劉洪正,馮迎春
(山東電力集團公司超高壓公司,山東 濟南 250021)
隨著山東經濟持續快速發展,山東電網“十一五”期間,建設河北黃驊至山東濱州雙回500 kV聯網工程,寧東至青島±660 kV直流輸電工程。到2010年,山東接納省外來電能力達到6 000 MW以上。到2020年,山東電網將緊密融入國家特高壓電網。建成以三個特高壓交流落點為重要支撐,四個直流落點深入負荷中心,以覆蓋全省所有市地的 “五橫兩縱”500 kV環網為主網架,以220 kV環網為市域電網主網架的堅強電網。而電網的建設會不可避地擾動原地貌、破壞土地和植被,造成一定的水土流失。輸變電線路主要為高壓架空送電線路和電纜。高壓架空送電線路大多數屬于野外建設工程,路徑有很大部分從山地、丘陵地區通過。近年來,隨著人們環保意識的增強,送電線路建設的水土保持工作越來越得到重視,要創建一個優質的輸電線路程,不但要求其具有良好的安全性和經濟性,環保已經成為其中重要的一環。本文將分析介紹輸變電工程水土保持措施及發展方向。
水土流失是指在水力、風力、重力等外營力的作用下,山區、丘陵區及風沙區水土資源和土地生產力的破壞和損失。水土流失是當前我國最突出的生態環境問題,是國家和地方經濟發展的重大障礙。目前,我國水土流失日趨嚴重,全國水土流失面積己達367×104 km2,每年新增流失面積1.5×104 km2,每年流失土壤厚度平均為0.01~2.00 cm。我國的西北、西南、華南等廣大地區水土流失都十分嚴重[1]。
耕地是最基本的農業生產資料,水土流失的日益惡化必然會降低作物產量,而作物產量是發展農業的重要目標之一。作為擁有13億多人口的國家,為保證人們的吃飯穿衣并逐步提高生活質量和水平,要求農業生產必須不斷增加產量和提高產品品質。重視和發展農業一直是我國的一項基本國策,為了發展農業,國家和農民逐步加大對農業的各方面投入,改善農業的生產條件。水土流失使大量泥沙下泄,淤積下游河道、水庫、湖泊,縮短了水利設施壽命,降低其綜合利用功能。隨著常年的泥沙淤積,使水庫失去調蓄功能,并且泥沙使河床抬高,過水斷面縮小,引洪能力減少。增加了旱澇災害的發生頻率和危害程度。由于水土流失破壞了地面植被和土壤結構,使土壤層的蓄水能力減弱,導致干旱災害頻繁發生[1]。
山東省的地勢,中部為隆起的山地,東部和南部為和緩起伏的丘陵區,北部和西北部為平坦的黃河沖積平原,是華北大平原的一部分。山東省的最高點是位于中部的泰山,海拔1 545 m;最低處是位于東北部的黃河三角洲,海拔2~10 m。山東省地形以平原丘陵為主,平原、盆地約占全省總面積的63%;山地、丘陵約占34%;河流、湖泊約占3%。
所在區域屬暖溫帶半濕潤季風性氣候區和暖溫帶半干旱性季風氣候。 除半島東部沿海外,大陸性氣候顯著。 東部沿海地區受海洋性氣候影響,濕潤、溫和、氣候宜人,冬暖夏涼,西部地區受大陸性季風所制約,四季分明。 整個項目區氣候的基本特點是:春季干燥少雨、夏季炎熱多雨、秋季天高氣爽、冬季寒冷少雪。降水量和年際變化很大,年內分配很不均勻,地區分布差異很大。
3.3.1 土壤
山東省的土壤可劃分為棕壤、褐土、潮土、砂姜黑土、鹽堿土5大類。此外,還有少量水稻土和風砂土等。 以膠萊河與沂沭河為界,東部的魯東丘陵區以棕壤為主,分布廣泛;西部的魯中南山地丘陵區除發育在酸性花崗巖、片麻巖等風化母質上的棕壤外,還有發育在石灰巖、鈣質砂頁巖及黃土母質上的褐土,二者并存交錯分布。 潮土分布在魯西北黃河沖積平原及膠萊河、五龍河、沂沭河、汶泗河等山間河谷平原;砂姜黑土分布在膠萊河谷洼地、臨郯蒼一帶洼地、泰沂山地西北側交接洼地一帶;在平原低洼地段、黃河沿岸地區及濱海地帶則分布著鹽堿土。膠東丘陵和魯中南山地丘陵,土壤垂直分布比較明顯,自上而下分布有山地草甸性土、粗骨薄層棕壤或粗骨薄層淋溶褐土、棕色森林土或褐色土。
3.3.2 植被
自然植被可劃分為落葉闊葉林、針葉林、竹林、灌木叢、灌草叢、草甸、沼澤植被、砂生植被、鹽生植被、水生植被等10個植被型。除自然植被外,尚有大量人工栽培植被,糧食作物主要有小麥、玉米、稻谷、高梁、薯類等。主要經濟作物有棉花、花生、烤煙、麻類等。蔬菜主要有大白菜、大蔥、生姜、大蒜、辣椒等。果樹包括蘋果、梨、棗樹、桃、葡萄、板栗等;還有桑蠶、茶樹等經濟作物。
水土流失防防治分區。水土保持方案報告書根據項目建設內容及各項目區特點,水土流失防治分區分為平原區、丘陵區和低山區,再根據施工內容分為輸電線路區和變電站區。
水土流失防治總體布局。根據各防治分區的具體情況,本著工程措施和植物措施有機結合的原則,分別建立了綜合防治措施體系。 其中變電站區一般采取站場防洪墻、站場排水工程措施、進站道路排水溝、綠化防護措施、臨時占地整地復耕措施、施工期臨時防護措施等;輸電線路區一般采取植被恢復措施、棄土渣攔擋措施、施工期臨時防護措施等。
4.2.1 變電站區
站場防洪墻工程。如果變電站地勢較低,主體工程設計在站場四周結合圍墻修筑防洪墻,以確保站場防洪安全。 防洪墻工程材料為漿砌塊石結構。
站場排水。 變電站站址處地勢平坦,站區主要排水為大氣降水,主體工程設計采用集中排水方式,場地雨水由設在道路旁的雨水口承接。為了減少土方量,場地不設長坡,只是局部放坡。站區室外電纜溝內的積水,先就近排入集水坑,再通過管道排出。 工作人員的生活污水先排入化糞池,經凈化后排出。 事故油池的污水經隔油處理后排出。
進站道路路旁排水溝。德州變電站進站道路從幸福公路引接新建,采用混凝土路面,碎石墊層。進站道路長約1 171 m,路面寬度6 m,路肩寬0.5 m,轉彎半徑15 m,斷面總厚度0.4 m。為保證進站道路排水暢通,需在路旁開挖排水溝,連通區域排水體系。
站場綠化措施。 根據項目可行性研究報告,變電站內采取植樹種草措施進行必要的綠化和美化,一方面可以從外觀上創造一個良好的站所形象,而另一方面對變電站區內未被占壓和未被硬化的裸露地表也具有固土、蓄水等水土保持功能。
臨時占地整地復耕復植措施。變電站區采取整地復耕復植措施的區域主要為變電站排水暗管開挖臨時占地和施工臨時占地。水保方案設計在施工前即將表層熟土剝離,施工結束后表土回填,并采取整地措施盡快恢復耕作和植被。整地深度0.2 m,一般按表層土清理一施有機肥一深耕方案進行,恢復地表的水土保持功能。
施工期臨時防護措施。水保方案設計在施工期還需及時采取靈活的防護措施,一是對場區及排水暗溝施工中產生的臨時性土方,在堆放區外側采用臨時性編織袋裝土擋埂防護,待施工完成后編織袋余土可作站場綠化用土;二是在雨季汛期及大風季節對站場及進站道路臨時堆土加以編織袋草苫進行覆蓋;三是在施工工序上做到圍墻及場內排水系統先行施工,并定期對臨時排水溝道進行清淤;四是在不影響施工的前提下對裸露地面進行灑水、遇大風日或降雨日采用塑料薄膜覆蓋等等;五是建設期內來往運輸車輛要加蓋蓬布,硬化道路經常清掃,未硬化道路經常灑水,進一步減少揚塵;六是及時清運因施工建設產生的廢棄物和建筑垃圾[2]。
4.2.2 輸電線路區
丘陵區棄土渣攔擋措施。根據鐵塔不同的施工方式及所處不同的地形,修建不同長度擋土埂。永久擋土埂材料盡量選擇漿砌石材料,梯形斷面。水保方案中設計的典型斷面尺寸為:高0.3~0.5 m、頂寬 0.3~0.5 m、底寬 0.9~1.5 m、邊坡 1:1 或 1:0.5[3]。
植被恢復措施。 在線路區工程完工后,應立即對張力場和鐵塔基坑進行植被恢復,鐵塔下基坑填平并夯實,在其上覆蓋一層開挖之初分離出的熟土層,熟土層約0.3 m,建設前是耕地的要進行復耕措施,建設前是林地、草地和其它用地類型的在熟土層上撒播種草,防止基坑遭侵蝕而影響土體及基礎的穩定。
施工臨時防護措施。一是對平原鐵塔基礎施工中產生的臨時堆放土渣,應就近集中堆放,并在堆放區四周外側采用臨時性編織袋裝熟土擋土埂防護,待施工完成后編織袋內熟土可作鐵塔下復植綠化用土;二是鐵塔基礎施工產生的棄土,土質較好的可在農閑季節撒鋪到農田隨水土保持耕作措施平整,土質較差的棄土可以平鋪至地勢低洼處自然沉降,并在其上覆熟土,撒播種草,培育臨時性草皮;三是在雨季汛期及大風季節對臨時堆土加以編織袋草苫進行覆蓋;四是在施工工序上低山丘陵鐵塔基礎施工要做到漿砌石擋土埂措施先行施工,隨后才進行鐵塔基礎開挖;平原區應先將熟土層裝入編織袋,建立臨時性土渣攔擋。要求定期對擋土埂進行檢查;五是在不影響施工的前提下遇大風日或降雨日對施工面采用塑料薄膜覆蓋等方式,防止揚塵或積水??紤]塑料薄膜的多次利用;六是建設期內來往運輸車輛要加蓋蓬布,硬化道路經常清掃,未硬化道路經常灑水,進一步減少揚塵;七是及時清運因施工建設產生的廢棄物和建筑垃圾[4]。
預防為主。 水土保持、生態修復要以預防為主,保護和合理利用水土資源、控制工程建設人為水土流失,為工程建設服務。在工程建設前期工作中應十分注重水土保持方案的編報工作:在工程建設過程中,要加強工程的臨時性防護措施,減少水土流失的影響范圍和程度。
落實“三同時”制度。為了確保工程的順利實施,應堅持“三同時”制度,水土保持設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用。依法編報水土保持方案是貫徹落實水土保持“三同時”的基礎。在工程建設過程中,根據實際情況不斷優化調整水土保持設計,并按照基本建設程序落實各項防治資金,保證了水土保持工程的順利進行。同時,依據水土保持要求,做到了臨時防護和永久防護相結合,工程措施和植物措施相結合,有效的控制了因建設活動導致的新增水土流失,基本實現了方案提出的各項防治目標。
領導重視,強化組織管理是水土保持工程實施的關鍵。水土保持工作是國家的一項基本國策,開發建設項目實施過程中要按照 《水土保持法》的規定搞好水土保持工作。山東電力集團公司領導自項目申報階段就重視水土保持工作,不斷強化對水土保持工作的認識和領導,要求按法律法規的規定進行設計施工,專人負責水土保持工作,對施工單位提出了明確的防治水土流失、減少環境破壞的要求,保證了水土保持各項措施順利實施。
水土保持工程納入主體工程管理體系,是水土保持工程實施的保障。 圍墻、擋墻、場內排水、場外排水、攔擋措施納入主體工程土建部分一起投標,植物措施單獨招標,從施工組織、管理、監督驗收簽證等都建立了一整套管理模式,將水土保持工程的有關文件進行備案、歸檔,使水土保持工程建設有章可循,保證了水土保持工程高標準高質量的完成。
有效與切實可行的管理辦法,為水土保持工程的實施管理提供了強有力的保證。 工程建設中實行項目法人制、招投標制、工程監理制、合同管理制,施工過程中嚴格執行質量管理體系、工程驗收體系和工程款支付制度,接受政府部門監督,保證了水土保持工程的順利實施。
強化工程建設者的水土保持意識,是減少和控制水土流失的有效方法。從開工之同起,建設單位、監理單位、施工單位就有明確的水土保持要求,樹立重視水土保持的意識,嚴格控制工程的擾動范圍,施工單位在施工過程中自覺地采取臨時水土保持措施,如灑水除塵等措施,有效的減少了施工過程中的水土流失量,基坑開挖等采取生、熟土分開的辦法,施工完成后及時復耕,確保了生產力的及時恢復。
“十二五”是山東省全面落實“生態省”建設,實現又好又快發展的一個重要時期,國民經濟的快速發展對電力需求旺盛,“十二五”期間,輸變電工程建設活動依然頻繁,對水土資源的影響也將進一步擴展。 因此,對輸變電工程建設造成的水土資源影響進行綜合研究,提出有效的防治對策和配套技術,是輸變電工程建設當前面臨的重要任務之一。
通過全面分析研究不同地貌類型的輸變電工程建設對水土資源破壞形式,系統研究輸變電工程建設可能造成的水土流失防治技術,提出輸變電工程建設水土流失綜合治理模式,用于指導今后一段時期全省輸變電工程建設中的水土流失防治工作,為輸變電工程建設占用土地的水土資源高效利用和輸變電線路走廊生態環境建設提供技術支撐。