山地风电场生态治理与修复技术实践

闻 勇

(金寨县水土保持委员会办公室，安徽 金寨 237300)

风能是目前大力发展的可再生能源，发展风电是提升可再生能源发电比例、实现“双碳”目标的关键路径，对于改善能源结构、保护生态环境、实现经济可持续发展有着重要意义。然而，由于地形因素影响，山地风电场建设过程中经常会出现损毁林地、破坏地貌等现象，风电场高陡边坡水土流失问题突出，使风电场生态治理和修复的难度较高。实施风电场生态治理和修复对于控制水土流失、消除地质灾害隐患、保障风电场工程安全运行、恢复山地生态系统和地貌景观具有重要意义。以天润金寨县朝阳山和信义金寨县东高山2个山地风电场生态治理与修复工程为例，探索构建山地风电场生态治理和修复措施模式，以期为类似山地风电场生态治理与修复工作提供借鉴和参考。

1 项目概况

金寨县地处安徽省西部大别山腹地，是湖北、河南、安徽三省的交界处，总面积3 814 km2，是安徽省土地面积最大的山区县。大别山山脉自西南向东北贯穿全境，地势自西南向东北呈阶梯状下降，分为中山区、低山区和平原岗丘区，县域内80%以上面积是山地，海拔1 000 m以上的山峰有116座。属亚热带季风气候区，四季分明、雨量充沛，年均气温15.9 ℃，年均降水量约1 400 mm，雨季集中在5—9月，期间降水量约占全年降水量的60%以上。境内可开发风电资源十分丰富，主要分布在海拔800～1 000 m的中山区。

为充分利用境内丰富的风力资源，2015—2017年先后建设了天润金寨县朝阳山和信义金寨县东高山2个风力发电场项目，分别位于金寨县西北部的铁冲乡和中南部的花石乡，共安装2 MW风力发电机组57台，配套建设110 kV升压站2座、施工及交通道路68.89 km以及集电线路、35 kV地埋及架空送电线路等。由于山势陡峭，风电场风机平台及道路的施工开挖断面和挖填土石方量大，施工中形成了大量的高陡路堑和溜渣边坡。据统计，2座风电场建设形成的高陡边坡累计长达22.9 km，其中溜渣边坡69处，单个溜渣边坡长度在50～150 m，再加上风电场所在的大别山区汛期(5—9月)暴雨集中、降水强度大，极易引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，造成水土流失、山地景观损毁和生态环境破坏。此外，高陡路堑和溜渣边坡基岩裸露、碎石满坡、溜渣体极不稳定、基质空隙大，林草植被存活困难，导致生态治理和修复的难度较高。高陡路堑和溜渣边坡的治理是山地风电场生态治理与修复的突出难点。

2 山地风电场生态治理与修复方案制定

制定山地风电场生态治理与修复方案时，首先要开展环境调查，目的是摸清风电场所处区域环境本底值和建设区立地条件，为制定生态治理与修复方案提供详细的数据基础。调查内容主要包括：①环境本底值调查，掌握区域海拔、降水、土壤、温度、植被等自然条件；②立地条件调查，掌握风电场区域边坡的坡长和坡度、坡积物组成、水土流失现状、已实施的水土保持工程及成效等。

其次，根据水土保持目标要求，确定山地风电场生态治理与修复工作的目标任务，实现“水土保持+N(生态系统修复、景观环境恢复、安全隐患消除、稳定性达标、山地旅游功能拓展等)”的多目标值任务。

最后，梳理山地风电场生态治理与修复技术需解决的重点、难点问题。例如，高陡边坡和溜渣边坡的稳定性维持；下垫面涵蓄水能力差导致植被难以生存；生态治理与修复工程的成本及可操作性等问题。

3 山地风电场生态治理与修复措施

根据对风电场周边环境本底值和建设场地立地条件的调查，风电场治理区可以分为路堑边坡、一般道路边坡、溜渣道路边坡和风机平台边坡共4类。其中：①路堑边坡分为完整岩石基质边坡、节理发育松散岩石基质边坡、土石基质边坡、土质基质边坡；②一般道路边坡分为25°以下和25°及以上填土边坡；③溜渣道路边坡分为土石和碎石溜渣边坡；④风机平台边坡分为25°以下填方边坡、25°及以上填方边坡、完整岩石基质开挖边坡、节理发育松散岩石基质开挖边坡、土石基质边坡、土质基质边坡。针对不同治理部位的立地条件，按照“因地制宜、因害设防，生态修复为主、工程治理结合，经济合理、易于推行”的原则及目标要求，制定以工程措施为先导、工程与植物措施相结合的生态治理与修复体系，实现“水土保持+N”目标任务。

3.1 工程措施

常用的工程措施主要包括挂网喷播植草(混播)、挂网喷射混凝土护壁、浆砌石挡墙、截(排)水沟等，以及针对山地风电场环境恢复的重难点所采取的分级拦挡、基质恢复、土石隔埂、排水种植槽等工程措施。不同治理部位的具体工程措施布设见表1。

表1 风电场生态治理与修复工程工程措施布设

(1)分级拦挡。主要布设于溜渣边坡治理区，起到稳定溜渣边坡的作用。主要做法是依据边坡长度和坡度，在坡脚和中部坡段利用坡面石块，砌筑高1～2 m的浆砌或干砌石重力式挡墙，固定坡脚且分级稳定边坡；在上下挡墙之间，用树枝和竹条编织植物篱笆拦挡，形成阶梯状宽0.5～1.5 m、高0.5～1.0 m的水平台阶(台阶高度和宽度根据边坡坡度确定)，起到稳定坡面、延长坡面径流、增强坡面蓄水和固土能力的作用，再用钢管桩和木桩固定篱笆。

(2)基质恢复。主要用于溜渣边坡基质恢复，为后续林草植被生长和生态景观恢复提供基础，可分为坡面基质恢复和种植层基质恢复。其中，坡面基质恢复是指通过运输车辆和挖掘机将原剥离表土和外购耕植土，采用“分层回填客土+逐次雨水冲淋”的方式，直至回填客土充分进入渣体空隙，形成可供林草植被生长且具有保土涵水功能的坡面基质；种植层基质恢复是指在坡面基质恢复的基础上，在缓坡段和植物拦挡台阶内进行种植土回填，在陡坡和石质坡面进行植生袋回填。

(3)土石隔埂。主要布设于施工交通道路外侧与边坡顶部，土石隔埂为梯形断面，顶宽约1.0 m、埂高约0.6 m，隔埂宽度依据风电场需保留的巡检道路宽度确定，在隔埂上栽植林草植被，起到防止雨水冲刷坡面的作用。

(4)排水种植槽。主要布设于路堑边坡下侧，将常规的道路矩形排水沟设计成高低沟壁结构形式，排水沟外侧(道路侧)沟壁高0.3～0.5 m，满足道路及山体雨水排入，排水沟内侧(路堑侧)沟壁高在0.7～1.0 m，与路堑坡脚形成挡墙型种植槽，用于承接路堑坡面少量下泄泥沙、栽种林草植被，起到排水、拦截泥沙、稳定坡脚、恢复植被的作用。

(5)截水沟。主要布设于路堑边坡上部与山体结合部，一般采用梯形断面土质沟道，排水出口端布设混凝土沉沙(消能)池，用于拦截和导出山体雨水，防止冲刷坡面。

(6)挂网喷射混凝土护壁。主要布设于节理发育的石质边坡(路堑)，采取土钉(锚杆)、钢丝网、喷射混凝土相结合的方法，使破碎岩层成为一个稳定的整体坡面。

(7)挂网喷播植草。主要布设于土石边坡和土质边坡段，由于开挖和填筑边坡坡度大，不利于客土附着坡面，需要在坡面挂设金属网，防止喷播土层滑落，再通过喷射机械将混合了灌草植物种子的客土喷射到坡面，为植被生长提供基础。

3.2 植被措施

基于风电场所处区域环境调查，结合区域内沪汉蓉高速公路山区段和金寨抽水蓄能电站工程的护坡植被生长情况和适应性调查，筛选出适应海拔800 m以上温差、耐瘠薄、抗旱能力强、根系发达、牲畜适口性差的林草植被作为先锋植物，采用乔、灌、草结合的植被措施，达到快速恢复边坡和裸露地表植被覆盖、改善地表环境的要求。后期通过自然修复，辅以人工栽种(补植和混播)当地原生植被，逐步恢复为自然植被群落，再结合山地景观恢复和生态旅游发展要求，对部分风机平台和道路配置花草树木等。

根据环境调查结果和各治理部位的环境条件，针对不同的治理部位制定了不同的植被措施。其中，土石隔埂内大多采用女贞、刺槐、多花木兰、胡枝子、狗牙根等；排水种植槽内大多采用多花木兰、刚竹、箬竹、葛藤、爬山虎、五叶地锦等；在有生态景观要求的土石隔埂和排水种植槽内大多采用格桑花、波斯菊、红叶石楠等；溜渣边坡大多采用紫穗槐、多花木兰、狗牙根等；对于坡度较缓的土质基质边坡通常铺设狗牙根草皮或播撒狗牙根草籽等；对于完整岩石基质边坡大多采用葛藤、爬山虎等垂悬类植被。

4 实施及效果评价

4.1 生态治理与修复工程实施

2017年7—12月，选择了2座风电场的7.64 km挖填道路和6个风机平台作为生态治理与修复工程的试验治理区，对14种不同治理部位进行了分类配置生态治理与修复模式，共计治理溜渣边坡32段、路堑段6.26 km、道路及风机平台边坡3.22 km。通过试验治理，发现黑麦草、马尼拉草、紫穗槐等植被易被当地牲口啃食，红叶李、枫树等植被生长缓慢，湿地松的抗逆性差，因此这些植被不适用于此处生态治理与修复工程。在试验治理的基础上，2018—2021年，按照先工程措施、后植被措施的施工时序，对2座风电场开展了全面的生态治理与修复工程。

4.2 实施效果评价

在生态治理与修复工程实施期间，风电场先后经历了2019年干旱年份(全年降水量962.5 mm)和2020年丰水年份(全年降水量2 226.6 mm，最大24 h降水量397.5 mm)的极端气象年份。经水土保持监测单位统计，各类工程措施完好率达96%～98%，林草植被存活率达85%～95%，水土流失治理度、土壤流失控制比、林草植被恢复率、林草覆盖率均达到了水土流失防治标准要求；路堑和溜渣边坡保持稳定，经过多次汛期，尤其是经过2020年日降水量397.5 mm的强降水检验，区域内未发生水土流失危机事件，林草覆盖率、生物量逐年增加。随着生态景观的逐年恢复，风电场所在区域已成为当地旅游登山、观湖、看云海的最佳观景点，部分路段成为“金寨红岭公路”越野车爱好者的打卡地，基本实现“水土保持+N”的目标。

5 建 议

由于地形因素影响，风电场生态治理与修复工程的成本高、周期长。金寨县2座风电场的生态治理与修复工程前期土建投资约2 100万元，后期治理与修复投资高达4 000多万元，约为前期土建投资的2倍，生态治理与修复周期通常在3～5 a，植被自然恢复周期通常在5～8 a。因此建议，一是在大别山区海拔500 m以上的山地不宜新建风电项目；二是新建风电项目应重点关注施工连接道路的优化设计，合理规划道路走向，科学论证布设方案，尽量避免出现半挖半填道路；三是在风电项目施工过程中，杜绝溜渣边坡和高陡路堑的形成，道路及风机平台的开挖应一次性开挖至稳定坡面；四是项目主体工程设计及设计(方案)审查部门、建设和施工单位、监管单位应严格落实相应文件、制度的要求，加强全过程、全链条监管，切实将风电项目建设对生态环境的不利影响降至最低。

虽然风电场的生态治理与修复取得了一定效果，但是由于目前缺乏广泛而深入的理论研究以及系统化的施工技术规范，工程措施和植被措施的选择还局限于现有的认知范围，下一步应加强自然恢复效果、人工植被演替等方面的观测和研究，进一步扩大生态治理与修复技术手段的选择范围。