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沿海风电工程水土流失突出问题及防治对策

北极星风力发电网  来源:山泽研习社  作者:陈仲永  2020/7/14 9:59:10  我要投稿  

北极星风力发电网讯:风力发电在提供清洁能源的同时亦带来了一定程度的水土流失和生态环境破坏。本文通过对霞浦沿海已建成的马耳山和浮鹰岛风电场水土流失情况进行总结分析,对风电场场区道路和风机安装平台这两个水土流失突出区域进行探讨并提出对策,以期为闽东沿海风电场建设提供有价值的水土保持经验。

正文

闽东沿海地区位于福建东北沿海,地属中亚热带海洋性季风气候带,受季风和台湾海峡管状效应影响,是福建省风力资源最丰富的地区之一,风能开发潜能巨大。

近些年是该区域风电开发的高峰期,仅霞浦县沿海就建成了大京、盐亭、浮鹰岛、马耳山风电场,装机容量达到200MW,后续还将在沿海建设7座风电场,装机容量222MW。闽东沿海地区雨热条件良好,但由于气候和地形地貌等原因,属于传统的缺水地带,多台风暴雨,水蚀和风蚀并存。

沿海风电场风机多分布于山脊和山顶,工程挖填量大,地表扰动剧烈,植被破坏点多,原有植被破坏后恢复难度较平原地区大,引起的水土流失问题尤为突出,其中道路施工区、风电安装平台是水土流失的重点区域,水土流失问题突出,若水土保持防护和治理措施布设不够科学合理,则水土保持效果不尽人意,对生态环境形成较大隐患。

为此,本文通过分析和总结霞浦马耳山和浮鹰岛风电场建设、运行过程中水土流失特点及水土保持措施防治效果,针对水土流失问题突出的场区道路工程和风电安装平台提出防治对策。

1 项目概况

1. 1 马耳山风电场项目概况

霞浦马耳山风电场位于霞浦县东冲半岛中部长春镇法华村旁,场址中心地理坐标为东经120°04'06″、北纬26°07'34″,风电场址范围面积约6km2,建设规模为40MW,安装20台2MW风力发电机组,与相距4.5km处的盐亭风电场共用一个升压站。

风机沿着村落附近的丘陵布置,机位高程大于海拔218m,风机轮毂高度80m。场区道路总长约13.95km,路面宽度4.50m,路肩宽度0.50m,道路纵坡≤11%,曲线半径≥35m,路面采用泥结碎石结构。

项目于2016年12月30日开工建设,2017年8月中旬首批风机开始并网发电,2018年11月底全部20台风机并网投产发电,总工期20个月,总投资31363万元。

1. 2 浮鹰岛风电场项目概况

霞浦浮鹰岛风电场位于霞浦县东南部的浮鹰岛上,西北距长春镇闾峡村约4n mile,与下浒镇相距9n mile,与西洋岛相距6n mile,场址中心地理坐标为东经120°08'31″、北纬26°34'55″,场址范围面积约3.8km2,建设规模48MW,安装24台2MW风力发电机组,新建1座110kV升压站。

风机沿着整个浮鹰岛的东北-西南走向的丘陵均匀布置,风机轮毂高度80m。场区新建场内道路总长度约19.6km,路面宽度4.50m,路肩宽度0.50m,道路纵坡≤11%,曲线半径≥35m,路面采用泥结碎石结构。

工程于2016年9月27日开工,2018年2月8日全部24台风机安装完成并网投运,总工期为18个月,总投资53073.53万元。

1. 3 项目所在区域气象、地理概况

项目区气候属亚热带海洋性季风气候,春多雨水,夏多台风,冬暖夏凉,霜雪少见。灾害性天气以台风、暴雨为主,有影响的台风年平均出现3次,雨季为4~9月。

根据项目区地、市气象站的统计资料,项目区年均气温19.2℃,极端最高气温39.4℃,极端最低气温-2.4℃,≥10℃积温为5000~7600℃,多年平均降水量1223mm,年平均相对湿度79%,年平均降水日数184d,历年平均大风日数3.3d,年平均雷暴日数49.7d。多年平均风速≥2.2m/s,主导风向NNE、NE,全年有效风能密度≥1950.16W/m2。50年一遇最大风速49.03m/s,极大风速为68.64m/s,全年平均无霜期300d,年平均水面蒸发量为894mm。

地貌类型为沿海海岛丘陵,地势起伏较大,坡度范围15~35°。森林覆盖率72%,原生植被为常绿阔叶林、针阔混交林和次生灌丛。

土壤以红壤为主,表层土主要是花岗岩风化后的红壤土,覆盖厚度较小,一般为0.3~0.5m,具红壤的共性,土质疏松,砂化明显,水分和养分含量少,地表覆盖度较差,部分基岩裸露,抗侵蚀能力低。

2 项目建设中水土流失的突出问题

根据马耳山和浮鹰岛风电场水土保持监测总结报告,其新增水土流失情况如表1、2所示。

表1 马耳山风电场新增水土流失表

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注:根据霞浦马耳山风电场水土保持监测总结报告,实际施工中,施工场地系租用民房,故施工场地区面积为0;因表土层薄,施工中就近堆放,基础施工结束后随即回填,并进行植树绿化,故临时表土堆场面积为0。

表2 浮鹰岛风电场新增水土流失表

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注:根据霞浦浮鹰岛风电场水土保持监测总结报告。

从表1和表2可看出,风电场项目水土流失90%以上发生在场区道路和风机安装平台区域,是风电场水土流失的突出问题所在。

由于风能资源的分布特点,风电场风机一般点状分布在山顶或山脊处,需通过场区道路和集电线路将各风电机组连接升压站和外界,在施工期间通过载重车辆在场区道路上运输风机设备,运行期检修设备时也需通过场区道路;风机安装平台则用于安装风电机组,由于风机塔筒、叶片、机舱设备超长、超重,为保证风电机组顺利吊装,风机安装场地在施工过程中往往大于设计面积。

据统计,沿海风电场场区道路和风机安装平台占地比例一般在80%以上,其工程量在风电项目中占比很大,施工期基本覆盖总工期的4/5以上,是沿海风电场水土流失防治的重中之重。

3 沿海风电场道路和风机安装平台运行期水土流失状况

马耳山和浮鹰岛风电场项目分别于2018年2月和11月全面投入运行,2020年3月初对两个项目进行现场调查,场区道路和风机安装平台均存在一定程度的水土流失,并有持续恶化趋势。

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