西北地区风力发电生态安全影响评价(1)

学年论文（设计）成绩表哈尔滨师范大学学年论文题目西北地区风力发电生态安全影响评价学生邵淑莲指导老师王继富教授年级 2010级专业地理科学系别地理学系学院地理科学学院哈尔滨师范大学2013年6月论文提要近年来，生态危机成为引发国家和地区之间矛盾与冲突的最根本因素之一，生态安全问题日益引起国际社会高度重视，生态安全研究在理论上开始逐步完善，实践研究也日益展开，研究层次越来越深入。

我国西北地区风能资源丰富，逐步开发风力发电促进经济发展，但在开发的过程中出现了各种生态问题，本文对西北地区风力发电生态安全影响评价进行研究，以西北甘肃酒泉地区为研究对象，确定风力发电生态安全评价指标，以及建立数据模型和评价标准。

同时为风力发电的开发提出几点建议，希望能为风能资源的利用做出一点力量。

风能资源作为21世纪的新型能源，在开发的过程中注重生态安全的保护，使风能资源推动社会、经济的可持续发展。

西北地区风力发电生态安全影响评价邵淑莲摘要：风力发电是现当下最清洁的能源开发，西北地区拥有丰富的风能资源，通过风力发电大力开发风能资源以提高经济条件。

但在开发的过程中出现一些生态安全问题，现以西北甘肃的酒泉风力发电为例对西北地区风力发电生态安全影响评价进行研究。

同时提出意见和建议使风力发电开发风能资源更好地推动社会经济和社会的可持续发展。

关键词：西北地区风力发电生态安全1西北地区风力发电生态安全评价的意义及内容1.1西北地区风力发电生态安全评价的目的与意义在几千年前，风力就是人们生活、生产、航行的重要动力之一。

近年来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，人们对风能的利用日益关心。

作为可再生能源的风力资源以其蕴藏量巨大、分布广泛、无污染等优势而在各国迅速发展，风力发电是目前最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的新能源技术之一[1]。

风力发电具有公认的环保优势，但风力发电工程对局部生态环境及自然景观等影响也日益受到人们的关注。

风力发电项目环境影响主要集中在生态方面，生态环境的影响体现在项目地表占地带来的土壤、植被破坏、生物量损失、水土流失、鸟类安全等问题。

生态恢复是减缓生态影响的重要措施[2]。

我国是世界上风力资源较为丰富的国家之一，可开发风能资源总量约为10 亿kW，主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。

西北地区是我国风能资源十分丰富的地区，开发利用潜力大，风电产业发展具有一定的基础，风电行业步入快速发展的重要时期[3]。

为充分利用西北地区丰富的风能资源，我国在酒泉地区规划建设了第一座千万千瓦级风电基地。

目前，千万千瓦级风电基地建设已进入高速发展期，预计到2015 年酒泉风电基地装机容量将达到1 271 万kW，到2020 年达到2 000 万kW[4]。

西北地区大部分地方为荒漠、戈壁和草原，戈壁上的砾石层及植被保护层很容易遭破坏，且恢复难度大，特别是大型机械的应用更容易对戈壁造成破坏。

如今，政府不断扩大风力发电场的建设，加上人类对其周围环境的破坏，以及风力发电对人类生活、社会和经济的影响，可能会出现一些生态安全问题，因此对风力发电生态安全进行系统详细的评价并提出各生态问题的对策是十分必要的。

1.2西北地区风力发电生态安全评价的主要内容自20世纪70年代以来，世界上许多国家开展了生态环境问题与国家安全关系的研究，提出了生态安全的理念，其研究目标是同一个国家或地区的生态环境能够适应经济和社会的可持续发展需要的状态，使生态环境能够在确保不出现重大危机的基础上有利于经济增长，有利于经济活动中效率的提高，有利于人民健康状况的改善和生活质量的提高，避免因自然资源衰竭、资源生产率下降、环境污染和退化给社会生活和生产造成短期灾害或长期不利影响，与国防安全、经济安全一样，生态安全是国家安全和社会稳定的重要组成部分，它关系到整个国家和国民的生命和健康[5]。

生态安全包括两个方面：首先是生态系统自身的安全，即生态系统的自身结构没有遭到破坏；其次是生态系统对人类的安全，即生态系统能够满足人类生存和发展需要功能不受损坏。

对于风力发电生态安全而言，它研究区域乃至周边地区人们可持续发展促进经济，社会和自然生态的协调统一为目的，是由风力发电自然生态安全、风力发电经济生态安全和风力发电社会生态安全三方面组成的安全复合体系。

如果考虑到社会和经济对上述自然系统安全的影响，显然风力发电经济生态安全和社会生态安全构成了风力发电生态安全的动力和出发点，而风力发电的自然生态安全构成了风力发电生态安全的基石和核心。

因此对于西北地区风力发电生态安全评价，要分别从风力发电自然生态安全、风力发电经济生态安全和风力发电社会生态安全三个方面考虑，选取各自不同的评价影响因素，共同构成风力发电生态安全评价体系。

2研究区选择西北地区气候干燥，年降水量小于400毫米，自然特征以干旱和半干旱气候为主，季风气候显著，地形以高原、盆地和山地为主，为风提供了一个很宽敞的场所。

西北地区风能资源主要分布在甘肃、宁夏、新疆等省区。

我以甘肃酒泉风力发电为代表进行分析和研究。

甘肃是全国风能资源丰富的省区之一，尤其是酒泉地区，有号称“世界风库”的瓜州县和称为“风口”的玉门市，又地处隔壁，地形平坦，交通运输方便，湿度小，极限低温少见，在大范围开发风电方面具有得天独厚的优势，因此对酒泉地区的风力发电进行分析和研究具有重大的意义[6]。

3风力发电生态安全评价3.1建立评价体系风力发电生态安全评价体系的构成是一项探索性很强的工作，迄今还没有一个明确、统一的标准，也是进行风力发电生态评价研究的关键。

本研究涉及到自然、经济、社会三个方面的因素，选择评价因子根据科学性、系统性和可比性的原则，同时参考风力发电环境价值的相关研究成果，并结合酒泉地区风力发电的现状和特征，从风力发电的安全角度出发，按照风力发电生态安全的自然因素、经济因素、和社会因素三个方面，建立了风力发电生态安全评价指标体系如表1-1所示[7]。

表 1-1 风力发电生态安全评价指标体系目标层准则层指标层安全趋向风力发电生态安全系统（A）风力发电经济生态安全系统（B1）风力发电的上网电价+投入利用的电的比例+风力发电场占地面积比重- 风力发电自然生态安全系统（B2）植被种类和数量+生物种类和数量+水土与景观状况+ 风力发电社会生态安全系统（B3）社会就业率+城市化水平+行业的综合效益+根据各个评价指标对风力发电生态安全的影响，可分为正安全趋向指标和负安全趋向指标。

3.2评价指标无量纲化处理为了消除量纲对评价结果的影响，我采用极值法对各个指标层数据进行标准化处理。

在一般情况下，用极值法进行数据上的无量纲化处理的方法如下。

① 当评价指标为正安全趋向指标时，指标的标准化处理公式为： minmax min x x x x d i i --= ②当评价指标为负安全趋向标准时，指标的标准化处理公式为： minmax max x x x x d i i --=式中:i d ——标准化后某评价因素指标的值；i x ——标准化处理前某因素指标的值；m in x ——标准化处理前因素指标的最小值；max x ——标准化处理前因素指标的最大值。

结合上述极值法公式，对原始数据进行标准化处理。

层次分析法是一种将定性和定量分析方法相结合的多目标决策分析方法。

该法的重要思想是通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，对两两指标之间的重要程度做出比较判断，激励判断矩阵，通过计算判断矩阵的最大特征值以及对应特征向量，就可得出不同方案重要性程度的权重，为最佳方案的选择提供依据。

对于酒泉地区风力发电规模的不断扩大，风力发电自身安全和环境风险的评价已成为风力发电研究的一个重要方面。

3.3评价模型确定酒泉地区风力发电生态单指标安全数值数学模型确定为：i i i W P S •=式中： i S ——风力发电生态指标安全值i P ——风力发电生态安全指数i W ——指数权重虽然单项指标安全值可以从不同的方面反映酒泉地区风力发电生态安全的现状，但是要更加全面的反映酒泉风力发电生态安全现状，还需对指标进行综合计算，风力发电生态安全指标综合值数学模型为：∑•=ii i W P T 1)( 式中： T ——风力发电生态综合安全值n ——指数项目iP——各指标安全指数iw——各指标权重3.4评价结果根据以上建立的风力发电生态安全评价模型，可以计算出酒泉地区各个生态安全评价指标安全值及综合安全值。

根据计算所得的综合安全值，将综合安全值取值范围确定为0—1之间，综合安全值越大，风力发电生态安全状况就越好，反之，则越差，并采用等间距法将其分为3个安全档次进行描述。

其中风力发电服务功能几近崩溃，生态过程很难逆转，对经济和社会效益产生及其严重的影响，生态环境问题有可能演变成生态灾害为恶劣级；风力发电服务功能严重退化，生态环境受外界干扰后恢复困难，生态灾害较多，对经济和社会影响很严重为风险级；风力发电服务功能已有退化，生态环境受干扰后易恶化，但尚可维持基本功能，对经济和社会有一定程度的影响为敏感级；风力发电服务功能较为完善，生态环境功能尚好，受干扰后一般可恢复，生态问题不显著，对经济和社会影响不大为良好级；风力发电服务功能基本完善，功能性强，生态问题不显著，对经济和社会的发展有促进作用为安全级。

具体分级如表1-2所示。

表1-2 风力发电生态安全标准综合评价安全值区间等级表征状态系统特征≤0.4 一级恶劣级风力发电服务功能几近崩溃，生态过程很难逆转，对经济和社会效益产生及其严重的影响，生态环境问题有可能演变成生态灾害0.4—0.6 二级风险级风力发电服务功能严重退化，生态环境受外界干扰后恢复困难，生态灾害较多，对经济和社会影响很严重0.6—0.7 三级敏感级风力发电服务功能已有退化，生态环境受干扰后易恶化，但尚可维持基本功能，对经济和社会有一定程度的影响0.7—0.9 四级良好级风力发电服务功能较为完善，生态环境功能尚好，受干扰后一般可恢复，生态问题不显著，对经济和社会影响不大≥0.9 五级安全级风力发电服务功能基本完善，功能性强，生态问题不显著，对经济和社会的发展有促进作用4酒泉风力发电生态可持续发展的意见和建议4.1建立风能资源评估机构建立风能资源评估机构，加强对风力发电项目的审批，规范行业发展，该机构对酒泉地区以及我国拥有风能资源的地区的风能资源做进一步的勘探，还可以对风力发电项目的审批提供依据。

4.2加大电网建设力度电网建设的力度跟不上风力发电厂建设的问题应该从两个方面着手：一方面，政府根据西北地区每年发电项目的建立情况，来对电网公司的电网建设情况作出硬性的规定，并与电网公司负责人的业绩挂钩，以此来保证规定的实施效果。