交流特高壓線路工程建設中的環(huán)境保護措施

李震宇

（國家電網(wǎng)公司，北京市，100031）

0 引言

建設特高壓電網(wǎng)是為了適應我國能源資源與需求逆向分布的狀況，服務于大范圍、遠距離、大規(guī)模輸送能源的需要。隨著全社會環(huán)保意識的不斷增強，特高壓輸變電工程的環(huán)境影響也備受各界關注。盡可能減少特高壓輸電工程對環(huán)境的影響，是特高壓電網(wǎng)建設的重要內(nèi)容之一[1-9]。

輸變電工程建設期間的環(huán)境影響包括：對生態(tài)環(huán)境的影響，水土流失的影響，線路走廊的土地占用、選線選址與相關規(guī)劃的符合性和相容性，景觀影響等。當輸變電工程投運后，電磁影響成為主要的環(huán)境影響，其主要指標是地面電場強度、工頻磁場、無線電干擾及可聽噪聲等。相對于輸變電工程在建設期間的環(huán)境影響研究來說，國內(nèi)外研究者對輸變電工程的電磁環(huán)境影響更為關注[10-13]。

1000 kV晉東南－南陽－荊門特高壓交流試驗示范工程作為我國第1條特高壓輸電線路，在建設過程中針對輸變電工程對環(huán)境影響的特點，基于前期的科研成果，在線路路徑選擇、電磁環(huán)境影響控制、自然保護區(qū)環(huán)境影響控制、水土保持、施工環(huán)保等方面采取了一系列環(huán)保措施，為將該工程建設成為環(huán)境友好工程作出了重要貢獻。

1 線路工程概況

1.1 基本參數(shù)

特高壓交流試驗示范工程起于晉東南站，途徑南陽站，止于荊門站，經(jīng)山西、河南、湖北3省，途經(jīng)22個縣級行政區(qū)，在河南溫縣境內(nèi)跨越黃河，在湖北鐘祥境內(nèi)跨越漢江，全線單回路架設，線路全長約645 km，自然輸送容量5000 MW。

該工程一般線路采用8×LGJ-500/35鋼芯鋁鉸線，國家級獼猴保護區(qū)采用8×LGJ-630/45鋼芯鋁鉸線，地線及光纜分別為JLB20A-170、OPGW-175。直線塔主要采用酒杯塔和貓頭塔，耐張塔采用干字型桿塔；直線酒杯塔絕緣子串中相為“V”串、邊相為“I”串，三相導線水平排列；直線貓頭塔絕緣子串中相為“V”串、邊相為“I”串，三相導線三角排列。基礎型式有現(xiàn)澆階梯式基礎、柔性大板基礎、樁基礎、巖石嵌固基礎、全掏挖基礎、插入式基礎等。全線共有49種塔型，1284基鐵塔，全線鐵塔總質量超過9萬t。

1.2 建設范圍的自然環(huán)境

該工程所經(jīng)地區(qū)高山占17.0%，山地占16.7%，丘陵占23.2%，泥沼占7.2%，平地占35.9%。沿線林業(yè)資源基本為人工造林，山西境內(nèi)植被稍差；河南、湖北境內(nèi)自然植被較好，林木茂盛，平地及緩坡區(qū)域均被開墾為耕地，平原區(qū)域的耕地基本為農(nóng)田。沿線大部分地段交通條件便利。

1.3 對環(huán)境的影響分析

輸電線路的施工建設具有跨距長、點分散等特點。施工期的環(huán)境影響主要包括：（1）臨時占地，施工過程中線路和塔基需臨時占用部分土地，使部分農(nóng)作物、果樹、高大喬木等遭到短期損壞；（2）人員及車輛進出，施工爆破等對當?shù)鼐用窦耙吧鷦游飳a(chǎn)生不良影響；（3）塔基座澆筑、基面開挖，破壞了原有地貌及植被，產(chǎn)生水土流失等。

2 特高壓線路路徑選擇中的環(huán)保原則

2.1 路徑協(xié)議

在線路路徑選擇的過程中，對沿線與環(huán)境有關的地方政府、城市規(guī)劃、環(huán)保、郵電、軍事、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、國土、廣播、交通、文物等部門進行了調(diào)研和路徑協(xié)調(diào)工作，并根據(jù)當?shù)爻鞘邪l(fā)展規(guī)劃及有關部門和群眾的意見進行了線路優(yōu)化，盡量減少工程對環(huán)境的影響。

2.2 路徑選擇原則

（1）對于沿線所經(jīng)地區(qū)的自然保護區(qū)、文化名村、旅游風景區(qū)、歷史文物遺址、森林公園采取避讓的原則，保護自然生態(tài)文化環(huán)境。

（2）盡量避開人口密集區(qū)、城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)、軍事用地、工業(yè)企業(yè)、礦產(chǎn)資源、水利設施等。

（3）盡量避開民房，減少拆遷民房的數(shù)量。線路附近房屋所在位置最大未畸變電場強度應不大于4 kV/m，對臨近居民區(qū)的線路采取提高導線對地距離等措施滿足電場強度的要求。

（4）線路經(jīng)過的地區(qū)在地質、地貌方面應經(jīng)濟合理、安全可靠，盡可能避開不良地質帶。

（5）遠離機場、火車站、碼頭等，并滿足機場凈空要求，同時在線路上設航空障礙標志。輸電線路在跨越河流時，不在水中立塔，避免線路對航運和河道泄洪能力的影響，并按相應的最高通航水位及最大空載船舶高度設計考慮足夠的安全凈空，以利航運安全。

考慮到運維人員巡視和定期檢修的需求，在選線時盡量靠近道路，減少對生態(tài)的影響和破壞。

2.3 交叉跨越林區(qū)、公路時的環(huán)保建設原則

為減少林木砍伐和破壞，線路建設盡量避開大片林區(qū)，對實在無法避開的少量片狀林木和道邊樹，采取高跨方案。在線路跨越集中林區(qū)時均采用高塔跨越建設方案，原則上不砍伐樹木。高速公路、鐵路兩側以及有景觀要求的交叉跨越區(qū)域，安全距離不足時，按置換樹種考慮，并與相關單位協(xié)商達成一致意見后，置換為自然生長高度較低的樹種。對施工中破壞的林地，在異地進行植樹恢復。

線路與公路、鐵路、通訊線、電力線、河流交叉跨越時，嚴格按照不影響其安全距離的要求并留有足夠凈空距離。

3 特高壓電磁環(huán)境影響的環(huán)保措施

3.1 特高壓電磁環(huán)境的控制

根據(jù)特高壓交流示范工程前期的專題研究和國外研究資料，考慮到無線電干擾限值的參考距離為邊相導線外投影20 m，為與之一致，可聽噪聲限制指標也以邊相導線外投影20 m為參考距離。1000 kV輸電線路的噪聲限值指標為55 dB（A），這個數(shù)值符合我國有關環(huán)境噪聲的國家標準，且能使特高壓輸電線路的投資較為合理[14-15]。

對單回路8×500 mm2截面導線水平、三角排列情況下，中相對地距離不同時的地面電場強度、工頻磁場、無線電干擾及可聽噪聲進行了計算。結果表明，導線最小對地距離在12～28 m時，每種布置方式對應的4 kV/m的走廊寬度與導線對地高度基本無關。

考慮自然輸送功率，導線電流取2.59 kA，對地最低高度取15～23 m，計算地面最大磁感應強度均小于35 μT，遠小于環(huán)保總局要求的0.1 mT，說明工頻磁場對線路電磁環(huán)境影響不大。

無線電干擾計算值、可聽噪聲值也均滿足要求；無線電干擾、可聽噪聲對居民的無線通訊、接收電臺、收視等基本無影響。

3.2 交叉跨越西氣東輸管道的保護措施

特高壓線路受國家級獼猴保護區(qū)、公路等客觀條件限制，在山西、河南交界處與西氣東輸管線發(fā)生3次交叉跨越或平行接近，平行接近時兩者最近距離為280 m。為降低特高壓交流線路運行后，在埋地輸氣管道上引起的電感耦合和電阻耦合，保護管道本體、相關設備、檢測人員的安全，通過研究確定了管道保護的準則，并采取了相應的排流保護措施，例如：在交叉處和平行段安裝固態(tài)去耦合裝置并沿管道埋設一定長度的排流接地線，在不能鋪設排流接地線的地段采用接地棒裝置等。

3.3 與500 kV輸電線路走廊的比較

表1給出了1000 kV特高壓輸電線路環(huán)境影響要求的走廊寬度。可以看出，1000 kV特高壓輸電線路環(huán)境影響要求的走廊寬度基本由4 kV/m電場條件控制，而非受控于可聽噪聲和無線電干擾。

表1 1000 kV特高壓輸電線路環(huán)境影響要求的走廊寬度Tab.1 The required corridor width of UHV transmission line

1000 kV特高壓交流單回路線路可輸送電力容量為5000 MW左右，約為500 kV單回線路輸送容量的5倍，與500 kV輸電線路相比可顯著減少線路回路數(shù)，降低線路走廊的占用并提高土地利用率。按輸送5000 MW容量推算，以酒杯塔為例，1000 kV特高壓輸電線路走廊寬度約1×96 m，500 kV輸電線路走廊寬度約5×55 m，則減少線路走廊寬度約180 m，以線路長約645 km計，則減少影響土地面積約116.0 km2；按塔基占地面積計，相應少占用耕地約166667 m2，少砍伐樹木約3萬株，與500 kV輸電線路相比，大大減少了線路對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響。

從特高壓線路對電磁環(huán)境和生態(tài)環(huán)境影響的分析結果看，其影響水平基本控制在現(xiàn)有500 kV線路的水平，且特高壓線路占用走廊面積少，故綜合來看，特高壓是一種更為環(huán)保的輸電方案。

4 通過自然保護區(qū)的環(huán)保措施

4.1 特高壓線路對保護區(qū)的影響

特高壓交流工程沿線共4個自然保護區(qū)，與線路的位置關系如表2所示。

表2 自然保護區(qū)與特高壓線路的關系Tab.2 The relationship between nature reserves and UHV line

工程建設避開了河南黃河濕地國家級自然保護區(qū)等自然保護區(qū)，并從太行山獼猴國家級自然保護區(qū)試驗區(qū)最窄處通過。本工程穿越獼猴保護區(qū)時，選擇了該區(qū)中較窄的一段進行穿越，穿越距離3.9 km，線路走廊寬度約100 m，建設鐵塔8基。線路西側距保護區(qū)的緩沖區(qū)或核心區(qū)約9.5 km，東側距緩沖區(qū)或核心區(qū)約25 km。

本工程施工對保護區(qū)的影響主要包括：（1）保護區(qū)內(nèi)塔基永久占地；（2）塔基占地、開挖和施工人員活動等縮小了野生動物的棲息空間，使動物食物資源減少；（3）施工人員及施工機械的噪聲，引起動物的遷移。

4.2 減少施工人員影響的措施

因線路工程施工范圍小，施工對野生動物影響的范圍不大且影響時間較短，因此對動物不會造成大的影響；當施工區(qū)域植被恢復后，它們?nèi)钥苫氐皆瓉淼念I域。因此施工對它們的影響不大，部分種類并可隨施工結束后的環(huán)境恢復而回到原處。

為減少施工人員活動對動物的影響，在保護區(qū)內(nèi)塔基的施工均采用全人工方式完成，即人工輸送沙石料、塔材，人工開挖塔基礎等；掛線則采用騰空展放導線措施，避免砍伐放線通道；保護區(qū)內(nèi)避免夜間施工，減少燈光和噪聲對野生動物的影響。

4.3 減少電磁環(huán)境對動物影響的措施

線路運行后，對保護區(qū)的影響主要是電磁和噪聲。因山區(qū)塔位均在山頂或較高的坡上，導線對地距離較高，叢密的樹木對工頻電場有較大的屏蔽作用，不會使地面0.3～1.5 m處工頻電場超過4 kV/m限值；根據(jù)預測，特高壓線路即使導線下工頻磁場也沒有超過0.1 mT的評價標準。故獼猴、金錢豹、斑羚等中小型動物所受到的電磁影響將比較小。

工程投運后，線路可聽見噪聲可能會使野生動物受到驚擾，特別是比較敏感的金錢豹、林麝、斑羚等，可能會躲到距線路1～3 km以外。獼猴的適應性較強，在工程投運初期可能會規(guī)避導線較低的線路區(qū)域，適應后也可能會回到線路附近活動。

途經(jīng)保護區(qū)的線路建設采用了抬高導線對地距離、選用大截面8×LGJ-630/45擴徑導線、提高導線和金具的表面光潔度等技術措施，并盡量使塔基選在山頂或山坡較高處，以滿足保護區(qū)內(nèi)噪聲限值要求，使得塔位附近邊相導線外20 m處噪聲控制在50 dB（A）以下。

4.4 防獼猴攀爬鐵塔的措施

針對獼猴善于攀躍的特點，本工程在鐵塔上采取相應的保護措施，安裝防獼猴攀爬的裝置（如網(wǎng)欄），以防止獼猴等野生動物攀爬，造成摔傷或觸電。

5 水土保持措施

5.1 選用環(huán)保型基礎

原狀土基礎可相對降低基坑開挖土石方量，減小基坑開挖對邊坡水文地質條件的破壞，對于山區(qū)送電線路保護自然環(huán)境、保護植被、減少水土流失具有重要意義。

早期山區(qū)線路基礎基本上采用直柱平板基礎，鐵塔采用等高腿，基礎施工中需大幅削減邊坡形成基礎平臺，由此引起土石方開挖量大。其缺點是費用高、破壞原有植被寬、易水土流失、易崩塌，影響塔基安全穩(wěn)定。圖1為傳統(tǒng)的等長腿鐵塔基礎施工示意圖。

20世紀90年代，隨著山區(qū)線路建設的環(huán)保意識的提高，鐵塔采用了全方位長短腿，減少了基面降低，在基礎方面也采用符合環(huán)境保護的基礎型式，如掏挖基礎、巖石基礎。鐵塔采用全方位長短腿設計后，塔位處基面土石方量大量減少。本工程除平地的ZMP直線塔及終端塔外的所有塔型均配置了全方位長短腿，可根據(jù)具體塔位處的實際地形進行配置。圖2為全方位長短腿鐵塔基礎在特高壓線路中的應用。

5.2 生態(tài)植被護坡

結合目前國內(nèi)線路的施工和運行條件，在本工程的植被護坡采用漿砌骨架植草護坡、三維土工植被網(wǎng)植草護坡，較傳統(tǒng)的護坡具有更好的環(huán)境效果。植被護坡功能主要分2類：護坡功能和改善環(huán)境功能。護坡功能主要體現(xiàn)在：（1）植物根系的固土作用；（2）降低坡體的孔隙水壓力，提高土體的抗剪強度，提高坡體穩(wěn)定性；（3）降低雨水沖刷；（4）控制土粒的流失。改善環(huán)境功能主要體現(xiàn)在：（1）恢復被破壞的生態(tài)；（2）調(diào)節(jié)小氣候；（3）降低灰塵，減少污染；（4）美化環(huán)境，起到一定的景觀功能。

5.3 小基面開挖和棄土處理

無論是開挖類基礎還是掏挖類基礎，均應盡量不降或少降基面，直接開挖基坑。基面土石方大量開挖，不但破壞了塔位原有的天然植被，且使原穩(wěn)定土體受到擾動，給線路安全帶來隱患，且不經(jīng)濟。本工程基礎施工對各個塔腿分別平基，在考慮施工作業(yè)面及邊坡穩(wěn)定點后，塔基基礎分坑應形成4個小基面。這種小基面的設計理念對原始地貌的破壞降到最小程度，保證了山體的穩(wěn)定，減少了施工難度，而且增加了基礎抗拔能力。

施工中，將基礎施工完畢后的棄土堆放在較低腿處，以免影響基面的排水及基面的穩(wěn)定；將無法在基面范圍內(nèi)堆放的棄土及時外運，以免破壞環(huán)境。為防止水土流失，采取了人工植被等手段，減小對環(huán)境的破壞。

6 其他環(huán)保施工措施

傳統(tǒng)的線路基礎施工中，采用現(xiàn)澆混凝土存在占用施工場地多、環(huán)境污染大等不足。本工程大力推廣使用混凝土集中攪拌技術，克服了傳統(tǒng)混凝土施工的不足，具有質量穩(wěn)定、機械化程度高、占地少、環(huán)保效應好等多項優(yōu)點。

為減少放線過程中對植被、青苗等的影響和破壞，線路施工中還采用了動力傘、直升機、飛艇張力放線等措施，實現(xiàn)初導繩、導引繩、牽引繩、導地線的完全不落地展放，最大程度上減少了植被破壞，實現(xiàn)了綠色、環(huán)保施工。

另外，在山區(qū)采用索道運輸，不僅降低了山區(qū)運輸難度，還減少了山區(qū)樹木砍伐，有利于環(huán)保。

為保護環(huán)境，各參建單位堅持嚴格管理施工現(xiàn)場。在所有施工現(xiàn)場，均用硬圍欄圍出必要的施工作業(yè)面，有的甚至在作業(yè)面內(nèi)再隔出行走通道，力求將對植被和土質的破壞減少到最低限度。

為盡量降低導線電暈所致的噪聲，導線和金具在生產(chǎn)、運輸、施工過程中均精心檢驗和安裝，杜絕導線和金具表面的毛刺。

7 結論

（1）本工程線路路徑的選擇綜合考慮了各種環(huán)保因素，優(yōu)化線路路徑，最大限度避讓沿途其他設施、景觀等。

（2）為減少林木砍伐，線路工程采取了高塔跨越林區(qū)的建設方案。

（3）交流特高壓的電場強度、工頻磁場、無線電干擾、可聽噪聲均滿足環(huán)保的要求。與500 kV輸電線路相比，在輸電容量相同的情況下，交流特高壓輸電是一種更為環(huán)保的輸電方式。

（4）選擇較窄處穿越國家級獼猴自然保護實驗區(qū)，并采取了減少林木砍伐、減少施工影響、降低電磁環(huán)境影響等施工措施，及防獼猴攀爬的措施。

（5）采用了鐵塔全方位長短腿與不等高基礎配合、漿砌骨架植草護坡、三維土工植被網(wǎng)、小基面開挖、棄土外運等水土保持措施。

（6）采取了集中攪拌混凝土、不落地張力放線、索道運輸?shù)却胧@得良好的環(huán)保效應。

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