天門220 kV僑鄉輸變電工程水土保持監測實踐

王 暉，張家其，吳宜進，姚 娜，袁 殷

(1.湖北省電力勘測設計院，湖北 武漢430040；2.華中師范大學 城市與環境科學學院，湖北 武漢430079)

湖北省地勢四周高、中間低平，全省丘陵占24%、平原占20%、山地占56%。根據全國第二次衛星遙感普查結果，2000年湖北省有水土流失面積60 843 km2，占全省土地總面積的32.7%，水土流失嚴重。隨著經濟的快速發展，湖北對能源的需求越來越大，特別是“十二五”以來，大量輸變電工程開工建設，使區域生態環境遭到了嚴重破壞。為了減少輸變電工程對生態環境產生的不良影響，迫切需要對輸變電工程建設造成的水土流失進行監測[1]。由于輸變電項目的水土保持監測工作剛剛起步，理論和技術還有待發展和完善，而針對湖北省輸變電項目水土保持監測的研究又比較少[2-3]，因此有必要對湖北地區輸變電建設項目水土保持監測進行總結、分析，以期為以后的輸變電工程水土保持監測提供借鑒。

1 天門220 kV僑鄉輸變電工程概況

天門220 kV僑鄉輸變電工程位于湖北省天門市，根據《湖北省人民政府關于劃分水土流失重點防治區的公告》(鄂政發〔2000〕47號)，工程所在區域屬湖北省水土流失重點治理區中的“江漢平原周邊淺丘區”，水土流失防治按建設類二級標準執行。項目區土壤侵蝕以水力侵蝕為主，以大氣降水產生的地表徑流對土壤及其母質進行剝蝕、搬運和沉積為主，普遍存在的水土流失形式是面蝕和濺蝕，侵蝕強度以微度為主，土壤侵蝕模數背景值為400 t/(km2·a)。

2 監測實踐

2.1 監測分區

合理劃分項目施工期和植被恢復期的防治責任范圍是準確測定水土流失的關鍵。根據地貌類型、水土流失特點和施工方式將該工程項目區劃分為3個一級監測區，分別為變電站區、220 kV輸電線路區、110 kV輸電線路區；8個二級監測區，分別為站區、進站道路區、站外排水管線區、施工生產生活區、塔基區、牽張場區、施工臨時道路區、人抬道路區。

2.2 監測時段及監測點

為最大程度地發揮水土保持監測效果，必須慎重選擇監測點、監測時段，以便準確分析和判斷整個監測范圍內的水土流失狀況。

2.2.1 監測時段

水土保持監測時段包括項目施工準備期、施工期、水土保持設施運行初期(或林草植被恢復期)。在施工準備期，進行一次全面調查，綜合判斷該區水土流失背景值，一次查清擾動地表面積、清表土石方量。施工期監測從2011年12月到2013年4月，為期16個月。水土保持設施運行初期監測從2013年4月到2014年4月，為期1年。在施工期雨季每兩個月監測1次，旱季每三個月監測1次；運行初期每三個月監測1次，暴雨后(24 h降雨量>50 mm)加測一次。

2.2.2 監測區域和監測點

在施工準備期對建設區域進行實地踏勘，確定的監測重點為變電站區的工程措施、臨時防護措施、綠化措施、排水管和輸電線路區臨時堆土的臨時防護措施、工程措施及綠化措施；根據各監測分區的水土流失特點，選取的定位監測點位于變電站施工場地區。

2.3 監測內容及方法

2.3.1 監測內容

施工準備期的監測內容有項目區原地貌、土壤、植被狀況及擾動地表面積、清表土石方量；施工期有主體工程建設進度、工程建設擾動土地面積、水土流失量及水土流失危害、水土保持措施實施情況、攔渣率和土壤流失控制比等；水土保持設施運行初期水土流失防治效果(六項指標)、植物生長狀況、水土流失狀況等。

2.3.2 監測方法

依《水土保持監測技術規程》(SL 277—2002)，結合項目區的地形、地貌及侵蝕類型，按調查監測和地面定位觀測相結合的方法實施監測。

(1)調查監測。定期或不定期通過現場實地勘測，采用GPS定位儀結合地形圖、數碼相機、標桿、皮尺、卷尺等工具，按不同地貌類型分區測定擾動地表類型及擾動面積，記錄每個擾動類型區的基本特征(擾動土地類型及開挖面坡長、坡度)和水土保持措施(排水溝、沉沙池、土地平整工程、植被恢復等)實施情況；棄土棄渣量采用查閱設計文件和實地量測的方法確定[4]。

(2)巡查。建設項目施工場地的時空變化復雜，地面監測有時比較困難，如臨時堆土石料的時間很短，還未來得及監測，土料可能已搬走；不斷變化的渣、料堆放場常因各種原因造成水土流失，因此巡查法是建設項目水土保持監測中常用的一種方法。巡查的重點是臨時堆土場。

(3)地面監測。在施工期，土壤侵蝕量的監測常采用地面監測方法，具體為低洼地沉積泥沙測量法。定期量測低洼地淤積泥沙厚度并采集低洼地中的水樣(充分攪勻后采集)，帶回室內采用烘干法或直接稱量法得到水樣中的泥沙含量，在此基礎上推算擾動區域的水土流失量。運行初期的土壤侵蝕量采用類比沉積法進行監測。在塔基區內分不同下墊面類型(按坡度和植被生長情況分類)布設地面監測樣地，定期觀測監測樣地雨水匯集區洼地內的泥沙沉積量，從而推算得到同類下墊面條件下的土壤侵蝕量。

3 水土保持監測結果分析

3.1 防治責任范圍

防治責任范圍包括項目建設區和直接影響區[5-6]，該項目水土保持方案確定的防治責任范圍為10.26 hm2，其中項目建設區8.74 hm2、直接影響區1.52 hm2。而項目完工后，監測到的防治責任范圍為9.34 hm2，比方案確定的少了0.92 hm2，建設區的為8.23 hm2，直接影響區的為1.11 hm2。

3.2 棄土棄渣量

水土保持方案確定的挖方為36 553 m3、填方為86 004 m3、借方為5.9萬 m3、棄方為9 549 m3。實際監測的值，挖方為32 745 m3、填方為79 025 m3、借方為5.6萬m3、棄方為9 720 m3。工程挖方減少的主要原因是變電站地勢較低，為了防洪需要，在少挖的基礎上進行大量填方，導致工程挖方量有所減少，而變電站區的填方量也較設計值有所減少。

3.3 水土流失量

(1)施工期水土流失量。施工期水土流失總量為398.15 t，其中新增水土流失量為364.37 t。詳見表1。

(2)運行初期水土流失量。工程落實已有的水土保持措施和新增的水土保持防護措施后，形成了完整的水土流失防治體系，通過監測和計算后得知，由工程建設造成的水土流失在運行初期已得到了有效控制，工程建設未造成大的水土流失危害。運行初期土壤侵蝕量計算結果見表2。

表1 施工期水土流失量計算結果

(3)水土流失總量。工程建設過程中共產生水土流失量409.554 t，其中工程施工期398.15 t、運行初期11.404 t。較方案預測的451.40 t減少了41.846 t，其中塔基區較方案預測值減少最多，為減少最大的一個分區。

3.4 防治效果

(1)擾動土地整治率。防治責任范圍內累計擾動土地面積8.23 hm2，水土保持防治措施面積5.77 hm2，硬化建筑物面積2.4 hm2，擾動土地整治率99.27%，超過了95%的方案設計目標值。

表2 運行初期水土流失量計算結果

(2)水土流失總治理度。通過調查監測，工程建設累計造成水土流失面積8.23 hm2，工程建設過程中采取的水土保持措施面積5.77 hm2，建筑物占地面積及硬化面積2.4 hm2，水土流失總治理度為99.27%，超過了88%的方案設計目標值。

(3)攔渣率與棄渣利用率。工程開挖土石方32 745 m3、填方79 025 m3、借方5.6萬 m3、棄方9 720 m3。實際上該項目單位面積的棄渣量比較小，只需將棄渣平整堆放于塔基內，并進行土地平整、撒播草籽綠化即可，不單獨設置棄渣場。計算得到的實際攔渣率為97%，超過了95%的方案設計目標值。

(4)土壤流失控制比。截至監測期末，項目區年均侵蝕模數為355 t/(km2·a)，項目區土壤流失控制比為1.13。根據各防治責任分區的治理情況，水土保持防治措施實施后，各區域的水土流失將得到有效控制。

(5)林草植被恢復率。由植物措施監測結果可知，已恢復植被面積3.57 hm2，可恢復植被面積3.57 hm2，運行初期林草植被恢復率為100%，超過了97%的方案設計目標值。

(6)林草覆蓋率。根據監測結果，項目區實施綠化措施的面積有3.57 hm2，項目區的總面積為8.23 hm2，林草覆蓋率達43.4%，大大超出了22%的項目方案設計目標值。

4 結 語

開發建設項目在建設期持續擾動項目區，產生的水土流失量較大，應為重點監測時段。在充分了解項目區自然條件和水土流失特點、開發建設對水土流失的影響等因素的基礎上，依據項目建設內容與規模，采取合理可行的監測方法，以實現客觀反映開發建設項目水土流失狀況的目標。在主體工程施工過程中，為保障主體工程安全和防止項目建設引發大量水土流失，需嚴格執行水土保持“三同時”制度，完成并實施好水土保持工程。該項目已實施的各項水土保持工程均是從各防治分區的侵蝕特點出發，有針對性地采取水土保持措施，水土保持工程總體布局合理，水土保持效果明顯。目前，各項水土保持措施總體保存完好，發揮了水土保持效益，達到了水土保持方案設計的要求。

[參考文獻]

[1] 李智廣. 開發建設項目水土保持監測[M].北京：中國水利水電出版社，2008：220-228.

[2] 游翔.開發建設項目水土保持監測之我見[J].中國水土保持科學，2008(6)：86-87.

[3] 趙愛軍.湖北水土保持監測工作探索與實踐[J].中國水土保持，2009(5)：8-9.

[4] 孟冬梅.新疆開發建設項目水土保持監測方法淺析——以庫瑪拉克河吐木秀克水電站為例[J].西北水電，2009(2)：1-3.

[5] 趙永軍.水土流失防治責任范圍的界定[J].中國水土保持，2005(1)：21-23.

[6] 趙永軍.水土流失防治責任范圍的界定(續)[J].中國水土保持，2005(2)：19-20.