天門220 kV僑鄉(xiāng)輸變電工程水土保持監(jiān)測(cè)實(shí)踐

王 暉，張家其，吳宜進(jìn)，姚 娜，袁 殷

(1.湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖北 武漢430040；2.華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢430079)

湖北省地勢(shì)四周高、中間低平，全省丘陵占24%、平原占20%、山地占56%。根據(jù)全國(guó)第二次衛(wèi)星遙感普查結(jié)果，2000年湖北省有水土流失面積60 843 km2，占全省土地總面積的32.7%，水土流失嚴(yán)重。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，湖北對(duì)能源的需求越來(lái)越大，特別是“十二五”以來(lái)，大量輸變電工程開工建設(shè)，使區(qū)域生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞。為了減少輸變電工程對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響，迫切需要對(duì)輸變電工程建設(shè)造成的水土流失進(jìn)行監(jiān)測(cè)[1]。由于輸變電項(xiàng)目的水土保持監(jiān)測(cè)工作剛剛起步，理論和技術(shù)還有待發(fā)展和完善，而針對(duì)湖北省輸變電項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)的研究又比較少[2-3]，因此有必要對(duì)湖北地區(qū)輸變電建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)進(jìn)行總結(jié)、分析，以期為以后的輸變電工程水土保持監(jiān)測(cè)提供借鑒。

1 天門220 kV僑鄉(xiāng)輸變電工程概況

天門220 kV僑鄉(xiāng)輸變電工程位于湖北省天門市，根據(jù)《湖北省人民政府關(guān)于劃分水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的公告》(鄂政發(fā)〔2000〕47號(hào))，工程所在區(qū)域?qū)俸笔∷亮魇е攸c(diǎn)治理區(qū)中的“江漢平原周邊淺丘區(qū)”，水土流失防治按建設(shè)類二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕以水力侵蝕為主，以大氣降水產(chǎn)生的地表徑流對(duì)土壤及其母質(zhì)進(jìn)行剝蝕、搬運(yùn)和沉積為主，普遍存在的水土流失形式是面蝕和濺蝕，侵蝕強(qiáng)度以微度為主，土壤侵蝕模數(shù)背景值為400 t/(km2·a)。

2 監(jiān)測(cè)實(shí)踐

2.1 監(jiān)測(cè)分區(qū)

合理劃分項(xiàng)目施工期和植被恢復(fù)期的防治責(zé)任范圍是準(zhǔn)確測(cè)定水土流失的關(guān)鍵。根據(jù)地貌類型、水土流失特點(diǎn)和施工方式將該工程項(xiàng)目區(qū)劃分為3個(gè)一級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)，分別為變電站區(qū)、220 kV輸電線路區(qū)、110 kV輸電線路區(qū)；8個(gè)二級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)，分別為站區(qū)、進(jìn)站道路區(qū)、站外排水管線區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、塔基區(qū)、牽張場(chǎng)區(qū)、施工臨時(shí)道路區(qū)、人抬道路區(qū)。

2.2 監(jiān)測(cè)時(shí)段及監(jiān)測(cè)點(diǎn)

為最大程度地發(fā)揮水土保持監(jiān)測(cè)效果，必須慎重選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)時(shí)段，以便準(zhǔn)確分析和判斷整個(gè)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的水土流失狀況。

2.2.1 監(jiān)測(cè)時(shí)段

水土保持監(jiān)測(cè)時(shí)段包括項(xiàng)目施工準(zhǔn)備期、施工期、水土保持設(shè)施運(yùn)行初期(或林草植被恢復(fù)期)。在施工準(zhǔn)備期，進(jìn)行一次全面調(diào)查，綜合判斷該區(qū)水土流失背景值，一次查清擾動(dòng)地表面積、清表土石方量。施工期監(jiān)測(cè)從2011年12月到2013年4月，為期16個(gè)月。水土保持設(shè)施運(yùn)行初期監(jiān)測(cè)從2013年4月到2014年4月，為期1年。在施工期雨季每?jī)蓚€(gè)月監(jiān)測(cè)1次，旱季每三個(gè)月監(jiān)測(cè)1次；運(yùn)行初期每三個(gè)月監(jiān)測(cè)1次，暴雨后(24 h降雨量>50 mm)加測(cè)一次。

2.2.2 監(jiān)測(cè)區(qū)域和監(jiān)測(cè)點(diǎn)

在施工準(zhǔn)備期對(duì)建設(shè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地踏勘，確定的監(jiān)測(cè)重點(diǎn)為變電站區(qū)的工程措施、臨時(shí)防護(hù)措施、綠化措施、排水管和輸電線路區(qū)臨時(shí)堆土的臨時(shí)防護(hù)措施、工程措施及綠化措施；根據(jù)各監(jiān)測(cè)分區(qū)的水土流失特點(diǎn)，選取的定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于變電站施工場(chǎng)地區(qū)。

2.3 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及方法

2.3.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

施工準(zhǔn)備期的監(jiān)測(cè)內(nèi)容有項(xiàng)目區(qū)原地貌、土壤、植被狀況及擾動(dòng)地表面積、清表土石方量；施工期有主體工程建設(shè)進(jìn)度、工程建設(shè)擾動(dòng)土地面積、水土流失量及水土流失危害、水土保持措施實(shí)施情況、攔渣率和土壤流失控制比等；水土保持設(shè)施運(yùn)行初期水土流失防治效果(六項(xiàng)指標(biāo))、植物生長(zhǎng)狀況、水土流失狀況等。

2.3.2 監(jiān)測(cè)方法

依《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(SL 277—2002)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的地形、地貌及侵蝕類型，按調(diào)查監(jiān)測(cè)和地面定位觀測(cè)相結(jié)合的方法實(shí)施監(jiān)測(cè)。

(1)調(diào)查監(jiān)測(cè)。定期或不定期通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘測(cè)，采用GPS定位儀結(jié)合地形圖、數(shù)碼相機(jī)、標(biāo)桿、皮尺、卷尺等工具，按不同地貌類型分區(qū)測(cè)定擾動(dòng)地表類型及擾動(dòng)面積，記錄每個(gè)擾動(dòng)類型區(qū)的基本特征(擾動(dòng)土地類型及開挖面坡長(zhǎng)、坡度)和水土保持措施(排水溝、沉沙池、土地平整工程、植被恢復(fù)等)實(shí)施情況；棄土棄渣量采用查閱設(shè)計(jì)文件和實(shí)地量測(cè)的方法確定[4]。

(2)巡查。建設(shè)項(xiàng)目施工場(chǎng)地的時(shí)空變化復(fù)雜，地面監(jiān)測(cè)有時(shí)比較困難，如臨時(shí)堆土石料的時(shí)間很短，還未來(lái)得及監(jiān)測(cè)，土料可能已搬走；不斷變化的渣、料堆放場(chǎng)常因各種原因造成水土流失，因此巡查法是建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)中常用的一種方法。巡查的重點(diǎn)是臨時(shí)堆土場(chǎng)。

(3)地面監(jiān)測(cè)。在施工期，土壤侵蝕量的監(jiān)測(cè)常采用地面監(jiān)測(cè)方法，具體為低洼地沉積泥沙測(cè)量法。定期量測(cè)低洼地淤積泥沙厚度并采集低洼地中的水樣(充分?jǐn)噭蚝蟛杉?，帶回室內(nèi)采用烘干法或直接稱量法得到水樣中的泥沙含量，在此基礎(chǔ)上推算擾動(dòng)區(qū)域的水土流失量。運(yùn)行初期的土壤侵蝕量采用類比沉積法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在塔基區(qū)內(nèi)分不同下墊面類型(按坡度和植被生長(zhǎng)情況分類)布設(shè)地面監(jiān)測(cè)樣地，定期觀測(cè)監(jiān)測(cè)樣地雨水匯集區(qū)洼地內(nèi)的泥沙沉積量，從而推算得到同類下墊面條件下的土壤侵蝕量。

3 水土保持監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 防治責(zé)任范圍

防治責(zé)任范圍包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)[5-6]，該項(xiàng)目水土保持方案確定的防治責(zé)任范圍為10.26 hm2，其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)8.74 hm2、直接影響區(qū)1.52 hm2。而項(xiàng)目完工后，監(jiān)測(cè)到的防治責(zé)任范圍為9.34 hm2，比方案確定的少了0.92 hm2，建設(shè)區(qū)的為8.23 hm2，直接影響區(qū)的為1.11 hm2。

3.2 棄土棄渣量

水土保持方案確定的挖方為36 553 m3、填方為86 004 m3、借方為5.9萬(wàn) m3、棄方為9 549 m3。實(shí)際監(jiān)測(cè)的值，挖方為32 745 m3、填方為79 025 m3、借方為5.6萬(wàn)m3、棄方為9 720 m3。工程挖方減少的主要原因是變電站地勢(shì)較低，為了防洪需要，在少挖的基礎(chǔ)上進(jìn)行大量填方，導(dǎo)致工程挖方量有所減少，而變電站區(qū)的填方量也較設(shè)計(jì)值有所減少。

3.3 水土流失量

(1)施工期水土流失量。施工期水土流失總量為398.15 t，其中新增水土流失量為364.37 t。詳見表1。

(2)運(yùn)行初期水土流失量。工程落實(shí)已有的水土保持措施和新增的水土保持防護(hù)措施后，形成了完整的水土流失防治體系，通過(guò)監(jiān)測(cè)和計(jì)算后得知，由工程建設(shè)造成的水土流失在運(yùn)行初期已得到了有效控制，工程建設(shè)未造成大的水土流失危害。運(yùn)行初期土壤侵蝕量計(jì)算結(jié)果見表2。

表1 施工期水土流失量計(jì)算結(jié)果

(3)水土流失總量。工程建設(shè)過(guò)程中共產(chǎn)生水土流失量409.554 t，其中工程施工期398.15 t、運(yùn)行初期11.404 t。較方案預(yù)測(cè)的451.40 t減少了41.846 t，其中塔基區(qū)較方案預(yù)測(cè)值減少最多，為減少最大的一個(gè)分區(qū)。

3.4 防治效果

(1)擾動(dòng)土地整治率。防治責(zé)任范圍內(nèi)累計(jì)擾動(dòng)土地面積8.23 hm2，水土保持防治措施面積5.77 hm2，硬化建筑物面積2.4 hm2，擾動(dòng)土地整治率99.27%，超過(guò)了95%的方案設(shè)計(jì)目標(biāo)值。

表2 運(yùn)行初期水土流失量計(jì)算結(jié)果

(2)水土流失總治理度。通過(guò)調(diào)查監(jiān)測(cè)，工程建設(shè)累計(jì)造成水土流失面積8.23 hm2，工程建設(shè)過(guò)程中采取的水土保持措施面積5.77 hm2，建筑物占地面積及硬化面積2.4 hm2，水土流失總治理度為99.27%，超過(guò)了88%的方案設(shè)計(jì)目標(biāo)值。

(3)攔渣率與棄渣利用率。工程開挖土石方32 745 m3、填方79 025 m3、借方5.6萬(wàn) m3、棄方9 720 m3。實(shí)際上該項(xiàng)目單位面積的棄渣量比較小，只需將棄渣平整堆放于塔基內(nèi)，并進(jìn)行土地平整、撒播草籽綠化即可，不單獨(dú)設(shè)置棄渣場(chǎng)。計(jì)算得到的實(shí)際攔渣率為97%，超過(guò)了95%的方案設(shè)計(jì)目標(biāo)值。

(4)土壤流失控制比。截至監(jiān)測(cè)期末，項(xiàng)目區(qū)年均侵蝕模數(shù)為355 t/(km2·a)，項(xiàng)目區(qū)土壤流失控制比為1.13。根據(jù)各防治責(zé)任分區(qū)的治理情況，水土保持防治措施實(shí)施后，各區(qū)域的水土流失將得到有效控制。

(5)林草植被恢復(fù)率。由植物措施監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，已恢復(fù)植被面積3.57 hm2，可恢復(fù)植被面積3.57 hm2，運(yùn)行初期林草植被恢復(fù)率為100%，超過(guò)了97%的方案設(shè)計(jì)目標(biāo)值。

(6)林草覆蓋率。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，項(xiàng)目區(qū)實(shí)施綠化措施的面積有3.57 hm2，項(xiàng)目區(qū)的總面積為8.23 hm2，林草覆蓋率達(dá)43.4%，大大超出了22%的項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)目標(biāo)值。

4 結(jié) 語(yǔ)

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目在建設(shè)期持續(xù)擾動(dòng)項(xiàng)目區(qū)，產(chǎn)生的水土流失量較大，應(yīng)為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)段。在充分了解項(xiàng)目區(qū)自然條件和水土流失特點(diǎn)、開發(fā)建設(shè)對(duì)水土流失的影響等因素的基礎(chǔ)上，依據(jù)項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模，采取合理可行的監(jiān)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)客觀反映開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失狀況的目標(biāo)。在主體工程施工過(guò)程中，為保障主體工程安全和防止項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)大量水土流失，需嚴(yán)格執(zhí)行水土保持“三同時(shí)”制度，完成并實(shí)施好水土保持工程。該項(xiàng)目已實(shí)施的各項(xiàng)水土保持工程均是從各防治分區(qū)的侵蝕特點(diǎn)出發(fā)，有針對(duì)性地采取水土保持措施，水土保持工程總體布局合理，水土保持效果明顯。目前，各項(xiàng)水土保持措施總體保存完好，發(fā)揮了水土保持效益，達(dá)到了水土保持方案設(shè)計(jì)的要求。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李智廣. 開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2008：220-228.

[2] 游翔.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)之我見[J].中國(guó)水土保持科學(xué)，2008(6)：86-87.

[3] 趙愛(ài)軍.湖北水土保持監(jiān)測(cè)工作探索與實(shí)踐[J].中國(guó)水土保持，2009(5)：8-9.

[4] 孟冬梅.新疆開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)方法淺析——以庫(kù)瑪拉克河吐木秀克水電站為例[J].西北水電，2009(2)：1-3.

[5] 趙永軍.水土流失防治責(zé)任范圍的界定[J].中國(guó)水土保持，2005(1)：21-23.

[6] 趙永軍.水土流失防治責(zé)任范圍的界定(續(xù))[J].中國(guó)水土保持，2005(2)：19-20.