农光互补光伏发电项目水土保持措施配置研究

农光互补光伏发电项目水土保持措施配置研究

唐长奎 ,刘开颜 ,杨功名 ,叶磊磊

云南尺寸工程咨询有限公司  云南  昆明   650000

摘要：电能作为重要的生产生活能源，在当前社会生产以及人们生活方式趋于自动化和智能化的基础上，对电力能源的需求量也随之增多，每年产电过程中消耗的煤炭资源量巨大，致使我国需要面临较为严峻的能源危机问题。鉴于此，我国加大了新能源研发技术的投入，太阳能作为一种清洁可再生能源，已经被应用于多个领域，在发电项目中的应用已经取得了一定的成果。但在农光互补光伏发电项目中需要面临水土流失的问题，致使此种发电项目工程的发展受限。鉴于此，下文以某一农光互补光伏发电项目工程为例，基于项目工程建设期间的水土流失特点分析水土保持措施的配置方法，以改善水土流失现状提高项目建设的生态效益。

关键词：农光互补；光伏发电项目；水土保持

农光互补光伏发电项目指的是农业生产与太阳能光伏发电联合应用的技术，属于一种农业增收项目，可以立体化增加土地附加价值。光伏发电的过程是借助半导体的光生伏特效应将太阳能这种清洁能源转变为电力能源的过程，与传统的发电方式相比，表现出绿色、生态、环保的特征，且可代替大量不可再生资源，有助于改善我国的能源利用现状。与此同时也暴露出了一定的弊端，即在与农业生产联合应用时，由于项目在建设期间会扰动地表土壤从而毁坏植被破坏生态环境，另外由于土地结构的平衡被打破可能引发一系列水土流失问题。为能突出农光互补发电项目的生态优势和资源优势，需要着重解决水土流失问题。

1.农光互补光伏发电项目概况

某地年均日照时数为2852.6h，年平均太阳能总辐射量高达5519.5MJ/m2·a，光热资源较为丰富，为光伏发电项目工程的建设营造了良好的条件。农光互补光伏发电项目工程占地面积约为124公顷，占地类型以耕地为主，土壤为砂质土。工程建设范围内的林草覆盖率达20%左右，结合工程建设期间对水土流失的扰动影响，可以将水土流失治理区域分为四个部分，主要包括生产区、施工生产生活区、运行管理区以及道路工程区。

2.光伏发电项目工程建设期间的水土流失特点

2.1施工期间的水土流失表现

（1）施工生产生活区。其中的施工准备期间需要对场地进行整平处理，此时必定会导致地表植物被大量破坏，尤其是进行开挖和填方施工时，会使原本的地貌被扰动，且大量的土地暴露在外，进而引发水土流失问题；进行土建施工时，地基开挖过程中无疑会破坏地层结构，回填之后地层结构为重塑构造地层，导致区域内的地表土较为松散，失去了原有的固土抗冲刷能力，如遇到强降雨天气则会导致大量的土体被冲走；主体工程建设完成之后，进入设备调试阶段，现场中堆放的垃圾和剩余建材被带离，此时仅有部分土壤处于裸露状态，仍旧存在水土流失现象。

（2）道路工程区。此阶段的水土流失问题集中在路基开挖和路基填筑的过程，因路基开挖本身就会对土体结构造成影响，实际施工中大型机械作业时会导致大量地表植物被破坏，在地表植被覆盖率降低的情况下，水土流失量随之增加。此类问题在整个道路施工沿线均存在。同时，因道路施工的强度较大，道路修建完成之后会使地面坡度发生改变，也在一定程度上增大了水土流失量。在路基施工结束后对土地的影响逐渐减弱，水土流失现象也会逐渐减少。

2.2项目工程运行期间的水土流失表现

工程建设完成投入运行后，因施工因素造成的水土流失问题也会逐步减少。同时，运行期间采取了针对性较强的工程措施和植物措施对水土流失进行了有效治理。工程投运期间因在区域内建设了大量的永久性建筑占用了土地，使得人类活动对地表土的扰动影响减少，后期可以忽略不计。该阶段与建设期间相比，对水土流失的影响较小，造成水土流失的原因由人为因素转变为自然因素。

3.水土保持措施的配置方法

3.1生产区的水土保持措施配置

生产区的主要施工环节包括地基开挖、浇筑基座、土方回填。水土流失主要为基础开挖，为减少地表扰动，基础开挖采用灌注桩施工方式，地表扰动面积及土石方开挖量大幅减少，施工结束后该区域基本被光伏组件覆盖，且光伏场区无需设置排水沟，光伏场区排水依托道路排水沟进行拦截和排导等。施工过程的裸露区域需布设临时覆盖措施，施工结束后对原地貌为耕地的区域进行土地整治，及时恢复耕作，其余施工扰动区域或裸露区域撒播草籽进行植被恢复。

3.2施工生产生活区的水土保持措施配置

施工过程中的开挖和填方施工作业不可避免，只能采取有效的措施尽可能降低对土层结构的扰动影响。主要方法为，合理设置选址施工生产生活区，选择地形较平缓区域进行布置，并且进行较少的开挖扰动。施工过程中临时堆料区域进行临时苫盖，场地周边布设排水系统，施工结束后及时拆除施工场地，对占用耕地的进行翻松土地整治即可，其他区域进行植被绿化，降低区域水土流失。

3.3运行管理区的水土保持措施配置

运行管理区主要由开关站、主控楼以及联合泵站等共同组成，结合运行管理区的建筑分布特点，需要采取工程措施、植物措施和临时措施相结合的水土保持措施，可降低运行管理区的水土流失量。运行管理区水土流失强烈时段为施工阶段。运行管理区施工前期进行表土剥离，剥离的表土临时堆存在绿化区，等施工结束后回覆到绿化区表面；施工期间外围布设截水沟，拦截和排导外围上游汇水，裸露区域和表土堆存区域采取临时苫盖、临时排水和沉沙措施；主体施工后期场内铺设雨水管网，绿化区域种植绿化植被，主变区域覆盖砂砾石；施工结束后，运行管理区将被建筑物、硬化、植被和砂砾石覆盖，水土流失程度较低。

3.4道路工程区的水土保持措施配置

道路工程区分为新建道路和改扩建道路，且道路布设基本位于山区，线路走线涉及平地、缓坡和陡坡区域，路基土石方的开挖和填筑较大量，对区域的扰动和破坏也是整个项目中最大的，因此控制道路工程区水土流失工作较为艰巨和势在必行。在建设中，需要一个完善的措施体系方能控制住道路工程区的水土流失量。施工前期对占用草地、坡耕地的区域进行表土剥离；施工过程中及时在道路内测布设排水沟，跨沟和跨路面区域设置涵管，开挖土质边坡和回填边坡进行绿化覆土措施，并完善施工过程中边坡的临时苫盖措施，对道路土质开挖边坡和回填边坡采取条播灌草措施，较陡路段开挖边坡坡脚种植爬藤；道路施工后期路面铺设砂砾石，缩小裸露面积。道路工程使用结束后作为检修道路和当地居民机耕道路不拆除，边坡植被绿化，道路内测有排水沟排导道路区域汇水，路面砂砾石覆盖，基本无裸露和积水，区域环境得到美化，同时水土流失降低到允许范围。

结语：在“十四五”期间，各地区应能源安全战略的发展要求，积极加强新能源技术研发工作，其中较为典型的新能源生产技术便是光伏发电。部分地区的光照资源较为丰富，但土地资源利用率偏低，为能充分发挥资源优势，增强土地资源的利用价值，开发了农光互补的光伏发电项目。实践证明，此种光伏发电技术，既可发挥能源优势，又可促进农民增产增收，属于一种发展前景较好的综合经济体系。但也不可忽视工程建设期间对水土资源和生态造成的不利影响。今后，需要积极探索有效的水土保持措施，尽可能改善水土流失现象，促使农光互补光伏发电工程同时满足社会效益、经济效益和生态效益。

参考文献：

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