宋晓彦，喻培元

(湖北安源安全环保科技有限公司，湖北 武汉 )

1 引言

近年来我国风力发电持续快速发展，为建设清洁低碳、安全高效的能源体系发挥了重要作用。随着风力发电技术水平不断提升，风资源相对丰富、地形复杂的山区已成为陆上风电开发的重点[1]，但其在提供清洁能源的同时亦带来了一定程度的水土流失和生态环境破坏问题[2]。山地风电场建设过程中由于开挖、填埋等作业频繁，使原生地表的覆盖物和土壤结构遭受严重破坏，导致土壤抗蚀性降低，在降雨和大风作用下水土流失现象严重，且植被生态恢复难度较大[3]。因此在山地风电开发过程中，实施科学合理的生态修复措施，有效防治水土流失十分必要。本文从湖北省山地风电场水土流失特点进行分析，对其生态修复措施进行了探讨。

2 湖北省山地风电场建设概况及区域划分

2.1 湖北省山地风电场开发现状

截至2019年，湖北风电装机总量达405.28万kW，占全省各类发电量的5.15%。湖北省处于中国地势第二级阶梯向第三级阶梯的过渡地带，境内地貌类型丰富多样，素称“七山一水二分田”，省内海拔500 m以上的山地丘陵占全省面积的56%。风能资源主要集中在“三带一区”，即湖北省中部的荆门-荆州的南北向风带、鄂北的枣阳-英山的东西向风带、部分湖岛及沿湖地带、鄂西南和鄂东南的部分高山地区。

山地风电场由于地形起伏较大，风机主要布置于山脊线或山脊线两侧，导致风电场施工检修道路和吊装平台造成的土石方开挖量大，施工形成的高陡边坡因强降雨冲刷造成严重水力侵蚀，甚至出现山体滑坡，破坏生态环境、造成严重水土流失。湖北省山区普遍具有短时强降水多、迎风面蒸发量大、山区表层土质贫瘠、植被自然恢复速率慢等特征，导致风电场区生态环境质量破坏严重，长达数年都难以自然恢复，生态修复难度较大。为此，湖北省各级政府部门对山区风电场建设的生态破坏日益关注，其监管也在不断加强，水土流失和生态环境破坏已成为制约山地风能资源可持续开发利用的重要因素。

2.2 湖北省山地风电场建设区域划分

依据湖北省风电开发现状，结合气候的分布特点、地形的变化特征以及土壤类型的差异等生态环境，将湖北省山地风电场分为鄂东南风电场区、鄂东北风电场区、鄂北风电场区、鄂西北风电场区以及鄂西南风电场区5个区域，各区域的地形、气候特征见表1。

3 山地风电场水土流失特点

山地风电场施工期点型、线型、面型扰动并存。风电场一般建设有数十台风机和数百基输电杆塔或电缆线路，由于风机主要布置于山脊线或山脊线两侧，山地风电均需配套修建供大件运输和运维检修为主要功能的施工检修道路，为消纳土石方开挖产生的弃土(石、渣)，还需要配套设置弃渣场[4]，因此山地风电场施工期扰动点极多，扰动类型各异且造成水土流失的原因也不同。根据水土流失原因和施工建设活动特点，一般可将风电场分为风机区、道路工程区、输变电工程区和施工生产生活区。

3.1 风机区

风电机组吊装前，需布设吊装场地、开挖风机基础和箱变基础，其水土流失影响较为集中。吊装场地面积相对较大，在场地平整过程中，易形成挖方和填方边坡，如未及时布设截、排水沟和采取护坡工程，会产生较严重水土流失甚至滑坡等危害。风机、箱变基础开挖会产生土石方开挖和堆放，在降雨作用下水蚀作用加剧，土壤流失量较大。此外，工程建设区域海拔一般相对较高，表土层薄，风机平台施工过程中不注意表土保护，后期植被恢复难度较大。

表1 不同区域地形、气候特征

3.2 道路工程区

由于山地地形陡峭，为保证扇叶、塔筒等大型设备能够运输至山顶和山脊机组所在位置，风电场需配套修建施工道路，其扰动类型为线性扰动。施工道路宽度通常超过5 m，转弯处甚至达15 m，在道路爆破、开挖、填筑的修建过程中，会产生大量土石方，改变地貌土地结构，形成高陡边坡，破坏原生植被，加大产流产沙量。此外，由于风电场建成后的运行检修需求，施工道路会长期保留使用，但一般未采取路面硬化措施，加之山区施工道路坡度较大，强降雨形成的径流会对路面泥沙形成剧烈冲刷，并发育成为侵蚀沟，因此道路工程区一般为山地风电场水土流失最为强烈的区域，需着重进行水土保持和生态修复。

3.3 输变电工程区

为保证电力送出，风电场一般配套建设升压站、集电线路等输变电工程。升压站建设扰动范围较为集中，施工时间较短，且考虑后期运维工作和生活需求，其建设标准较高，一般不会造成大的水土流失。集电线路通常分为架空线路和电缆线路，架空线路为分散式点型扰动，由于杆塔基础施工和牵张架线，将对地表产生不同程度的地表扰动和植被破坏，总体水土流失影响较小但区域分散；电缆线路为线型扰动，由于电缆沟施工开挖和回填会使土地原有的紧密结构遭到破坏，土壤抗蚀性低，使土壤肥力受损，此外临时堆土也会造成水土流失。

3.4 施工生产生活区

施工生产生活区用于堆放施工材料、施工设备和开挖的土石方或项目部施工人员驻地生活的区域。施工过程中，材料、设备堆放等占压地表，部分地表进行硬化，破坏了原地表的植被，造成了一定的水土流失。

4 湖北省山地风电场生态修复措施

4.1 风机区生态修复措施

4.1.1 一般原则

风机区一般位于山顶或山脊线上，应在开挖风机基础和吊装平台前收集和存放用地范围内的表土，待施工完成后，再将表土回覆用于植被恢复。考虑风机区风速大、蒸发量大，植被恢复措施应选用耐寒耐旱草树种。

为及时排导风机区雨水及地表径流，应在风机平台四周设置排水沟，接出平台后顺接坡面纵向排水沟或道路排水沟，后与周边水系相连。宜优先采用生态型排水沟，排水沟末端应设置沉沙和消能设施。

4.1.2 风机平台修复

风机平台凹凸不平的地面应削凸填凹，进行粗平整，粗平整后吊装平台区域等压实度较高的土地应予以翻松。为满足植物生长需求，覆土厚度应不小于0.3 m，覆土来源优先选用开挖施工前收集存放的表土，若覆土厚度不满足要求，应通过调配或外购客土。

风机平台生态修复应考虑风机、箱式变压器的检修维护需要，不宜恢复林地。以风机为中心半径2～8 m范围内检修通道，宜选用耐踩踏、低矮匍匐型草种，采用撒播草种进行绿化；平台其他区域，宜选用低矮匍匐型草种与矮小灌木进行草灌混播。撒播密度不宜低于100 kg/hm2。

4.1.3 平台四周边坡修复

平台开挖或填筑形成的土质边坡在植被恢复前进行土地整治，宜采用带状整地，带宽50 cm以上，沿等高线进行整地和覆土。

土质边坡坡度小于45°，选用草灌混播或撒播草种配合穴植灌木；坡度大于45°，可选用植生袋或三维植被网等适合的植被恢复技术。

岩质边坡坡度小于60°，可选用客土喷播技术，坡面规整的还可选用植生袋技术；坡度大于60°，可用植被混凝土技术[5]进行生态修复。

4.2 道路工程区生态修复措施

4.2.1 一般要求

风电场施工结束后，运营期道路宜恢复至3.5 m宽，恢复区域进行生态修复，路肩栽植行道树，两侧边坡根据边坡性质及立地条件，选择合适的生态修复措施。

道路截排水设施应系统完善，因势利导。应在道路边坡坡脚处设置排水沟，在汇水面积较大路段的挖方边坡还应设置截水沟。截排水出口应设置沉沙和消能设施，并充分考虑与原有沟渠或自然冲沟的平顺衔接。

4.2.2 路肩修复

路肩栽植行道树前进行整地，宜采用穴状整地，开挖圆形或方形坑穴，大小因树种和立地条件而异，穴径和穴深均应在30 cm以上。路肩两侧栽植1～2排行道树，株距宜为3～4 m。行道树树种选用耐干旱贫瘠，抗风能力强的树种。行道树株间空地及路肩其余恢复范围撒播草种恢复。

4.2.3 道路边坡修复

道路开挖或填筑形成的土质边坡在植被恢复前进行土地整治，宜采用带状整地，带宽50 cm以上，沿等高线进行整地和覆土。

土质边坡坡度小于45°，选用草灌混播或撒播草种配合穴植灌木；坡度大于45°，可选用植生袋或三维植被网等适合的植被恢复技术。

岩质边坡坡度小于60°，可选用客土喷播技术，坡面规整的还可选用植生袋技术；坡度大于60°，可选用植被混凝土或速藤屏技术进行生态修复，速藤屏每穴间距不大于50 cm。

4.3 输变电工程区生态修复措施

升压站一般在主体设计中考虑了护坡、拦挡、排水及站内绿化等措施，站外边坡及施工过程中临时占压的地表，应尽量按原土地类型进行植被恢复。

架空线路考虑检修运维需要，其杆塔底部及四周不宜栽植林木，宜选用耐踩踏、低矮匍匐型草种进行撒播草种恢复。杆塔若架立在汇水面积较大的山坡上时，应在来水面设置截水沟、坡脚设置排水沟。

电缆线路考虑安全要求，其施工扰动区域应选用非深根型草种进行撒播草种恢复。

4.4 施工生产生活区生态修复措施

施工生产生活用地属于施工期临时用地，在施工结束后应在拆除所有建(构)筑物，并清除场地硬化层和建筑垃圾的基础上进行土地整治。原土地利用类型为耕地的，应交还农户进行复耕。原土地利用类型为林地、草地的，应按原类型进行植被恢复。

4.5 推荐植物选择

风电场生态修复措施应优先选用乡土植物，无入侵性的非乡土植物可适当采用；优先选用速生、根系发达及抗贫瘠、抗碱、抗旱、抗寒等抗逆性优良的植物。乔木、灌木应搭配草本植物，草本植物不宜选用单一种类，宜选用前期生长较快的草本植物作为先锋植物，在较短时间内起到护坡固土的效果，为其他物种繁殖生长创造条件，使植物群落演替顺利进行[6]。

通过对湖北省不同区域山地风电场植物进行实地调研，依据植物选择原则、植物种子市场规律及各区域地形、土壤、气候等环境条件，不同区域生态修复措施推荐的植物见表2。

表2 不同区域风电场生态修复措施推荐的植物

5 结语

山地风电场建设过程中由于开山挖石、破坏植被，在降雨和大风作用下水土流失和生态破坏现象严重。本文分析了湖北省山地风电场开发现状，并结合气候环境特点划分了鄂东南、鄂东北、鄂北、鄂西北以及鄂西南五个风电场区域；分析了风电场风机区、道路工程区、输变电工程区、施工生产生活区水土流失的原因及特点，在此基础上提出了各分区水土流失防治及生态修复措施，并对本土植物分布进行了调研，提出了推荐选择的生态修复植物，希望能对湖北省山地风电场生态修复提供指导性的建议。