肖永強，齊 實

(1.福建省華廈建筑設(shè)計院，福建福州 350004;2.北京林業(yè)大學，北京 100083)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，風能已經(jīng)成為世界上開發(fā)利用最快的可再生能源之一［1］。我國風能資源豐富，大力發(fā)展風電是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)減排目標的重要能源發(fā)展戰(zhàn)略?！笆晃濉逼陂g，我國風電裝機容量連年翻倍增長，2010年新增風電裝機容量約1 600萬kW，接近全球當年新增風電裝機容量的一半［2］。

風電項目在建設(shè)過程中，將進行基礎(chǔ)開挖、道路修建、輸電線路敷設(shè)等施工活動，破壞地表，容易造成水土流失。準確評價風電項目水土流失影響及其損失和收益是在審查水土保持方案時的一個重要工作內(nèi)容，而水土流失影響指數(shù)是其中的一個主要指標［3］。水土流失影響指數(shù)(SWII)是將開發(fā)建設(shè)項目水土保持損益分析中的關(guān)鍵影響因子進行加權(quán)求和，得到用于反映建設(shè)項目水土流失影響程度大小的綜合指標［3－5］。姜德文(2008)按照水土流失影響指數(shù)評價方法，通過統(tǒng)計分析得出了公路、鐵路、輸油輸氣管線等12個行業(yè)的水土流失影響指數(shù)的參考指標，并對公路項目的水土流失影響進行了評價分析［4］;何吉成等(2010)也計算了客運專線的水土流失影響指數(shù)［6－7］，其他研究者也在有關(guān)領(lǐng)域進行了水土流失影響指數(shù)的計算［8］。

近年來，我國風電資源開發(fā)發(fā)展較快，而此類項目還沒有可供使用的水土流失影響指數(shù)參數(shù)值。研究一套適合于風電項目的參數(shù)值，對于量化評估風電項目的水土保持損益有著重要意義。按照風電場的分布區(qū)域，可將風電場劃分為內(nèi)陸風電場、海岸風電場和近海風電場三類，其侵蝕機理各不相同，內(nèi)陸風電場以風力侵蝕為主，海岸風電場以風力與水力混合侵蝕為主，近海風電場以潮汐侵蝕為主。筆者以13個具有明顯差異的福建省海岸風電場項目為研究對象，按照水土流失影響指數(shù)評價方法，對海岸風電場水土流失影響指數(shù)進行分析，進而提出一套適合于分析海岸風電場項目水土流失影響的參數(shù)，并對水土流失影響指數(shù)研究提出一些探討意見，以期為該指數(shù)的進一步應(yīng)用提供參考。

1 計算方法、數(shù)據(jù)獲取與處理

1.1 水土流失影響指數(shù)計算方法

水土流失影響指數(shù)(SWII)計算方法參考姜德文的研究結(jié)果，即將該研究成果選定的七項關(guān)鍵影響因子進行加權(quán)求和［3－5］。

1.2 數(shù)據(jù)獲取

本次研究共選取了13個海岸風電場，均坐落于臺灣海峽東海岸。從規(guī)模上看，除葡田石城二期包括42臺裝機容量0.85 MW的風電機組和7臺裝機容量2.0 MW機組外，其余項目單臺裝機容量均為2.0 MW，所有項目均采用目前技術(shù)上可行的一般施工工藝。各項目基本情況見表1。

表1 各項目基本情況

根據(jù)水土流失影響指數(shù)的計算方法，實際統(tǒng)計出的7個影響指標原始值見表2。

2 風電場水土流失影響指數(shù)計算和分析

2.1 數(shù)據(jù)處理

考慮到風電場不同建設(shè)規(guī)?？赡茉斐傻挠绊懖⒉幌嗤詥挝划a(chǎn)能對表2的數(shù)據(jù)進行折算和修正，修正后各因子的極值見表3。

表2 影響因子原始值

表3 修正后各影響因子的極值

2.2 風電場水土流失影響指數(shù)計算

影響因子標準化采用級差標準化［5］，即將各水土流失影響因子去量綱，化為“0～1”之間的數(shù)值。

將去量綱的水土流失影響因子加權(quán)求和得到水土流失影響指數(shù)［3］。經(jīng)計算，得出風電項目各因子歸一化標準值及水土流失影響指數(shù)，其中影響指數(shù)的平均值、最大值、最小值分別是0.362、0.905、0.176。各項目水土流失影響指數(shù)(SWII)見表 4。

表4 水土流失影響指數(shù)

2.3 地形因素對風電場水土流失影響指數(shù)的影響

從風電場水土流失分析來看，建設(shè)期的水土流失主要發(fā)生在道路和塔基建設(shè)等開挖過程中，而開挖過程受原有地形條件和交通條件制約。從不同地形風電場水土流失影響指數(shù)來看(表5)，由大到小依次為山地、丘陵和灘涂，與可能產(chǎn)生的水土流失影響情況基本符合。

表5 不同地形條件風電場水土流失影響指數(shù)

山地風電場一般交通不便，需新、改、擴道路工程量大，其工程占地和水土流失總量比較大，如石城二期位于莆田秀嶼區(qū)埭頭鎮(zhèn)的大蚶山，地形落差最大，故單位產(chǎn)能產(chǎn)生的水土流失影響最為嚴重。

丘陵地區(qū)風電場一般可利用部分鄉(xiāng)村道路，改、擴建道路工程相對較少，產(chǎn)生的水土流失影響一般。如高山風電一、二期工程位于福清高山鎮(zhèn)北側(cè)，均沿鄉(xiāng)村公路布設(shè)，利用現(xiàn)有道路即可，大大節(jié)省了道路建設(shè)用地，減少了土石工程量，故水土流失影響較輕微。

灘涂地區(qū)風電場分布在鹽田、養(yǎng)殖水面以及農(nóng)田的周邊，道路較完善，經(jīng)過適當改造即可達到施工要求，故水土流失影響較輕。如平潭長江澳二期工程位于平潭島東北部濱海沙灘上，周邊有旅游區(qū)分布，現(xiàn)有交通便利，且裝機容量最大，單位產(chǎn)能產(chǎn)生的水土流失影響最輕。

2.4 不同地形風電場水土流失影響分析與方案評價

從水土流失影響指數(shù)來看，部分風電場水土流失影響指數(shù)大于平均值(0.362)，在進行評價時，既要考慮行業(yè)平均值，還要參照地形平均值，根據(jù)具體情況對其水土保持方案進行修正。

2.4.1 山 區(qū)

從石城二期風電項目來看，其水土流失影響指數(shù)為0.905，遠高于樣本平均值(0.362)，為行業(yè)最大值。水土流失影響因素分析見表6。

本項目水土流失影響較為嚴重，其他可調(diào)控的措施主要有：①改進運輸工藝，減少超長件(風機葉片)、超重件(機身)的道路運輸，可考慮空中運輸，從而減少新、改、擴道路數(shù)量，降低水土流失量。②石城二期選擇的單機容量(0.85 MW)比國內(nèi)常用的機組容量(2.0 MW)小，應(yīng)選擇單機容量較大機組，進而提高風電場規(guī)模。從實際情況和可行性來看，考慮到當前工藝水平，建議采用措施二。

表6 石城二期風電項目水土流失影響要素分析

2.4.2 丘陵區(qū)

以石井二期風電項目為例，其水土流失影響指數(shù)為0.388，接近統(tǒng)計樣本平均值(0.362)，高于丘陵類型區(qū)平均值(0.334)。水土流失影響要素分析見表7。

表7 石井二期風電項目水土流失影響要素分析

石井二期風電的水土流失影響指數(shù)較大的原因在于施工道路兩側(cè)為農(nóng)田，未采取植被恢復(fù)措施，故未恢復(fù)面積率最高。此外，其裝機容量最小，規(guī)劃施工時間與其他項目相同，但單位裝機容量造成水土流失時間最長，表明集約化程度不高，可通過縮短規(guī)劃施工期時間，從而降低水土流失影響。

2.4.3 灘涂區(qū)

以莆田后海風電項目為例，其水土流失影響指數(shù)為0.337，低于統(tǒng)計樣本平均值(0.362)，但高于灘涂類型區(qū)平均值(0.248)。水土流失影響要素分析見表8。

從總體來看，后海風電水土流失影響較輕，其水土流失影響指數(shù)大于灘涂平均值的主要原因是未恢復(fù)面積比例(Y7)較高，這主要是因為必須的施工及巡視道路占地未能恢復(fù)，因此應(yīng)在施工后及時恢復(fù)。

表8 后海風電項目水土流失影響要素分析

3 結(jié)語

以福建13座海岸風電場項目為例，考慮項目建設(shè)規(guī)模對水土流失影響指數(shù)的影響，以單位產(chǎn)能修正得出的海岸風電場水土流失影響指數(shù)及影響指數(shù)關(guān)鍵因子極值，能夠體現(xiàn)集約化、規(guī)?；男б?。同時，也為其他行業(yè)水土流失影響指數(shù)研究提供了參考。地形因素對海岸風電場水土流失影響指數(shù)影響較大，建議在今后的評價中，進一步考慮地形因子的作用。

［1］裴哲義，董存，辛耀中.我國風電并網(wǎng)運行最新進展［J］.中國電力，2010，43(11)：78 －82.

［2］費智，符平.我國風電發(fā)展的態(tài)勢分析與對策建議［J］.科技進步與對策，2011(10)：65 －68.

［3］姜德文，郭索彥，趙永軍，等.生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持準入條件研究內(nèi)容與方法［J］.中國水土保持科學，2010，8(3)：38－42.

［4］姜德文.開發(fā)建設(shè)項目水土保持損益分析研究［M］.北京：中國水利水電出版社，2008：131－155.

［5］姜德文.運用水土流失影響指數(shù)評價主體工程設(shè)計及水土保持方案［J］.中國水土保持，2010(12)：4 －6.

［6］何吉成，徐雨晴，劉蘭華.我國長大客運專線建設(shè)工程的水土流失影響指數(shù)比較［J］.水土保持研究，2010，17(6)：35 －38，43.

［7］何吉成，李耀增，徐雨晴.武廣客運專線建設(shè)工程的水土流失影響程度分析［J］.亞熱帶水土保持，2010，22(4)：18 －21.

［8］史彥林.高速公路建設(shè)項目水土流失影響分析評價［J］.黑龍江水專學報，2010，37(1)：75 －76.