学习情境二　风电场的选址

任务一　平坦地形风电场的选址

学习目标：

1.了解风电场选址的技术规定。

2.了解风电场选址的技术标准。

3.熟悉平坦地形风电场选址所考虑的条件和因素。

要建立一个风电场，首要的就是风电场选址。国内外的经验教训表明，风电场选址失误将造成发电量损失和运行维护费用增加，影响项目整体效益，因此风电场选址对风电场建设至关重要。风电场选址分为宏观选址和微观选址。风电场宏观选址过程是从一个较大的地区，通过对资源、地形、交通、联网条件等多方面进行综合比较后，选择一个风能资源丰富、有较好利用价值的小区域的过程。微观选址是在宏观选址确定的小区域中优化布置风电机组，使风电场发电量达到最优。

一、风电场场址选择的技术规定

（一）基本条件

1.风能资源

（1）建设风电场最基本的条件是要有能量丰富、风向稳定的风能资源，选择风电场场址时应尽量选择风能资源丰富的场址。

（2）现有测风数据是最有价值的资料，中国气象科学研究院和部分省（自治区）的有关部门绘制了全国或地区的风能资源分布图，按照风功率密度和有效风速出现小时数进行风能资源区划，标明了风能丰富的区域，可用于指导宏观选址。有些省（自治区）已进行过风能资源的测量，可以向有关部门咨询，尽量收集候选场址已有的测风数据或已建风电场的运行记录，对场址风能资源进行评估。

（3）某些地区完全没有或者只有很少现成测风数据；还有些区域地形复杂，即使有现成资料用来推算测站附近的风况，其可靠性也受到限制。在风电场场址选择时可采用以下定性方法初步判断风能资源是否丰富。

1）地形地貌特征判别法。可利用地形地貌特征，对缺少现成测风数据的丘陵和山地进行风能资源粗估。地形图是表明地形地貌特征的主要工具，应采用150000的地形图，能够较详细地反映出地形特征。

a.从地形图上可以判别发生较高平均风速地形有以下典型特征：

（a）经常发生强烈气压梯度的区域内的隘口和峡谷。

（b）从山脉向下延伸的长峡谷。

（c）高原和台地、强烈高空风区域内暴露的山脊和山峰。

（d）强烈高空风，或温度/压力梯度区域内暴露的海岸。

（e）岛屿的迎风和侧风角。

b.从地形图上可以判别发生较低平均风速的典型特征是：

（a）垂直于高处盛行风向的峡谷。

（b）盆地。

（c）表面粗糙度大的区域，例如，森林覆盖的平地。

2）植物变形判别法。植物因长期被风吹而导致永久变形的程度可以反映该地区风力特性的一般情况。特别是树的高度和形状能够作为记录多年持续的风力强度和主风向证据。树的变形受几种因素的影响，包括树的种类、高度、暴露在风中的程度、生长季节和非生长季节的平均风速、年平均风速和持续的风向。已经发现年平均风速是与树的变形程度最相关的因素。

3）风成地貌判别法。地表物质会因风而移动和沉积，形成干盐湖、沙丘和其他风成地貌，表明附近存在固定方向的强风，如在山的迎风坡岩石裸露，背风坡砂砾堆积。在缺少风速数据的地方，利用风成地貌有助于初步了解当地的风况。

4）当地居民调查判别法。有些地区由于气候的特殊性，各种风况特征不明显，可通过对当地长期居住居民的询问调查，定性地了解该地区风能资源的情况。

2.风电场联网条件

（1）风电场场址选择时应尽量靠近合适电压等级的变电站或电网，并网点短路容量应足够大。

（2）各级电压线路的一般使用范围见表2-1-1。

3.交通运输和施工安装条件

（1）对外交通。风能资源丰富的地区一般都在比较偏远的地区，如山脊、戈壁滩、草原、海滩和海岛等，大多数场址需要拓宽现有道路并新修部分道路以满足设备的运输。在风电场选址时，应了解候选风场周围交通运输情况，对风况相似的场址，尽量选择那些离已有公路较近，对外交通方便的场址，以利于减少道路的投资。

（2）施工安装条件。收集候选场址周围地形图，分析地形情况。复杂地形不利于设备的运输、安装和管理，装机规模也受到限制，难以实现规模开发，场内交通道路投资相对也大。场址选择时在主风向上要求尽可能开阔、宽敞，障碍物尽量少、粗糙度低，对风速影响小。另外，应选择地形比较简单的场址，以利于大规模开发及设备的运输、安装和管理。

4.装机规模

为了降低风电场造价，风电场工程投资中，对外交通以及送出工程等配套工程投资所占比例不宜太大。在风电场规划选址时，应根据风电场地形条件及风况特征，初步拟定风电场规划装机规模，布置拟安装的风电机组位置。对风电特许权项目，应尽量选择那些具有较大装机规模的场址。

5.工程地质条件

在风电场选址时，应尽量选择地震烈度小，工程地质和水文地质条件较好的场址。作为风电机组基础持力层的岩层或土层应厚度较大、变化较小、土质均匀、承载力能满足风电机组基础的要求。

6.其他因素

（1）环境保护要求。风电场选址时应注意与附近居民、工厂、企事业单位（点）保持适当距离，尽量减小噪声污染；应避开自然保护区、珍稀动植物地区以及候鸟保护区和候鸟迁徙路径等。另外，候选风电场场址内树木应尽量少，以便在建设和施工过程中少砍伐树木。

（2）风电发展原则。规模开发与分散开发相结合，在“三北”地区（西北、华北和东北）和东部沿海风能资源丰富地区规模化发展，其他地方因地制宜发展。

（二）工作成果

风力发电的经济效益取决于风能资源、联网条件、交通运输、地质条件、地形地貌和社会经济等多方面复杂的因素，风电场选址时应按照以上要求对候选风电场进行综合评估，并编写风电场场址选择报告。

因此，风电场场址的选择包括宏观选址和微观选址。

风电场宏观选址过程是从一个较大的地区，对气象条件等多方面进行综合考察后，选择个风能资源丰富、而且最有利用价值的小区域的过程。

二、风电场宏观选址程序

风电场宏观选址程序可以分为三个阶段进行。

1.第一阶段

参照国家风能资源分布区划，首先在风资源丰富地区内候选风能资源区，每一个候选区应具备以下特点：①有丰富的风能资源，在经济上有开发利用的可行性；②有足够面积，可以安装一定规模的风力发电机组；③具备良好的场地形、地貌，风况品位高。

2.第二阶段

将候选风能资源区再进行筛选，以确认其中有开发前景的场址。在这个阶段，非气象学因素，比如交通、通信、联网、土地投资等因素对该场址的取舍起着关键作用。

以上筛选工作需搜集当地气象台站的有关气象资料，灾害性气候频发的地区应该重点分析其建场的可行性。

3.第三阶段

对准备开发建设的场址进行具体分析，做好以下工作：

（1）进行现场测风，取得足够的精确数据。一般来说，至少取得一年的完整测风资料，以便对风力发电机组的发电量做出精确的估算。

（2）确保风资源特性与待选风力发电机组设计的运行特性相匹配。

（3）进行场址的初步工程设计，确定开发建设费用。

（4）确定风力发电机组输出对电网系统的影响。

（5）评价场址建设、运行的经济效益。

（6）对社会效益的评价。

三、宏观选址条件

1.风能质量好的地区

建设风电场最基本的条件就是要有丰富、风向稳定的风能资源，因此场址选在风能质量好的地区，所谓风能质量好的地区应具备以下特点：

（1）年平均风速较高。一般年平均风速达到6m/s以上。

（2）风功率密度大。年平均有效风能功率密度大于300W/m2。

（3）风频分布好。

（4）可利用小时数高。风速为3～25m/s的小时数在5000h以上。

2.容量系数大

容量系数是指风电机组的年度电能净输出，也就是在真实负荷条件下的年度电能输出除以风电机组额定容量与全年运行8760h的乘积。

风电场选址于容量系数大于0.3的地区将会有明显的经济效益。

3.风向稳定

风电场主要有一个或两个盛行主风向，所谓盛行主风向是指出现频率最多的风向。一般来说，根据气候和地理特征，某一地区基本上只有一个或两个盛行主风向且几乎方向相反，这种风向对风力发电机组排布非常有利，考虑因素较少，排布也相对简单。但是，也有虽然风况较好，但没有固定的盛行风向的情况，这种情况对风力发电机组排布尤其是在风力发电机组数量较多时带来不便，这时，就要进行各方面综合考虑来确定最佳排布方案。

在选址考虑风向影响时，一般按风向统计各个风速的出现频率，使用风速分布曲线来描述各风向方向上的风速分布，做出不同的风向风能分布曲线，即风向玫瑰图和风能玫瑰图，来选择盛行主风向。

风向稳定可以利用风玫瑰图表示，其主导风向频率在30%以上的地区可以认为是风向稳定地区。

4.风速变化小

风电场选址时尽量不要有较大的风速日变化和季节变化，风速年变化较小。我国属季风气候，冬季风大，夏季风小。但是在我国北部和沿海，由于天气和海陆的关系，风速年变化较小，在最小的月份只有4～5m/s。

5.风力发电机组高度范围内风垂直切变要小

风力发电机组选址时要考虑因地面粗糙度引起的不同风速廓线，当风垂直切变非常大时，对风力发电机组运行十分不利。

6.湍流强度小

由于风是随机的，加之场地表面粗糙的地面和附近障碍物的影响，由此产生的无规则的湍流会给风电机组及其出力带来无法预计的危害：减少了可利用的风能；使风电机组产生振动；叶片受力不均衡，引起部件机械磨损，从而缩短了风电机组的寿命，严重时使叶片及部分部件受到不应有的毁坏等。因此，在选址时，要尽量使风电机组避开粗糙的地表面或高大的建筑障碍物。若条件允许，风电机组的轮毂高度应高出附近障碍物至少8～10m，距障碍物的距离应为5～10倍障碍物高度。湍流强度小地区湍流强度受大气稳定性和地面粗糙度的影响，所以在建风电场时，要避开上风方向地形有起伏和障碍物较大的地区。

7.尽量避开灾害性天气频繁出现的地区

在选址工作中，应对某些对风电机组有影响的灾害性天气予以考虑，灾害性天气包括强风暴（如强台风、龙卷风等）、雷电、沙暴、夜冰、盐雾等，对风电机组具有破坏性，如强风暴沙暴会使叶片转速增大产生过发，叶片失去平衡而增加机械摩擦导致机械部件损坏，降低风电机组使用寿命，严重时会使风电机组破坏；多雷电区会使风电机组遭受雷击从而造成风力发电机组毁坏；多盐雾天气会腐蚀风电机组部件从而降低风电机组部件使用寿命；覆冰会使风电机组叶片及其测风装置发生结冰现象，从而改变叶片翼型，由此改变正常的气动力出力；减少风电机组出力；叶片积冰会引起叶片不平衡和振动，增加疲劳负荷，严重时会改变风轮固有频率，引起共振，从而减少风电机组寿命或造成风电机组严重损坏；叶片上的积冰在风电机组运行过程中会因风速、旋转离心力而甩出，坠落在风电机组周围，危及人员和设备自身安全；测风传感器结冰会给风电机组提供错误信息，从而使风电机组产生误动作等。此外，冰冻和沙暴会使测风仪器的记录出现误差。风速仪上的冰会改变风杯的气动特性，降低转速甚至会冻住风杯，从而不能可靠地进行测风和对潜在风电场风能资源进行正确评估。因此，频繁出现上述灾害性气候的地区应尽量不要安装风电机组。但是，在选址时，有时不可避免地要将风电机组安装在这些地区，此时，在进行风电机组设计时就应将这些因素考虑进去，要对历年来出现的冰冻、沙暴情况及其出现的频度进行统计分析，并在风电机组设计时采取相应措施。

8.尽可能靠近电网

要考虑电网现有容量、结构及其可容纳的最大容量，以及风电场的上网规模与电网是否匹配的问题；风电场应尽可能靠近电网，从而减少电损和电缆铺设成本。

9.交通方便

要考虑所选定风电场交通运输情况，设备供应运输是否便利，运输路段及桥梁的承载力是否适合风电机组运输车辆等。风电场的交通方便与否将影响风电场建设，如设备运输、装备、备件运送等。

10.对环境的不利影响最小

通常，风电场对动物特别是对飞禽及鸟类有伤害，对草原和树林也有些损害。为了保护生态，在选址时应尽量避开鸟类飞行路线、候鸟及动物停留地带及动物筑巢区，尽量减少占用植被面积。

11.地形情况

要考虑风电场址区域地形的复杂程度，如多山丘区、密集树林区、开阔平原地、水域或兼有等。地形单一，则对风的干扰低，风电机组无干扰地运行在最佳状态；反之，地形复杂多变，产生扰流现象严重，对风电机组出力不利。验证地形对风电场风电机组出力产生影响的程度，通过考虑场区方圆50km（对非常复杂地区）以内地形粗糙度及其变化次数、障碍物如房屋树林等的高度、数字化山形图等数据，还有其他的风速风向统计数据等，利用WAsP软件的强大功能进行分析处理。

12.地质情况

风电场选址时要考虑所选定场地的地质情况，如是否适合深度挖掘（塌方、出水等），房屋建设施工、风电机组施工等。要有详细的反映该地区的水文地质资料并依照工程建设标准进行评定。

13.地理位置

从长远考虑，风电场选址要远离强地震带、火山频繁爆发区，以及具有考古意义及特殊使用价值的地区，应收集历年有关部门提供的历史记录资料，并结合实际做出评价。另外，考虑风电场对人类生活等方面的影响，如风电机组运行会产生噪声及叶片飞出伤人等，风电场应远离人口密集区。有关规范规定风电机组离居民区的最小距离应使居民区的噪声小于45dB（A），该噪声可被人们所接受。另外，风电机组离居民区和道路的安全距离从噪声影响和安全考虑，单台风电机组应远离居住区至少200m。而对大型风电场来说，这个最小距离应增至500m。

14.温度、气压、湿度

温度、气压、湿度的变化会引起空气密度的变化，从而改变风功率密度，由此改变风电机组的发电量。在收集气象站历年风速风向数据资料及进行现场测量的同时应统计温度、气压、湿度。在利用WAsP软件对风速风向进行精确计算的同时，利用温度、气压、湿度的最大、最小及平均值进行风电机组发电量的计算验证。

15.海拔

同温度、气压、湿度一样，具有不同海拔的区域因其空气密度不同而风功率密度不同，由此改变风电机组的发电量。在利用WAsP软件进行风能资源评估分析计算时，海拔间接对风电机组发电量的计算验证起重要作用。

四、微观选址

微观选址是在宏观选址中选定的小区域中确定现场场地布置，使整个风电场具有较好的经济效益。一般风电场选址研究需要两年时间，其中现场测风应有至少一年以上的数据。国内外的经验教训表明，由于风电场选址的失误造成发电量的损失和增加的维修费用将远远大于对场址进行详细调查的费用。因此，风电场微观选址对于风电场的建设至关重要，不同地形的微观选址的要求各不同。

平坦地形可以定义为，在风电场区及周围5km半径范围内其地形高度差小于50m，同时地形最大坡度小于3°。实际上，对于周围特别是场址的盛行风的上（来）风方向，没有大的山丘或悬崖之类的地形，仍可作为平坦地形来处理。

1.粗糙度与风速的垂直变化

对平坦地形，在场址地区范围内，同一高度上的风速分布可以看作是均匀的，可以直接使用邻近气象台、站的风速观测资料来对场址区进行风能估算，这种平坦地形下，风的垂直方向上的廓线与地表面粗糙度有着直接关系，计算也相对简单。对于平坦地形，提高风电机组功率输出的唯一方法是增加塔架高度。

2.障碍物的影响

如前所述，障碍物是指针对某一地点存在的相对较大的物体，如房屋等。当气流流过障碍物时，由于障碍物对气流的阻碍和遮蔽作用，会改变气流的流动方向和速度。障碍物和地形变化会影响地面粗糙度，风速的平均扰动及风轮廓线对风的结构都有很大的影响，但这种影响有可能是有利的（形成加速区），也可能是不利的（产生尾流、风扰动）。所以，在选址时要充分考虑这些因素（图2-1-1）。

一般来说，没有障碍物且绝对平整的地形是很少见的，实际上必须要对影响风的因素加以分析。由于气流流过障碍物时，在障碍物的下游会形成尾流扰动区，然后逐渐衰弱。在尾流区，不仅风速会降低，而且还会产生很强的湍流，对风电机组运行十分不利。因此在设置风电机组时必须注意避开障碍物的尾流区。尾流的大小、延伸长度及强弱与障碍物大小和形状有关。作为一般法则，障碍物的宽度b与高度h之比b/h＜5时，在障碍物下风方向可产生20h的强扰动尾流区，b/h越小减弱越快，b/h越大，尾流区越长。极端情况即bh时，尾流区长度可达35h。尾流扰动高度可以达到2h。当风电机组风轮叶片扫风最低点为3h，障碍物在高度上的影响可以忽略。因此如果必须在这个区域内安装风电机组，则风电机组安装高度至少应高出地面2h。另外，由于障碍物的阻挡作用，在上风向和障碍物的外侧也会造成湍流涡动区。一般来说，如果风电机组安装地点在障碍物的上风方向，也应距障碍物有（2～5）h的距离。如果风电机组前有较多的障碍物时，平均风速由于障碍物的多少和大小而相应变化，此时地面影响必须严格考虑，如通过修正地面粗糙度等。

五、案例分析——甘肃大唐玉门低窝铺二期风电场地地质概况

（一）区域地质概况

1.地形地貌

玉门低窝铺二期风电场地处河西走廊西段，北邻马鬃山，南依祁连山脉。马鬃山呈东西或北西向延伸，为一中低山地和丘陵区。祁连山一般海拔3000～4000m，属高山区，山势总体走势为北西西—南东东，与区域构造线方向基本一致。祁连山北侧为山前倾斜冲积洪积平原，地势南高北低，高程自海拔2500m降至1500m左右。

场址区位于两山之间的坳地内，即祁连-走廊区盆地的次一级盆地玉门盆地内，地貌上表现为以戈壁平原、山前洪积为主。覆盖着巨厚的新近纪至第四纪沉积物，其中发育有稀少的间歇性内陆河流。地势开阔，地形起伏不大，局部地段自南向北发育有浅而长的小沟槽，一般宽1～3m，深约10cm，冲沟表面多为中细砂，地面高程自南向北渐降，坡度约为1%，海拔一般为1550～1600m。

2.地层岩性

场区大地构造上属于河西走廊沉降带，为祁连山加里东陆台后期的巨型山前凹地，以新生代沉降为主。出露地层由老至新为：寒武系砂岩、板岩及火山喷发岩，夹少量的碳酸盐岩和硅质岩等；奥陶系页岩、砂岩、灰岩、火山岩、角砾岩；志留系砂质页岩、粉砂岩、砂岩等；三叠系长石石英砂岩、含砾砂岩、泥岩、粉砂岩；侏罗系砂岩、砾岩、含砾粗砂岩、粉砂岩、页岩等；白垩系砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、砾岩；古、新近系陆相湖盆及山间坳地型沉积，主要为砾岩、砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、钙质泥岩等。

第四系地层沉积类型繁多，层次清楚，分布极为广泛。南缘以洪积和冰碛为主，颗粒较粗，以冰期堆积为主；向北变细，以间冰期堆积为主。岩性为更新世洪积砂砾石层，次为全新世风成砂和盐类沉积。

场址地基土主要为第四系上更新世冰水堆积及冲-洪积物，多为亚砂土、砂砾石层等，具一定层理。该组地层分上下两部分：下部地层（）以砂砾石层为主，夹砂岩透镜体，层理较清晰，构成河西走廊山前倾斜平原，俗称“戈壁滩”，时代属更新世晚期，厚25～170m；上部地层（）主要为亚砂土，含少量细砾石和亚黏土透镜体，主要由冲-洪积形成，构成河西走廊主要农业耕地。

3.地质构造

本区主要受河西构造体系控制。河蕊系展布在甘、青两省毗邻地区的祁连山系东部及其东南麓，由以白垩系及古、新近系为主形成的一系列褶皱、断裂所构成，总体呈西北330°～345°方向左行雁列的隆起带和拗陷带。

（1）武威—庄浪河拗陷带。由武威、庄浪河、河口等一系列北西西向左行雁列的新生代盆地和与其相伴的庄浪河断裂带组成。此断裂带经古浪穿乌稍岭沿庄浪河向东南延伸。主要由发育于早白垩世至中新世地层中的数条规模不等、彼此方向一致的断裂组成，总体走向NW/330°～335°，影响宽度3～5km。断层面多向西倾，切割中、下更新统。

（2）龙首山—冷龙岭隆起带。该带以古生代地层和侵入体为主体，构成一条呈北北西向横跨河西走廊的隆起带，东西两侧均为中新生代盆地。隆起带内发育一系列北北西向压扭性断裂，切割三叠系及更新统。该断裂带自燕山晚期以来曾强烈活动。

（3）张掖—民乐拗陷带。张掖、民乐盆地由晚更新世和全新世的陆相碎屑属堆积物组成，盆地边缘出露新近系和白垩系，总体呈北北西向伸展。

（4）合黎山—榆木山—大通山隆起带。该带以西北340°～350°方向横跨河西走廊，带内发育一系列北北西向的褶皱和逆冲断裂，最重要的是榆木山东麓断裂带。

（5）酒泉—野牛台拗陷带。由酒泉盆地、野牛台盆地等构成，单个盆地的长轴为北西向，总体呈北北西向，盆地均以新生界为主体组成。

（6）榆树沟山—祁连山主峰隆起带。该带以西北330°～345°方向横贯河西走廊。两侧发育一系列北北西断裂褶皱，白垩系、古、新近系卷入其中。主要有玉门镇东断裂、地窝铺东断裂、新民堡断裂、嘉峪关断裂、文殊山背斜及其相伴断裂。断裂均向南陡倾。断裂切割并控制了白垩纪地层和古、新近系红鱼盆地。

场区大地构造上属于河西走廊沉降带，该带为祁连山加里东陆台后期的山前凹地，以新生代沉降为主。

4.新构造与地震

据《甘肃省区域地质志》，工程所在的祁连区新构造运动十分强烈，表现为普遍明的上升。

该区在北纬40°以北地区，地处荒漠戈壁滩，人烟稀少。由于历史文化等诸方面的原因，历史地震记载较少，自唐以来仅有10余次的地震记录，历史上最大一次地震是1932年12月25日发生在昌马的7.5级（东经95°0′，北纬39°9′）地震，大震后余震不断，半年后方息。该地震震中距离场址区约70km，对场址区的影响烈度约为Ⅶ度。

根据国家地震局2001年1400万《中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》资料，地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40s，相对应的地震基本烈度为Ⅶ度。工程区属构造基本稳定区。

（二）场区基本工程地质条件

1.地形地貌

场区地处河西走廊中部，南依祁连山脉，其北侧为山前倾斜冲积、洪积平原，地势南高北低，高程自海拔2500m降至1500m左右。山势总体走势为NWW—SEE。场址区位于两山之间的坳地内，即祁连-走廊区盆地的次一级盆地玉门盆地内，地貌上表现为以戈壁平原、山前洪积为主，地势开阔，地形超伏不大，地面高程自南向北渐降。局部地段有小沟槽，规模较小，延伸较短，一般宽1～3m，最宽5～10m，深约10～100cm，冲沟表面多为中细砂。

2.地层岩性

根据有关勘察资料，工程区地基主要为第四系上更新统冲积及洪积物组成，场址地基土主要为第四系上更新统冰期堆积和冲-洪积形成，多为亚砂土、砂砾石层等，卵砾石含量自南向北数量逐渐减少，粒径也逐渐变小。地层一般可分为四大层，其特征自上而下描述如下：

（1）含细砾粉砂土层）。为第四系全新统风积、冲积物，出露于地表，厚度0.1～0.3m，灰色至青灰色。砾石含量约20%，主要成分为砂岩、页岩、花岗岩、石英岩等，多呈亚圆形；粉砂土含量约80%。土质松散，干燥，锹可开挖。底部有白色晶体状或粉末状物（芒硝或盐类）。

（2）砾砂层（）。第四系上更新统冲-洪积物，埋深；层顶埋深一般0.1～0.3m，层厚0.2～1.6m，灰黄至褐黄色。砾石含量约30%，主要成分为片麻岩、花岗岩、石英岩和砂岩等，中等磨圆，粒径一般2～10mm。砂含量约65%，以粉细砂为主，松散—稍密，干燥，锹可开挖。

（3）圆砾层（）。分布于砾砂层以下，为第四系上更新统冰期堆积和冲-洪积形成，层厚0.6～1.2.0m。褐红色，泥质胶结，较干燥。砾石分布不均，骨架作用不明显，局部夹有砂层透镜体，层厚变化较大。砾石含量约45%～60%，成分主要为砂岩、石英岩、片岩等：磨圆度中等，多呈亚圆形，砾石表面弱风化至微风化。砂以粉砂为主，含量约35%，呈稍密—中密状态，镐可开挖。

（4）圆砾层（）。为晚更新世冰期堆积，由冲、洪积及冰水沉积形成。层厚2～ 14m。圆砾多为灰黄色-黄褐色，较干燥，砾石含量约45%～60%，粒径一般5～10mm者居多，卵砾石主要成分为砂岩、石英岩、花岗岩、片岩等。卵砾石多呈亚圆形，局部夹有卵石及粉砂质黏土透镜体。泥质弱胶结，较干燥，密实。该层含有三个亚层，主要有泥质胶结的卵石层、钙质胶结卵石层及黏土层。

3.水文地质条件

玉门镇一带属甘肃西北部的干旱气候区，年平均降水量为65.3mm，年平均蒸发量为2847.7mm，蒸发量大约为降水量的40倍以上。主要河流有黑河、疏勒河、石羊河等，均发源于祁连山，受冰雪融水和雨水补给。

区内含水层的富水性受地形地貌、地层岩性、地质构造和气候的影响及制约，该场地的区域水文地质条件属贫水区。本区地下水为潜水，地下水位埋藏深度一般大于20m。

在近场区三十里井子火车站曾进行过水文地质钻探，钻孔深达百米以上，未见到可供饮用的地下水。玉门镇一带当地居民所用水井，浅井地下水埋深一般20m左右水质较差，深井地下水埋深为40～80m，水质较好。国营404厂生活及生产用水均源于附近的昌马水库。在场址西北的疏勒河灌区地下水位长期观测孔，孔深8m，地下水位埋深约5m，含水层为砂卵砾石，主要受河水和渠水入渗补给。含水层富水性较好，水质清澈，无色无味，属含Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）的水。

根据玉门风电场一期工程水质分析成果，场区地下水总的溶解性总固体为658.9mg/L，属淡水，pH值7.38，属中性水至弱碱性水，永久硬度（CaCO3）190.2mg/L，碳酸盐硬度222.7mg/L，总硬度412.9mg/L，属硬水，水化学类型为含KHCO3、NaHCO3和Mg（HCO3）2的水。地下水对混凝土不具有腐蚀性，对钢结构具有弱—中等腐蚀性。

4.冻土深度

根据玉门镇气象站多年观测成果及当地工程建设经验，多年最大冻土深度为5～2.21m。

5.岩（土）体物理力学性质

根据近场区已勘察及已建工程有关试验资料，类比提出大唐玉门电场二期岩土体的物理力学建议值，见表2-1-2。

（三）场区主要工程地质问题及评价

1.风电场场地等级

场址区地震动峰值加速度为0.15g，根据本工程特性及场址地层情况，依据《风电场场址工程地质勘察技术规定》和《岩土工程勘察规范》，确定风电场场区为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基。

2.岩土及地下水的腐蚀性

场址区地下水埋藏深度大于20m，对场区建筑物影响较小。

根据近场区水质分析表明：地下水溶解性总固体658.9mg/L，属淡水，pH值7.38，属弱碱性水，硬度16.94，属硬水，水化学类型为含KHCO3、NaHCO3和Mg（HCO3）2的水。对混凝土不具有腐蚀性，对钢结构具有弱—中等腐蚀性。

据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001），盐渍类土的易溶盐含量大于0.3%，且具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性。场址区所在的西北干旱半干旱地区，旱季盐分向地表聚集，向深部含盐量逐渐减少。雨季地表盐分被地面水冲洗溶解，随水渗入地下，表层含盐量减少，地表白色盐霜消失。随季节气候和水文地质条件的变化，周而复始地进行盐类的淋溶和聚集的周期性过程。

根据近场区岩土易溶盐测试成果，场区表部的盐渍土属于弱—中盐渍土，中等盐渍土仅分布于各别位置，按含盐类型属于硫酸盐渍士—亚硫酸盐渍土。盐渍土对混凝土具有硫酸盐弱—强腐蚀性和氯化物中—弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性，因此需要采用抗硫酸盐腐蚀永泥，对钢结构需采取防护措施。

根据工程地质类比，风电场场址区的易溶盐含量在整个工程区平面上呈不均匀分布，在垂向上总体自地表向下易溶盐含量呈逐渐减少的趋势。

场址区地形平坦，地势以较缓的坡度向北东方向倾斜，地表水排泄通畅，地下水位埋藏很深，岩土体含水量很小，局部的盐渍土仅分布在表部一定深度内，其深度小于建筑物基础埋置深度，不会对建筑物基础构成影响。但是，随着风电场的修建，特别是生产、生活设施的建设，将会有一定的生产生活用水排放，可能使建筑物周围的岩土产生盐渍化。因此，建议切实做好生产生活用水管理和废水的有序排放，防止对建筑物地基产生不良影响。

3.场址区地层特性及持力层选择

工程场址地表层分布有含细砾粉砂土层（第①层）和砾砂层（第②层），下部地基土为碎石土，主要有两层因砾层（第③层、④层）。

场址区表层的全新统粉砂土（第①层）及砾砂层（第②层），位于多年冻土带内，结构松散，力学性质低，不宜作为基础持力层。建议挖除。

微胶结圆砾层（第③层），以圆砾层为主，地层均一性好，出露稳定，仅在局部夹有中细砂透镜体。砾石分布不均匀，泥质微胶结，密实，力学强度较高，该层为基础持力层（第④层），卵（砾）石相互接触形成连续受力骨架，力学强较高，是较好的持力层。

4.震动液化及地质灾害评价

风电场址区地震动峰值加速度为0.15g，场地地层岩性主要为砾砂和圆砾，场区地处西北干旱地区，场地岩土体常年处于干燥状态，地下水埋深很大，不具有砂土液化的条件因此，场地岩土体无震动液化问题。

风电场场址区地形平坦，大小冲沟较发育，发育深度较浅，一般1.0m左右，沟中生长耐旱植被，为间歇性干沟。冲沟中的冲洪积物主要来源于其两侧的戈壁平原，不存在泥石流、滑坡等不良地质现象。

5.天然建筑材料

本阶段调查的天然建筑材料料场为新河口砂砾石料场。该料场位于场址区西南4km处。根据勘测和现场调查情况，砂砾石料层厚大于50m，主要成分为变质岩、砂岩和花岗岩，磨圆度较好，抗风化能力强，根据筛分试验资料，其不均匀系数为2.31～16.15，黏粒含量小于3%，各项指标均满足规范要求。

本料场可开采的范围很大，天然建筑材料储量丰富，运距仅4km，开采运输条件好，。沿玉昌路30km以内还有多处料源，据已有试验资料，料场各项指标满足本工程的细骨料产地。

（四）结论

（1）场址区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱周期为0.40s，对应地震基本烈度为Ⅶ度，属构造基本稳定区。

（2）场址区表层为第四系全新统粉砂土（第①层）及砾砂土层（第②层），位于多年冻土带内，结构松散，力学性质低，不宜作为持力层，建议挖除；上更新统的微胶结圆砾层（第③层），局部夹有多层中细砂透镜体，力学性质较好，该层埋深大于2.5m时，可作为基础持力层；弱胶结的圆砾层（第④层），力学性质较高，是较好的基础持力层。

（3）低场地地形平坦，地表水排泄通畅，地下水位埋藏很深，岩土体含水量很小，场区未见发生大面积的盐渍化，地基土保持原状土层较高的物理力学性质，不会对建筑物基础构成较大影响。建议下阶段进一步查明盐渍土在场址区内平面上和垂向上的分布规律。

（4）场区盐渍土主要分布于地表的含碎石粉砂层，属于弱—中盐渍土和硫酸盐渍土—亚硫酸盐渍土，对混凝土具有硫酸盐弱—强腐蚀性和氯化物中—弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性，需要采用抗硫酸盐腐蚀水泥及加强防腐措施。

（5）场区地下水一般位于地表以下20m或更深，地下水对临水钢结构有弱腐蚀性，对混凝土不具有腐蚀性。建议对钢结构采取防腐性处理措施。

（6）风电场场地为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基。场地地处西北干旱地区，岩土体常年处于干燥状态，地下水埋深很大，不具有砂土液化的条件：场地形平坦，无滑坡、泥石流等不良地质现象。

（7）为防止生产、生活用水可能对建筑物周围的岩土产生盐渍化和对混凝土、钢结构的腐蚀性，建议切实做好生产、生活用水管理和废水的有序排放。

（8）沿玉昌路30km以内，有多处料源，据已有试验资料，料场各项指标满足质量要求，储量丰富，开采运输条件较好。可作为本工程的细骨料产地。

任务回顾与思考

1.试述风电场选址的技术规定及标准。

2.试述平坦地形的定义。

3.试述平坦地形风电场宏观选址的条件。

4.试述平坦地形风电场微观选址的方法。