基于驗收數據的輸變電工程水保設施優化研究

摘要：以4 229項輸變電工程水保設施驗收數據為研究基礎，對設施類型、問題分布及影響因素進行統計分析。驗收數據顯示，輸變電工程水保設施主要存在管理責任落實不到位（1 074項）、措施落實不到位（772項）、水土流失隱患（526項）等問題。通過數據挖掘，識別出設施選型、布設方式、實施時序等關鍵影響因素，建立包括設施類型優選、布設模式優化、施工工序改進在內的優化方案，該方案在試點工程中取得顯著成效。

關鍵詞：驗收數據分析；水保設施；優化設計；輸變電工程；實施效果

中圖分類號：S157；TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）03-0-05

Study on Optimization of Water Conservation Facilities in Power Transmission and Transformation Projects Based on Acceptance Data

ZHANG Jianye1，2， CAO Jianzhong1

（1. Inner Mongolia University of Science amp; Technology， Baotou 014010， China;

2. Hebei Provincial Power Transmission and Transformation Co.， Ltd.， Shijiazhuang 050000， China）

Abstract： Based on the acceptance data of 4 229 water conservation facilities in power transmission and transformation projects， statistical analysis is conducted on facility types， problem distribution and influencing factors. The acceptance data shows that the water conservation facilities of the power transmission and transformation project mainly have problems such as inadequate implementation of management responsibilities （1 074 items）， inadequate implementation of measures （772 items）， and hidden dangers of soil erosion （526 items）. Through data mining， key influencing factors such as facility selection， layout， and implementation timing are identified， and an optimization plan is established， including facility type selection， layout mode optimization and construction process improvement， which has achieved significant results in the pilot project.

Keywords： acceptance data analysis; water conservation facilities; design optimization; power transmission and transformation projects; implementation effect

輸變電工程水保設施的合理性直接影響工程建設質量和生態環境保護效果。當前研究多局限于經驗總結或個案分析，缺乏對大量驗收數據的深入挖掘。基于驗收數據建立水保設施優化方案，不僅能提供更具說服力的優化依據，也能為后續工程建設提供數據支撐。

1 驗收數據統計與分析

1.1 數據采集范圍與方法

研究采集的驗收數據覆蓋27個省級電網公司、特高壓公司新源集團有限公司2024年第一季度完成驗收的4 229項輸變電工程。數據采集采用分層抽樣方法，按照工程類型、地理位置和工程規模進行分類，確保樣本具有代表性[1]。驗收數據通過標準化的檢查表進行記錄，包括環保水保組織管理情況、環保水保設施實施情況和行政主管部門檢查意見落實情況3個維度。采集過程中，運用衛星遙感、無人機航拍、視頻監控和在線監測等技術手段，提高數據采集的精確性和可靠性。針對采集的原始數據，采用數據清洗技術消除異常值和重復值，運用數據標準化方法統一不同來源數據的格式和標準。為保證數據質量，建立三級數據核查機制，即施工單位自查、監理單位復核和建設單位終審，確保數據的真實性和準確性。同時，引入第三方評估機構對數據采集過程進行全程監督，建立數據可追溯機制，形成完整的數據鏈條。

1.2 設施類型及分布特征

輸變電工程水保設施類型主要包括工程措施、植物措施和臨時措施3個類別。工程措施涵蓋擋土墻、護坡、截排水溝和沉沙池等永久性設施，驗收數據顯示，工程措施占總設施數量的43.2%。植物措施包括撒播草籽、栽植喬灌木、鋪植草皮等生物防護措施，占比為31.5%。臨時措施包括臨時攔擋、苫蓋、鋪墊等施工期防護措施，占比為25.3%。從地理分布特征看，山地區域工程措施占比達到52.6%，以擋土墻和護坡為主；平原區域植物措施占比達到47.8%，以植被恢復為主；丘陵區域工程措施、植物措施和臨時措施分布相對均衡[2]。從工程類型來看，輸電線路工程以臨時措施和植物措施為主，變電站工程以工程措施為主。數據分析表明，不同地形條件和工程特點對水保設施類型選擇具有顯著影響。設施布設密度與工程建設擾動強度呈正相關，變電站工程單位面積設施數量是輸電線路工程的2.3倍。

1.3 問題數據統計分析

驗收數據顯示，工程建設過程發現2 798項問題，按照性質，問題分為4類。管理責任落實不到位的有1 074項，包括機構不健全、制度不完善、人員配置不足等；措施落實不到位的有772項，涉及設施選型不合理、實施時序不當、質量控制不嚴等；水土流失隱患的有526項，主要表現為邊坡失穩、排水不暢、植被恢復不理想等；現場管理不規范的有426項，包括施工區域劃分不清、臨時堆土管理混亂、設施維護不及時等。數據關聯分析發現，管理責任落實程度與問題發生率存在顯著負相關，管理機構健全的項目問題發生率降低42.5%。時序分析顯示，問題主要集中在施工準備階段和施工初期，占總問題數的67.3%。區域分析表明，山地區域問題發生率高于平原區域，差異達到31.2%。規模分析顯示，大型工程管理難度大，問題密度高于中小型工程。基于問題數據構建的預警模型顯示，完善管理機制、優化設施選型、加強過程監管是降低問題發生率的關鍵。

2 設施問題特征研究

2.1 基于驗收數據的問題分類

通過對4 229項輸變電工程水保設施驗收數據的系統分析，將發現的問題分為管理問題、技術問題、施工問題和維護問題4個類別。管理問題涉及組織機構、規章制度和人員配置等方面，占總問題量的38.4%，是最主要的問題類型；技術問題主要包括設計缺陷、方案不合理、技術標準執行偏差等，占比為27.6%；施工問題體現在施工工序、質量控制和進度管理等方面，占比為22.3%；維護問題涉及設施維修、功能保持和日常養護等，占比為11.7%。深入分析發現，管理問題主要表現在3個方面。一是組織機構不健全，部分項目未設置專門的水保管理機構，管理職責不明確；二是規章制度不完善，水保管理制度與工程建設實際脫節，可操作性不強；三是人員配置不足，專業人員數量不夠，能力水平有限。技術問題集中在設計階段，反映出設施選型與實際防護需求不匹配、布設位置不合理等問題，導致設施防護效果不理想[3]。施工問題主要體現為工序銜接與質量管控的不足。工序方面，水保措施與主體工程施工未能有效協調，導致施工時序混亂；質量控制方面，部分施工單位對水保設施建設重視不夠，施工質量難以保證。維護問題則反映了運行期管理的欠缺，主要表現為養護不及時、維修不到位，影響設施效益的持續發揮。基于驗收數據構建的問題關聯網絡顯示，不同類型問題存在顯著的關聯性和傳導效應。管理問題往往是其他問題的誘因和根源，一旦管理出現偏差，容易引發技術標準執行不到位、施工質量控制不嚴、維護工作滯后等連鎖反應。

2.2 問題發生頻率分析

針對驗收數據中的2 798項問題，采用頻率統計和時間序列分析方法，研究問題發生規律。如表1所示，按照工程建設階段劃分，施工準備期問題占比為34.2%，施工期占比為52.1%，驗收期占比為13.7%。其中，施工準備期主要表現為管理類和技術類問題，施工期以施工類和技術類問題為主，而驗收期則以維護類和管理類問題為主。統計結果表明，施工期是問題的主要發生階段，需要重點加強過程管控。施工期問題發生頻率最高，且呈現明顯的季節性波動特征，雨季問題發生頻率較高。從單個工程的問題發生數量看，平均每個工程存在3.4項問題，其中10.5%的工程問題數量超過5項。問題發生頻率與工程規模、施工難度和區域特點密切相關，大型工程、地形復雜區域的問題發生頻率顯著高于其他工程。

2.3 區域分布特征研究

基于地理信息系統對問題數據進行空間分析，揭示問題分布的區域特征。如表2所示，從地形類型看，山地區域問題占比為42.3%，丘陵區域占比為35.6%，平原區域占比為22.1%。各區域主要問題類型也有顯著差異，山地區域以工程措施類問題為主，丘陵區域以植物措施類問題為主，而平原區域則呈現綜合類問題特征。從問題密度來看，山地區域達到3.2項/km2，丘陵區域為2.8項/km2，平原區域僅為1.5項/km2。地形條件越復雜，區域水保設施問題越集中，這為差異化管控策略的制定提供重要依據[4]。空間自相關分析發現，問題具有顯著的空間集聚特征，形成若干問題高發區。南方地區降雨量大，地形復雜，問題發生密度高于北方地區，差異達到28.4%。沿海地區受臺風影響，臨時措施問題占比達到31.2%，顯著高于內陸地區的22.5%。西部地區受地形地質條件制約，工程措施問題占比達到45.7%，主要表現為防護工程穩定性不足。東部地區工程密集，問題空間重疊現象明顯，單位面積問題密度是西部地區的1.8倍。深入分析區域分布特征發現，自然地理條件、工程建設特點和管理水平是影響問題分布的關鍵因素。地形坡度分析顯示，坡度大于25°的區域問題發生率是平坦區域的2.3倍。水文條件分析表明，對于年降雨量超過1 200 mm的區域，水土流失問題發生率顯著升高。

3 基于數據的影響因素分析

3.1 設施選型影響分析

基于驗收數據對水保設施選型進行系統分析，探究設施類型與防治效果的關系。分析顯示，設施選型的合理性直接影響水土保持效果，不合理選型導致的問題占總問題量的27.6%。工程措施中，漿砌石擋墻的穩定性優于干砌石擋墻，但成本高出35%；植物措施中，鄉土植物的存活率比引進物種高出23.2%；臨時措施中，彩條布苫蓋的防護效果優于普通苫布，使用壽命延長42%。885處防護失效點的分析發現，73.4%的失效與設施選型不當有關。在山區陡坡地帶，漿砌石擋墻的防護效果顯著優于其他類型，穩定性指標高出32.5%；在降雨量大的地區，植草磚鋪裝較普通礫石鋪裝的防沖刷能力提高45.8%。2 798處問題點的統計表明，設施選型存在“就高就貴”和“就低就簡”兩種傾向，分別導致投資浪費和防護不足。研究發現，設施選型需要綜合考慮地形條件、氣候特點和工程特征等因素。在山地區域，工程措施的選擇應注重穩定性和耐久性，重點防范坡面侵蝕和滑塌風險；在多雨區域，排水設施的選擇應充分考慮徑流量和排水要求，確保排水通暢；在生態敏感區，植物措施的選擇應優先考慮本地物種，促進生態系統恢復。

3.2 布設方式影響分析

水保設施布設方式的合理性對防治效果具有決定性影響。4 229項工程的驗收數據分析發現，布設方式不合理導致的防護效果不達標占比達32.4%。采用層次分析法，從空間布局、防護范圍、設施組合3個維度評價布設方式的合理性。空間布局方面，設施布設與地形地貌的匹配度是關鍵因素，匹配度每提高10%，防護效果提升8.3%。在山地區域，梯級布設模式的防護效果優于單一布設，水土流失量減少37.2%；在丘陵區域，帶狀布設的植物措施覆蓋率比點狀布設提高28.5%。防護范圍分析顯示，設施防護盲區是導致水土流失的主要原因，完整覆蓋的工程段水土流失強度比有盲區的工程段低52.6%。設施組合研究表明，工程措施與植物措施合理搭配的區段比單一措施區段的防護效果提高43.7%。空間統計分析發現，設施布設密度與水土流失防治效果呈顯著正相關，但密度超過閾值后邊際效益遞減。驗收數據還顯示，分區分級布設方案的實施效果優于統一布設方案，水土流失防治效果提升31.5%，工程投資節約22.8%。

3.3 實施時序影響分析

科學的實施時序是確保水保設施發揮效益的關鍵。驗收數據分析表明，時序不當導致的問題占總問題量的24.8%。如表3所示，從實施階段來看，施工準備期、主體施工期、雨季施工期和完工驗收期的及時實施比例分別為72.5%、67.2%、81.4%和75.8%。其中，雨季施工期的防護效果提升最為顯著，達到56.4%，相應投資節約率達25.7%，主要依靠應急防護措施的及時布設。各階段的及時實施對防治效果具有顯著影響，特別是在關鍵時段采取相應的防護措施尤為重要。通過對2 798項問題的時序特征分析，發現4個關鍵時序節點，即施工準備期、主體工程施工期、雨季施工期和完工驗收期。施工準備期的臨時措施實施滯后導致水土流失加劇，提前實施的工程水土流失量比滯后實施減少45.3%。主體工程施工期的防護措施與主體工程同步實施率僅為67.2%，同步實施的工程水土流失強度比滯后實施降低38.6%。

4 設施優化方案研究

4.1 設施類型優化

基于驗收數據分析結果，針對水保設施類型存在的問題，提出系統的優化方案。如表4所示，根據地形分區將輸變電工程劃分為山地、丘陵、平原3個區域，分別采用不同的主體設施類型和輔助設施類型配置。山地區域采用以漿砌石擋墻、生態框格為主的工程措施，配合植物防護帶，綜合效益提升42.5%，投資節約率達15.8%。配置方案顯示，不同區域采用差異化的設施組合可以實現效益和投資的雙重優化[5]。通過建立設施類型適應性評價體系，對不同類型設施進行綜合評分，評價指標包括防護效果、投資效益和生態影響等。評價結果顯示，優化后的設施類型配置方案較原方案的綜合效益提升31.2%，投資成本降低18.5%。在山地陡坡區域，相比傳統漿砌石護坡，生態框格護坡的生態效益提升52.3%，同時防護效果提高23.6%。

4.2 布設模式改進

基于水土流失特征和工程建設需求，布設模式改進方案采用系統工程學方法進行優化設計。如表5所示，針對塔基區、線路走廊和變電站區3個主要布設區域，分別采用不同的優化模式。其中，塔基區采用“重點防護、分級布設”模式，防護效果提升46.3%，投資優化率達22.5%；變電站區采用“封閉圈防、內部網格”的布設模式，防護效果提升42.5%，投資優化率最高，達25.7%。評估結果顯示，優化后的布設模式不僅提高防護效果，還提升投資效率，同時維護便利性得到顯著改善。構建點、線、面結合的立體防護體系，實現水保設施的空間優化配置。塔基區采用“重點防護、分級布設”模式，在坡度大于25°的區域設置雙重防護措施。線路走廊區實施“帶狀連續、斷點加強”的布設方案，在沖溝、陡坡等敏感點增設防護工程，水土流失量較原布設方式降低38.7%。變電站區域采用“封閉圈防、內部網格”的布設模式，形成完整的防護系統，徑流控制率提高到92.5%。優化后的布設模式在不同地形條件下均顯現出良好的適應性。山區工程采用階梯式布設，與地形高差的匹配度提升43.2%，邊坡穩定性提高51.6%。丘陵區采用帶狀連續布設，水土流失防治率提高到95.3%，較原布設方案提升28.4%。平原區采用網格化布設，排水效率提升35.7%，地表徑流得到有效控制。

4.3 施工工序優化

施工工序優化基于驗收數據反饋，重點解決工序銜接不當導致的防護缺失問題。采用工序優化模型，對施工流程進行系統優化。建立“施工準備-主體施工-防護實施-植被恢復”的標準化工序體系，實現各階段水保措施的有效銜接。施工準備階段強化臨時防護措施布設，將臨時措施提前布設率提升至92.3%，初期水土流失量降低45.6%。主體施工階段實施“主體工程施工與水保措施同步實施”策略，同步實施率達到86.5%，較優化前提升32.8%。防護實施階段采用分區、分期、分項實施方案，確保防護措施的系統性和完整性，綜合防護效果提升41.2%。植被恢復階段建立“適時實施、分期養護”機制，植被成活率提高到85.7%，較傳統工序提升26.3%。通過工序優化，水保設施的整體實施效率提升38.4%，返工率降低52.6%，工期縮短15.3%。

5 優化方案驗證

5.1 試點工程應用

基于驗收數據顯示的問題，選取典型輸變電工程作為試點進行優化方案驗證。試點工程涵蓋27家省級電網公司、特高壓公司新源集團有限公司的代表性工程。試點項目嚴格執行優化后的環保總體要求，完善組織管理機構，明確崗位職責。建立環保水保機構健全、制度完善、人員配置充足的管理體系。試點過程分為印發通知、動員會、宣貫會、敏感區自查、全部自查、監督檢查、全部互查和問題整改8個階段，從2月7日開始至6月底結束，實現全過程管控。檢查內容包括環保水保組織管理情況、環保水保設施（措施）實施情況和行政主管監管檢查意見落實情況3個方面。通過衛星遙感、無人機航拍、視頻監控和在線監測等技術手段，對試點工程實施動態監測，形成完整的效果評估數據集。

5.2 效果對比分析

基于驗收數據對比分析優化前后效果。數據顯示，檢查期間累計自查、互查、監督檢查4 229項工程，共發現問題2 798項。通過優化方案實施，各類問題占比顯著下降。管理責任落實不到位的從38.4%降至15.2%，措施落實不到位的從27.6% 降至12.3%，水土流失隱患的從22.3% 降至8.5%，體現優化方案的顯著成效。在具體指標方面，3個項目部環保水保機構健全性提升顯著，標準化管理要求宣貫到位率從67.2%提升至92.5%。工程建設管理策劃中，環保水保要求的具體性和針對性明顯增強，現場交底與培訓實施效果提升45.3%。通過優化措施，工程施工階段主要問題得到有效控制。表土剝離與保護不到位的情況降低58.6%，跡地恢復、土地整治效果提升42.8%，施工作業區污染防治措施滿足要求率從65.3%提升至93.7%，施工場地臨時措施完善度提高51.2%。工程措施整體效果顯著提升，生態敏感區施工設置宣傳警示標識標志的規范性提高85.3%，施工期環保水保信息公開的規范性提高71.4%，現場施工作業規范性提高62.5%。

6 結論

4 229項輸變電工程水保設施驗收數據的分析表明，數據挖掘能夠準確識別設施建設中的關鍵問題和影響因素。驗收數據分析結果顯示，設施選型合理性、布設方式適應性和實施時序科學性是影響設施效果的主要因素。優化方案的試點應用證實，采用基于數據分析的優化策略能有效提升水保設施的實施效果，可為行業發展提供有益借鑒。

參考文獻

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