杨文姬，孙中峰，乔锋，王愿昌

(1．山合林(北京)水土保持技术有限公司，100038，北京;2．水利部水土保持植物开发管理中心，100038，北京)

对华北地区500 kV输变电工程水土保持的认识与建议

杨文姬1，2，孙中峰2，乔锋1，2，王愿昌2

(1．山合林(北京)水土保持技术有限公司，100038，北京;2．水利部水土保持植物开发管理中心，100038，北京)

为了研究输变电工程建设过程中扰动土地面积分布特点，得出水土流失防治重点，为输变电工程水土流失防治工作提供技术支撑，以华北地区29项500 kV输变电工程为研究对象，统计分析变电站防治分区和输电线路防治分区不同地貌类型条件下各防治分区扰动土地面积空间分布特点和成因，并确定水土流失防治重点;通过分析植被恢复、铺设土工布和水泥灌浆桩基础等水土保持实用技术在不同地貌类型条件下防治水土流失和节约水土保持投资方面的实施效果，提出华北地区输变电工程水土流失防护重点部位与措施建议。

500 kV输变电工程;水土保持;华北地区

1 华北地区输变电工程扰动土地面积空间分布特点

以华北地区3省2市29项500 kV输变电工程为研究对象。项目区位置选取能够涵盖华北地区的具有代表性的山区、丘陵区和平原区等地貌类型。研究基础数据来源为华北地区29项输变电工程建设前、建设中、建设后各环节中的水土保持数据。建设前数据为可行性研究或初步设计阶段水土保持方案设计资料，建设中数据为工程建设期间的水土保持监测、水土保持监理或主体工程监理资料，建设后数据为工程结束后水土保持竣工验收技术评估资料。研究所选项目建设时间跨度为2006—2010年。

根据建设内容和施工特点，输变电工程一般分为变电站防治分区和输电线路防治分区。变电站防治分区包括站址区、进站道路区、施工生产生活区、站外防洪排水设施区、取(弃)土场区等。输电线路防治分区包括临时占地区和永久占地区，永久占地为塔基占地，临时占地包括塔基施工区、施工道路区、牵张场、材料场、取(弃)场等。根据GB 50434—2008《开发建设项目水土流失防治标准》［1］，输变电工程为建设类项目，水土流失主要产生在施工期，工程建成后因施工造成水土流失的各种因素在各项水土保持措施实施后逐渐消失，生态环境逐步得到恢复和改善，运行期间不再有大面积扰动地表的行为，不再产生新的水土流失，因此，施工期间的扰动土地面积直接决定了水土流失量的多少［2-4］。

1.1 变电站防治分区

1)平原区。华北地区平原区变电站周围土地利用类型多数为耕地，工程施工过程中弃渣较少，一般不发生独立的弃渣场。同时，农耕区的客观条件决定了平原区建设工程所需土方一般采取外购形式，不另设取土场。因此，变电站防治分区的水土流失主要发生在施工期间站内的土方开挖过程［5-7］。由于在施工阶段动土工程量较大，堆土及开挖面无植被保护，如遇降雨则容易造成大量水土流失，是水土流失重点防护区域。变电站进站道路的基础开挖、路堑回填、路面铺设、坡面防护、站外防洪排水设施修建等过程中挖填土石方量也较大，地表裸露时间相对较长，极易造成水土流失。当变电站站区及进站道路土建工程完工后，在设备架设过程基本不再产生新的水土流失。

2)丘陵区。丘陵区的变电站建设产生水土流失的区域主要为站区建设及进站道路施工开挖和站外排水设施的新建。另外，根据变电站具体地形条件和地质条件，少数变电站在建设中会产生取(弃)土场，增加了人为扰动土地面积。

3)山区。山区变电站一般选择建于山前较平坦的地区或冲(洪)积区;但由于地处山区，站址的防洪、排水设施必不可少，因此，在实际建设中，山区的变电站外护坡和排水沟工程量较大且设计标准较高，造成的土地扰动面积和水土流失面积也很大，所以变电站的护坡、排水工程与变电站区、弃土场区均为产生水土流失较多的区域。

变电站防治分区不同地貌类型扰动土地面积情况见表1。

1.2 输电线路防治分区

1)平原区。平原区占地类型以耕地居多，兼有少量泥沼地和盐池用地。平原区的变电站周围多数为耕地，工程施工过程中弃渣较少，一般不发生独立的弃渣场。因此，输电线路区的水土流失主要发生在施工期间，由于塔基施工需要大量开挖土方，地表裸露时间相对较长，极易造成水土流失［5］。通过对研究对象工程数据的统计分析得知，平原区塔基占地面积占输电线路区总占地面积的44.1%。其主要原因为施工道路部分可沿用原有农耕道路，且由于塔基开挖弃渣量少，弃渣场发生较少或不发生;因此，弃渣场和施工道路占地面积仅为线路总面积的16.7%。牵张场、材料站占地面积39.2%，所以，输电线路防治分区的水土流失主要产生在塔基开挖和牵张场、材料站的土地扰动中。

表1 变电站防治分区不同地貌类型扰动土地面积比例Tab．1 Proportion of disturbance areas of different geomorphic types in substations partitions %

2)丘陵区。丘陵区输电线路的塔基一般坐落在山丘上，需新建汽运道路，增加了弃方量［6］，所以，施工道路和弃土场成为产生水土流失的主要区域。根据工程所在地的具体地形条件，还需要修建排水设施，根据统计结果，丘陵区塔基占输电线路区总面积的29.8%，施工道路占31.4%，弃土场占总面积的26.5%，材料场和牵张场占总面积的12.3%。

3)山区。山区植被覆盖茂密，海拔高，山坡陡峭，塔基开挖中破坏面较大且较难恢复。近年来逐渐推广使用的飞艇架线、动力伞、索道架线等技术为减少施工道路创造了有利的条件，这种放线工艺不仅能使沿线农作物、树木免遭破坏，使施工人员不再徒步跨越障碍，同时大大缩短了工期，节约了成本，还能减少导线表面损伤。采用先进的施工工艺可以不对走廊进行清障，只对4个塔基基角进行降基处理。对于临时占地，施工阶段产生的水土流失主要是牵张场的建设、场地平整以及后期施工结束后的原地貌恢复工作［8-10］。对于施工道路，由于山区山高陡峭，在一些机械施工难度较大的地区采取人抬和牲畜驼运的方式解决施工材料上山问题，可大大减少因修建施工道路造成的水土流失。山区施工产生的弃渣堆放采用置于塔基下修建挡墙进行拦挡的方式，不再单设弃渣场，故弃渣场的扰动面积也相对较小。根据统计，山区塔基占地面积占线路区面积的35.7%，施工道路仅占18.1%，牵张场和材料站占45.7%;因此，山区塔基施工土地扰动和牵张场、材料场土地扰动产生的水土流失较为严重。

经过统计，输电线路防治分区扰动土地面积所占比例见表2。

表2 输电线路防治分区不同地貌类型扰动土地面积比例Tab．2 Proportion of disturbance areas of different geomorphic types in power transmission lines partitions %

2 华北地区输变电工程水土流失防治工作重点

1)平原区。平原区占地类型以耕地居多，水土流失轻微，且以水力侵蚀为主。根据研究结果，临时占地区水土保持措施采取恢复耕地代替植被恢复和工程措施的形式较为可行，后期管护由运行单位负责。另外，由于平原耕地区农耕道路纵横交错，很大一部分可作为塔基施工时的临时道路，因此，在设计阶段宜减少临时道路的设计，尽量利用原有道路，从而减少地表扰动和临时道路排水、道路绿化等的工程量。

由于输变电线路工程工期较短，一般线路基础施工及线路架设时间为5～8个月，所以，施工期避开农耕、农收时节可有效降低扰动地表的损失。

平原区线路塔基宜采用四角单独开挖，塔基中间空地留作耕作的形式，这样一方面占地面积减少，水土流失面积减少，另一方面塔基下空地可作为耕地使用。

2)丘陵区。塔基选点宜在坡顶，避开坡面可有效地减少占地面积。施工区铺设土工布，材料拌合、机械组装等工作在土工布上进行，施工结束后收起土工布，可有效地保护原地被物被破坏。

3)山区。山区海拔高，林地、荒草地居多，很多塔基选点都在高、陡的边坡上，为了减少占地面积、减少土石方开挖量，宜采用高低腿塔基形式，避免成片扰动和开挖土地，开挖的弃渣堆放在塔基四角周围，平整压实后设干砌石挡墙、浆砌石挡墙等拦挡措施，并在塔基上游坡面开挖截、排水沟，塔基下的空地进行植被恢复，从而综合防止塔基施工造成的水土流失。

高、陡边坡上的塔基施工材料宜采取扰动面积较小的人抬、牲畜驼运、高空架线等方式，因在山区修建汽运道路扰动地表面积较大且易产生大量弃渣，且弃渣的拦挡和存放以及汽运道路修建之后的恢复工作都成为施工结束后的难点。

对于施工中扰动的临时占地，由于人工绿化存在一定的困难，后期管护工作要求较高，恢复效果往往不理想，根据研究结果，山区采用人工干预下的植被恢复措施可克服人工绿化的不足，采取撒播或栽植当地乡土植物种的方式，可代替穴状整地栽植，植被恢复效率高，恢复效果理想。

3 输变电工程水土保持实用技术应用效果分析

水土保持实用技术应用效果见表3。可以看出:采用土工布覆盖技术可减少施工期间的水土流失量 16.47 t/hm2，占项目区水土流失总量的20.40%，采取植被恢复措施可减少水土流失量12.74 t/hm2，占项目区水土流失总量的15.95%，采用水泥灌浆桩塔基形式可减少水土流失量4.20 t/hm2，占项目区水土流失总量的13.08%，效果明显;在节约水土保持投资方面，采用土工布覆盖技术可节约投资1亿9 102.35元/hm2，占水土保持总投资的8.66%，采取植被恢复措施可节约投资1亿1 436万5 900元/hm2，占水土保持总投资的6.36%，采取水泥灌浆桩塔基形式可节约投资3 165.18元/hm2，占水土保持总投资的3.1%。可见:在华北地区输变电项目建设过程中，施工期间，采用铺设土工布技术减少水土流失量的效果最为明显，其次为植被恢复措施，在节约成本、减少水土保持投资方面，铺设土工布和植被恢复措施贡献率较大，均高于水泥灌浆桩技术;在不同地貌类型条件下，各种水土保持实用技术发挥的效果也很明显，但略有不同。在平原地貌类型条件下，无论是减少水土流失量还是减少水土保持投资，铺设土工布都具有较好的作用，减少水土流失量可占到水土流失总量的22.87%，节约的水土保持投资占到总投资的9.17%。在丘陵区，铺设土工布的水土流失防治效果略好于植被恢复措施，二者减少水土流失的量分别占总水土流失量的19.80%和16.62%，节约水土保持投资分别占水土保持总投资的10.44%和8.45%。在山区，铺设土工布防治水土流失效果也明显好于植被恢复措施，减少的水土流失量占水土流失总量的18.60%，可节约水土保持投资6.14%。

表3 水土保持实用技术在华北地区输变电工程中的应用效果Tab．3 Effects of practical technologies of soil and water conservation in power transmission engineerings in North China

4 结论与建议

1)华北地区不同地貌类型条件下输变电工程变电站防治分区水土流失空间分布特点:平原区变电站站址区施工期间地基处理、土方开挖和进站道路路基施工期间产生的水土流失比例较大，丘陵区和山区变电站站址区施工期间地基处理、土方开挖和站外防洪、排水设施扰动土地产生的水土流失比例较大。

2)华北地区不同地貌类型条件下输变电工程输电线路防治分区水土流失空间分布特点:平原区塔基开挖过程及牵张场、材料场施工扰动中产生的水土流失比例较大，丘陵区临时施工道路修建和弃土场扰动土地产生的水土流失比例较大，山区陡峭坡面的塔基开挖和牵张场、材料场扰动土地产生的水土流失比例较大。

3)华北地区不同地貌类型条件的水土保持实用技术应用效果:施工期间采用铺设土工布技术减少水土流失量的效果最为明显，其次为植被恢复;在节约成本、减少水土保持投资方面，铺设土工布和植被恢复贡献率较大，均高于水泥灌浆桩技术。

［1］中华人民共和国建设部．开发建设项目水土流失防治标准［M］．北京:中国计划出版社，2008:4

［2］水利部，中国科学院，中国工程院．中国水土流失防治与生态安全:水土流失数据卷［M］．北京:科学出版社，2010:1-96

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［4］赵永军．开发建设项目水土保持方案编制技术［M］．北京:中国大地出版社，2007:67-119

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［7］李世军．某输电线路钻孔灌注桩基础工程施工方法［J］．西部探矿工程，2006，128(12):63-64

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Understanding and recommendation for soil and water conservation of 500 kV power transmission engineering in North China

Yang Wenji1，2，Sun Zhongfeng2，Qiao Feng1，2，Wang Yuanchang2
(1．Shanhelin(Beijing)Soil and Water Technology Limited Company，100038，Beijing;2．Plant Development Center for Soil and Water Conservation，100038，Beijing:China)

Based on 29 samples of 500 kV power transmission engineering in North China，geographic distribution characteristics of disturbance area in different geomorphic types are obtained and the causes are analyzed．All these inclusions lead to get the emphasis partitions of power transmission engineerings．Several practical technologies，such as revegetation，geotextile lying and cement grouting transmission tower foundation，are introduced．The application effects of these technologies，which embodied in soil and water loss cutting down and investment reducing，have been verified．Some recommendations were given for soil and water conservation of power transmission engineerings in North China，which could be technical supports on soil and water conservation．

500 kV power transmission engineerings;soil and water conservation;North China

2011-07-09

2011-09-30

杨文姬(1980—)，女，博士，工程师。主要研究方向:水土保持与荒漠化防治，开发建设项目水土保持验收技术评估。E-mail:lily_winner@163．com

(责任编辑:宋如华)