漁光互補發(fā)電項目水土保持設(shè)計范文

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摘要:國內(nèi)漁光互補項目建設(shè)處于起步階段，水土保持設(shè)計經(jīng)驗欠缺，仍存在水土流失防治分區(qū)不合理和防治分區(qū)內(nèi)水土保持措施設(shè)計不完善的問題，造成后續(xù)的水土保持措施實施困難。本文結(jié)合工程實例，依據(jù)開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案技術(shù)審查要點，提出漁光互補發(fā)電工程水土流失防治的一般分區(qū)原則和分區(qū)內(nèi)的水土保持措施設(shè)計方法，為類似工程的水土保持方案設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞:漁光互補;水土流失;防治分區(qū);水土保持措施

由于常規(guī)能源資源的有限性和環(huán)境壓力的增加，世界上更多國家加強了對新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持。近年來，國際上光伏發(fā)電迅猛發(fā)展，國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐明顯加快，清潔能源開發(fā)生產(chǎn)能力日漸提高。漁光互補光伏電站項目采用“板上發(fā)電、板下養(yǎng)殖”的漁光互補光伏應(yīng)用形式，既能實現(xiàn)淺水水面上光伏發(fā)電，又能在水下開展水產(chǎn)養(yǎng)殖，高效地利用了水資源和土地，實現(xiàn)了漁光互補。項目不僅有利于環(huán)境保護，更能促進太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益最大化。但是，工程建設(shè)也可能帶來一系列環(huán)境問題，例如升壓站、進出站道路、光伏陣列及集電線路溝槽等建設(shè)活動，若不采用合理有效的水土流失防治措施，易產(chǎn)生水土流失。泥沙進入周邊道路、海域、水塘及農(nóng)田等，導(dǎo)致道路交通受阻，甚至使周邊海域及水塘水體內(nèi)懸浮物含量增高，農(nóng)田被掩蓋。因此，為防治工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的水土流失，盡可能地降低水土流失危害，必須在工程建設(shè)前開展合理有效的水土保持設(shè)計。目前，國內(nèi)漁光互補項目開展處于起步階段，水土保持設(shè)計經(jīng)驗欠缺，仍存在一些突出的問題，如水土流失防治分區(qū)不合理，防治分區(qū)內(nèi)水土保持措施設(shè)計不完善，給水土保持措施設(shè)計及其后續(xù)實施造成困難。本文以科太新能源惠來縣岐石鎮(zhèn)50MW漁光互補光伏電站項目一期工程水土保持設(shè)計為例，結(jié)合相關(guān)工程設(shè)計經(jīng)驗，對漁光互補發(fā)電工程水土保持設(shè)計要點進行分析，為類似工程的水土保持設(shè)計提供一定的借鑒和參考。

1項目及項目區(qū)概況

科太新能源惠來縣岐石鎮(zhèn)50MW漁光互補光伏電站項目一期工程擬建場址位于揭陽市惠來縣岐石鎮(zhèn)。本工程為光伏電站一期工程，建設(shè)規(guī)模為26MWp，預(yù)計年上網(wǎng)發(fā)電量3282.3萬kWh。工程建設(shè)內(nèi)容包括110kV升壓站、光伏陣列、場內(nèi)檢修道路和集電線路四部分，共布置為1個升壓站、26個光伏陣列、26座逆變升壓室、3km長的場內(nèi)檢修道路和4.7km(單回電纜線路長度)長的35kV集電線路，共安裝250Wp的多晶硅光伏組件104000塊。工程總投資24700萬元，水土保持總投資107.74萬元，總工期3個月。工程建設(shè)總用地面積40.59hm2，其中永久用地1.33hm2，臨時用地39.26hm2;土石方挖方總量1.36萬m3，填方總量4.64萬m3，借方3.90萬m3，棄方0.62萬m3。項目建設(shè)場址處于平原地區(qū)，地貌類型為水面。場址范圍內(nèi)地勢總體較為平坦、開闊。項目區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為21.9℃，年平均降水量為1810mm。項目區(qū)地帶性土壤主要為赤紅壤，植被為亞熱帶常綠闊葉林，場址內(nèi)林草植被覆蓋率約為30%左右。土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，水土流失容許值為500t/km2•a。本工程任務(wù)及建設(shè)內(nèi)容比較典型，具備了一般漁光互補發(fā)電工程的特點，水土保持設(shè)計的重點應(yīng)放在水土保持分析與評價、水土流失防治分區(qū)及水土保持措施設(shè)置等方面。

2施工組織及方法

2.1施工組織

根據(jù)項目實際情況，項目區(qū)占地均為蝦塘、魚塘等，無法在紅線范圍內(nèi)布設(shè)施工營造區(qū)，因此將施工營造區(qū)布置在項目區(qū)紅線外較為平坦的荒草地上。在施工期間集中設(shè)置1個施工生活區(qū)，區(qū)內(nèi)設(shè)置混凝土攪拌站、砂石料堆放場、鋼筋加工場，生產(chǎn)用辦公室和生活臨時住房等。光伏電池鋼支架就地組裝，不集中設(shè)堆放場地。集電線路沿場內(nèi)檢修道路一側(cè)敷設(shè)，施工平臺直接利用場內(nèi)檢修道路，分段施工，開挖后土方堆于場內(nèi)檢修道路，電纜架好后盡快回填。

2.2施工方法簡介

升壓站:升壓站征地按最終規(guī)模一次性征地，施工前先進行四周擋墻圍墻的施工，施工圍蔽好后進行場地平整，這樣可減少水土流失的影響范圍。場地平整后，進行站內(nèi)建筑物基礎(chǔ)施工，再進行站內(nèi)建構(gòu)筑物施工。電控樓及生活消防水泵房基槽土方采用機械挖土，預(yù)留300mm厚原土，用人工清槽后進行基礎(chǔ)砼澆筑及地下電纜溝墻的砌筑、封蓋及土方回填。升壓站施工采用機械與人工結(jié)合的施工方法，采用大型機械施工，土石方基本實現(xiàn)了隨挖、隨運、隨排，避免了施工場地臨時堆放，減少了工藝環(huán)節(jié)，控制了土石方流失量。光伏陣列:光伏陣列主要布置在魚塘和其他草地上，無需進行場地平整。光伏陣列采用預(yù)制管樁基礎(chǔ)，首先進行地基處理，對于占用魚塘和水渠的部分，先抽干水，待塘底晾干后用腳手鋼管搭設(shè)防護欄，鋪設(shè)3cm的鋼板，吊樁采用一點吊法。陣列支架采用鍍鋅螺栓連接，逆變升壓室基礎(chǔ)施工采用預(yù)制管樁加承臺。變壓器、逆變器及相關(guān)配套電氣設(shè)備采用吊車將逆變器吊到安裝位置進行就位，固定在基礎(chǔ)預(yù)埋件上，焊接固定。光伏陣列基礎(chǔ)施工采用預(yù)制管樁基礎(chǔ)，其擾動強度小，盡可能地保護了原狀土，整個工程施工中沒有采用爆破等有潛在破壞因素的工藝。集電線路施工:35kV集電線路施工采用機械和人工相結(jié)合方式。其中，沿道路敷設(shè)的部分電纜在道路施工時已預(yù)留管溝，減少了土石方二次挖填，施工平臺直接利用施工(檢修)道路或修建臨時道路兼作施工平臺，電纜架好后盡快回填，利于水土保持;沿荒草地布置的電纜敷設(shè)以人工挖填為主，能更好地控制開挖的范圍，避免不必要的開挖和過多的破壞原狀土，開挖土方也基本能夠得以及時回填，減少了基坑暴露時間，利于水土流失的防治。場內(nèi)檢修道路:場內(nèi)道路修建主要采用機械和人工相結(jié)合，路基修筑主要以壓路機、推土機為主。路基均為填方路基，均利用現(xiàn)有塘埂進行擴建，減少了路基填方，且施工時分段施工，路基填筑好后及時進行漿砌石邊坡的修建，利于水土流失防治和邊坡的穩(wěn)定。

3工程建設(shè)水土流失特點及危害

3.1工程建設(shè)水土流失的特點

光伏建設(shè)項目水土流失有以下特點:①水土流失呈面狀分布，水土流失面積較大;②升壓站區(qū)基礎(chǔ)施工、光伏陣列區(qū)基礎(chǔ)施工、檢修道路及檢修道路施工等容易造成水土流失;③水土流失重點在施工建設(shè)期;④光伏陣列區(qū)是水土流失重點區(qū)域。

3.2水土流失危害

光伏建設(shè)項目水土流失危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①工程施工產(chǎn)生的水土流失將可能對征地線外的自然溝道造成堵塞，對該區(qū)域的防洪和灌溉造成壓力。②工程施工時可能易導(dǎo)致土方進入行車路面，造成路面污染，影響行車安全。③工程建設(shè)將影響村民的生產(chǎn)、生活以及周邊的自然景觀，影響土壤肥力，對耕地造成減產(chǎn)。

4水土流失防治分區(qū)及預(yù)測

4.1水土流失防治分區(qū)

本工程光伏發(fā)電布置較集中，占地性質(zhì)以臨時占地為主，占地類型以坑塘水面為主。本工程中水土流失發(fā)生的主要環(huán)節(jié)為升壓站土石方挖填工程及建構(gòu)筑物基礎(chǔ)施工、場內(nèi)檢修道路修筑、光伏支架及逆變升壓室基礎(chǔ)施工、集電電纜線路電纜溝挖填工程等。根據(jù)項目建設(shè)工程施工特點、施工區(qū)水土流失類型和強度來劃分水土流失防治區(qū)域，本項目水土流失防治分區(qū)劃分為升壓站區(qū)、光伏陣列區(qū)、場內(nèi)檢修道路區(qū)、電纜線路區(qū)和施工營造區(qū)等5個一級防治分區(qū)。

4.2水土流失預(yù)測內(nèi)容及方法

本工程水土流失預(yù)測內(nèi)容主要包括:擾動原地貌和損壞地表植被面積的預(yù)測、損壞水土保持設(shè)施數(shù)量和面積的預(yù)測、棄土棄渣量的預(yù)測、可能造成的水土流失量預(yù)測以及可能造成的水土流失危害預(yù)測。水土流失預(yù)測采用定性和定量相結(jié)合的方法進行，水土流失背景值通過實地調(diào)查確定，水土流失量預(yù)測采用類比法。由于廣東省光伏發(fā)電項目尚處于起步階段，暫時沒有已驗收并投入運行的光伏項目作為類比工程，經(jīng)分析和篩選，“500kV韓江輸變電工程”與本工程在地貌特征、氣候特征、土壤性質(zhì)、植被類型等方面相似，主體工程布置和施工對地表的擾動方式也相同，兩者有較大的可比性，采用該類比工程及綜合調(diào)查值作為本項目的土壤侵蝕強度的參考值是合理的。因此，采用“500kV韓江輸變電工程”的地表擾動土壤侵蝕強度進行本項目水土流失預(yù)測。

4.3水土流失量預(yù)測

背景值:根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，本項目場址現(xiàn)狀水土流失現(xiàn)象輕微，侵蝕強度屬微度侵蝕區(qū)，因此，確定本項目區(qū)土壤侵蝕背景值為200t/km2.a。擾動后土壤侵蝕模數(shù):本項目升壓站區(qū)施工期的侵蝕模數(shù)采用類比工程變電站區(qū)施工期的監(jiān)測值，光伏陣列區(qū)、場內(nèi)檢修道路區(qū)及電纜線路區(qū)施工期的土壤侵蝕模數(shù)采用類比工程塔基及施工場地區(qū)施工期的監(jiān)測值，施工營造區(qū)施工期的侵蝕模數(shù)采用類比工程牽張場區(qū)施工期的監(jiān)測值。自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù):類比工程監(jiān)測總結(jié)報告確定自然恢復(fù)期土壤侵蝕模數(shù)為1000t/km2.a，因此本項目自然恢復(fù)期侵蝕模數(shù)也取為1000t/km2.a。采用類比法確定的各預(yù)測分區(qū)的侵蝕模數(shù)后，根據(jù)各預(yù)測分區(qū)的面積和產(chǎn)生水土流失的歷時，經(jīng)測算，本工程建設(shè)可能造成水土流失總量為1148t，其中施工期1132.4t、自然恢復(fù)期15.5t;可能新增水土流失量為1099.6t，其中施工期1091.7t、自然恢復(fù)期7.9t。

5水土保持措施設(shè)計

針對光伏發(fā)電比較集中、場內(nèi)地貌主要為魚塘地貌、區(qū)內(nèi)地形平坦、占地面積較大的特點，本工程水土流失防治應(yīng)注重攔護、植被恢復(fù)等措施，并采用植物與工程措施相結(jié)合的防治方法，根據(jù)各防治分區(qū)的水土流失特點進行措施布置。

5.1升壓站區(qū)

升壓站選址于一魚塘內(nèi)，因此升壓站施工前需進行清淤并進行土方回填，施工前先進行四周擋墻圍墻的修建，施工過程中設(shè)置圍墻內(nèi)側(cè)及進站道路兩側(cè)的臨時排水及沉沙等措施，以排導(dǎo)升壓站施工期的匯水，施工后期布置站址綠化、漿砌片石護坡、混凝土排水溝及漿砌石排水溝等防護措施。

5.2光伏陣列區(qū)

工程建設(shè)期光伏陣列區(qū)是新增流失量最大的區(qū)域，應(yīng)是重點水土流失防治區(qū)。光伏陣列區(qū)占地內(nèi)主要為魚塘、蝦塘及鹽田等用地，施工過程中塘底已晾干，且周邊有塘埂攔擋，但是塘埂及邊坡容易在機械施工擾動地表的情況下產(chǎn)生水土流失，為防止施工期間水土流失，在魚塘塘埂坡腳和逆變升壓室四周修建編織土袋擋墻，并對魚塘塘埂邊坡進行臨時覆蓋，施工結(jié)束后，魚塘、蝦塘等繼續(xù)恢復(fù)使用，占用的鹽田無需進行處理，僅對塘埂進行全面整地和鋪植草皮等植被恢復(fù)措施。

5.3電纜線路區(qū)

電纜線路區(qū)占用地類為其他草地，表層土為比較肥沃的腐殖土，為了滿足后期綠化土的需求，電纜線路開挖土方前先進行表土剝離，電纜線路開挖土方需臨時堆于施工平臺上，為防止臨時堆土的流失，用編織土袋在臨時堆土一側(cè)進行臨時攔擋，采用塑料彩條布覆蓋保護堆土邊坡，電纜施工結(jié)束后進行表土回填、全面整地和鋪植草皮等植被恢復(fù)措施。

5.4場內(nèi)檢修道路區(qū)

場內(nèi)檢修道路主要滿足施工期施工車輛通行及光伏組件運輸?shù)男枰夥嚵屑胁贾茫⑶抑黧w設(shè)計盡可能結(jié)合了現(xiàn)有村道和塘埂布置，施工檢修道路施工過程中，為防止施工時土方向下邊坡滑落，在道路填方邊坡坡腳修建編織土袋擋墻，編織土袋擋墻外側(cè)布置臨時排水溝，并對裸露填方邊坡進行臨時覆蓋，施工結(jié)束后對道路兩側(cè)布置漿砌片石護坡等防護措施，因施工期間電纜溝回填土方需臨時堆放于該區(qū)，需補充施工期間臨時堆土的臨時攔擋、覆蓋等防護措施。

5.5施工營造區(qū)

根據(jù)項目實際情況，施工營造區(qū)布置在項目區(qū)紅線外較為平坦的荒草地上。場地平整后，沿施工營造區(qū)四周修筑臨時排水溝，阻止周邊匯水及排導(dǎo)區(qū)內(nèi)匯水，施工結(jié)束后拆除施工營造區(qū)，進行全面整地和撒播草籽等植被恢復(fù)措施。

6結(jié)語

6.1漁光互補電站項目采用“板上發(fā)電、板下養(yǎng)殖”的漁光互補光伏應(yīng)用形式，實現(xiàn)漁光互補，發(fā)揮綜合效益的同時，應(yīng)開展水土保持工作，避免給周邊環(huán)境帶來負面影響。

6.2水土保持設(shè)計應(yīng)考慮施工方法和工序帶來的水土流失可能性，綜合水土保持基本理論，采用合理的水土保持措施。

6.3在水土保持分區(qū)中，宜采用升壓站區(qū)、光伏陣列區(qū)、電纜線路區(qū)、檢修道路區(qū)及施工營地區(qū)等分區(qū)方法。6.4采用的水土保持措施要結(jié)合原地形地貌特點，優(yōu)化布置，使水土保持措施經(jīng)濟高效。

參考文獻

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［3］景立新．光伏發(fā)電項目水土保持措施體系設(shè)計與實施方案［J］．中國水土保持，2016(11)：42-43.

作者：寇小華1；李玉偉2 單位：1．廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院，2．中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司