赵丹萍

（江西省修江水利电力勘察设计有限责任公司，江西 南昌 330000）

1 前言

修水眉毛山风电场项目位于江西省九江市修水县黄坳乡、黄沙镇境内。场址位于九江市西南面约145 km 处，修水县城东面约20 km 处，修水县黄沙镇北面约10 km 处，黄坳乡西面约9 km 处。风场范围主要为一条南北走势的山脊以及一条东西走向的山脊，山脊长约为24 km，整个山脊海拔介于800 m～1227 m 之间，属山地风电场。本工程总装机容量50.6 MW，拟安装16 台风力发电机组，新建220 kV 升压站1 座，所有风力发电机组通过3 回集电线路接入升压站35 kV 侧。

根据《江西省水土保持规划》（2016-2030 年）附表2“江西省省级水土流失重点防治区复核划分成果表”，修水县属省级水土流失重点治理区。

集电线路架设呈线状分布，在施工过程中，不可避免地扰动原地貌、损坏土地和植被，造成水土流失，若不采取切实有效的水土保持措施进行防治，将对项目区及其周边生态环境造成一定的不利影响。本工程建设内容中主体设计共考虑了两个集电线路敷设方案，通过对两个方案水土保持效果的分析评价，选出有利于减少地表扰动和植被损害范围、有效控制水土流失的集电线路实施方案。

2 集电线路比选及水土流失量预测

主体工程初步设计考虑风电机组和箱式变电站的布置、地形、35 kV 集电线路走向等因素，16 台风电机组共分为三组。集电线路设置了两个比较方案，分别为架空线方案、直埋电缆方案。

2.1 主体工程设计中的方案比选

方案一：架空线方案。架空线线路总长12.86 km，全线单回架设，占地面积0.40 hm2，均为永久占地。

方案二：直埋电缆方案。线路总长13.50 km，全线单根电缆敷设。电缆敷设占地1.32 hm2，除54 m2电缆接头井占地外均为临时占地。

集电线路两个方案主要技术经济指标见表1。

表1 集电线路架设方案技术经济比较表

根据国网江西电力冰区分布图，线路所在区域属于重冰区，且山体高差大，山势陡峭，相应的铁塔基础开挖量大，需设计出防护的塔位较多，势必造成成本及施工难度的增加，且运行条件艰苦，架空线路可靠性较低，受季节影响较大，特别在冬季冰雪天易发生线路覆冰，覆冰严重时易出现折杆、断线、倒塔等事故，影响供电可靠性，后期维护工作量较大；直埋电缆方案受恶劣气候影响小，电缆沿风场道路敷设，大大降低了施工难度，缩短施工工期，且日常检修维护工作量较小，总体造价、单公里造价皆低于架空方案。从线路的安全性、可靠性、经济性、施工情况和维护工作量的难易程度综合考虑，主体设计初设阶段将方案二作为推荐方案。

2.2 集电线路水土流失量预测

2.2.1 土壤侵蚀背景值的确定

土壤侵蚀背景值也就是扰动前的土壤侵蚀模数，本工程集电线路架设土壤侵蚀背景值是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[1]。集电线路架设的土壤侵蚀背景值采用水土流失现状确定的数据：集电线路两种架设方案的土壤侵蚀模数分别为257 t/（km2·a）和272 t/（km2·a），具体见表2。

表2 扰动前项目区水土流失现状表

2.2.2 扰动后土壤侵蚀模数的确定

本项目集电线路架设扰动地表后土壤侵蚀模数采用类比法确定，类比工程选用本省已验收的，与本项目同类型、自然条件相近且水土流失特点相似的江西华能蒋公岭风电场工程。江西华能蒋公岭风电场工程位于江西省九江市都昌县境内，2013 年9 月开工建设，2014 年12 月建成，总工期为15 个月九江绿野环境工程咨询有限公司采用桩钉法、坡面侵蚀沟量测法和简易径流小区观测法等对风电场开展水土流失动态监测，测算出风电机组区、输变电工程区等集电线路架设区域的土壤侵蚀模数。根据类比条件分析可知，本项目集电线路架设与类比工程自然条件相近，施工内容相似，因此本项目集电线路架设扰动后的土壤侵蚀模数采用蒋公岭风电场工程类似的实测数据，并在此基础上加以修正。由于本项目集电线路直埋电缆所经区域海拔较高，地势起伏较大，局部坡度较陡，且降水量更大，因此修正系数取1.1。得出本项目集电线路架设土壤侵蚀模数见表3。

表3 集电线路架设扰动后侵蚀模数一览表 单位：t/（km2·a）

2.2.3 水土流失量计算

可能造成的水土流失量包括损坏土地和植被造成的水土流失量、弃土弃渣产生的水土流失量。其中损坏土地和植被造成的水土流失量预测内容包括原地貌侵蚀量、新增流失量和水土流失总量。

水土流失总量按下式计算：

新增水土流失量按下式计算：

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，n=1、2、3、……、n-1、n；K 为预测时段，K=1，2，3，分别代表施工准备期、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·a）；ΔMik为不同各时段新增土壤侵蚀模数，t/（km2·a）；Mi0为扰动前不同预测单元的土壤侵蚀模数，t/（km2·a）；Ti为预测时段（扰动地段），a。

根据以上确定的预测时段、预测分区及预测方法，本工程集电线路架设方案二即直埋电缆方案可能造成的水土流失量为172 t，新增水土流失量为163 t，比方案一架空线路方案预测水土流失量4.3 t 和新增水土流失量16.79 t 大，见表4。

表4 集电线路直埋电缆可能造成的水土流失量计算表

3 集电线路方案比选的水土保持评价

根据主体工程初设阶段设计方案，主要从土石方平衡、扰动地表面积、损坏水土保持设施面积、可能造成水土流失量等方面进行水土保持分析与评价。集电线路两个方案主要水土保持指标见表5。

表5 集电线路主要水土保持指标比较表

经分析，从表5 可以看出，主体设计考虑的方案二占地面积更大、土石方工程量更多，因此造成了更大面积的地表扰动及水土保持设施破坏，方案二各项指标均比方案一略差。但主体设计主要从线路可靠性、维护工作量的难易程度等方面综合考虑，为避免出现因架空线路覆冰而发生折杆、断线、倒塔等事故，减少运行期的维护管理费用，因此确定方案二为推荐方案，综合考虑主体设计论证的结果，考虑到两方案均无明显的水土保持制约性因素，且方案二基本为临时占地，施工完成后均可恢复植被，从水土保持角度考虑，基本同意主体工程将直埋电缆方案（方案二）作为推荐方案。下一步主体设计中应减少地表扰动和植被损害范围，提高防护标准，加强保护和治理。

4 结论

修水眉毛山风电场项目集电线路直埋电缆方案土石方挖方填方数量较大，所以其所造成的水土流失影响要比架空线方案大。如果仅从水土流失量角度考虑，显然直埋电缆方案不如架空线方案，但是本工程并未采用，也就是说，对于集电线路主体设计方案的选择，必须综合考虑方案实施的技术、经济、环境可行性，而不能只考虑环境因素，放弃技术经济可行的较优方案。在方案一实施后，本工程必须积极采取切实可行的水土保持方案，以有效解决集电线路直埋电缆实施所带来的水土流失及环境损失。