摘要：加快特高压输变电线路建设是实现国家全球能源战略的基础,特高压输变电线路工程建设所引起的土壤侵蚀和生态环境问题备受各界关注。如何设计有效的水土保持措施,减少工程建设对水土流失和生态环境的影响具有重大意义。
关键词：特高压输变电线路; 水土保持; 措施设计;
建设特高压电网是为了调节我国能源分布不均以及适应需求逆向的分布,服务于长距离、大范围、低损耗输送能源的需要。特高压输电线路工程建设中对地表的扰动和破坏,易造成水土流失,是新增水土流失的重要策源地,由此引发的人为水土流失与环境问题也十分突出。伴随着水土保持工作的迫切需求,特高压输变电工程中水土保持措施设计备受社会关注[1,2,3]。为了降低特高压输电工程对生态环境的影响,水土保持措施设计将是特高压电网建设的重要内容之一,因此,探索特高压输电线路工程水土保持措施设计显得尤为重要。
1 特高压输电线路工程对水土流失的影响及措施设计原则
1.1 水土流失的影响因素
特高压输电线路工程建设水土流失的影响因素主要在以下两个方面:1)自然因素:建设区的气候、地形地貌和植被等客观存在的因素,对工程设计过程的线路选择方面具有潜在的影响。2)人为因素:人为因素是新增水土流失的主导因素。在工程建设过程中铁塔基础开挖、施工道路的铺设、铁塔基面平整等扰动作用下,改变了原有的地貌特征且破坏原状植被构成,形成了大量裸露且疏松的堆置体,在暴雨作用下,易发生水土流失。
1.2 水土保持措施设计原则
在特高压输电线路工程水土保持措施设计时应全面考虑三大效益的利益最大化,而在实际的水土保持措施设计时往往会轻视生态效益,使得水土保持措施未发挥出最大的效益水平。在水土保持措施设计阶段前应对工程建设区的地形地貌特征、气候条件和水土流失特征等进行分析评价。有针对性地对各类水土保持措施进行完善和补充,在水土保持措施设计过程中应有专职的技术人员参与,对工程的线路、杆塔塔基及施工工艺、施工组织等方面融入水土保持理念,从而形成较为完善的水土保持措施防治体系。
2 特高压输电线路工程水土保持措施设计
2.1 线路设计
在工程线路的选择方面,首先要达到线路选择的相关标准,同时也要确保工程的质量符合水土保持的要求。在线路设计时,需要对地方政府、国土局、规划局以及水土保持站等部门进行资料的收集和补充,优化最佳的线路路径和规划,协调站址的选择,绕开相关的环境脆弱区和行政敏感区,从而使工程线路建设对周边环境的扰动达到最低。具体的工程线路路径选择原则分为以下4个方面:1)根据水土保持规划的要求,应避开混合侵蚀和重力侵蚀易发区及生态恶化区;2)避开旅游景区、自然保护区以及城镇化规划区等重要经济建设区,减少线路工程建设对地方经济发展的影响;3)为保证工程的质量和稳定性,应避开高山、湖泊和重冰等恶劣地质区,尽量选择相对平坦的地区;4)在工程沿线应避开全国水土保持监测网络中的水土保持监测站点和重点试验区,减轻对沿线水土保持设施的影响。
2.2 塔基设计
在塔基的设计和施工过程中,应按照《架空送电线路基础设计技术规定》、《中华人民共和国水土保持法》及《开发建设项目水土保持技术规范》等相关规定进行设计和施工。对于塔位施工基面设计而言,应根据塔位位置灵活选择施工基面,以降低基面的开挖量和埋压量,减少对边坡的破坏和原地貌的扰动。对于塔基的选型而言,特高压输电线路属于线型生产建设项目,其特点是输送跨距长、范围广、沿线地质地貌条件具有复杂性。塔基选型也随着科技发展日益完善,从上世纪80年代的直柱平板基础的等高腿到现在不等高基础和全方位长短腿的广泛使用,这有效地避免了建设过程中施工平台的修建,做到少开或不开基面,降低了原地的植被破坏和减少了水土流失。
2.3 水土保持措施设计
根据特高压输变线路工程水土流失影响因素,结合已有的研究成果分析,目前线路工程水土流失的防治目标主要为:1)边坡的安全稳定性;2)弃土弃渣堆置体土壤结构及生态环境的恢复。而水土流失的防治离不开水土保持措施的设计,主要的措施有工程措施、植被措施和临时措施。
2.3.1 水土保持工程措施
1)堡坎。
堡坎主要使用条状块石和水泥栓块等块状材料,使用堡坎能有效防护挖方后形成坡度较大的边坡和弃土弃渣堆置而成的疏松堆置体边坡,避免在暴雨作用下由于疏松土体的自重而发生滑坡、崩塌等重力侵蚀。
2)排水沟。
在施工过程中及易扰动施工区域地表,当施工区域发生长历时强降雨时,被扰动的地表易形成集中的径流,此时需要根据不同的地形条件设置不同尺寸的排水沟,避免径流对地表进行冲刷。排水沟采用浆砌块石砌筑,一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端,用以排除截水沟不能容纳的地表径流。
3)道路硬化。
道路均采用水泥混凝土路面并沿道路设置相应尺寸的排水管道,降雨时可承接由道路上方汇集的雨水并由排水管道汇入地下,减少水土流失。
4)场地整治。
在线路工程建设完工后,需要对施工过程中产生的临时场地进行平整和恢复,平整和恢复的时间尽量选择在雨量较少的季节,根据临时场地建筑的尺寸大小,需采用不同的开挖方式(大开挖或局部开挖),开挖后将回填土根据施工工艺要求回填后夯实,并选择抗逆性强的优势草种进行植被恢复,促进生态环境的恢复和减少水土流失。
5)拦渣工程。
主要有挡渣墙、拦挡坝和围渣堰,不同的堆置体位置和形态应修建不同的拦挡工程。拦渣墙适合边坡坡度陡峻、易发生崩塌和滑坡的堆置体;拦挡坝适合在位于沟道内的堆置体;围渣堰适合堆置在平地的堆置体。
6)护坡工程。
工程护坡主要为防止土层剥离、碎石滑落、崩塌等而修建的一种工程措施,可分为砌石、混凝土、抛石和喷浆等几种形式,设计时应根据不同的条件选择相应的护坡措施。
2.3.2 水土保持植被措施
1)区域绿化。
根据建设工程的变电站和开关站的布置,在措施设计时规划了一定的绿化区。由于受配电装置场地面积大、构支架及电气设备多的限制,为预防太阳辐射热对电气设备的影响,考虑到工程的安全性,植被采用草坪,草种的选择根据当地的气候条件、地质因素选用抗逆性强、生长旺盛的物种,在草种的搭配上可以选择不同类型的草种进行灵活搭配。在发挥植被绿化和观赏功能的同时又具有水土保持作用,减少了土壤侵蚀。
2)生态植被护坡。
生态植被护坡主要是利用植被冠层的截流作用、枯枝落叶层的减缓径流作用和根系对土层的锚固支撑作用。生态植物护坡物种选择和栽植方式应对边坡的地形条件(坡度、坡向等)、气候条件(降雨、气温等)、地质条件(土壤结构等)以及当地的水文情况进行分析和评价,最后确定生态植被护坡的物种类型、栽植方式和护坡规划。
2.3.3 水土保持临时措施
1)在工程施工过程中剥离的表土集中堆放并对其进行防护,如采用塑料布、编织布、防尘网等覆盖在临时堆土表面的防护措施,在土堆堆放的坡脚处使用石块等重物进行压盖,以防止大风将其掀开,同时也可避免降水的直接冲刷,临时开挖的土石方具有土质疏松、有机质含量低且坡度大的特点,在暴雨条件下,易发生强烈的水土流失。
2)在工程建设中,在施工场地和站区对原材料和机器进行防渗材料的遮挡,保护其不受损失,增加材料的使用率。3)在施工过程中,需要对还未硬化的水泥进行防护,防止降雨作用对其冲刷,造成基脚失稳。4)在施工过程中,若铺设的道路在运输大型材料不满足运输要求时,为减少对地表的扰动,可在运输道路表面临时铺设钢板,运输结束后进行回收,既满足了施工要求,又避免了车辆对道路的碾压,便于后期对道路的修复。
3 结论和建议
伴随着水土保持工作的迫切需求,特高压输电工程的设计和建设要求越来越高,同时水土保持措施设计方面需要考虑的因素也越来越多。采取科学的线路、塔基设计结合水土保持措施,是实现生产建设项目区生态环境恢复和防治水土流失的关键,也是使项目建设与自然环境相协调的重要手段。
参考文献
[1] 舒印彪,李毅.1000kV交流特高压输电技术的研究与应用[J].电网技术,2005,29(19):546.
[2] 孙竹森,李震宇.特高压交流试验示范工程现场建设管理机制研究[J].电网技术,2008,32(13):5-9.
[3] 李震宇.交流特高压线路工程建设中的环境保护措施[J].电力建设,2010,31(9):34-38.
