汀州500 kV 輸電線路跨越林木方式研究

唐自強

（國網福建省電力有限公司 福建福州 350003）

0 引言

隨著經濟實力的提升和人們生態環境意識的改變，我國越來越重視生態環境問題，“發展必須是全面的發展”“綠水青山就是金山銀山”等綠色發展理念指導著各行各業發展。電力行業作為社會各行各業的先頭行業，輸電線路的建設必須統籌人與自然和諧發展，以“資源節約型、環境友好型”為指導思想，建立一個新型的綠色輸電網絡。

福建省素有“八山一水一分田”之說，山地成了福建500 kV電網線路建設的主要途經區域。福建山地森林覆蓋率高達82.4%，建設山地輸電線路時，對森林植被采取高跨措施和采取砍伐措施比較，雖然對工程本體造價水平影響很大，但考慮到林木砍伐賠償費、森林植被恢復費等，工程靜態投資未必高。

本文將依托汀州500 kV 輸電線路工程案例，比較分析500 kV 輸電線路采用常規設計和高跨設計技術經濟指標、植被砍伐、環境效益等方面，論述福建山區500 kV 輸電線路采用高跨設計所體現的技術經濟效益和社會環境效益。

1 工程簡況

福建汀州500 kV 輸電線路由卓然～汀州500 kV 線路和桃源～汀州500 kV 線路組成，新建線路長度分別為61.2 km 和129.2 km，建設地點位于龍巖市新羅區、上杭縣、連城縣、長汀縣和三明市清流縣、永安市，沿線地形高差起伏大，海拔200 m～1 000 m。線路途經區域除了個別縣道國道旁零星平丘地形種植低矮果樹、水稻外，其余均為植被茂密的林地，林木植被覆蓋率分別為97.5%和95.4%，主要為松樹（15 m～20 m）、毛竹（12 m～18 m）、雜樹和灌木林（15 m～20 m）［1］。

2 跨越林木植被依據

根據初勘征求沿線林業局意見時，林業局要求轄區內應按不小于20 m 林木高度高跨設計，盡最大程度做到不砍樹或少砍樹；根據福建省生產與基建技術標準差異條款統一意見“竣工驗收及移交，按樹木現狀高度500 kV 線路風偏或垂直凈空距離+8.5 m，速生林在此基礎上再+6 m”，因此本工程可研按20 m 植被高度高跨設計［1］。

3 林木跨越方式比選

3.1 跨越方式

本工程運用了奧維互動地圖選線技術和機載激光點云數據切斷面技術，為2 個線路工程提供了高程精度1 m 左右的高精度全平斷面定位圖。排桿按2 種方式排桿：方式1（常規設計）：即對地按11.5 m 并考慮主要電力線跨越排桿；方式2（高跨設計）：即按樹木高度20 m+8.5 m 并考慮主要電力線跨越排桿。2 種跨越方式下2 個線路工程的排桿情況如表1、表2。

表1 桃源～汀州線路排桿情況表

表2 卓然～汀州線路排桿情況表

根據上表可知，汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計時，增加了31 基鐵塔，直線塔平均呼高增加了15.2 m～17.8 m，但水平檔距利用系數達到了0.82～0.87，鐵塔規劃及排桿是合理的。

3.2 林木砍伐面積統計

（1）塔位林木砍伐面積統計。統計原則按鐵塔根開+基礎立柱直徑/寬度+7 m。

（2）檔中及塔位出線口林木砍伐面積的統計。統計方式是采用逐基逐檔繪制斷面風偏予以統計的，如圖1、圖2 所示。方式1 鐵塔呼高是48 m-30 m-48 m，方式2 鐵塔呼高是60 m-54 m-60 m，通過對A、B 點斷面畫風偏可知，方式1A、B 點風偏的林木砍伐寬度分別約為A1～A2 段60.2 m、B1～B2 段41.8 m，方式2 無需砍伐林木。

圖1 方式1 檔中及塔位出口斷面風偏

圖2 方式2 檔中及塔位出口斷面風偏

（3）全線砍伐面積統計。根據上述統計原則，最終2 種跨越方式下樹木砍伐面積，具體見表3。因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計可以減少林木植被砍伐面積348.1 hm2。

表3 全線林木砍伐面積統計表

3.3 計算呼高引起主要工程量比較

方式2Ⅰ～Ⅳ型直線塔計算呼高是51 m～57 m，方式1Ⅰ～Ⅳ型直線塔計算呼高是36 m～42 m，經計算方式2 導線水平風荷載增加約15%，規劃設計單基塔重增加約6%；另2 個線路工程由于方式2 的平均呼高比方式1 分別高約15.2 m、17.8 m，則對應使用鐵塔單基重增加分別約40.4%、48.3%［2］。再考慮方式2 比方式1 每km 塔基數多的因素，本工程耗鋼總量及基礎混凝土總量見表4、表5。因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計時，鐵塔耗鋼增加了4 426.5 t，基礎混凝土增加了6 641.6 m3。

表4 桃源～汀州線路主要工程量比較表

表5 卓然～汀州線路主要工程量比較表

3.4 主要工程量費用比較

不同跨越方式下，線路工程的本體投資差額主要是由鐵塔和基礎混凝土材料及施工安裝費引起的，根據預算定額計算規定和特高壓線路工程經驗，塔材按11 500 元/t、基礎混凝土按3 500 元/t、林木砍伐賠償按15 元/m2、森林植被恢復費省級以上生態公益林按30 元/m2、一般喬木、竹林地按15 元/m2計算［2］。根據林勘院提供的數據，桃源～汀州線路公益林約占39%，卓然～汀州線路公益林約占34%。不同跨越方式下線路工程主要工程量費用比較見表6、表7。

表6 桃源～汀州線路主要工程量費用表 單位：萬元

表7 卓然～汀州線路主要工程量費用表 單位：萬元

因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計時，雖然本體投資增加約7 414.4 萬元，但靜態投資減少約4 964.4萬元。

4 生態環境效益比較

4.1 水土流失

山區地形起伏，為降水匯流、土壤侵蝕與水土流失提供了動力學條件。山區線路砍伐林木植被，一方面減少的森林植被面積，一方面在搬運過程中將會再次破壞地表植被。根據專家數據，1 hm2森林每年大約可以減少水土流失量9 t［3］，因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計每年大約可以減少水土流失量3 132.9 t。

4.2 大氣環境效益

據專家數據，1 hm2森林1 年可吸收塵埃330 t～900 t、1 個月可吸收60 kg 的SO2、1 d 能放出735 kg 的O2、吸收1 005 kg的CO2、能分泌出30 kg 殺菌素、1 a 可以蒸騰水4500 t，1 hm2有林地比1 hm2無林地多蓄水300 t，等于1 座地下水庫［4］。

因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計時，1 a 可吸收塵埃11.48 萬t～31.32 萬t、1 個月可吸收SO220.89 t、1 d 能放出O2255.85 t、吸收CO2349.84 t、能分泌出殺菌素10.44 t、1 a 可以蒸騰水156.64 萬t，1 hm2有林地比1 hm2無林地多蓄水10.44 萬t。

5 結論

綜上可得，汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計時，雖然鐵塔數量、鐵塔使用呼高大大提高，引起的工程本體投資增加約7 414.4 萬元，但由于最大程度采用高跨設計，減少林木植被砍伐面積約348.1 hm2，工程靜態投資減少約4 964.4 萬元，同時還可以大大增加了水土保持、凈化空氣、涵養水源等環境效益。

因此福建汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設計是必要的，也是符合建設“資源節約型、環境友好型”新型綠色電網的建設理念。