華雪瑩 姚為方 趙吳鵬 邢 琛
(1 安徽新力電業科技咨詢有限責任公司 安徽合肥 230601 2 國網安徽省電力有限公司電力科學研究院 安徽合肥 230601 3 國網安徽省電力有限公司安慶供電公司 安徽安慶 246000)
近年來,國內加快了輸電線路的建設,由于安徽省特殊的地理位置,“皖電東送”、“西電東送”及“北電南送”這三項特高壓工程均途徑安徽省境內,直至2020 年,安徽省特高壓形成了“三進三出”樞紐電網。
輸電線路在建設的過程中會進行一系列的地表活動,會對原有地表產生很大破壞,因此產生很大擾動,不可避免地改變了建設區域的土壤結構,同時破壞了原有植被和地形地貌,增加水土流失量,對安徽省生態環境造成較大破壞[1]。在輸電線路工程建設過程中給予正確的引導,并實施水土保持防治措施,對有效地緩解安徽省水土流失的現象意義重大。
安徽省位于我國大陸東部,地處淮河、長江、新安江三大流域。地貌主要為平原、丘陵、山地等,類型齊全。全省多年平均氣溫14~17℃,多年平均降水量800~1800mm,雨量豐沛且集中在夏季,尤其是皖南山區和皖西大別山區,夏季降水量大,暴雨集中,大量雨水沖刷山坡會引發山洪、滑坡等地質災害。在自然條件和人為因素的雙重影響下,導致了安徽省水土流失較為嚴重的局面。水土流失嚴重地區主要分布在皖西和皖南,其中水土流失面積前三的分別為六安市、安慶市及宣城市,具體水土流失面積見表1。

表1 安徽省水土流失嚴重地區
輸電線路是線性工程,屬于建設類項目,具有以下特點:線路長且跨巨大、范圍廣且分散點多、擾動面積大且沿線地形地貌復雜等,因此會加劇水土流失現象。
由于輸電線路桿塔的架設、塔基的開挖、線路的架設、電纜敷設等一系列對原地貌、土地植被產生重大影響的活動均發生在施工期階段,所以施工期階段產生的水土流失最為嚴重;而運行期階段植被恢復過程中自然因素造成的水土流失基本較輕微,因此,水土流失具有階段性[2]。
輸電線路工程包括塔基施工、電線架設及電纜敷設。塔基施工會使地表植被失去原有防沖、固土的能力,造成水土流失,其主要原因為施工場地的平整、開挖、填筑而發生的破壞性活動[3]。電線架設需要施工道路,道路的開挖、林木的砍伐、植被的踐踏、混凝土路面的澆灌等一系列措施都會加劇水土流失。電纜敷設時地表基槽的開挖以及棄土棄渣的不合理堆放都會破壞原有的植被,導致水土流失加劇。牽張場區地表會板結,降低原有地表植被的水土保持功能,主要原因為施工活動中機械工作、材料堆放以及汽車運輸裝卸和掉頭等一系列的活動造成對土地的占壓[4]。
安徽省包括不同的水土流失類型區,其中主要以水利侵蝕為主,具體表現形式為坡面面蝕、淺溝侵蝕及小切溝侵蝕,皖南和皖西部分山區還存在著滑坡、崩塌和泥石流的復合侵蝕。各種水土流失類型區及形式需要不同的水土保持措施和模式,這增加了安徽省內輸電線路水保工作的難度。
根據不同的地形地貌、天然侵蝕背景值的不同及水土流失類型差異,在確定水土流失防治標準和水土流失防治措施時應因地制宜,避免“一刀切”。因此,輸電線路工程應先按安徽省地形地貌劃分平原區、丘陵區、山地區一級防治區,再結合線路路徑、項目占地類型、施工現場布置等進行二級分區,包括塔基區、臨時道路區、牽張場區、棄渣點等。
對于丘陵區和山地區,由于線路工程需新修臨時道路,地形因素導致水土流失較為嚴重,所以二級和三級分區無太大差別,主要的不同之處體現在防治措施上[5]。
平原區二級分區包括:塔基區、塔基施工臨時占地區、牽張場區及電纜敷設區。丘陵區和山地區二級分區除平原區二級分區外,還包括臨時施工道路區和棄渣場區。
輸電線路工程選址選線時,應優先選取地形平緩、地質條件好的地段,塔位應盡量避開陡坡、溝道以及易發生山洪、泥石流、塌方、滑坡等不良地段。如無法另外選址選線,可采用直線轉角塔或帶小轉角的直線塔等措施,避讓不良塔位。應結合不同的地形地貌選擇合適塔形,平原地區選擇平腿鐵塔;對于丘陵區和山地區則選擇高低腿鐵塔。在坡度加大山地區則可采用高低腿鐵塔配合使用高低立柱基礎的方法,達到減少降級的目的,最大限度的減少施工基面開挖量,有效地減少水土流失。
當塔基位于山地區或是丘陵區時,為保持坡面穩定,防止水土流失,在塔基平整與土石方開挖前,應按要求修建護坡和擋土墻[6],否則將發生重大水土流失事件,如圖1(a)所示,在塔基區修建護坡和未修建護坡水土流失情況不同,未修建護坡的塔基區發生溜坡溜渣。在施工過程中,應采用底板墊底,避免混凝土漿影響植被恢復;應設置泥漿沉淀池,對鉆渣泥漿進行沉淀和固化處理,避免對周圍農田和魚塘的影響,如圖1(b)所示;施工期表土需臨時堆放和防護,并用編織袋覆蓋;棄土、棄渣應運送至指定點堆放;施工完成后,應及時進行復耕復綠,避免因地表裸露引起水土流失。

圖1 塔基區水土保持措施無人機及現場影像
牽張場應盡量選擇靠近現有公路且地形開闊、平坦的地方。施工期應文明施工,對場地進行保護,不得大面積砍伐樹木,損壞林草,可以在牽張場內鋪設一定數量的彩條布,以減少對地表的擾動,如圖2所示。施工結束后,清理場地,清理廢棄物,坑凹回填,平整土地,人工施肥,機械耕地,按土地原有使用功能復耕復綠。對于山地區土層貧瘠的地區,進行植被恢復時,應利用施工前剝離的表土在施工擾動區域覆土,以利于植被的快速恢復[7]。

圖2 牽張場施工現場無人機影像
臨時施工道路應盡量利用原有公路或道路,如圖3 所示。對于新建的施工道路,應對路面進行完全固化,并修好臨時截、排水溝,減少雨水沖刷。施工前先進行清基和表土剝離,還要將原有樹木、植被移植;施工結束后,將剝離的表土回填在需要恢復耕地和需要實施綠化的區域,然后對道路土質邊坡撒播草籽以減少水土流失。

圖3 施工時利用原有道路作為臨時施工道路
平原區的單個桿塔塔基施工開挖產生的棄渣較少,應盡量就地消化,回填后剩余的土石方用于恢復植被。丘陵區、山地區由于坡度較大,余土較多,則堆放在塔基附近的緩坡或低洼地帶,當棄渣場位于緩坡地帶時,首先需在棄渣場底部邊緣修建擋渣墻,棄渣時應按邊坡分層堆放,分層夯實,以防渣堆倒塌,其次渣場頂部應依山勢開挖環狀截水溝;當棄渣場位于低洼地帶時,應將棄土棄渣逐層傾倒、碾壓,渣頂不得高出地面。棄渣場整治時,宜采用魚鱗坑、穴狀種草,栽植小灌木,且在魚鱗坑、坑穴底部用粘土做成防滲層,再回填耕植土,利用營養優勢,使棄渣場局部先行恢復植被,再慢慢衍生出來。如圖4 所示。

圖4 棄渣場區攔渣措施
電纜敷設多發生在市區,一般沿公路車道敷設,應采取設置圍欄的方式進行封閉施工,基槽開挖的土石方應及時運至城市垃圾填埋場或指定場地,不能臨時堆放在施工區,否則,降雨時會對施工區附近的道路交通和市容市貌產生很大的影響,嚴重時會影響城市排水系統的正常運行。施工完畢后,拆除圍欄,清理施工現場。
安徽省自然環境復雜,包括平原區、丘陵區、山地區不同的水土流失類型區,其成因、強度、特點都各不相同,因此,對于防治的措施和技術要求存在差異。輸電線路建設過程中經過的不同地段和時段的地貌、降水、土壤、植被等都存在較大差異,因此引發的水土流失特點也存在較大差異,所以在實際建設過程要結合具體的線路路徑、施工工藝、建設環境等給出針對性的水保措施。實際執行過程中要把握好根本原則,輸電線路水土保持措施要嚴格執行“三同時”要求,施工進度安排堅持“保護優先,先擋后棄,及時跟進”的原則,盡可能的減少新增水土流失。雖然輸電線路水土流失具體發生時間多為施工階段,但若能在規劃、設計階段明確輸變電工程項目中水土流失問題的防治管理目標,通過分區防治管理以及合理規劃防治布設等方式,提升輸變電工程中水土流失問題的解決效率,能更大程度地減少輸電線路水土流失[7],實現輸電線工程與環境的可持續發展,切實履行國家電網公司奉獻清潔能源的社會責任。