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太阳能发电场:解决土壤污染的方案(《雨水》:2022年8月)

在多云的天空下,一片草地上排列着一排排太阳能电池板,它们吸收阳光以产生可再生能源。

在美国各地,太阳能发电场正以迅猛的速度涌现。据太阳能产业协会称,太阳能产业的年均增长率达到33%。

然而,随着太阳能市场的增长,也带来了一种令人遗憾的副作用——因泥沙冲刷、湿地破坏或其他环境问题而被处以罚款的项目数量也在不断增加。

雨水管理和水土流失防治领域的专业人士不仅有机会借此蓬勃发展的市场拓展业务,更有机会在施工现场发挥实际作用,确保此类违规行为不再发生。

通过采用新兴和先进技术,例如生物土壤基质或水力喷洒式水土保持产品,承包商可以尽自己的一份力量,帮助太阳能发电场业主符合监管要求并维持场地完整性。

在开展太阳能项目时,水土流失防治专业人员应考虑以下几项最佳管理实践。

勘测土地——地上与地下

在开展任何植被恢复项目时,水土保持专业人员应首先对地形进行勘察,以全面了解项目所涉及的各项参数。就地表而言,这意味着要掌握地形特征,评估太阳能电池板的安装可能会对土地造成何种扰动,或改变该区域雨水径流的流向,甚至要识别可能发生泥沙流失的区域。

在许多情况下,太阳能电池板正建在从未需要遵守太阳能电站所需监管标准的农田上。通过提前识别潜在问题区域,承包商可以主动采取解决方案,从而避免许多场地目前面临的径流问题。

“每当我们移动或扰动土壤时——即使我们尽量将其影响降至最低——未来在种植植被、完成场地收尾工作以及启动所有电子设备时,仍有可能引发一些重大问题,”Profile Products公司专门负责太阳能场址开发的业务拓展经理斯蒂芬·麦克沙恩表示。 “通过在早期阶段就以审慎的眼光审视这些场地及其独特的土壤状况,我们可以更好地理解情况,并将对土地的扰动降至最低。”

了解土壤状况非常重要。承包商可以进行土壤测试,以便更清楚地掌握土壤肥力和成分。 通常,这些太阳能项目选址可能并非位于优质农田上——此类土壤可能存在显著缺陷,例如有机质含量低或pH值过低。通过在施工前掌握这些信息,承包商可以确定需要采取哪些土壤改良措施,从而帮助营造更有利的生长环境。

“在太阳能场址上进行植被种植时,我最主要的建议就是进行土壤检测,”麦克沙恩说,“我们看到很多维护和维修工作,都是因为承包商跳过了这一步。 请务必采取措施,在为时已晚之前,以及在项目日后因此产生问题之前,先了解现场的土壤状况。”

备好合适的工具

一旦承包商对现场的实际情况有了清晰的了解,接下来就必须选择能够确保一次到位完成工作的工具。 尽管太阳能项目现场曾采用过钻孔播种或吹撒秸秆等多种技术,但水力播种已被证明是一种先进技术,能够应对在这些现场作业时出现的独特挑战。

在许多情况下,是在太阳能电池板安装完毕后,才请承包商来对土地进行植被恢复。这可能会导致电池板之间留有狭窄的通道、电线垂挂较低,以及太阳能电池板下方仅有一小块空间可供通行。 水力播种机提供了多种作业方式,包括在太阳能电池板行间穿行作业,或者当没有足够空间容纳大型设备时,将软管从卡车上拉下来,在电池板之间进行喷洒作业。

此外,水力喷播机可在一次作业中应用多种技术。承包商只需一台水力喷播机,即可实施生物土壤改良技术、施用肥料、播种以及实施水土流失防治措施。这样不仅减少了可能在土壤上碾压、加剧土壤压实并降低发芽几率的设备数量,

水力播种通常也比较经济。虽然使用卡车运送堆肥或表土等替代方案也是可行的,但成本较高,且无法保证材料的质量。 项目业主还必须运来多车次的材料,这不仅会增加人工成本,而且又有一辆工程车辆在农场内行驶,会进一步压实土壤。吹撒稻草的做法也是如此。

“铺设秸秆意味着首先要播种,然后还得单独施肥。 必须先用一台设备将秸秆吹撒,然后还要调来另一台设备对秸秆进行压实或压平,”麦克沙恩说道。“这意味着可能需要四台设备在同一区域来回作业,而相比之下,使用水力播种法只需一台设备就能完成这些作业。”

了解截止日期

大多数太阳能电站的安装窗口期在商业运营日期(COD)前约为12个月。与其他施工现场一样,这些严格的项目截止日期通常也包括植被恢复工作。该时间表不允许承包商多次尝试播种,也不允许他们在项目中途改变方向。

这凸显了明确把握项目截止日期的重要性,以及寻找一次就能奏效的解决方案的必要性——这并不总是意味着最便宜的方案最好,也不意味着最昂贵的方案就是最佳选择。在此,找到适合该任务的工具是关键。

“水力播种是一种非常可行的方案,有助于弥补部分工期上的缺口,因为它既能解决土壤问题和水土流失问题,又能让植被迅速生长。在工期原本非常紧张的情况下,这些产品也能快速投入使用,”麦克肖恩说道。

综合总结

将这些想法写在纸上是一回事,但在现实世界中加以实践则是另一回事。在最近位于马萨诸塞州北部的一个太阳能发电场项目中,这些做法得到了应用,并取得了极佳的效果。

项目业主需要确保这片77英亩的太阳能发电场中80%的区域保持植被覆盖。在进行土壤测试之前,仅靠撒播种子进行的首次植被种植尝试均以失败告终。

一旦进行了土壤测试,就清楚地知道最初的尝试为何未见成效:测试结果显示,整个场地均为砂质土壤,有机质含量极低,远低于5%。基于此次土壤测试,团队制定了新策略,即采用生物土壤技术,以重新引入有机质并启动养分循环。 这也引发了关于该场地地形以及需要采取哪些额外水土流失防治措施以防止泥沙流失和径流的讨论。

承包商在整个工地范围内综合采用了土壤改良剂和水土流失控制产品,包括ProGanicsBiotic Soil Media、ProGanicsDUALBiotic Soil Media + 水土流失控制剂,以及Flexterra®高性能柔性生长基质®。 在太阳能发电场坡度最陡的区域,每英亩施用了3,500磅的ProGanics和Flexterra,以改良土壤并提供高水平的防侵蚀保护。 在仍存在径流风险的较平缓区域,ProGanics DUAL 的施用量为每英亩 5,500 磅,既起到了改良土壤的作用,又通过结合纤维基质提供了水土保持保护。

短短几个月内,这项植被恢复计划的效果已超出预期。得益于从土壤层开始制定的周密计划,项目业主轻松实现了80%草坪覆盖率的目标。该方案已被证明是一种低维护需求的解决方案,既有效预防了环境问题,又确保了长期合规。

随着全国各地项目地点的不断增加,太阳能市场无疑将成为植被恢复和水土保持行业的一个利润丰厚的领域。随着承包商开始进军这一市场,他们可以牢记以下策略,以确保项目取得成功。

本文由安德鲁·亚布隆斯基和亚当·迪布尔为《雨水管理》杂志撰写。查看在线版本

Aerial view of a suburban neighborhood with houses, winding roads, a green park, and mountains in the background under a clear sky.

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