侵蝕；排水邊溝和沉砂池內(nèi)泥沙淤 積較多，過(guò)水有效斷面減小。浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)道路基本沿山脊線布設(shè)，道路沿線開(kāi)挖上邊坡基本 沒(méi)有形成地表覆蓋，多處溜塌；下邊坡填方地段植被恢復(fù)較差， 侵蝕溝分布；泥結(jié)石路面經(jīng)雨水沖刷普遍存在淺層網(wǎng)狀侵蝕，有發(fā)育傾向；排水邊溝和沉砂池內(nèi)泥沙淤積較多，過(guò)水有效斷面減??；部分邊坡陡峭路段，施工時(shí)留下的溜塌體侵蝕溝分布，尤其 里澳村后山東南側(cè) 2個(gè)

11、溜塌體縱向高度分別達(dá)到104m和89m左右，橫向?qū)挾榷歼_(dá)到 100m 左右。3. 2風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)水土流失狀況馬耳山風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)地表裸露，平臺(tái)表面水蝕、風(fēng)蝕明顯;挖方邊坡基本沒(méi)能形成地表覆蓋，有溜塌現(xiàn)象；填方邊坡植被恢 復(fù)較差，部分風(fēng)機(jī)平臺(tái)下邊坡有溜渣堆積和水蝕沖溝。浮鷹島風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)地表裸露，平臺(tái)表面水蝕、風(fēng)蝕明顯,四周排水溝泥沙淤積；挖方邊坡基本沒(méi)能形成地表覆蓋，有溜塌 現(xiàn)象；填方邊坡下半段植被恢復(fù)較好，但尚未形成有效的地表覆 蓋，坡面水蝕沖溝發(fā)育，鼎膠窩處22號(hào)風(fēng)機(jī)平臺(tái)尤其嚴(yán)重。3. 3水土流失主要原因3. 3. 1閩東沿海地區(qū)自然環(huán)境及地形地貌閩東沿海風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址地貌類型為沿海

12、丘陵或海島，地勢(shì)起伏較大,土壤以紅壤為主，表層土主要是花崗巖風(fēng)化后的紅壤土，覆蓋厚 度較薄，土質(zhì)疏松，砂化明顯，保水保肥和抗侵蝕能力低。雖然沿海地區(qū)水熱條件良好，但屬于傳統(tǒng)的缺水地帶，多臺(tái)風(fēng)暴 雨，水蝕和風(fēng)蝕并存，原有植被破壞后在沿海氣候條件及水蝕和 風(fēng)蝕交替作用下恢復(fù)難度較大，尤其是地表草被覆蓋恢復(fù)緩慢， 表面看植被覆蓋達(dá)標(biāo)，但實(shí)際林下水土流失依然存在和發(fā)展，水 土保持防治效果難以達(dá)到預(yù)期。3. 3. 2風(fēng)電場(chǎng)工程特點(diǎn)沿海風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)分布于山脊和山頂，施工期間工程挖填量大，地 表擾動(dòng)劇烈，植被破壞點(diǎn)多，沿線地形坡度較陡，場(chǎng)區(qū)道路和風(fēng) 機(jī)安裝平臺(tái)基本為半挖半填形成，易形成較大的挖填邊坡，由于 施

13、工時(shí)間短（一般在18個(gè)月左右），自然條件相對(duì)惡劣，植被覆蓋 難以迅速形成，給運(yùn)行期水土流失的產(chǎn)生埋下隱患。3. 3. 3 設(shè)計(jì)和施工上的欠缺3. 3. 3. 1從風(fēng)電場(chǎng)的投資角度看，業(yè)主為節(jié)省成本，在建設(shè)場(chǎng)區(qū) 道路時(shí)通常會(huì)盡可能地減少路基、護(hù)坡、擋土墻和排水溝的投入, 造成設(shè)計(jì)級(jí)別較低，或布設(shè)未形成系統(tǒng)；另外由于沿海丘陵植被 恢復(fù)工藝要求嚴(yán)格且恢復(fù)周期長(zhǎng)、投資大，實(shí)際施工往往達(dá)不到 主體或水土保持設(shè)計(jì)要求，實(shí)際防護(hù)效果難以達(dá)到預(yù)期。場(chǎng)區(qū)道路坡度大、坡長(zhǎng)長(zhǎng)且路面無(wú)硬化措施，雨季時(shí)沿海地區(qū)暴 雨臺(tái)風(fēng)容易形成地表徑流，對(duì)路面的泥沙形成劇烈的沖刷，造成 普遍的水蝕，并逐步發(fā)展為侵蝕溝。歷經(jīng)數(shù)年沖刷之后

14、，嚴(yán)重的 會(huì)沿坡面上的風(fēng)電場(chǎng)道路形成日漸擴(kuò)大的發(fā)育型侵蝕溝，直至形 成寬而淺的干谷。3. 3. 3. 2施工單位為降低施工成本， 場(chǎng)內(nèi)土建施工時(shí)清表工作通 常實(shí)施不到位，表土資源沒(méi)有得到有效保護(hù)，隨道路開(kāi)挖的土方 一并清運(yùn)，造成新增水土流失區(qū)域后期恢復(fù)植被時(shí)缺少綠化覆土， 新種植被生長(zhǎng)速度慢，影響復(fù)綠效果。3. 3. 3. 3風(fēng)電場(chǎng)道路路基填方邊坡坡率一般不大于1 : 1.5，挖方邊坡坡率不大于 1 : 0.75，道路順地勢(shì)盤(pán)山而上。施工單位在 施工過(guò)程中往往未能按照施工圖首先實(shí)施下邊坡攔擋措施再進(jìn)行 開(kāi)挖，且在土石方開(kāi)挖時(shí)通常采用大藥量、深孔爆破，容易造成 大塊塊石掛渣；同時(shí)，爆破形成的土石

15、方往往直接采用推土機(jī)推向道路下邊坡， 在下邊坡方向形成大量的浮渣掛坡現(xiàn)象，并且在邊坡上形成了大 量的孤石，后期清理難度較大，水土保持措施布設(shè)困難。3. 3. 4 監(jiān)督管理上的欠缺水土保持監(jiān)理單位往往在工程開(kāi)工后才介入，工程前期施工的道 路邊坡已經(jīng)形成水土流失，只能提出整改要求，形成先破壞后治 理的局面。臨時(shí)措施未與主體工程同步落實(shí)，且部分臨時(shí)排水、 沉沙措施落實(shí)不夠，數(shù)量不夠，施工過(guò)程中道路的截排水設(shè)施常 常被填埋或損壞，未及時(shí)修復(fù)，沒(méi)能起到截流效果；植被恢復(fù)措 施未在當(dāng)年及時(shí)落實(shí)，導(dǎo)致施工破壞的土地裸露時(shí)間較長(zhǎng)，水土 流失未能及時(shí)得到遏制。4防治對(duì)策及建議4. 1 土建工程主體設(shè)計(jì)要充分采納

16、水土保持專家及部門(mén)意見(jiàn)，選擇有利于水土保持的建 設(shè)方案，堅(jiān)持預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先的方針。在場(chǎng)區(qū)道路設(shè)計(jì)時(shí)， 提高路基下邊坡防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；充分考慮閩東沿海地區(qū)氣候特點(diǎn)，完 善截排水、沉砂池等截排水系統(tǒng)，強(qiáng)化排水能力；對(duì)坡度大、坡 長(zhǎng)長(zhǎng)的路段，應(yīng)考慮設(shè)置路面截水溝，道路路面可向排水邊溝一 側(cè)傾斜2%左右，以利于路面徑流向排水邊溝匯流，減小坡面徑 流對(duì)路基的沖刷。4. 2植被措施物種的選擇應(yīng)遵循因地制宜、適地適樹(shù)的原則。場(chǎng)區(qū)道路內(nèi)側(cè)開(kāi)挖邊坡，坡 度大，穩(wěn)定性差，從風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)角度考慮宜采用坡腳挖穴客 土或種植槽種植爬山虎、葛藤等攀援類植物進(jìn)行固土和綠化。建設(shè)完成后，可適當(dāng)減小路面寬度，道路外側(cè)路肩種植冠

17、幅較小 的松棟科喬灌木，兩側(cè)地表撒播狗牙根等草類，減小雨季地表徑 流對(duì)下坡面的沖刷，旱季則起到防風(fēng)固沙的作用；長(zhǎng)坡路段可考 慮直接分段撒播草籽綠化，形成生態(tài)路面，增加地表水?dāng)r截；道 路外側(cè)下邊坡以土質(zhì)或土石質(zhì)緩坡為主，可在覆土壓實(shí)后種植灌 草，恢復(fù)地表覆蓋。風(fēng)機(jī)平臺(tái)日常海風(fēng)較大，在不影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行 的情況下，可考慮在平臺(tái)四周種植小喬木，結(jié)合灌草，形成防護(hù) 林，起到防水蝕風(fēng)蝕的效果。根據(jù)沿海地區(qū)夏秋季易受臺(tái)風(fēng)影響的氣候特點(diǎn)和工程立地條件， 推薦植被以貼地、耐干旱貧瘠、抗風(fēng)性強(qiáng)的灌草種為主，比如耐 貧瘠、耐干旱、根系發(fā)達(dá)、栽植技術(shù)簡(jiǎn)單的胡枝子。據(jù)測(cè)定，2年生直播胡枝子干葉量達(dá) 5745kg/hm2,

18、形成的枯枝落葉覆蓋層能有效地減小降雨對(duì)地表的濺蝕和沖刷，旱季能減少地表水蒸發(fā)，增加地表蓄水量 36.75m3/hm2 ，提高土壤有機(jī)質(zhì)，極大地改善 侵蝕劣地的水肥條件，有利于侵蝕土壤的肥力恢復(fù)和建設(shè)，是適 合閩東沿海缺水干旱地區(qū)不可多得的先鋒灌木。常用喬灌草種可 參考表表3福建省風(fēng)電項(xiàng)目綠化常用樹(shù)草種植物類型植物種類喬木木麻黃、相思樹(shù)、馬尾松、香樟、福建柏等灌木類胡枝子、牡荊、黃梔子等草本類狗牙根、香根草、寬葉雀稗、爬山虎等4. 3規(guī)范施工，落實(shí)防護(hù)措施工程施工前期要做好表土資源保護(hù)，施工過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì) 要求規(guī)范施工，遵循簡(jiǎn)易攔擋、覆蓋等臨時(shí)措施先行，永久攔擋、 植被護(hù)坡及時(shí)跟進(jìn)的思路，做好邊坡防護(hù)，減小水土流失危害。工程監(jiān)理要及時(shí)到位，監(jiān)督落實(shí)臨時(shí)防護(hù)措施。4. 4加強(qiáng)水土保持設(shè)施日常管護(hù) 由于閩東沿海地區(qū)雨季暴雨臺(tái)風(fēng)頻繁，項(xiàng)目運(yùn)行初期，邊坡等部 位的植被尚未完全恢復(fù)，實(shí)際土壤侵蝕量依然較大，每次降雨常 會(huì)產(chǎn)生沖刷、滑溜、坍塌等危害；風(fēng)電