第二章 陕西省输变电工程水土流失特征分析
输变电工程属于典型的点、线工程。其中变电站建设属于点式工程，工程建设过程中需要开挖地表，破坏工程区域位置的原地貌及植被，会造成人为加速水土侵蚀情况。输电线路建设属于线性工程，由于其建设具有空间跨度大，穿越地形地貌类型多等特点，其水土流失特征随时间、空间发生变化[34].
输变电工程水土流失主要发生在工程的建设期。诸多变电站站区开挖、平整和基础的处理，输电线路塔基施工、工程施工便道建设、牵张场布设等活动对地表的开挖、扰动和恢复使地表层植被受到一定的破坏，引起工程建设水土流失[35].
2.1 输变电工程水土流失特点
2.1.1 地表扰动分散、呈点带线分布。
输变电工程主要由变电站及输电线路组成，施工线路较长。在进行变电站和塔基修建时，需要大量的动土挖方，是输变电工程中造成水土流失的主要点源，而在输电线路架设过程中，其单个点对地表的扰动虽然较小，但沿线路各点呈分散性分布，结合在一起，若不进行适当处理，也会引起较大量的水土流失。
2.1.2 诱发侵蚀的因素多样化。
依照各地区土壤侵蚀类型的区划进行分析，在降雨强度较大的地区，水力侵蚀是水土流失的主要形式；而干旱的风沙地区，则以风蚀为主；在地震带或地层不稳的地区则易发生重力侵蚀。而输电线路沿途跨越区域较多，有时甚至会跨越以上全部类型区域。
2.1.3 水土流失呈阶段性。
输变电工程建设内容不同，其造成的地表扰动程度存在差异较大，其水土流失随着工程施工建设的进行相应逐步减轻。例如在变电站建设工程中，处于三通一平施工阶段，土建施工对地表扰动相当剧烈，其引起的水土流失强度也相应较大。随着施工的进行，对于设备安装阶段，施工对地表扰动相对缓和，从而引起的水土流失强度明显减弱。此外，各类水保设施的持续建成及投用，工程建设造成的水土流失将进一步降低。
输变电工程建设过程，由于工程施工工艺不同，其造成的施工工序之间的流失环节也不尽不同。例如，塔基基础可分为岩石嵌固基础、全掏挖基础、现浇阶梯形基础、斜柱插入式基础、柔性大板基础、钻孔灌注桩基础，见图 2.1.对于该 6 种类型的塔基，塔基开挖造成的水土流失强度大小排序为：全掏挖基础>柔性大板基础>现浇阶梯形基础>斜柱插入式基础>岩石嵌固基础>钻孔灌注桩基础。同时，不同的塔基，采用不同的施工工艺，造成的水土流失也不尽相同。
输变电工程建设，在开挖或回填之后的扰动面上，流失为是生土，流失量较大；在水土保持工程建设过程中及施工完成后，流失的是熟土，流失量较小；其熟土的流失不仅是量的流失，还存在熟土中营养物质的流失。
输变电工程的总体施工时间一般需 1-2a,而对于某个具体施工点，1-2 个月就可全部完工，在进行变电站修建及塔基开挖等工程建设时，由于需要进行土石方开挖，其水土流失量较大，而在架线、安装及运营期，其对地表的扰动相对较小，水土流失量较少，由此可见，输变电工程的水土流失程度各阶段具有差异性。
2.1.4 土地扰动面积大。
输变电工程建设水土流失面的类型主要有以下几种类型[36-37],堆积面（如路堤坡面），平面（站内平整土地、临建工程硬化地面），挖掘裸露面（如塔基开挖面），弃渣坡面（弃土、弃石、弃渣面），表土堆积面等，实施了水保工程后的堆积面和挖掘面。这些扰动面在工程建设过程中均存在明显的水土流失。
在输变电工程中，虽然单个塔基的占地面积较小，但其数量却很多，且其他因素也会扰动土地，如：临时道路、牵张场等辅助工程，会占用大量的临时用地，因此输变电工程的土地扰动面积较大，并且随着时间不同扰动面积不断变化。
2.1.5 突发性和潜在危害性。
在输变电工程建设中，由于土方挖掘、边坡修筑等土工作业会破坏土体的原有结构，易造成崩塌、滑坡等突发性地质灾害[38].而且，在施工过程中对植被的破坏，会导致生态失衡。有研究表明，对生态平衡的破坏，若不采取及时适当的措施进行处理，其危害会在以后的时间内逐渐显现出来，因此，水土流失的危害也存在潜在性。
2.1.6 其他流失特点。
如施工便道、临时堆土场、牵张场引起的水土流失。
施工便道一般在原有的农用机耕路上，修整改造而成，或新建施工便道，或临时搭建人抬简易道路。对机耕道路修整应按照稳定边坡开挖、填筑，对人抬简易道路需砍伐阻碍通行的树木、灌草等，人行践踏又将破坏地表原有植被，从而增加原有地表的水土流失。临时堆土场是工程土建施工产生的弃土弃渣，由于施工过程可能存在管理不足的情况，未及时采用有效的水保措施，遇到强降雨、大风天气，发生水土流失现象。工程牵张场区主要用于机械作业、材料堆放，以及汽车的运输、装卸等，施工活动主要是对地表的占压，造成地表板结，减少地表植被量，破坏了原有地表植被的水土保持功能。
2.2 输变电工程水土流失影响因素
输变电工程水土流失影响的因素主要有人为和自然因素。
2.2.1 自然因素。
1）降雨：水力侵蚀的形式主要有南滴溅蚀、面蚀和沟蚀三种[39].降雨是产生土壤侵蚀，引起水土流失的重要动力因子。通过雨滴的击溅作用使地表产生剥蚀现象，通过汇集形成地表径流，对地表产生冲刷作用。在影响水力侵蚀的诸因素中，降雨对水土流失的影响起着决定性的作用。黄土高原地区具有降水集中、强度大、暴雨多等特点。因此，暴雨形成的径流是黄土高原水土流失不断发展的主要动力因素。
2）土壤与母质：土壤是被侵蚀的对象，它是水土流失发生的主体。土壤对各种外营力的影响存在着抗侵蚀的作用。尤其是黄土，土质疏松，孔隙较多，垂直节理发育。土粒在水中容易分散悬浮，土块遇水迅速崩解。受到流水的侵蚀的可能性较大。
3）地形地貌：水土流失受到一系列地貌因素（如地面的坡度、坡长、坡向、绝对高度与相对高度等[40]的制约与影响。地面坡度是决定径流冲刷能力的基本因素之一[41],径流所具有的能量，是径流质量与流速的函数壤而流速的大小，主要决定于径流深度与地面坡度。所以，坡度是地貌因素中影响水土流失最突出的因子[42-43].
4）植被因素：植被与水土流失的关系十分密切。植被保持水土的功能及机理包涵了丰富的内容，冠层的截流作用、枯落物层的作用、根层的抗冲效应，以及其综合作用下的减流、减沙效应等。
自然因素所造成的水土流失是一种自然的客观因素，人类可以探索自然规律造成的水土流失原因，利用工程措旌和植被措施来减缓自然的侵蚀作用，最大限度地减小其危害。
2.2.2 人为因素。
人为因素主要是人类社会不合理的生产建设活动，破坏了地面植被和地貌所造成的水土流失[44].长期以来，我国陡坡开荒、超载放牧、乱砍滥伐、破坏森林和植被现象严重，人为地加剧了水土流失。人类不合理的社会经济活动加剧水土流失本来是可以防治的，但经济效益的驱使让部分人淡漠了对自然环境的保护，淡漠了水土保持的意识[45].工程活动因缺乏有效水土保护措施和存在不良行为等，经常导致或诱发崩塌、滑坡、泥石流等水土流失灾害。
2.3 输变电工程水土流失危害
输变电工程建设水土流失危害主要表现在以下两个方面：
（1）对土地资源的危害：输变电工程建设不仅导致农田占用，而且会导致一定的地表表层土壤流失，导致局部范围内土壤肥力造成减弱，给农业生产造成一定的影响。
（2）对生态环境的危害：输变电工程建设导致的水土流失会造成变电站区及塔基区域内的地表植被一定程度破坏，并且影响变电站区及塔基区域的局部生态环境。
