城區道路沿線輸變電工程水土保持監測及防治效果

張永利，王 暉，劉漢生，王留林，王盈曉，吳宜進

(1.華中師范大學 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室，湖北 武漢430079；2.華中師范大學 城市與環境科學學院，湖北 武漢430079；3.湖北省電力勘測設計院，湖北 武漢430040)

城區道路沿線輸變電工程水土保持監測及防治效果

張永利1,2，王 暉3，劉漢生1,2，王留林1,2，王盈曉1,2，吳宜進1,2

(1.華中師范大學 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室，湖北 武漢430079；
2.華中師范大學 城市與環境科學學院，湖北 武漢430079；
3.湖北省電力勘測設計院，湖北 武漢430040)

城區道路沿線；輸變電工程；水土保持監測；防治效果

城區道路是城市內部及城市對外聯系的樞紐，在一定程度上影響著城市的發展空間。為控制因城區道路沿線輸變電工程項目開發建設導致的城市生態環境惡化，必須加強項目區的水土保持監測工作。以武漢市球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程為例，在介紹水土保持監測范圍及分區、監測內容、監測方法等的基礎上，利用工程監測數據，定量分析了球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土流失防治效果。結果表明：該城區道路沿線輸變電工程建設項目在實施期間，通過采取一系列水土保持措施，有效降低了水土流失危害，工程建設造成的水土流失量明顯減少，城區道路沿線的生態環境得到了較好的保護和改善。

城區道路沿線開發項目建設在給周邊交通帶來直接影響的同時，也會因管理和控制不當產生水土流失等問題。水土保持監測工作的開展，可以及時掌握項目區水土流失發生的時段、強度和空間分布等情況，及時發現項目建設中出現的問題并采取相應的補救措施，最大限度地減少項目建設造成的水土流失。我國的水土保持監測始于20世紀20年代，而開發建設項目水土保持監測1991年后才逐步開展起來[1-2]，監測技術和理論研究尚待完善，從已有的研究成果來看[3-7]，針對城區輸變電項目水土保持監測的成果和經驗較少，而關于城區道路沿線輸變電工程水土保持監測的研究更是亟待加強。筆者以武漢市球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程為例，利用監測數據定量分析了球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土流失防治效果。

1 項目及項目區概況

本項目位于武漢市漢口區內，建設內容包括新建110 kV供電大廈地下變電站(主變容量2×50 MVA)一座、110 kV電纜線路4.6 km。項目區屬北亞熱帶季風性(濕潤)氣候區，雨量豐沛、熱量充足、四季分明。變電站位于地下，設計為無雨水滲入；線路工程沿城市道路走線，可利用現有的城市排水系統消除內澇威脅。站址位于待建的武漢供電公司調度大樓院內，地表已進行初步平整。項目區屬于以水力侵蝕為主的南方紅壤丘陵區，另有少量重力侵蝕，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)。

2 監測工作實踐

2.1 監測范圍與分區

建設區防治責任范圍2.32 hm2，包括項目建設區永久占地0.93 hm2、臨時占地0.88 hm2，直接影響區0.51 hm2。監測分區有變電站區和電纜線路區，其中電纜線路區又可分為電纜溝及管群、電纜工作井、頂管區等。監測范圍及分區見表1。

表1 監測范圍及分區 hm2

2.2 監測時段及監測點布設

(1)監測時段。施工準備期主要是從接受監測任務到項目開工前，進行背景值監測；施工期監測從2010年7月到2011年1月；自然恢復期基本無可綠化面積，不進行監測。

(2)監測點布設。依據開發建設項目監測點布設的控制性、層次性、代表性和經濟性等原則[8]，結合目前開發建設項目水土流失的實際情況，根據監測區總體情況和各分區的特征制定出監測點的布設情況。本工程監測點共10處，包括站區監測點2處，電纜線路區的電纜溝及管群、電纜工作井、頂管區等8處。

2.3 監測內容及方法

(1)監測內容。①防治責任范圍。包括項目建設區和直接影響區。項目建設區防治責任范圍的監測是在項目征地紅線范圍內的監測檢查，其內容包括有無超越紅線開發、各施工階段永久占地變化、是否超越使用臨時性占地審批范圍及影響區范圍變化等。②棄土棄渣。棄土棄渣是由工程施工過程中開挖和回填土方等造成的，對沿線產生破壞影響的施工環節主要是變電站、塔基、電纜溝的開挖。棄土棄渣監測根據項目挖方、填方數量及面積，確定項目棄土棄渣量及其組成，棄土渣堆放占地面積、堆渣高度、堆放坡度、坡長和采取的防護措施。③水土保持防治措施情況。監測內容主要為工程措施、植物措施和臨時防護措施的進度、數量、質量等。④施工期土壤流失量。土壤流失量的監測是依據施工進度，針對不同地表擾動類型流失特點，對施工期及自然恢復期土壤流失量進行監測，并根據不同地表擾動類型監測土壤流失量。采用的方法包括野外調查、侵蝕溝樣方測量等方法，分雨季和非雨季多點位、多頻次監測。⑤水土流失防治效果。主要內容為主體工程中具有水土保持功能的設施，新增水土保持設施的實施數量、質量、穩定性和防護效果的情況監測；植物措施成活率、保存率及覆蓋度；施工期臨時防護措施、堆土攔擋等的穩定性、完好程度和運行情況。

(2)監測方法。①實地調查監測法。采用實地勘測、線路調查、面積量測等方法對地形地貌、城市道路沿線的情況及棄渣處置點的穩定性進行巡視和觀察；采用資料分析，結合實地調查對土地擾動面積和程度進行監測；采用查閱設計文件和實地量測，監測建設過程中的挖填方量及棄土棄渣量。②臨時監測法。臨時監測主要是針對工程施工過程中發生較嚴重的水土流失突發事件而進行的水土流失監測。一般雨季為監測重點時段，當降雨量達到50 mm/d以上時對現場進行監測，依據工程進度及當地氣象、地形地貌、地質等特性確定監測點。③巡查法。監測人員不定期對部分代表線路踏勘，若發現較大的擾動(如新出現堆渣或堆渣消失、開挖面采取了防護措施、填筑面采取了攔擋等)或流失現象(如開挖路面、堆渣產生的重力侵蝕)，及時做好監測記錄。

3 水土保持監測結果

3.1 防治責任范圍

通過現場調查監測，該項目實際建設期防治責任范圍為2.32 hm2。實際建設期防治責任范圍較方案設計值減少了0.05 hm2，主要是由于施工中盡量避免了占用過多現有道路資源，將電纜溝及管群施工過程中的臨時占地、臨時堆土都盡量控制在較小的范圍內，加上施工工序優化、施工隊伍的水土保持意識提高，在施工過程中采取了一定的水土保持防護措施，所以實際的防治責任范圍比設計值有所減少。

3.2 棄土棄渣量

變電站工程因擾動地表和臨時堆土而產生的水土流失量較小，場地內挖填基本能夠實現平衡；線路路徑對環境的破壞呈點狀分布，單基擾動面積小，施工過程中電纜溝開挖產生的棄土可滿足變電站回填用土，剩余少量土方及建筑垃圾，按照城市建筑垃圾管理規定運至垃圾填埋場處理。本項目產生土石方在運輸過程中采用封閉斗車運送，嚴禁沿途丟撒；回填及時，減少了臨時堆放時間；對于不能及時回填的臨時堆土采取了臨時防護措施，減少水土流失。線路工程土石方主要來自管群、電纜溝及工作井基礎開挖，具有沿線分布的特點。根據實際監測，本工程總挖方32 852 m3，總填方2 450 m3，總棄渣量30 402 m3。

3.3 土壤流失量

電纜線路工程在運行期無開挖、棄土等建設活動，對水土流失無不利影響，造成的水土流失主要集中在施工期，通過監測數據計算得出，施工期土壤流失量為14.360 5 t(見表2)。由于球場路變電站位于地下，占地面積很小且運行期地表基本被建筑物覆蓋或硬化，少量空地已鋪碎石地坪，因此變電站工程在運行期不存在土壤流失。

表2 施工期土壤流失量

3.4 水土流失防治措施

該項目施工期為2010年7月至2011年1月，大部分時間處于雨季，為防止施工開挖造成嚴重的水土流失，在施工過程中特別是雨天采取了一系列臨時攔擋措施。通過現場調查，結合施工相關資料及監理資料等統計得出，在施工過程中實際采取的臨時防護措施為建設沉沙池2個，填筑和拆除袋裝土3 530 m3，鋪塑料布5 400 m2，挖臨時排水溝100 m。

3.5 水土流失防治效果

(1)擾動土地整治率。擾動土地整治率為水土流失防治責任范圍內水土保持措施面積、永久建筑物面積之和與工程實際擾動地表面積之比。本工程共擾動地表面積1.81 hm2，永久建筑物面積1.809 8 hm2。擾動土地治理率達到99.98%。

(2)水土流失治理度。變電站位于地下，占地面積很小，且地表基本為建筑物覆蓋或硬化，少量空地已鋪碎石地坪。電纜線路沿城市道路走線，施工完畢后地表硬化，擾動面積內主要為臨時防護措施，施工完畢后拆除，不再有水土流失面積需要治理，因此水土流失總治理度不予計算。

(3)攔渣率與棄渣利用率。總棄渣量為30 402 m3，通過水土保持措施規劃，對棄渣處置點進行攔擋、排水、坡面防護，有效防止了棄渣的流失，施工過程中的運輸掉渣等通過加強施工管理和優化設計減少了拋撒，攔擋棄土量為29 793 m3，攔渣率達到98%。

(4)土壤流失控制比。土壤流失控制比為項目建設區內，容許土壤流失強度與治理后土壤流失強度之比。本項目完工后，電纜線路區各擾動地表采取路面硬化的措施，變電站區采取了碎石地坪等硬化措施，使各擾動區域基本沒有土壤流失。

(5)林草植被恢復率及覆蓋度。該項目的變電站位于地下，占地面積很小，且運行期地表基本被建筑物覆蓋或硬化，少量空地已鋪碎石地坪，不需要采取新的植物措施。電纜線路沿城市道路走線，施工完畢后地表硬化，恢復交通，無植物措施，因此林草植被恢復率和覆蓋率不予計算。

4 結 語

本工程在水土保持防治措施實施后，運行初期各擾動類型侵蝕模數比施工階段明顯降低，土壤流失量明顯減少，水土保持各項措施發揮了很好的防治效果。從防治效果來看，在水土保持防治措施實施后，防治責任范圍內攔渣率達到了98%，擾動土地整治率達到99.98%。由于變電站采用地下布置，地表按照供電大廈總體規劃，采取硬化措施，電纜線路區施工完畢后全部恢復硬化路面，因此不再有水土流失面積需要治理，水土流失治理度不予計算，且各擾動區域基本沒有土壤侵蝕，水土流失防治標準符合預期防治目標要求。

通過對球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土保持監測及防治效果進行分析，為今后城區道路沿線輸變電工程水土保持工作積累了經驗：

(1)合理配置水保措施，提高其科技含量。水土保持措施的實施要從社會、生態與經濟效益方面考慮，加強治理成果的管理和維護。

(2)沿用主體工程質量保證體系，強化施工管理。水土保持各項措施直接沿用主體工程的質量保證體系，并以工程計量、價款支付等手段作為輔助，對做好工藝控制和工序質量自檢工作有很好作用，可確保工程質量，實現設計目的。

(3)現代化的工程施工，是減少和控制水土流失的有效方法。在主體工程建設過程中，及時調整優化施工布置、工序、方法，按照水土保持方案的防治責任范圍，嚴格控制施工擾動面積，在施工中采用現代化機械設備，使施工擾動地表面積大大減少，從而有效地控制了施工過程中因擾動地表而產生的土壤流失量。

[1] 謝松良，吳興中.我國水土保持監測工作的現狀及問題[J].水土保持通報，2009，29(2):58-61.

[2] SL 277—2002，水土保持監測技術規程[S].

[3] 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，2008:2-10.

[4] 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.

[5] 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.

[6] 吳永紅.線形開發建設項目水土保持監測技術[J].水土保持通報，2003，23(4):33-35.

[7] 吳曉，吳宜進.湖北省城區輸變電工程水土保持監測實踐與分析——以武漢戴家湖110 kV輸變電工程為例[J].人民長江，2011，42(2):98-101.

[8] 丁琦.開發建設項目水土流失監測點布設研究[D].西安：西北大學，2008：6.

(責任編輯 孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2015)07-0029-03

張永利(1989—)，男，河南周口市人，碩士研究生，主要從事水土保持方面的研究；通信作者吳宜進(1963—)，男，江西九江市人，教授，博士生導師，主要從事區域資源開發與利用方面的研究。

2014-10-05