中国水土保持ＳＷＣＣ ２０１３年第７期 湖南省不同岩性地区风电场工程 水土保持措施配置 刘碧维 ，宋楠 ，徐建明 （１．湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南长沙４１０００７；２．莱山区水利局，山东烟台２６４００３） ［关键词］风电项目；水土流失；措施配置；岩性；湖南 ［摘要］目前，业内对风电场工程的水土流失特点及防治措施体系已进行了较深入的研究，但由于各个地区不同岩性 条件下的水土流失有各自独有的特征，故而在防治水土流失时所采取的措施也不能千篇一律。以湖南省３个不同岩性 地区的风电场工程为例，探讨了不同岩性条件下风电场工程水土保持措施配置的重点。 ［中图分类号］Ｓ１５７．２ ［文献标识码】ｃ 【文章编号】ｌＯＯＯ—ｏ９４１（２ｏ１３）０７—００２０—０２ 随着经济社会的持续发展，对能源的需求量不断 露于湘水和资水流域，以加里东期、印支期及燕山期的 增加，石油、煤炭等不可再生资源的保有量越来越少， 岩体为主 。构成花岗岩的矿物为长石类、石英和云 而资源的过度开发导致的环境问题也日益突出，越来 母，由于它们受热的膨胀系数差异大，所以在温度剧变 越多的国家认识到发展可再生能源的重要性，风力发 及强光照作用下，易发生粒状崩解。特殊的矿物组成 电以其成熟的技术和商业化的发展前景成为人们关注 造成花岗岩风化壳厚度大、结构松散、砂性重、透水性 的焦点 Ｊ。湖南省风能资源相对丰富，受地形和气候 强及水稳性差，该区的地表系统在湖南省境内是最脆 的共同影响，湖南省风能资源富集于湘南、湘西山区、 弱的 。 。湖南省降雨丰富，当地表植被遭破坏、土层裸 露后，会产生严重的水力侵蚀和风力侵蚀，并可能引起 崩岗，造成严重的水土流失。 仰天湖风电场位于郴州市北湖区永春乡、芙蓉乡、 南溪乡三乡交界处的中高山台地，区内岩性为灰黄色 中粒斑状角闪黑云母二长花岗岩，含有少量的石英脉， 洞庭湖区及湘江河谷地带 Ｊ，全省境内１０ ｍ高度层上 的风能资源总储量约５ ７２０万ｋＷ，技术可开发量为９５ 万ｋＷ。 ． 近年来，湖南省风力发电项目发展迅速，仰天湖、 城步南山、岳阳君山、泸溪县等风电场相继建成并投产 应用，还有一批风电场项目如郴州太平里、怀化雪峰 崩岗和沟蚀较为发育。该工程水土保持措施配置的重 点是：为预防风化花岗岩边坡发生冲蚀和崩岗，采取 “上拦、下堵、中间稳”的措施，在边坡上部用截排水沟 排除坡面水，并对该区域内的临时排水沟全断面采用 山、桂东寒口等也相继启动。风电场建设会对土壤及 植被造成一定破坏，尤其是在风能富集的湘南、湘西山 区，成土母质以石灰岩、花岗岩和红砂岩为主，如不采 取合理有效的措施，将会造成严重的水土流失。目前， 混凝土衬砌；在雨季对开挖坡面进行封闭防护，减轻雨 水对坡面的冲刷，并在边坡下部设置挡墙，抬高侵蚀基 业内对风电场工程的水土流失特点及防治措施体系的 点；对于升压站区的绿化和施工临建区的迹地恢复，采 研究已开展得较为深入 －４ Ｊ，但由于各个地区不同岩 用速生耐贫瘠的刺槐、紫穗槐等先锋植物，快速形成植 性条件下的水土流失有各自独有的特征，所以在防治 被覆盖，减少地表裸露的时间。另外，应尽量控制地表 水土流失时所采取的措施也不能干篇一律。本文以湖 扰动范围，并加深岩土勘测、勘探工作，选址时要尽量 南省３个不同岩性地区的风电场为例，探讨了不同岩 避让可能发生崩岗的地段，实在无法避让的要采取合 性条件下风电场工程水土保持措施配置的重点。 １ 花岗岩地区风电场工程防治措施配置 理的水土保持措施，防止崩岗的发生。 ２ 石灰岩地区风电场工程防治措施配置 湖南省石灰岩面积１１ ７４０ ｋｍ ，占全省土地总面 湖南省境内花岗岩类母岩分布十分广泛，主要出 刘碧维等：湖南省不同岩性地区风电场工程水土保持措施配置 ・２ｌ・ 积的５．４４％，主要分布在湘西北和湘南两大片，湘东 浆抹面。由于该风电场各风电机组均分布于山顶，局 及湘中有少量分布 。湖南省境内的石灰岩以可溶解 部地形高差变化大，加之地基岩体主要为泥质粉砂岩， 的碳酸盐为主，降水时雨水会沿孔隙不断溶解岩体，使 进场公路和风机基础开挖后，边坡在雨季地表水流的 孔隙不断加宽加深。由石灰岩发育而成的土壤有淋溶 冲刷下，可能会出现局部坍塌失稳，因此在地形坡度相 作用强、透水性能差、土质呈微酸性至碱性、土层浅薄、 对较陡地段，应因山就势，尽量减少岩土开挖和对植被 保水保肥能力差等特点。对于湖南省石灰岩地区的风 的破坏，并严格控制边坡的开挖坡比。 电场工程，当地表植被遭破坏后，土壤在强降雨和强风 ４结语 的作用下不断流失，且成土困难，使得土地更加贫瘠。 因此，如何对建设区的表土和植被进行保护，是该区域 风电场工程水土流失防治的重点。 白石渡风电场位于郴州市宜章县境内的低山丘陵 区，场区基岩主要为泥盆系、石炭系灰岩、白云质灰岩， 中等风化。该工程水土保持措施配置的重点是：施工 前进行表土剥离，施工结束后将表土用作绿化的种植 土进行回填；由于土壤干旱瘠薄且呈弱碱性，所以在进 行场区绿化时，要选择侧柏、丛竹等抗性强的植物种。 另外，风机一般布置在地形较高地段，此类地段岩溶发 育相对较弱，岩溶地面塌陷的危险陛也较小，但在工程 后续勘察中应进一步确认岩溶的发育特征。 ３ 红砂岩地区风电场工程防治措施配置 红砂岩地质学上称为红层，主要包括砾岩、含砾砂 岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等，因含有铁质氧化 物呈红色而俗称为红砂岩。红层在湖南省分布十分广 泛，面积达４３ ４６７ ｋｍ ，约占全省土地面积的２０．５％， 在全省ｌ３个地级市均有分布。红层结构松散，抗风化 能力低，红砂岩土壤遇水后易软化、崩解，当其岩层被 切割时，易沿其软弱岩面产生滑坡、崩塌。红层区是湖 南省地质灾害比较严重的区域之一。 石岩头风电场位于永州市零陵区石岩头镇凤凰村 一带的丘岗山地，场区基岩主要为泥盆系中统跳马涧 组粉砂岩、石英砂岩。该工程水土保持措施配置的重 点是：考虑到工程场区内泥质粉砂岩土壤遇水后易软 化、崩解的特点，对风电场施工过程中道路区和风电机 组区的泥质粉砂岩边坡坡面要及时采用全封闭式防护 方法，如护面墙、锚喷、浆砌片石骨架或短锚杆骨架与 植草结合等，边开挖边防护，防止雨水冲刷及人渗；在 堑坡坡顶设置截水沟，防止外来地表水对边坡造成冲 刷，并在边坡坡面设置排水沟，截排水沟需进行水泥砂 以上三种岩性在湖南省风能富集区分布广泛，由 于自身岩性的特点决定了在这些区域进行风电场建设 很容易造成水土流失，且各区的水土流失又有着各自 独有的特征，在具体的治理过程中所采取的措施不能 千篇一律，要结合实际，制定切实可行的水土保持措 施。本文对不同岩性条件下的风电场工程水土保持措 施配置的重点进行了探讨，希望能为类似地区提供一 定的参考，以实现风能开发与生态建设的共赢。 ［参考文献】 ［１］韩庆华．创新能源战略发展风电产业［Ｊ］．经济纵横，２００７ （５）：４１—４３． ［２］张超，罗伯良．基于ＧＩＳ技术的湖南风能资源精细化评估 ［Ｊ］．可再生能源，２００９，２７（３）：１—２． ［３］杨丹青，张峰，武文一．风电场工程项目水土保持措施配置 研究［Ｊ］．水土保持通报，２００８，２８（４）：１１６—１２０． ［４］奚同行，林圣玉，张华明，等．环鄱阳湖区风电场工程水土 流失特征及防治措施体系［Ｊ］．中国水土保持，２０１２（６）： ６３—６５． ［５］陈修颖，叶华，李超群．洞庭湖流域花岗岩地区的水土流失 特征及其防治对策［Ｊ］．水土保持学报，２００７，２１（４）：７２— ７６． ［６］张龙．华南地区几种常见岩性的水土流失成因与治理措施 研究［Ｊ］．水土保持学报，２００２，１６（６）：６６—６８． ［７］喻勋林，肖育檀．湖南石灰岩特有植被的初步研究［Ｊ］．中 南林学院学报，１９９９，１９（２）：３４—３８． ［作者简介］刘碧维（１９７２一），女，湖南祁东县人，高级工程师， 学士，从事水土保持科学研究、规划设计、方案编 制、监测评估工作。 ［收稿日期］２０１３—０２—２２ （责任编辑孙占锋）
