光伏板配置对坡面产流产沙的影响

目的为探究光伏板覆盖对坡面产流产沙的影响，探讨光伏场区的布设方式和水土保持措施。方法采用室内模拟降雨试验，设计光伏板倾角（30°、35°、40°），安装高度（0.4、0.6、0.8 m）及排列方式（光伏板长边与坡向垂直定义为横向排列L，光伏板长边与坡向平行定义为竖向排列V）3因素组合。对横向排列、安装高度0.8 m、倾角30°的光伏板坡面，增设条形石子与草垫防护措施，进行重复降雨试验。结果1）光伏板覆盖可降低坡面径流量和累计泥沙量，较裸露坡面（CK），最大降幅分别为26.8%、56.6%。高度与坡面径流率、产沙速率、径流含沙量、径流量、累计泥沙量均呈极显著正相关（p≤0.01）。2）沿光伏板下边缘形成平行于板缘的板下集流侵蚀细沟。光伏板倾角为35°时，板下集流侵蚀细沟的宽度最小（2.70 cm），坡面径流量和累积泥沙量也最低。3）排列方式影响板下集流侵蚀细沟形态，横向排列板下集流侵蚀细沟数量多但体积小，竖向排列则单条板下集流侵蚀细沟面积、体积较大。4）在光伏板下缘铺设石子或草垫能有效控制侵蚀，与光伏板覆盖但未铺设防护措施的坡面相比，石子铺设使径流量和累计泥沙量分别减少2.3%、31.5%，草垫铺设分别减少14.4%、74.4%。结论光伏板覆盖能够减流减沙，但易诱发板下集流侵蚀细沟；铺设石子、草垫等防护措施则可防止侵蚀细沟发育。其中，产沙量最小的光伏板配置为横向排列，0.4 m安装高度及35°倾角。研究结果可为光伏电场的水土保持提供参考。