城區(qū)道路沿線輸變電工程水土保持監(jiān)測及防治效果

張永利，王 暉，劉漢生，王留林，王盈曉，吳宜進

(1.華中師范大學 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室，湖北 武漢430079；2.華中師范大學 城市與環(huán)境科學學院，湖北 武漢430079；3.湖北省電力勘測設(shè)計院，湖北 武漢430040)

城區(qū)道路沿線輸變電工程水土保持監(jiān)測及防治效果

張永利1,2，王 暉3，劉漢生1,2，王留林1,2，王盈曉1,2，吳宜進1,2

(1.華中師范大學 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室，湖北 武漢430079；
2.華中師范大學 城市與環(huán)境科學學院，湖北 武漢430079；
3.湖北省電力勘測設(shè)計院，湖北 武漢430040)

城區(qū)道路沿線；輸變電工程；水土保持監(jiān)測；防治效果

城區(qū)道路是城市內(nèi)部及城市對外聯(lián)系的樞紐，在一定程度上影響著城市的發(fā)展空間。為控制因城區(qū)道路沿線輸變電工程項目開發(fā)建設(shè)導致的城市生態(tài)環(huán)境惡化，必須加強項目區(qū)的水土保持監(jiān)測工作。以武漢市球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程為例，在介紹水土保持監(jiān)測范圍及分區(qū)、監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測方法等的基礎(chǔ)上，利用工程監(jiān)測數(shù)據(jù)，定量分析了球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土流失防治效果。結(jié)果表明：該城區(qū)道路沿線輸變電工程建設(shè)項目在實施期間，通過采取一系列水土保持措施，有效降低了水土流失危害，工程建設(shè)造成的水土流失量明顯減少，城區(qū)道路沿線的生態(tài)環(huán)境得到了較好的保護和改善。

城區(qū)道路沿線開發(fā)項目建設(shè)在給周邊交通帶來直接影響的同時，也會因管理和控制不當產(chǎn)生水土流失等問題。水土保持監(jiān)測工作的開展，可以及時掌握項目區(qū)水土流失發(fā)生的時段、強度和空間分布等情況，及時發(fā)現(xiàn)項目建設(shè)中出現(xiàn)的問題并采取相應(yīng)的補救措施，最大限度地減少項目建設(shè)造成的水土流失。我國的水土保持監(jiān)測始于20世紀20年代，而開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測1991年后才逐步開展起來[1-2]，監(jiān)測技術(shù)和理論研究尚待完善，從已有的研究成果來看[3-7]，針對城區(qū)輸變電項目水土保持監(jiān)測的成果和經(jīng)驗較少，而關(guān)于城區(qū)道路沿線輸變電工程水土保持監(jiān)測的研究更是亟待加強。筆者以武漢市球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程為例，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)定量分析了球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土流失防治效果。

1 項目及項目區(qū)概況

本項目位于武漢市漢口區(qū)內(nèi)，建設(shè)內(nèi)容包括新建110 kV供電大廈地下變電站(主變?nèi)萘?×50 MVA)一座、110 kV電纜線路4.6 km。項目區(qū)屬北亞熱帶季風性(濕潤)氣候區(qū)，雨量豐沛、熱量充足、四季分明。變電站位于地下，設(shè)計為無雨水滲入；線路工程沿城市道路走線，可利用現(xiàn)有的城市排水系統(tǒng)消除內(nèi)澇威脅。站址位于待建的武漢供電公司調(diào)度大樓院內(nèi)，地表已進行初步平整。項目區(qū)屬于以水力侵蝕為主的南方紅壤丘陵區(qū)，另有少量重力侵蝕，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)。

2 監(jiān)測工作實踐

2.1 監(jiān)測范圍與分區(qū)

建設(shè)區(qū)防治責任范圍2.32 hm2，包括項目建設(shè)區(qū)永久占地0.93 hm2、臨時占地0.88 hm2，直接影響區(qū)0.51 hm2。監(jiān)測分區(qū)有變電站區(qū)和電纜線路區(qū)，其中電纜線路區(qū)又可分為電纜溝及管群、電纜工作井、頂管區(qū)等。監(jiān)測范圍及分區(qū)見表1。

表1 監(jiān)測范圍及分區(qū) hm2

2.2 監(jiān)測時段及監(jiān)測點布設(shè)

(1)監(jiān)測時段。施工準備期主要是從接受監(jiān)測任務(wù)到項目開工前，進行背景值監(jiān)測；施工期監(jiān)測從2010年7月到2011年1月；自然恢復(fù)期基本無可綠化面積，不進行監(jiān)測。

(2)監(jiān)測點布設(shè)。依據(jù)開發(fā)建設(shè)項目監(jiān)測點布設(shè)的控制性、層次性、代表性和經(jīng)濟性等原則[8]，結(jié)合目前開發(fā)建設(shè)項目水土流失的實際情況，根據(jù)監(jiān)測區(qū)總體情況和各分區(qū)的特征制定出監(jiān)測點的布設(shè)情況。本工程監(jiān)測點共10處，包括站區(qū)監(jiān)測點2處，電纜線路區(qū)的電纜溝及管群、電纜工作井、頂管區(qū)等8處。

2.3 監(jiān)測內(nèi)容及方法

(1)監(jiān)測內(nèi)容。①防治責任范圍。包括項目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。項目建設(shè)區(qū)防治責任范圍的監(jiān)測是在項目征地紅線范圍內(nèi)的監(jiān)測檢查，其內(nèi)容包括有無超越紅線開發(fā)、各施工階段永久占地變化、是否超越使用臨時性占地審批范圍及影響區(qū)范圍變化等。②棄土棄渣。棄土棄渣是由工程施工過程中開挖和回填土方等造成的，對沿線產(chǎn)生破壞影響的施工環(huán)節(jié)主要是變電站、塔基、電纜溝的開挖。棄土棄渣監(jiān)測根據(jù)項目挖方、填方數(shù)量及面積，確定項目棄土棄渣量及其組成，棄土渣堆放占地面積、堆渣高度、堆放坡度、坡長和采取的防護措施。③水土保持防治措施情況。監(jiān)測內(nèi)容主要為工程措施、植物措施和臨時防護措施的進度、數(shù)量、質(zhì)量等。④施工期土壤流失量。土壤流失量的監(jiān)測是依據(jù)施工進度，針對不同地表擾動類型流失特點，對施工期及自然恢復(fù)期土壤流失量進行監(jiān)測，并根據(jù)不同地表擾動類型監(jiān)測土壤流失量。采用的方法包括野外調(diào)查、侵蝕溝樣方測量等方法，分雨季和非雨季多點位、多頻次監(jiān)測。⑤水土流失防治效果。主要內(nèi)容為主體工程中具有水土保持功能的設(shè)施，新增水土保持設(shè)施的實施數(shù)量、質(zhì)量、穩(wěn)定性和防護效果的情況監(jiān)測；植物措施成活率、保存率及覆蓋度；施工期臨時防護措施、堆土攔擋等的穩(wěn)定性、完好程度和運行情況。

(2)監(jiān)測方法。①實地調(diào)查監(jiān)測法。采用實地勘測、線路調(diào)查、面積量測等方法對地形地貌、城市道路沿線的情況及棄渣處置點的穩(wěn)定性進行巡視和觀察；采用資料分析，結(jié)合實地調(diào)查對土地擾動面積和程度進行監(jiān)測；采用查閱設(shè)計文件和實地量測，監(jiān)測建設(shè)過程中的挖填方量及棄土棄渣量。②臨時監(jiān)測法。臨時監(jiān)測主要是針對工程施工過程中發(fā)生較嚴重的水土流失突發(fā)事件而進行的水土流失監(jiān)測。一般雨季為監(jiān)測重點時段，當降雨量達到50 mm/d以上時對現(xiàn)場進行監(jiān)測，依據(jù)工程進度及當?shù)貧庀蟆⒌匦蔚孛?、地質(zhì)等特性確定監(jiān)測點。③巡查法。監(jiān)測人員不定期對部分代表線路踏勘，若發(fā)現(xiàn)較大的擾動(如新出現(xiàn)堆渣或堆渣消失、開挖面采取了防護措施、填筑面采取了攔擋等)或流失現(xiàn)象(如開挖路面、堆渣產(chǎn)生的重力侵蝕)，及時做好監(jiān)測記錄。

3 水土保持監(jiān)測結(jié)果

3.1 防治責任范圍

通過現(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測，該項目實際建設(shè)期防治責任范圍為2.32 hm2。實際建設(shè)期防治責任范圍較方案設(shè)計值減少了0.05 hm2，主要是由于施工中盡量避免了占用過多現(xiàn)有道路資源，將電纜溝及管群施工過程中的臨時占地、臨時堆土都盡量控制在較小的范圍內(nèi)，加上施工工序優(yōu)化、施工隊伍的水土保持意識提高，在施工過程中采取了一定的水土保持防護措施，所以實際的防治責任范圍比設(shè)計值有所減少。

3.2 棄土棄渣量

變電站工程因擾動地表和臨時堆土而產(chǎn)生的水土流失量較小，場地內(nèi)挖填基本能夠?qū)崿F(xiàn)平衡；線路路徑對環(huán)境的破壞呈點狀分布，單基擾動面積小，施工過程中電纜溝開挖產(chǎn)生的棄土可滿足變電站回填用土，剩余少量土方及建筑垃圾，按照城市建筑垃圾管理規(guī)定運至垃圾填埋場處理。本項目產(chǎn)生土石方在運輸過程中采用封閉斗車運送，嚴禁沿途丟撒；回填及時，減少了臨時堆放時間；對于不能及時回填的臨時堆土采取了臨時防護措施，減少水土流失。線路工程土石方主要來自管群、電纜溝及工作井基礎(chǔ)開挖，具有沿線分布的特點。根據(jù)實際監(jiān)測，本工程總挖方32 852 m3，總填方2 450 m3，總棄渣量30 402 m3。

3.3 土壤流失量

電纜線路工程在運行期無開挖、棄土等建設(shè)活動，對水土流失無不利影響，造成的水土流失主要集中在施工期，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)計算得出，施工期土壤流失量為14.360 5 t(見表2)。由于球場路變電站位于地下，占地面積很小且運行期地表基本被建筑物覆蓋或硬化，少量空地已鋪碎石地坪，因此變電站工程在運行期不存在土壤流失。

表2 施工期土壤流失量

3.4 水土流失防治措施

該項目施工期為2010年7月至2011年1月，大部分時間處于雨季，為防止施工開挖造成嚴重的水土流失，在施工過程中特別是雨天采取了一系列臨時攔擋措施。通過現(xiàn)場調(diào)查，結(jié)合施工相關(guān)資料及監(jiān)理資料等統(tǒng)計得出，在施工過程中實際采取的臨時防護措施為建設(shè)沉沙池2個，填筑和拆除袋裝土3 530 m3，鋪塑料布5 400 m2，挖臨時排水溝100 m。

3.5 水土流失防治效果

(1)擾動土地整治率。擾動土地整治率為水土流失防治責任范圍內(nèi)水土保持措施面積、永久建筑物面積之和與工程實際擾動地表面積之比。本工程共擾動地表面積1.81 hm2，永久建筑物面積1.809 8 hm2。擾動土地治理率達到99.98%。

(2)水土流失治理度。變電站位于地下，占地面積很小，且地表基本為建筑物覆蓋或硬化，少量空地已鋪碎石地坪。電纜線路沿城市道路走線，施工完畢后地表硬化，擾動面積內(nèi)主要為臨時防護措施，施工完畢后拆除，不再有水土流失面積需要治理，因此水土流失總治理度不予計算。

(3)攔渣率與棄渣利用率?？倵壴繛?0 402 m3，通過水土保持措施規(guī)劃，對棄渣處置點進行攔擋、排水、坡面防護，有效防止了棄渣的流失，施工過程中的運輸?shù)粼韧ㄟ^加強施工管理和優(yōu)化設(shè)計減少了拋撒，攔擋棄土量為29 793 m3，攔渣率達到98%。

(4)土壤流失控制比。土壤流失控制比為項目建設(shè)區(qū)內(nèi)，容許土壤流失強度與治理后土壤流失強度之比。本項目完工后，電纜線路區(qū)各擾動地表采取路面硬化的措施，變電站區(qū)采取了碎石地坪等硬化措施，使各擾動區(qū)域基本沒有土壤流失。

(5)林草植被恢復(fù)率及覆蓋度。該項目的變電站位于地下，占地面積很小，且運行期地表基本被建筑物覆蓋或硬化，少量空地已鋪碎石地坪，不需要采取新的植物措施。電纜線路沿城市道路走線，施工完畢后地表硬化，恢復(fù)交通，無植物措施，因此林草植被恢復(fù)率和覆蓋率不予計算。

4 結(jié) 語

本工程在水土保持防治措施實施后，運行初期各擾動類型侵蝕模數(shù)比施工階段明顯降低，土壤流失量明顯減少，水土保持各項措施發(fā)揮了很好的防治效果。從防治效果來看，在水土保持防治措施實施后，防治責任范圍內(nèi)攔渣率達到了98%，擾動土地整治率達到99.98%。由于變電站采用地下布置，地表按照供電大廈總體規(guī)劃，采取硬化措施，電纜線路區(qū)施工完畢后全部恢復(fù)硬化路面，因此不再有水土流失面積需要治理，水土流失治理度不予計算，且各擾動區(qū)域基本沒有土壤侵蝕，水土流失防治標準符合預(yù)期防治目標要求。

通過對球場路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土保持監(jiān)測及防治效果進行分析，為今后城區(qū)道路沿線輸變電工程水土保持工作積累了經(jīng)驗：

(1)合理配置水保措施，提高其科技含量。水土保持措施的實施要從社會、生態(tài)與經(jīng)濟效益方面考慮，加強治理成果的管理和維護。

(2)沿用主體工程質(zhì)量保證體系，強化施工管理。水土保持各項措施直接沿用主體工程的質(zhì)量保證體系，并以工程計量、價款支付等手段作為輔助，對做好工藝控制和工序質(zhì)量自檢工作有很好作用，可確保工程質(zhì)量，實現(xiàn)設(shè)計目的。

(3)現(xiàn)代化的工程施工，是減少和控制水土流失的有效方法。在主體工程建設(shè)過程中，及時調(diào)整優(yōu)化施工布置、工序、方法，按照水土保持方案的防治責任范圍，嚴格控制施工擾動面積，在施工中采用現(xiàn)代化機械設(shè)備，使施工擾動地表面積大大減少，從而有效地控制了施工過程中因擾動地表而產(chǎn)生的土壤流失量。

[1] 謝松良，吳興中.我國水土保持監(jiān)測工作的現(xiàn)狀及問題[J].水土保持通報，2009，29(2):58-61.

[2] SL 277—2002，水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 李智廣.開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測[M].北京:中國水利水電出版社，2008:2-10.

[4] 趙愛軍.湖北水土保持監(jiān)測工作探索與實踐[J].中國水土保持，2009(5):8-9.

[5] 游翔.開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測之我見[J].中國水土保持科學，2008(6):86-87.

[6] 吳永紅.線形開發(fā)建設(shè)項目水土保持監(jiān)測技術(shù)[J].水土保持通報，2003，23(4):33-35.

[7] 吳曉，吳宜進.湖北省城區(qū)輸變電工程水土保持監(jiān)測實踐與分析——以武漢戴家湖110 kV輸變電工程為例[J].人民長江，2011，42(2):98-101.

[8] 丁琦.開發(fā)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測點布設(shè)研究[D].西安：西北大學，2008：6.

(責任編輯 孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2015)07-0029-03

張永利(1989—)，男，河南周口市人，碩士研究生，主要從事水土保持方面的研究；通信作者吳宜進(1963—)，男，江西九江市人，教授，博士生導師，主要從事區(qū)域資源開發(fā)與利用方面的研究。

2014-10-05