水電站110 kV送出工程水土流失防治及生態恢復探討

張 英

(1.甘肅省生態環境監測監督管理局，甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省林業調查規劃研究院，甘肅 蘭州 730020)

水電站110 kV送出工程建設極大地緩解了電網電力供應緊張局面，滿足了工農業生產和人民生活用電增長的需要，但工程建設也帶來了一系列環境問題，如水土流失、景觀破壞、環境污染等[1]。天王溝水電站—建設坪變電站的110 kV送出線路采用與鐵城水電站送出線路同塔架設。鐵城水電站以110 kV電壓等級接入電力系統。輸電線路經甘肅連城國家級自然保護區，跨越保護區的實驗區，修建塔基總數43基。輸電線路建設不可避免地會擾動原地貌、破壞植被，形成多而散的開挖、堆積面，若不及時采取防護措施，將會產生嚴重的水土流失[2]，嚴重影響自然保護區生態環境。水土保持法規定，從事可能引起水土流失的生產建設活動的單位和個人，必須采取措施保護水土資源，并負責治理因生產建設活動造成的水土流失[3]。

1 工程概況

1.1 工程穿越區概況

工程穿越的甘肅連城國家級自然保護區，海拔2 000～3 600 m，屬黃河流域的大通河水系，大通河縱貫全區。在大通河兩側魚骨狀排列著大崗子溝、小崗子溝、指南北溝、吐魯溝、竹林溝、棚子溝、西寺溝、鐵城溝、小杏兒溝、天王溝、蘇都溝、水磨溝等溝系。屬祁連山山地—隴中北部溫帶半干旱氣候區，氣候垂直地帶性比較明顯。年平均氣溫7.4 ℃，≥0 ℃活動積溫3 204.9 ℃，≥10 ℃活動積溫2 637.2 ℃，年平均降水量419 mm，年均蒸發量1 542 mm。土壤為栗鈣土、灰褐土和亞高山草甸土3個土類，分布隨著海拔的上升形成了較為明顯的垂直帶。保護區主要保護對象為青杄、青海云杉和祁連圓柏林及其森林生態系統，對蘭州西部的水源涵養和水土保持起著重要作用，是重要的綠色屏障。水電站110 kV送出工程線路穿越山區、河谷，穿越區植被以天然針葉林、灌木林為主，森林覆蓋率62.04%。

1.2 工程概況

水電站110 kV送出工程由天王溝水電站110 kV送出工程和鐵城水電站110 kV送出工程組成。天王溝110 kV水電站—建設坪變電站線路長度24.67 km，鐵城110 kV水電站—建設坪變電站采用同塔雙回設計、同塔建設，“高低樁”基礎以減少開挖量，線路長度32.6 km。天王溝水電站110 kV送出工程擬占用和臨時占用林地0.387 hm2，修建塔基26個。鐵城水電站110 kV送出工程擬占用和臨時占用林地0.248 hm2，修建塔基17個(雙回路與天王溝水電站110 kV同塔架設，雙回路段材料統計在天王溝送出工程中)。

2 工程特點

輸電線工程屬典型的點-線工程，線路長、工期短、沿線地形復雜，塔基范圍小且分散[4]。輸電線路由塔基和架空線路組成[5]，水土流失不只產生于塔基施工。塔基建設、主塔和電線架設需要大量的臨時用地[6]，臨時用地包括三部分：一為施工場區(塔基施工區、牽張場地、材料站、架線臨時用地)；二為施工道路區(汽運、人抬道路)；三為棄渣點區(在山區由于塔形、坡度等原因，余土不能在塔基范圍內堆放，只能在塔基附近低洼或溝道內堆放)[7]。

塔基基礎開挖、回填、平整等施工過程必然擾動原地貌，使土層裸露，破壞植被，加劇水土流失。機械碾壓、施工人員踐踏等使周圍的植被遭到破壞，塔基開挖產生的棄土棄渣，若隨意堆放、攔擋措施不到位，順坡溜至山腳，在山坡上會出現“土石瀑布”，嚴重破壞山體植被，若遇雨季則為水土流失創造了條件，也易誘發滑坡和泥石流等地質災害[1]。

牽張場地主要用于機械工作、材料堆放及汽車運輸裝卸和掉頭，主要施工活動是對土地的占壓，會使地表板結[6]。由于鐵塔大部分位于山坡，無道路通達，因此只能采取人抬肩扛的原始運輸方式，人力運輸會在林地或草地上形成人行道路，從而破壞原地貌的水土保持功能，而且局部路段還需進行簡單修整，有少量動土，從而產生水土流失[8]。如果管理不善，對沿線喬木層、灌木層和草本層的破壞明顯，將造成植物群落的層次缺失，使層次結構發生改變[9]。

3 線路工程水土保持措施

3.1 工程措施

3.1.1 塔基防治區

在主體工程建設中，為確保鐵塔安全，在塔基修建了擋土墻、護坡(面)、排水溝等工程措施[8]。塔基開挖時，部分用于回填土方由于基礎澆筑、養護等施工工藝的要求，不能及時回填，需臨時堆放。臨時堆放的棄渣為松散堆積物，穩定性差，為保證棄渣穩定[10]，采用填土草包 (土源為塔位永久占地區的表土)攔檔方式，遵循“先攔后棄”的原則，以防土石方滾落到山下，沖毀和壓壞沿坡的植被。為防止雨水沖刷塔基處臨時堆土，雨季采用苫布、彩條布等對堆土表面覆蓋防護。在工程完工后拆除填土草包，草包內表土作為塔基植草綠化用土，還要及時清理、轉移剩余的砂石材料，進行土地整治，恢復植被。施工過程中應嚴格按設計的規定占用場地和砍伐樹木，盡量少砍樹、少占地。

3.1.2 塔基施工臨時占地防治區

為了方便塔基施工和架線，需臨時征占部分土地用作塔基施工區，施工時受到施工人員的擾動和機械碾壓，區域內土壤結構和植被受到嚴重破壞。施工結束后對施工跡地進行土地整治，并清理雜物，實施地表覆土等措施，改善立地條件、保持水土及促進植被生長；原有土地類型為林地的恢復為林草植被，原為宜林地的可撒播草籽或栽植喬灌木進行綠化。

3.1.3 牽張場防治區

根據架線施工技術，牽張場的選址盡量靠近現有公路且在地形開闊、平坦易于平整和排水之處[6]。使用前做好臨時排水措施，在牽張場四周或適當位置設置臨時排水溝，并在排水溝末端設置沉沙池，流水經沉沙池沉淀后排出并及時清淤。施工后期應及時拆除施工臨時建筑，清理廢棄物，平整土地，恢復原有土地利用方式[8]。牽張場原則上不設置在保護區內，若保護區內線路較長，則需要設置在地勢相對平坦、植被稀少的區域。牽張場地面需要鋪設下墊布，利于施工結束后的快速恢復[11]。

3.1.4 臨時道路防治區

施工臨時道路包括簡易施工道路和人抬道路。簡易施工道路應盡量利用保護區內已有的道路，若沒有可利用道路或者已有道路不能滿足施工要求的，可以進行簡單修建，以簡短、適寬為原則，減少臨時占地及植被破壞量[11]。人抬道路應充分利用原有林間小道，部分不能到達塔基區的路段才開辟臨時人抬道路。路線選擇以“方便搬運、線路最短、無須建設、破壞最小”為原則，修筑形式以清除阻礙通行的植被，土石方挖填活動很小，不需要采取防護性工程措施為主，要注意嚴格施工管理，嚴禁在有林地內使用明火。施工通行嚴格控制在占地范圍內，禁止隨意穿越和破壞占地范圍外的地表植被，減少對道路周邊環境的破壞。

3.2 植物措施

3.2.1 樹種選擇

保護區主要森林群落有青海云杉、青杄林、祁連圓柏林、油松林、白樺林、山楊林、紅樺林和糙皮樺林。天王溝、鐵城水電站110 kV送出工程塔基及架空電線下喬木以天然油松、云杉等為主。陽坡多分布灌木或草坡。植被恢復時，樹種選擇要與原保護區林種一致，喬木以青杄、祁連圓柏、油松、云杉等為主。灌木以忍冬、薔薇、栒子、小檗等為主。地被物以蘚類、苔草、禾本科草、蒿類等為主。

3.2.2 臨時占地的生態恢復

塔基施工結束后，對塔基區、棄渣點、牽張場等臨時用地按照原有土地利用類型進行生態恢復，由于山區土層貧瘠，植被恢復時，利用施工前剝離的表土和草皮覆蓋在施工擾動區域表面，有利于植被的生長發育[12]。有些地方還可以連草皮一起移植保護，施工結束后直接種植，在生態恢復的初期，采取喬灌草結合的方法，先種草以減少水土流失。采用喬灌草結合的方法也避免了植物物種過于單一，有利于生物多樣性的發展[8]，根據“適地適樹”原則，樹種和草種注重選擇當地原有物種，減少引進外來物種，避免外來物種入侵造成生態系統不穩定[13]，保護森林生態安全。堅持工程措施、植物措施、臨時措施及土地整治等措施優化配置，形成綜合防治體系。110 kV送出工程水土保持措施配置體系詳見表1。

表1 110 kV送出工程水土保持措施配置體系

4 加強工程區生態保護

遵循行業標準《110～500 kV架空送電線路設計技術規程》[14]，架空電力線路導線在最大弧垂或最大風偏后與樹木之間的安全距離分別為4.0、3.5 m，同時在架空線路保護范圍，線路邊導線兩側20 m范圍內不得種植高大的喬木。以《天王溝水電站接入系統設計》《鐵城水電站110 kV送出工程設計》的桿塔呼稱高，按跨越設計，必須考慮樹木自然生長高度。工程穿越的保護區主要樹種油松成熟齡平均高度為20 m、青海云杉成熟齡平均高度為25 m，導線與樹木之間的垂直距離不小于4.0 m。在林地的植被恢復設計中，架空線路下的林木不進行采伐，定期修枝、截頭保證線路安全運行所必需的凈空距離。

保護區植被呈明顯地帶性，因海拔、坡位、坡向不同分布植被不同。在項目水土保持方案編制實施中不僅要根據立地條件進行造林，還要重視植物的配置，可在輸電線路下營造與水土保持工程相結合的防火林帶，選擇耐火樹種營造植物帶，可有效防止火災發生[15]。如青杄、光皮樺、毛白楊、山楊、椴樹、栓皮櫟、夾竹桃、山楂等都是很好的防火樹種[16]。撒播草種具有簡單易行、見效快等特點，適宜在擾動范圍小的塔基區、牽張場等實施，但局部存在出苗率低、地表土易流失等現象，要盡可能選擇適宜當地生長的草種[17]，并同步實施多草種、灌木混播等措施，充分發揮水土保持措施的功能和作用。

嚴格執行水土保持法律法規，按照批復的采伐及植被恢復方案，“誰開發誰保護、誰造成水土流失誰治理”，接受水土保持行政主管部門監督管理。建設單位根據“長期關注、動態評估”的原則，對線路定期運檢時，應將生態恢復作為重要內容之一[11]，并組織相關人員對未成活的植物進行補植，實現生態環境的保護和改善，切實有效地保障水土資源的可持續利用，達到送變電工程與環境的可持續協調發展。