陈玮++史玉柱　刘刚　虞婧

摘要：介绍了湖北省49.5MW风电场工程概况，对水土流失原因进行了分析，得出水土流失主要发生在施工准备期和施工期，并采用工程类比法预测了水土流失量，针对该工程特点给出了水土流失治理措施，为类似风电工程提供参考。

关键词：水土流失；风电场；预测方法；治理措施

收稿日期：20131205

作者简介：陈玮（1985—），女，江西宜春人，工程师，主要从事与环评、水保相关的设计及科研工作。中图分类号：S157.1文献标识码：A文章编号：16749944（2014）01000903

1引言

随着经济水平的不断提高，人类对环境的保护意识逐渐增强，人们更注重生存质量，开发绿色环保新能源成为能源产业发展方向，作为绿色环保新能源之一的风力发电场的开发建设是十分必要的。风电的开发，特别是风电设备的国产化能拉动、促进湖北省的机械、电器、制造业、服务业及相关产业的快速发展。通过市场换技术的合作方式，可以获得国外风电现代化技术，迅猛提升本省风电设备的制造水平和生产能力。

开发湖北境内风电资源符合可持续发展的原则和国家能源发展政策方针，可减少化石资源的消耗，减少因燃煤等排放有害气体对环境的污染，对于促进地区旅游业，带动地方经济快速发展，起到了缓解环境保护压力，实现经济与环境的协调发展[1～4]。

2工程概况

本风电场工程位于湖北省境内的山脊上，场址中心距县城直线距离约43km。风场呈西北～东南走向，山脊长约12km，海拔400～1100m，山脊与主导风向垂直，适合风机布置。

本工程拟建设33台单机容量1500kW的风力发电机组（含箱式变压器），总装机容量495MW。风电场集电线路采用电压等级为35kV的电缆，直埋电缆长206km。110kV升压变电站一座，主变1×50MVA。风电场道路分为进场道路和场内道路，进场道路指场外公路至风电场风机布置区域一段道路，场内道路指连接各风机位的施工检修道路。进场道路全长12km，场内施工道路长18km，均为泥结碎石路面。根据工程需要主体工程设立了1处施工生产生活区，施工生产生活区主要包括临时生活办公区、砂石料堆场、综合加工厂、综合仓库、机械停放场，占地面积5400m2。

3水土流失分析及预测

地球上人类赖以生存的基本条件就是土壤和水分。在山区、丘陵区和风沙区，由于不利的自然因素和人类不合理的经济活动，造成地面水和土离开原来的位置，流失到较低的地方，再经过坡面、沟壑，汇集到江河河道内去，这种现象成为水土流失。在自然状态下，纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程非常缓慢，常与土壤形成过程处于相对平衡状态，这种现象属于自然侵蚀。在人类活动的影响下，特别是人类严重地破坏了坡地植被后，由自然因素引起的地表土壤破坏和土地物质的移动，流失过程加速，即发生水土流失。

3.1水土流失影响因素分析

本风电场工程建设过程中，水土流失主要发生在两个阶段，即施工准备期和施工期，具体如下。

3.1.1施工准备期

在施工准备期，首先将进行场地平整，由于原地貌土地被扰动，地面的覆盖物（石块及植被等）被清除，大面积的土地将完全暴露在外，容易导致水土流失。

3.1.2施工期

风机及箱变基础、风机吊装平台、集电线路基础土方开挖时，会扰动地表、破坏微地形，造成土壤结构的破坏，造成新的水土流失。道路施工中也会破坏地表植被，扰动地表，如果临时防护措施不到位或施工工艺不合理都会造成水土流失。在机组安装及测试期，对地表的挖填扰动全部结束，土建施工期的临时堆土及设备材料均已清理运走，已开始进行场地平整，是机组投产运行前的准备阶段，该时段仍有少部分的水土流失。

3.2水土流失量预测方法

水土流失量预测可采用工程类比法，按以下公式计算：

W=∑ni=1∑3k=1Fi×Mik×Tik（1）

新增土壤流失量可按下列公式计算：

ΔW=∑ni=1∑3k=1Fi×ΔMik×Tik（2）

ΔMik=（Mik-Mi0）+|Mik-Mi0|2（3）

式中：W为扰动地表土壤流失量，t；ΔW为扰动地表新增土壤流失量，t；n为预测单元，1，2，3…… n；k为预测时段，1，2，3指施工准备期、施工期和自然恢复期；Fi为第i个预测单元的面积，km2；Mik为扰动后不同预测单元不同时段的土壤侵蚀模数，t/（km2·年）；ΔMik为不同单元各时段的土壤侵蚀模数，t/（km2·年）；Mi0为扰动前不同预测单元不同时段的土壤侵蚀模数，t/（km2·年）；Ti为预测时段（扰动时段），年。

经咨询当地水保部门并实地调查，项目区土壤侵蚀以水蚀为主，项目所在境内现有水土流失面积为3294km2，占全县总面积的5806%，其中：轻度水土流失1506km2，占总流失面积的4572%；中度水土流失1597km2，占总流失面积的4848%；强度及以上水土流失191km2，占总流失面积的580%。收集了《湖北省人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告》、《湖北省水土保持生态环境建设规划》等资料，最终确定了项目区的原地貌土壤侵蚀模数背景值为880～1025t/km2·年。根据类比得出本工程扰动后的土壤侵蚀模数为6200～9000t/km2·年，自然恢复期的土壤侵蚀模数为1000t/km2·年。

3.3水土流失量预测结果

通过对工程建设中水土流失类型、分布及水土流失量进行综合分析预测，主要预测结论如下。

（1）本工程建设扰动地表面积3009hm2，损坏水土保持设施面积3009hm2。

（2）工程建设期及自然恢复期水土流失总量为22003t，原地貌土壤侵蚀量3648t，新增水土流失量18355t。建设期可能造成的土壤流失量为20806t，其中原地貌土壤流失量2474t，新增土壤流失量18332t。自然恢复期项目区产生土壤流失量为1197t，其中原地貌土壤流失量为1174t，新增土壤流失量为23t。

（3）土壤侵蚀量最大的区域为风电机组区、道路区，这些区域是水土流失防治重点区域。

3.4水土流失综合分析

通过以上预测结果可知，工程在建设和运行初期都将加剧项目区水土流失，短期内造成水土流失量增加，建设期和自然恢复期产生土壤流失量共计22003t，其中新增土壤流失量为18355t。

3.4.1建设期（含施工准备）综合分析

施工准备期为2014年1月，由于场地全面平整，铲除原有植被，扰动地表，降低了原有的土壤抗蚀能力，施工期（2014年2月～2014年12月底）风电机组基础开挖与回填、风机吊装平台基础开挖与回填、道路的修建、集电线路的布设等，都可能造成水土流失；因此该工程建设期（包括施工准备和施工期）是预测的重点时段。建设施工期间风机区基础开挖作业面、场内施工（检修）道路、风机吊装平台的开挖作业面等是水土流失重点防治区。

3.4.1自然恢复期综合分析

自然恢复期各建设类工程全部完工，扰动区域被建筑物覆盖、硬化或绿化等措施所保护，水土流失量开始降低。随着植被的逐渐恢复与植被覆盖度的提高、根系固土保水能力的增强，水土流失量逐步减少。但自然恢复期内各区的植物措施充分发挥作用仍需一段时间，水土流失还会有一定时间的延续。因此自然恢复期水土流失的防治重点为风机场地、风机吊装平台、集电线路等已采取植被措施但尚未完全恢复的区域。

4水土流失防治对策

根据“防治责任范围准确、治理措施布局合理、技术指标可行、方案实施后经济有效”的原则，结合本工程的特点以及水土流失防治分区等，对水土流失特点和危害进行了综合分析。在此基础上，通过将水土保持工程措施和植物措施有机结合，合理布局，以期形成完整的水土保持措施防治体系，实现良好的水土保持防治效果。水土保持工程措施设计原则如下。

4.1工程措施设计原则

土地整治主要是对风电机组、升压变电站区、道路施工区、集电线区、施工生产生活区等区域进行覆土平整以及施工临时用地区等的施工迹地恢复。排水措施主要针对场内施工（检修）道路及临时施工场地。根据规范要求，对排水沟、浆砌石等工程进行典型设计，并估算工程量。

4.2植被建设工程措施设计原则

水土保持植物措施在布设上应遵循以下原则：因地制宜，因害设防的原则；“适地适树”原则。根据立地条件选择适宜的树种，根据树种的生物学及生态学特性选择相应的立地类型；优先考虑乡土树种，注重绿化、美化相结合的绿化模式；坚持高标准整地，科学栽植，提高造林成活率和保存率。立地条件类型与树种选择。植物措施布设需要根据项目区立地条件类型进行树种选择。项目区立地条件的划分主要是以项目区所在原地貌土壤类型作为主导因子，根据不同的土壤特性进行分类。根据适地适树，因地制宜的原则，编制人员通过现场调查，对当地乡土树种和草种的生长情况、生态学和生物学特性进行了分析和比选，选择并确定了适宜于本项目区立地条件的树种和草种，树草种选择特性见表1。

栽植管理技术。播种技术措施：播前准备：每10kg种子加水10～20kg浸种，浸种36h；整地：人工全面挖松地表，挖深10cm；播种方法：雨季抢墒，人工撒播，稍镇压，播种期不超过7月初。管理：出苗后注意管理，及时拔出杂草。

4.3临时措施

临时措施主要是针对临时堆土进行防护，采用草袋装土叠砌和苫布遮盖。

针对本工程，采用了以下治理方法，详见表2所示。

2014年1月绿色科技第1期5结论及建议

在该风电场工程建设过程中，水土流失主要发生在两个阶段，即施工准备期和施工期。采用工程类比法对水土流失了进行预测，进而针对本工程的特点，提出水土流失治理措施，为类似工程提供了参考，具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 田卫堂，胡维银，李军，等.我国水土流失现状和防治对策分析[J].水土保持研究，2008，4（15）：204～209.

[2] 王礼先.水土保持学[M].北京，中国林业出版社，2005.

[3] 徐宪立，马克明，傅伯杰.植被与水土流失关系研究进展[J].生态学报，2006，9（12）：3137～3143.

[4] 胡良军，李锐，杨勤科.基于GIS的区域水土流失评价研究[J].土壤学报，2001，2（38）：167～175.

（3）土壤侵蚀量最大的区域为风电机组区、道路区，这些区域是水土流失防治重点区域。

3.4水土流失综合分析

通过以上预测结果可知，工程在建设和运行初期都将加剧项目区水土流失，短期内造成水土流失量增加，建设期和自然恢复期产生土壤流失量共计22003t，其中新增土壤流失量为18355t。

3.4.1建设期（含施工准备）综合分析

施工准备期为2014年1月，由于场地全面平整，铲除原有植被，扰动地表，降低了原有的土壤抗蚀能力，施工期（2014年2月～2014年12月底）风电机组基础开挖与回填、风机吊装平台基础开挖与回填、道路的修建、集电线路的布设等，都可能造成水土流失；因此该工程建设期（包括施工准备和施工期）是预测的重点时段。建设施工期间风机区基础开挖作业面、场内施工（检修）道路、风机吊装平台的开挖作业面等是水土流失重点防治区。

3.4.1自然恢复期综合分析

自然恢复期各建设类工程全部完工，扰动区域被建筑物覆盖、硬化或绿化等措施所保护，水土流失量开始降低。随着植被的逐渐恢复与植被覆盖度的提高、根系固土保水能力的增强，水土流失量逐步减少。但自然恢复期内各区的植物措施充分发挥作用仍需一段时间，水土流失还会有一定时间的延续。因此自然恢复期水土流失的防治重点为风机场地、风机吊装平台、集电线路等已采取植被措施但尚未完全恢复的区域。

4水土流失防治对策

根据“防治责任范围准确、治理措施布局合理、技术指标可行、方案实施后经济有效”的原则，结合本工程的特点以及水土流失防治分区等，对水土流失特点和危害进行了综合分析。在此基础上，通过将水土保持工程措施和植物措施有机结合，合理布局，以期形成完整的水土保持措施防治体系，实现良好的水土保持防治效果。水土保持工程措施设计原则如下。

4.1工程措施设计原则

土地整治主要是对风电机组、升压变电站区、道路施工区、集电线区、施工生产生活区等区域进行覆土平整以及施工临时用地区等的施工迹地恢复。排水措施主要针对场内施工（检修）道路及临时施工场地。根据规范要求，对排水沟、浆砌石等工程进行典型设计，并估算工程量。

4.2植被建设工程措施设计原则

水土保持植物措施在布设上应遵循以下原则：因地制宜，因害设防的原则；“适地适树”原则。根据立地条件选择适宜的树种，根据树种的生物学及生态学特性选择相应的立地类型；优先考虑乡土树种，注重绿化、美化相结合的绿化模式；坚持高标准整地，科学栽植，提高造林成活率和保存率。立地条件类型与树种选择。植物措施布设需要根据项目区立地条件类型进行树种选择。项目区立地条件的划分主要是以项目区所在原地貌土壤类型作为主导因子，根据不同的土壤特性进行分类。根据适地适树，因地制宜的原则，编制人员通过现场调查，对当地乡土树种和草种的生长情况、生态学和生物学特性进行了分析和比选，选择并确定了适宜于本项目区立地条件的树种和草种，树草种选择特性见表1。

栽植管理技术。播种技术措施：播前准备：每10kg种子加水10～20kg浸种，浸种36h；整地：人工全面挖松地表，挖深10cm；播种方法：雨季抢墒，人工撒播，稍镇压，播种期不超过7月初。管理：出苗后注意管理，及时拔出杂草。

4.3临时措施

临时措施主要是针对临时堆土进行防护，采用草袋装土叠砌和苫布遮盖。

针对本工程，采用了以下治理方法，详见表2所示。

2014年1月绿色科技第1期5结论及建议

在该风电场工程建设过程中，水土流失主要发生在两个阶段，即施工准备期和施工期。采用工程类比法对水土流失了进行预测，进而针对本工程的特点，提出水土流失治理措施，为类似工程提供了参考，具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 田卫堂，胡维银，李军，等.我国水土流失现状和防治对策分析[J].水土保持研究，2008，4（15）：204～209.

[2] 王礼先.水土保持学[M].北京，中国林业出版社，2005.

[3] 徐宪立，马克明，傅伯杰.植被与水土流失关系研究进展[J].生态学报，2006，9（12）：3137～3143.

[4] 胡良军，李锐，杨勤科.基于GIS的区域水土流失评价研究[J].土壤学报，2001，2（38）：167～175.

（3）土壤侵蚀量最大的区域为风电机组区、道路区，这些区域是水土流失防治重点区域。

3.4水土流失综合分析

通过以上预测结果可知，工程在建设和运行初期都将加剧项目区水土流失，短期内造成水土流失量增加，建设期和自然恢复期产生土壤流失量共计22003t，其中新增土壤流失量为18355t。

3.4.1建设期（含施工准备）综合分析

施工准备期为2014年1月，由于场地全面平整，铲除原有植被，扰动地表，降低了原有的土壤抗蚀能力，施工期（2014年2月～2014年12月底）风电机组基础开挖与回填、风机吊装平台基础开挖与回填、道路的修建、集电线路的布设等，都可能造成水土流失；因此该工程建设期（包括施工准备和施工期）是预测的重点时段。建设施工期间风机区基础开挖作业面、场内施工（检修）道路、风机吊装平台的开挖作业面等是水土流失重点防治区。

3.4.1自然恢复期综合分析

自然恢复期各建设类工程全部完工，扰动区域被建筑物覆盖、硬化或绿化等措施所保护，水土流失量开始降低。随着植被的逐渐恢复与植被覆盖度的提高、根系固土保水能力的增强，水土流失量逐步减少。但自然恢复期内各区的植物措施充分发挥作用仍需一段时间，水土流失还会有一定时间的延续。因此自然恢复期水土流失的防治重点为风机场地、风机吊装平台、集电线路等已采取植被措施但尚未完全恢复的区域。

4水土流失防治对策

根据“防治责任范围准确、治理措施布局合理、技术指标可行、方案实施后经济有效”的原则，结合本工程的特点以及水土流失防治分区等，对水土流失特点和危害进行了综合分析。在此基础上，通过将水土保持工程措施和植物措施有机结合，合理布局，以期形成完整的水土保持措施防治体系，实现良好的水土保持防治效果。水土保持工程措施设计原则如下。

4.1工程措施设计原则

土地整治主要是对风电机组、升压变电站区、道路施工区、集电线区、施工生产生活区等区域进行覆土平整以及施工临时用地区等的施工迹地恢复。排水措施主要针对场内施工（检修）道路及临时施工场地。根据规范要求，对排水沟、浆砌石等工程进行典型设计，并估算工程量。

4.2植被建设工程措施设计原则

水土保持植物措施在布设上应遵循以下原则：因地制宜，因害设防的原则；“适地适树”原则。根据立地条件选择适宜的树种，根据树种的生物学及生态学特性选择相应的立地类型；优先考虑乡土树种，注重绿化、美化相结合的绿化模式；坚持高标准整地，科学栽植，提高造林成活率和保存率。立地条件类型与树种选择。植物措施布设需要根据项目区立地条件类型进行树种选择。项目区立地条件的划分主要是以项目区所在原地貌土壤类型作为主导因子，根据不同的土壤特性进行分类。根据适地适树，因地制宜的原则，编制人员通过现场调查，对当地乡土树种和草种的生长情况、生态学和生物学特性进行了分析和比选，选择并确定了适宜于本项目区立地条件的树种和草种，树草种选择特性见表1。

栽植管理技术。播种技术措施：播前准备：每10kg种子加水10～20kg浸种，浸种36h；整地：人工全面挖松地表，挖深10cm；播种方法：雨季抢墒，人工撒播，稍镇压，播种期不超过7月初。管理：出苗后注意管理，及时拔出杂草。

4.3临时措施

临时措施主要是针对临时堆土进行防护，采用草袋装土叠砌和苫布遮盖。

针对本工程，采用了以下治理方法，详见表2所示。

2014年1月绿色科技第1期5结论及建议

在该风电场工程建设过程中，水土流失主要发生在两个阶段，即施工准备期和施工期。采用工程类比法对水土流失了进行预测，进而针对本工程的特点，提出水土流失治理措施，为类似工程提供了参考，具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 田卫堂，胡维银，李军，等.我国水土流失现状和防治对策分析[J].水土保持研究，2008，4（15）：204～209.

[2] 王礼先.水土保持学[M].北京，中国林业出版社，2005.

[3] 徐宪立，马克明，傅伯杰.植被与水土流失关系研究进展[J].生态学报，2006，9（12）：3137～3143.

[4] 胡良军，李锐，杨勤科.基于GIS的区域水土流失评价研究[J].土壤学报，2001，2（38）：167～175.