樹木自然生長高度的測量及對(duì)輸電線路的造價(jià)影響分析

摘 要：隨著國家退耕還林政策的實(shí)施、農(nóng)戶創(chuàng)收造林以及對(duì)環(huán)保要求的提高，無論是新建線路還是已經(jīng)投產(chǎn)的線路，線行下威脅線路安全運(yùn)行的樹障問題已變得愈加突出。本文通過對(duì)樹木高度的實(shí)際測量和統(tǒng)計(jì)分析來得出樹木的自然生長高度，再利用模擬設(shè)計(jì)的方式探求樹木自然生長高度優(yōu)化對(duì)高壓輸電線路造價(jià)的影響。

關(guān)鍵詞：自然生長高度；模擬設(shè)計(jì)；造價(jià)

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）35-0241-01

1 研究背景及目的

一般對(duì)于能夠威脅架空輸電線路安全運(yùn)行的線下樹木或走廊內(nèi)樹木，我們將其統(tǒng)稱為“樹障”。在線路保護(hù)范圍內(nèi)的樹木造成危及架空電力線路安全運(yùn)行的情況，統(tǒng)稱為樹障隱患。一般常見的問題包括：樹木靠近導(dǎo)線引發(fā)短路問題，導(dǎo)致線路的跳閘停電，甚至變電所失壓；樹枝掛上電線導(dǎo)致帶電，引發(fā)人畜觸電事故；枝葉掛斷電線，導(dǎo)致線路停電等。樹木與線路之間的矛盾所影響的不僅僅是電力企業(yè)的利益以及電網(wǎng)的運(yùn)行安全，更關(guān)系著區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系著居民的用電安全，必須得到足夠的重視。隨著國家退耕還林政策的實(shí)施、農(nóng)戶創(chuàng)收造林以及對(duì)環(huán)保要求的提高，無論是新建線路還是已經(jīng)投產(chǎn)的線路，線行下威脅線路安全運(yùn)行的樹障問題已變得愈加突出。

一般在進(jìn)行架空輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，碰到含有高跨樹木的區(qū)域，需要根據(jù)林區(qū)主要樹種的自然生長高度，來確定桿塔的高度。因此樹木的自然生長高度就十分重要，因?yàn)槠渲苯佑绊懙綏U塔的高度，間接影響到基礎(chǔ)的用量、征地的面積、塔位青苗的面積以及桿塔使用率等等因素，從而造成投資的變化。通過高跨樹木的高度進(jìn)行測量，進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析來探求其自然生長高度，就能根據(jù)跨越樹種的自然生長高度選擇合適呼高的桿塔，從而使得高壓輸電線路的投資更加的經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)也能減少樹木的砍伐，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

2 數(shù)據(jù)的測量和研究

2.1 數(shù)據(jù)的測量

本次測量選擇在海南省進(jìn)行，因?yàn)楹Ｄ鲜〉纳指采w率高、樹木種類較多、樹木生長茂盛。為了保證取樣的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、合理性，測量隊(duì)伍從海南海口出發(fā)，沿海南東中西三條線往三亞逐個(gè)市縣進(jìn)行測量，范圍包括海南省十八個(gè)市縣。測量的方式為先測量道路附近的樹種，再沿公路往各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)測量道路附近的樹種，接著沿路往各個(gè)自然村進(jìn)行樹高測量。在無人居住的無車路能到達(dá)的地方要求步行帶輕便的儀器進(jìn)行測量。樹木高度值主要采用全站儀對(duì)樹木可見最高點(diǎn)進(jìn)行測量，精度較高。對(duì)于一些難以觀測的樹木，可以再樹木下方放置棱鏡，通過發(fā)射激光來進(jìn)行測量。一般測量兩次，取中值。測量的樹種主要為桉樹、橡膠樹新品種、橡膠樹老品種、檳榔樹、木麻黃、椰子樹，基本涵蓋了海南省主要高桿樹種。

2.2 數(shù)據(jù)的有效性、代表性分析

本次調(diào)查的方法采取的是抽樣調(diào)查，是根據(jù)部分實(shí)際調(diào)查結(jié)果來推斷總體標(biāo)志總量的一種統(tǒng)計(jì)調(diào)查方法，屬于非全面調(diào)查的范疇。它是按照科學(xué)的原理和計(jì)算，從若干單位組成的事物總體中，抽取部分樣本單位來進(jìn)行調(diào)查、觀察，用所得到的調(diào)查標(biāo)志的數(shù)據(jù)以代表總體，推斷總體。測量人員通過實(shí)地勘察平均在每個(gè)市縣隨機(jī)選取60個(gè)點(diǎn)對(duì)各類高桿樹木隨機(jī)測量，統(tǒng)計(jì)大量的樣本提供原始數(shù)據(jù)。

樣本資料滿足大樣本的要求，并盡可能地包含了現(xiàn)實(shí)森林出現(xiàn)的林分平均胸徑和平均樹高的變化范圍，為探索客觀規(guī)律的真實(shí)性和研究成果的廣泛實(shí)用性奠定基礎(chǔ)。測量樣地基本覆蓋該樹種在海南的所有分布地區(qū)，取樣科學(xué)合理，能夠代表總體進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

2.3 測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行比例統(tǒng)計(jì)，求得80%、85%、90%以及95%的樣本樹高。80%樣本樹高指將統(tǒng)計(jì)樣本的樹木高度值從矮到高進(jìn)行正序排列，位于80%的樣本樹高值稱為80%樣本樹高。

通過查閱我國目前的規(guī)程規(guī)定，發(fā)現(xiàn)樹木的自然生長高度尚無準(zhǔn)確定義。從普遍認(rèn)識(shí)上來講，樹木的自然生長高度就是樹木在自然生長環(huán)境下，達(dá)到成齡的平均高度。觀察上表發(fā)現(xiàn)，各個(gè)樹中的平均樹齡基本都在10年以上，根據(jù)各個(gè)樹種的平均樹齡可以推論，統(tǒng)計(jì)的樣本是可以滿足樹木的自然生長高度這一概念的。從環(huán)境保護(hù)這一角度出發(fā)，為了減少對(duì)樹木的砍伐，推薦選取某樹種95%的樣本樹高為該樹種的參考自然生長高度。

3 不同樹高下的造價(jià)分析

為探尋高跨樹種在經(jīng)過高度優(yōu)化后對(duì)架空輸電線路工程投資的影響，下面分別在110kV以及220kV電壓等級(jí)下，對(duì)樹木自然生長高度分別為25m、24m、22m、21m、19m、18m、16m進(jìn)行架空輸電線路模擬設(shè)計(jì)。

3.1 對(duì)110kV線路工程造價(jià)影響分析

110kV架空輸電線路工程計(jì)算的邊界條件如下：設(shè)計(jì)風(fēng)速為35m/s，導(dǎo)線型號(hào)JL/LB1A-300/40，桿塔模塊為1C2W9，雙回線路長度為6km，分為2個(gè)耐張段，各3km，地形按平地考慮，線下青苗按檳榔考慮，征地費(fèi)用按10萬/畝考慮。

3.2 對(duì)220kV線路工程造價(jià)分析

220kV架空輸電線路工程模擬設(shè)計(jì)的邊界條件如下：設(shè)計(jì)風(fēng)速為35m/s（設(shè)計(jì)風(fēng)速為35m/s，但220kV工程從安全角度考慮，會(huì)留有適當(dāng)裕度，一般采用37m/s塔型進(jìn)行設(shè)計(jì)），導(dǎo)線型號(hào)2*JL/LB1A-630/45，桿塔模塊為2F2Wa，雙回線路長度為6km，分為2個(gè)耐張段，各3km，地形按平地考慮，線下青苗按檳榔考慮，征地費(fèi)用按10萬/畝考慮。

3.3 自然生長高度優(yōu)化對(duì)線路工程造價(jià)總體分析

通過以上分析，可以發(fā)現(xiàn)隨著樹木自然生長高度的下降，架空輸電線路工程的投資費(fèi)用也呈線性下降。在對(duì)樹木采取高跨設(shè)計(jì)時(shí)，樹木高度主要影響選用塔的高度。同一高度的塔，在跨越不同高度的樹木，排位設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其檔距的利用率也有所不同。樹木高度高，兩塔之間距離要收緊，樹木高度低，兩塔之間距離可以放松，使檔距加大。當(dāng)高跨線路長度達(dá)到一定的距離，就可以達(dá)到減少塔數(shù)的效果，就能縮減相應(yīng)的塔的造價(jià)、基礎(chǔ)的造價(jià)、金具的造價(jià)以及塔基青苗等。不僅能夠節(jié)省投資，同時(shí)達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

4 結(jié)束語

電網(wǎng)的發(fā)展就離不開架空輸電線路的建設(shè)，但來隨著各地環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，架空輸電線路的青苗難度也愈加增大。對(duì)各地樹種的自然生長高度的研究和優(yōu)化，可以對(duì)線路的基礎(chǔ)建設(shè)和驗(yàn)收工作進(jìn)行指導(dǎo)。對(duì)沿線地區(qū)具體樹種的自然生長高度的明確，可以在保證線路運(yùn)行安全的同時(shí)，減少清障的費(fèi)用，與建設(shè)綠色3C電網(wǎng)相契合。

參考文獻(xiàn)

[1]丁家淮，胡志珍，阮愛民.由樹木自然生長高度談?shì)旊娋€路通道清障[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，28（8）：85～87.

[2]《110～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50545-2010）[S].2010.

收稿日期：2018-11-4