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阿拉山口风电场建设项目水土流失特点及防治措施

2015-08-15王小刚

陕西水利 2015年1期
关键词:风区阿拉山口风电场

王小刚

(新疆博州阿拉山口供水工程管理处 新疆 博乐 833400)

风能是太阳能的一种转化形式,是一种不产生任何污染物排放的可再生的自然资源。风力发电具有不消耗矿物质能源、不污染环境、建设周期短、建设规模灵活等优势,可以改善以煤为主的能源结构,缓解能源利用造成的环境污染,促进能源与经济、能源与环境协调、可持续发展。

新疆风能资源丰富区集中在9大风区,包括达坂城风区、阿拉山口风区、十三间房风区、吐鲁番小草湖风区、额尔齐斯河河谷风区、塔城老风口风区、三塘湖-淖毛湖风区、哈密东南部风区、罗布泊风区。这些风区的中心区年平均风功率密度在200W/m2以上,有效风速小时在5500h以上。阿拉山口风区每年8级以上大风165天,平均风速为6m/s,瞬时极大风速55m/s,主导风向为西北风,具有风力强、频率高、持续时间长、风向稳定的显著特点,是全疆风能资源最丰富的地区之一。

1 区域概况

阿拉山口风电场项目位于阿拉山口口岸以东、艾比湖湖区以北地区。项目区地形平坦,地层结构单一,地表被第四系堆积物、砂砾石所覆盖。地表是未受扰动的戈壁滩。项目区气候类型属于温带大陆性干旱气候,日照时间长,热量丰富,年日照小时数4444.9h,年平均气温9.2℃,极端最高气温44.2℃,极端最低气温-33℃,多年平均降雨量118.8mm,蒸发量4017.3mm,平均每年8级以上大风165天,年平均风速5.89m/s,瞬时极大风速55m/s,主导风向NW。年平均空气相对湿度53%,年积雪日数72天,平均冻土深度1.5m,最大冻土深度1.88m,≥10℃的年积温3137.9℃。项目区土壤类型为灰棕漠土及盐化草甸土,地表具有黑褐色荒漠结皮。由于地下水位深、降水少、土质非常干燥、受常年大风侵蚀,地表砾石和碎石分布较为广泛。

2 阿拉山口风电场建设项目水土流失特点

2.1 水土流失形式单一

阿拉山口风电场建设项目水土流失主要以风力侵蚀为主。根据阿拉山口气象站资料显示,阿拉山口每年8级以上大风165天,平均风速为6m/s,瞬时极大风速可达到55m/s,这为风力侵蚀的形成提供了条件。在未扰动情况下,地表被砾石覆盖,形成的地表结皮不会发生大范围的侵蚀。在施工过程中,机械碾压、扰动和人为活动都将改变原有地貌,地表物质和结构一旦被破坏,将产生严重的风力侵蚀。

2.2 点状分布,扰动地表范围大

风电场项目风力发电机组采取线性点状分布,每台风力发电机组旁接一台箱式变压器,集电线路以地埋方式连接。同时,为满足后期风电机组的施工安装要求,在每个风机基础旁边设置施工吊装场地。在整个风电场项目建设过程中,扰动地表产生侵蚀的区域主要集中在风机基础、变压器基础开挖,集电线路管线开挖,吊装场地和临时施工道路等区域。就风机布局来看,每个风机永久占地面积280m2,变压器8m2,吊装场地1500m2,总的占地面积1788m2。但在实际施工过程中造成地表扰动范围会更大(如国电阿拉山口风电场四期49.5MW项目,33台风电机组及配套设施,总的占地面积达到了41hm2,其中临时占地31hm2,相应的防治责任范围达到了51.62hm2)。

2.3 植被恢复慢,防治难度大

阿拉山口风电场项目区多年平均降水量为118.8mm,蒸发量4017.3mm,年平均风速5.89m/s。植被为平原荒漠植被,主要有梭梭、博乐蒿、芨芨草等,分布较为稀疏,高度在20cm~30cm左右,覆盖度不足5%。在自然状态下,项目区水土流失较为稳定,多年形成的地表结皮、砾石层以及少量荒漠植被在减轻水土流失过程中起到重要的作用。但是这种稳定的水土流失状态非常脆弱,原生地表的砾石层、结皮和植被少稍有扰动和破坏,下层粉土外露,在项目区多风的自然条件下很容易产生风蚀,并且在很长时间内不易恢复为原地貌,在施工期和自然恢复期都会产生水土流失。

2.4 项目建设周期短

风电场项目建设周期一般为8~12个月,土建期为6个月左右。与煤炭、铁矿、水电开发、公路等开发建设项目相比,最显著的特点就是建设周期短。建设管理单位如果不能及时督促施工单位做好建设期间水土流失的防治,受扰动的地表以及破坏的植被很难在短时间得到恢复,试运行期间的总体防治目标达不到水土保持方案确定的预定目标。因此,风电场建设项目的水土流失防治重点时段在施工建设期。

2.5 点、线、面侵蚀并存

风电场项目建设的水土流失特点具有点、线、面并存且具有交替发生的特点。点状侵蚀主要集中在风电机组区,风电机组、箱式变压器基础开挖、回填都将扰动地貌,改变原有地表结构,破坏地表植被;吊装场地在使用过程中反复碾压地表,将产生严重的水土流失。面状侵蚀主要集中在施工生产生活区、升压站区,使用机械碾压、施工材料堆放、人为活动等均扰动原地貌,损坏地表植被。线状侵蚀主要集中在集电线路区、道路区,线路埋设、设备运输等都会扰动原地貌,破坏地表植被,造成水土流失。同时,在现场管理中,如果不能有效控制各个分区占地范围,点状侵蚀、线状侵蚀有可能发展为面状侵蚀,治理难度会更困难。

3 水土流失防治分区及对策

风电场项目建设根据项目区的自然环境条件,在项目建设区内以工程区的地形地貌、水土流失类型及防治措施特点等因素为依据,结合主体工程施工布局的特点,合理划分水土流失防治分区。防治分区划分应遵循以下原则:

(1)项目区内工程建设时序基本相同,符合主体工程总体布置中的功能区划分,且时空分布相对集中;

(2)同一分区内主体工程建设中水土流失特点基本相同;(3)同一分区防治措施体系基本相同。

根据阿拉山口风电场项目水土流失特点及主体工程布局、施工布设等,将水土流失防治分区划分为风电机组区、机电线路区、道路区、施工生产生活区四个二级分区。同时,将道路区和各区临时堆土场作为防治重点。

3.1 风电机组区

3.1.1 工程措施

基础开挖后的土石方在规定区域堆放,堆放高度不超过3m,用机械压实。待施工结束后,将建筑垃圾清理完毕,多余土石方用于土地平整,平整时应将凸起的土包推平,凹坑填平,注意松软的土层要拍实,增加地表抗侵蚀能力。

3.1.2 植物措施

土建结束后,对场地进行全面整治,撒播种植博乐蒿、芨芨草等耐旱植被,进行自然恢复。

3.1.3 临时措施

回填土方要集中堆放,四周采用密目网苫盖。同时,施工车辆和人员经常活动区域每天洒水两次,可有效抑制施工过程中引起的扬尘。

3.2 机电线路区

机电线路区土石方基本可以达到平衡,地表扰动面积不是很大,但是范围较为分散。在线路塔架、线杆埋设、电缆沟挖填过程中,应做好对临时堆土的防护,主要措施采取苫盖和压覆,同时要注意施工时段,减少在大风天气的作业,线缆沟开挖后及时布线及时回填,减少临时堆土存放时间。施工结束后,采用机械回填平整,疏松土层用机械压实并用砾石进行压覆,撒播适量草籽自然恢复。

3.3 道路区

3.3.1 工程措施

根据主体工程设计,场内道路在施工期作为临时道路使用,施工结束后改建为永久检修道路。施工期间,大型运输车辆对道路碾压破坏性极大,选择中颗粒砾石进行压覆碾压,避免长期使用造成粉土上翻。同时,道路两边设简易排水沟,雨水顺坡度流向排水沟,不会造成路基和边坡冲刷。施工结束后,及时对临时道路硬化处理,对两侧扰动范围进行整治。

3.3.2 植物措施

施工结束后,对永久检修道路以外路面进行平整处理,同时撒播草籽进行自然恢复。

3.3.3 临时措施

施工期道路易产生扬尘,每天应保证洒水2次,大风天气应增加洒水次数。同时,为严格限定施工车里行驶范围,避免对征地范围以外的区域产生新的扰动,在道路两旁布设彩旗限制车辆行驶范围,设置警示标示。

3.4 生产生活区

3.4.1 工程措施

合理规划布置生产生活各功能区位置,用彩钢板对占用区域进行围挡。施工结束后,对临时建筑进行拆除,清理建筑垃圾,对场地进行平整。

3.4.2 植物措施

整治后撒播草籽进行自然恢复。

3.4.3 临时措施

在施工建设期,对生产生活区内施工车辆及人员经常活动区域采取洒水降尘措施。同时,生产生活区周围设计临时排水沟,沉沙池等,减少因降雨造成的冲刷。加强人员和车辆的管理,设置警示标志。

4 几点建议

4.1 合理规划,分期实施

始终坚持走资源开发可持续、生态环境可持续的道路,是自治区党委七届十次全委(扩大)会议对“十二五”经济社会发展思路总体把握中的一项重要内容,也是贯彻落实党的十七届五中全会和中央新疆工作座谈会精神,推进新疆经济科学跨越、后发赶超必须坚持的一项重要原则。阿拉山口风能资源可装机容量在8500MW左右,目前已开发建设400MW,开发潜力巨大。要开发建设好阿拉山口风电项目,首要任务是做好顶层设计,编制长期开发建设规划。风电场项目建设周期短,见效快,如能合理解决电价补贴和并网等问题,投资收益很大。阿拉山口风电项目区风力侵蚀严重,开发建设过程中一定要分期分区域实施,治理一片开发建设一片,避免大范围建设后,植被恢复慢、治理效果不明显。

4.2 坚持“预防为主,保护优先”的原则,加强施工管理

在施工过程中应坚持“预防为主,保护优先”的原则,优化施工工序,合理安排工期,最大限度控制工程建设对地表的扰动和破坏。风电机组、箱式变压器、集电线路管沟等基础开挖对地表扰动较大,大风天气会引起扬尘,产生水土流失。基础开挖尽量避免大风天气施工。开挖前,先将表层砾石剥离,待设备安装完毕后,将剥离的砾石压盖到扰动区域,尽可能恢复原地貌。临时堆渣采取集中堆放、机械压实等措施做好处理。严格控制进场道路和临时施工道路范围。施工道路两侧布设彩旗、设置警示牌限定施工车辆行驶范围,避免车辆对征地范围外地表及植被碾压,减少新增水土流失。风机基坑、建筑物基础和线缆埋设沟开挖产生疏松裸露的开挖面和临时堆土较多,应紧凑安排施工进度,减少在大风天气施工。难以避免时,应加强防护措施,采取土袋拦挡、遮盖等临时性措施。

4.3 加强水土保持监测

水土保持监测是从保护水土资源和维护良好的生态环境出发,运用多种手段和方法,对工程建设造成的水土流失及其防治效果的进行实时监视和测定,它强调的是对开发建设项目建设前、中、后实施全过程的动态监测,是开发建设项目水土流失及其防治效果科学评价和水土保持设施竣工验收的重要依据。为确保阿拉山口风电开发项目监测质量,及时、准确地反映水土保持治理情况,一是建立水土保持监测报告制度。监测单位在开展监测任务过程中,应向当地水土保持监测机构报告其监测情况,监测报告一般采用年报制,重点项目采用月报制,重大事故随时报告,在监测任务完成后,报告其监测结果。二是建立水土保持监测质量认证制度。编制水土保持监测实施细则,上报批准后委托有资证的单位,按照批准后的水土保持监测实施细则开展监测工作,监测任务完成后,编制项目的水土保持监测报告进行质量认证。三是建立水土保持监测通报制度。对项目建设过程中水土流失情况,适时向社会或政府决策部门通报水土流失情况,为政府的宏观决策提供依据。

5 结语

阿拉山口风电场建设周期短,扰动差异显著,防治分区措施截然不同。植被破坏点多面广,恢复周期慢。作为项目管理单位,一定要按照批复的水土保持措施加强现场管理,监督施工单位做好各项措施的落实,杜绝人为新增水土流失面积。水行政主管部门在加强水土保持执法监督检查工作的同时,督促和协助项目管理单位加强施工过程的管理,确保“三同时”制度的落实。※

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