论文部分内容阅读
摘要：风电厂场址的工程地质勘测不但要对地质情况进行考察，而且应考察风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行的影响。对于工程地质条件不同的复杂场地需要采用不同的勘探方法。勘测报告应当严格按照相关规定执行，应做到信息清晰、结果正确、建议合理。
关键词：风电厂；地质勘查；工程地质
作者简介：郎彦兵（1981-），男，河南焦作人，河南省电力勘测设计院，工程师；高颖（1979-），女，河南新乡人，河南省众慧电力工程咨询有限责任公司，助理工程师。（河南 郑州 450000）
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）12-0069-01
当今社会经济的快速发展和不可再生能源的过度开采利用迫使人类不得不寻求更为清洁和可持续利用的能源形式。风能作为太阳能的一种转化形式，具有可再生、零排放等诸多优点，是21世纪最有应用前景的能源。而将风能转化为电能，即风力发电，是风能利用的最主要方式。我国的风能资源极为丰富，陆地离地面50m高度的风能资源可开发面积约540000km2，技术可开发量约为2680GW；离海岸20km的海域范围可开发面积约为37000km2，技术可开发量约为180GW，具有极大的商业化资源条件。[1，2]
随着风力发电项目的大力推广，关于风力发电方面的诸多问题也突现出来，如风电场建设、风电并网、风电的电能质量等。现结合笔者自身工作实际，探讨风电厂规划建设中的工程地质勘探问题。
一、风电厂场址地质勘探的主要任务
风电厂场址的工程地质勘探工作的主要任务是在风电厂场址规划选点的基础上，为已选定的场址以及风电机组、电厂建筑等建筑物的方案布置提供有关的地形和工程地质资料。主要包括五方面工作，即：对场区的风能资源进行评估；绘制选址所需的区域地形图；评价场区的区域构造稳定性；查明场区的工程地质条件并对地质问题及其可能产生的影响进行评估；根据需要对可采用的天然建筑材料、施工和生活资料情况进行调查。
地质工作的重点是场区的区域结构稳定性评价和地质问题可能产生影响的评估及建议，其中对于场区的地质条件主要有：地形地貌特征、形状、类型和特征；地层的成因类型、地质年代、岩性岩层、风化程度；土的性质、物质组成及含量、层次结构和分布状况；断层破碎带的产状、规模、性质以及延伸、拓展和胶结情况；不良地质作用的情况及可能的影响；地下水的类型和埋藏情况以及是否可能对地基造成不良影响。
二、风电厂场址的地质条件分类及勘测
依据风电厂场址地质条件的复杂程度，可将场地划分为三类，即简单场地、中等复杂场地和复杂场地。简单场地是指地层结构单一、无特殊岩土层、地质结构简单、地层稳定、地下水埋藏深且对地基无不良影响、地震动峰值加速度不高于0.05g的场地。中等复杂场地是指地层层次较多、有特殊岩土层、岩土性质变化较大、岩体风化较强、可能发生地震液化的场地；或地质结构比较复杂、局部有不良地质作用存在的场地；或者地下水埋藏较深，对地基可能产生不良影响的场地；地震动峰值加速度为0.1g～0.3g的场地。复杂场地的判定标准为：地层层次较多，岩性不均且岩相变化大，地基以强风化岩体或不均匀的特殊性土层为主；地质结构复杂，断层和节理裂隙发育，不良地质作用发育；地下水埋藏浅且对地质基础的稳定性产生不良影响；地震动峰值加速度≥0.4g，满足上述条件之一即为复杂场地。[3，4]
对于不同复杂程度的场地，采用的地质勘探方法也不相同，以勘探点的深度为例来说明。勘探点的深度一般以控制建筑物应力影响的范围和抗倒覆要求为原则。对于一般场地的勘探深度对比如表1所示，对于基岩场地的勘探深度对比见表2
从表1、表2可知，对于不同复杂程度的场地采取的物探深度不同。此外，对于复杂程度高的场地采用的勘探点间距也应缩小，以能控制场区的地层分层、性状、断层破碎带的分布和不良地质作用的范围为标准。因此各种地貌特征的部分、各种地层、主要的地质结构、各个不良地质作用点均应布置勘探点，且应依据勘探结果考虑是否加深或增加勘探点。
三、勘测报告
勘测报告对勘测工作进行总结，并对工程的施工建设提出建议和要求，应予以特别重视。《风电场场址工程地质勘查技术规定》的要求是：“在预可行性研究阶段，风电场场址工程地质勘察报告应包括正文、附图和附件。正文应包括绪言、区域构造稳定性、场地基本地质条件、场地工程地质评价、结论与建议。附图包括工程地质平面图、工程地质纵、横剖面图。”
勘测报告的编制应包含对项目规划审定的结论以及预可行性研究成果。与地质勘测有关的项目主要有：体现长期测站气象资料、灾害情况，其中包含长期测站自身的基本情况，近30年历年各月平均风速、历年最大风速和极大风速以及与整年逐时风速、风向资料；场址处收集到的至少连续一年的现场实测数据和已有的风能资源评估资料，有效数据完整率大于90%；风电厂边界及其外延10km范围内1∶50000地形图、风电场边界及其外延1～2km范围内1∶10000或1∶5000地形图，如有可能还应包含风电场范围内1∶2000地形图；场址区工程地质勘察成果及资料；风电场所在地的地区社会经济现状及发展规划、电力概况及发展规划、电网地理接线图和土地利用规划等。[5]
风能资源的勘察结果应在勘测报告中细致体现出来，首先应说明风电厂所在地区内的区域风能资源概况，其次应说明所收集的长期测站和风电场同期完成年逐时风速、风向等风能资料。对于风能资料，应按照文献[6][7]的要求，将验证后的风电场各测量站各个高度所测数据修订为一套反映风电场长期水平的代表性数据，计算后表征为各测站不同高度平均风速、平均风功率密度值。将数据处理成评估风电场风能资源所需要的各种参数，参数应包括不同时段的平均风速、风功率密度，以及风速、风能、风向、风能密度方向分布等，并将处理好的各种参数绘制成便于查看的图形材料。
对场址的工程地质评价是报告的重要部分，又是地质工作者应予以重点关注的部分。对于工程地质的评价应包含：对场址区域的承载能力、不均匀沉降、湿陷性、抗滑稳定、地震液化以及场地边坡稳定、地下水对基础的影响等主要工程地质问题进行评价；对建设工程场地遭受地质灾害危害的可能性、工程建设期间以及建成后风电场运行期间发生地质灾害的可能性进行评价，并在必要时提出相应的预防治理措施。
四、总结
对于风电厂场址的工程地质勘测，不应仅限于对地质情况的考察，还应充分考虑到风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行阶段的影响。对于工程地质条件不同复杂的场地需要采用不同的勘探方法。对于勘测报告，应当严格按照相关规定执行，保证材料的真实、细致，保证结果和建议的准确性，为工程的顺利实施做好准备工作。
参考文献：
[1]李俊峰.世界风力发电发展现状概述[EB/OL]. http://www.fenglifadian.
com/fengdianzhishi/295F96H1.html.
[2]中国可再生能源发展战略研究项目组.中国可再生能源发展战略研究丛书:风能卷[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]林敏.风电勘测设计中的水文气象工作[J].电力勘探,1998,(3).
[4]王民浩.中国风电场工程建设标准与成果汇编[M].北京:中国水利水电出版社,2010.
[5]电力工业部水利水电规划设计总院. DC/T 5067-1996风力发电厂项目可行性研究报告编制规程[S].
[6]GB/T 18710-2002风电场风能资源评估方法[S].
[7]风电场风能资源测量和评估技术规定(发改能源[2003]140号)[S].
（责任编辑：沈清）
关键词：风电厂；地质勘查；工程地质
作者简介：郎彦兵（1981-），男，河南焦作人，河南省电力勘测设计院，工程师；高颖（1979-），女，河南新乡人，河南省众慧电力工程咨询有限责任公司，助理工程师。（河南 郑州 450000）
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）12-0069-01
当今社会经济的快速发展和不可再生能源的过度开采利用迫使人类不得不寻求更为清洁和可持续利用的能源形式。风能作为太阳能的一种转化形式，具有可再生、零排放等诸多优点，是21世纪最有应用前景的能源。而将风能转化为电能，即风力发电，是风能利用的最主要方式。我国的风能资源极为丰富，陆地离地面50m高度的风能资源可开发面积约540000km2，技术可开发量约为2680GW；离海岸20km的海域范围可开发面积约为37000km2，技术可开发量约为180GW，具有极大的商业化资源条件。[1，2]
随着风力发电项目的大力推广，关于风力发电方面的诸多问题也突现出来，如风电场建设、风电并网、风电的电能质量等。现结合笔者自身工作实际，探讨风电厂规划建设中的工程地质勘探问题。
一、风电厂场址地质勘探的主要任务
风电厂场址的工程地质勘探工作的主要任务是在风电厂场址规划选点的基础上，为已选定的场址以及风电机组、电厂建筑等建筑物的方案布置提供有关的地形和工程地质资料。主要包括五方面工作，即：对场区的风能资源进行评估；绘制选址所需的区域地形图；评价场区的区域构造稳定性；查明场区的工程地质条件并对地质问题及其可能产生的影响进行评估；根据需要对可采用的天然建筑材料、施工和生活资料情况进行调查。
地质工作的重点是场区的区域结构稳定性评价和地质问题可能产生影响的评估及建议，其中对于场区的地质条件主要有：地形地貌特征、形状、类型和特征；地层的成因类型、地质年代、岩性岩层、风化程度；土的性质、物质组成及含量、层次结构和分布状况；断层破碎带的产状、规模、性质以及延伸、拓展和胶结情况；不良地质作用的情况及可能的影响；地下水的类型和埋藏情况以及是否可能对地基造成不良影响。
二、风电厂场址的地质条件分类及勘测
依据风电厂场址地质条件的复杂程度，可将场地划分为三类，即简单场地、中等复杂场地和复杂场地。简单场地是指地层结构单一、无特殊岩土层、地质结构简单、地层稳定、地下水埋藏深且对地基无不良影响、地震动峰值加速度不高于0.05g的场地。中等复杂场地是指地层层次较多、有特殊岩土层、岩土性质变化较大、岩体风化较强、可能发生地震液化的场地；或地质结构比较复杂、局部有不良地质作用存在的场地；或者地下水埋藏较深，对地基可能产生不良影响的场地；地震动峰值加速度为0.1g～0.3g的场地。复杂场地的判定标准为：地层层次较多，岩性不均且岩相变化大，地基以强风化岩体或不均匀的特殊性土层为主；地质结构复杂，断层和节理裂隙发育，不良地质作用发育；地下水埋藏浅且对地质基础的稳定性产生不良影响；地震动峰值加速度≥0.4g，满足上述条件之一即为复杂场地。[3，4]
对于不同复杂程度的场地，采用的地质勘探方法也不相同，以勘探点的深度为例来说明。勘探点的深度一般以控制建筑物应力影响的范围和抗倒覆要求为原则。对于一般场地的勘探深度对比如表1所示，对于基岩场地的勘探深度对比见表2
从表1、表2可知，对于不同复杂程度的场地采取的物探深度不同。此外，对于复杂程度高的场地采用的勘探点间距也应缩小，以能控制场区的地层分层、性状、断层破碎带的分布和不良地质作用的范围为标准。因此各种地貌特征的部分、各种地层、主要的地质结构、各个不良地质作用点均应布置勘探点，且应依据勘探结果考虑是否加深或增加勘探点。
三、勘测报告
勘测报告对勘测工作进行总结，并对工程的施工建设提出建议和要求，应予以特别重视。《风电场场址工程地质勘查技术规定》的要求是：“在预可行性研究阶段，风电场场址工程地质勘察报告应包括正文、附图和附件。正文应包括绪言、区域构造稳定性、场地基本地质条件、场地工程地质评价、结论与建议。附图包括工程地质平面图、工程地质纵、横剖面图。”
勘测报告的编制应包含对项目规划审定的结论以及预可行性研究成果。与地质勘测有关的项目主要有：体现长期测站气象资料、灾害情况，其中包含长期测站自身的基本情况，近30年历年各月平均风速、历年最大风速和极大风速以及与整年逐时风速、风向资料；场址处收集到的至少连续一年的现场实测数据和已有的风能资源评估资料，有效数据完整率大于90%；风电厂边界及其外延10km范围内1∶50000地形图、风电场边界及其外延1～2km范围内1∶10000或1∶5000地形图，如有可能还应包含风电场范围内1∶2000地形图；场址区工程地质勘察成果及资料；风电场所在地的地区社会经济现状及发展规划、电力概况及发展规划、电网地理接线图和土地利用规划等。[5]
风能资源的勘察结果应在勘测报告中细致体现出来，首先应说明风电厂所在地区内的区域风能资源概况，其次应说明所收集的长期测站和风电场同期完成年逐时风速、风向等风能资料。对于风能资料，应按照文献[6][7]的要求，将验证后的风电场各测量站各个高度所测数据修订为一套反映风电场长期水平的代表性数据，计算后表征为各测站不同高度平均风速、平均风功率密度值。将数据处理成评估风电场风能资源所需要的各种参数，参数应包括不同时段的平均风速、风功率密度，以及风速、风能、风向、风能密度方向分布等，并将处理好的各种参数绘制成便于查看的图形材料。
对场址的工程地质评价是报告的重要部分，又是地质工作者应予以重点关注的部分。对于工程地质的评价应包含：对场址区域的承载能力、不均匀沉降、湿陷性、抗滑稳定、地震液化以及场地边坡稳定、地下水对基础的影响等主要工程地质问题进行评价；对建设工程场地遭受地质灾害危害的可能性、工程建设期间以及建成后风电场运行期间发生地质灾害的可能性进行评价，并在必要时提出相应的预防治理措施。
四、总结
对于风电厂场址的工程地质勘测，不应仅限于对地质情况的考察，还应充分考虑到风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行阶段的影响。对于工程地质条件不同复杂的场地需要采用不同的勘探方法。对于勘测报告，应当严格按照相关规定执行，保证材料的真实、细致，保证结果和建议的准确性，为工程的顺利实施做好准备工作。
参考文献：
[1]李俊峰.世界风力发电发展现状概述[EB/OL]. http://www.fenglifadian.
com/fengdianzhishi/295F96H1.html.
[2]中国可再生能源发展战略研究项目组.中国可再生能源发展战略研究丛书:风能卷[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]林敏.风电勘测设计中的水文气象工作[J].电力勘探,1998,(3).
[4]王民浩.中国风电场工程建设标准与成果汇编[M].北京:中国水利水电出版社,2010.
[5]电力工业部水利水电规划设计总院. DC/T 5067-1996风力发电厂项目可行性研究报告编制规程[S].
[6]GB/T 18710-2002风电场风能资源评估方法[S].
[7]风电场风能资源测量和评估技术规定(发改能源[2003]140号)[S].
（责任编辑：沈清）