水電站110 kV送出工程水土流失防治及生態(tài)恢復(fù)探討

張 英

(1.甘肅省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)督管理局，甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃研究院，甘肅 蘭州 730020)

水電站110 kV送出工程建設(shè)極大地緩解了電網(wǎng)電力供應(yīng)緊張局面，滿(mǎn)足了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用電增長(zhǎng)的需要，但工程建設(shè)也帶來(lái)了一系列環(huán)境問(wèn)題，如水土流失、景觀破壞、環(huán)境污染等[1]。天王溝水電站—建設(shè)坪變電站的110 kV送出線路采用與鐵城水電站送出線路同塔架設(shè)。鐵城水電站以110 kV電壓等級(jí)接入電力系統(tǒng)。輸電線路經(jīng)甘肅連城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，跨越保護(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)，修建塔基總數(shù)43基。輸電線路建設(shè)不可避免地會(huì)擾動(dòng)原地貌、破壞植被，形成多而散的開(kāi)挖、堆積面，若不及時(shí)采取防護(hù)措施，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失[2]，嚴(yán)重影響自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境。水土保持法規(guī)定，從事可能引起水土流失的生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)的單位和個(gè)人，必須采取措施保護(hù)水土資源，并負(fù)責(zé)治理因生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)造成的水土流失[3]。

1 工程概況

1.1 工程穿越區(qū)概況

工程穿越的甘肅連城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，海拔2 000～3 600 m，屬黃河流域的大通河水系，大通河縱貫全區(qū)。在大通河兩側(cè)魚(yú)骨狀排列著大崗子溝、小崗子溝、指南北溝、吐魯溝、竹林溝、棚子溝、西寺溝、鐵城溝、小杏兒溝、天王溝、蘇都溝、水磨溝等溝系。屬祁連山山地—隴中北部溫帶半干旱氣候區(qū)，氣候垂直地帶性比較明顯。年平均氣溫7.4 ℃，≥0 ℃活動(dòng)積溫3 204.9 ℃，≥10 ℃活動(dòng)積溫2 637.2 ℃，年平均降水量419 mm，年均蒸發(fā)量1 542 mm。土壤為栗鈣土、灰褐土和亞高山草甸土3個(gè)土類(lèi)，分布隨著海拔的上升形成了較為明顯的垂直帶。保護(hù)區(qū)主要保護(hù)對(duì)象為青杄、青海云杉和祁連圓柏林及其森林生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)蘭州西部的水源涵養(yǎng)和水土保持起著重要作用，是重要的綠色屏障。水電站110 kV送出工程線路穿越山區(qū)、河谷，穿越區(qū)植被以天然針葉林、灌木林為主，森林覆蓋率62.04%。

1.2 工程概況

水電站110 kV送出工程由天王溝水電站110 kV送出工程和鐵城水電站110 kV送出工程組成。天王溝110 kV水電站—建設(shè)坪變電站線路長(zhǎng)度24.67 km，鐵城110 kV水電站—建設(shè)坪變電站采用同塔雙回設(shè)計(jì)、同塔建設(shè)，“高低樁”基礎(chǔ)以減少開(kāi)挖量，線路長(zhǎng)度32.6 km。天王溝水電站110 kV送出工程擬占用和臨時(shí)占用林地0.387 hm2，修建塔基26個(gè)。鐵城水電站110 kV送出工程擬占用和臨時(shí)占用林地0.248 hm2，修建塔基17個(gè)(雙回路與天王溝水電站110 kV同塔架設(shè)，雙回路段材料統(tǒng)計(jì)在天王溝送出工程中)。

2 工程特點(diǎn)

輸電線工程屬典型的點(diǎn)-線工程，線路長(zhǎng)、工期短、沿線地形復(fù)雜，塔基范圍小且分散[4]。輸電線路由塔基和架空線路組成[5]，水土流失不只產(chǎn)生于塔基施工。塔基建設(shè)、主塔和電線架設(shè)需要大量的臨時(shí)用地[6]，臨時(shí)用地包括三部分：一為施工場(chǎng)區(qū)(塔基施工區(qū)、牽張場(chǎng)地、材料站、架線臨時(shí)用地)；二為施工道路區(qū)(汽運(yùn)、人抬道路)；三為棄渣點(diǎn)區(qū)(在山區(qū)由于塔形、坡度等原因，余土不能在塔基范圍內(nèi)堆放，只能在塔基附近低洼或溝道內(nèi)堆放)[7]。

塔基基礎(chǔ)開(kāi)挖、回填、平整等施工過(guò)程必然擾動(dòng)原地貌，使土層裸露，破壞植被，加劇水土流失。機(jī)械碾壓、施工人員踐踏等使周?chē)闹脖辉獾狡茐模_(kāi)挖產(chǎn)生的棄土棄渣，若隨意堆放、攔擋措施不到位，順坡溜至山腳，在山坡上會(huì)出現(xiàn)“土石瀑布”，嚴(yán)重破壞山體植被，若遇雨季則為水土流失創(chuàng)造了條件，也易誘發(fā)滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害[1]。

牽張場(chǎng)地主要用于機(jī)械工作、材料堆放及汽車(chē)運(yùn)輸裝卸和掉頭，主要施工活動(dòng)是對(duì)土地的占?jí)?，?huì)使地表板結(jié)[6]。由于鐵塔大部分位于山坡，無(wú)道路通達(dá)，因此只能采取人抬肩扛的原始運(yùn)輸方式，人力運(yùn)輸會(huì)在林地或草地上形成人行道路，從而破壞原地貌的水土保持功能，而且局部路段還需進(jìn)行簡(jiǎn)單修整，有少量動(dòng)土，從而產(chǎn)生水土流失[8]。如果管理不善，對(duì)沿線喬木層、灌木層和草本層的破壞明顯，將造成植物群落的層次缺失，使層次結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[9]。

3 線路工程水土保持措施

3.1 工程措施

3.1.1 塔基防治區(qū)

在主體工程建設(shè)中，為確保鐵塔安全，在塔基修建了擋土墻、護(hù)坡(面)、排水溝等工程措施[8]。塔基開(kāi)挖時(shí)，部分用于回填土方由于基礎(chǔ)澆筑、養(yǎng)護(hù)等施工工藝的要求，不能及時(shí)回填，需臨時(shí)堆放。臨時(shí)堆放的棄渣為松散堆積物，穩(wěn)定性差，為保證棄渣穩(wěn)定[10]，采用填土草包 (土源為塔位永久占地區(qū)的表土)攔檔方式，遵循“先攔后棄”的原則，以防土石方滾落到山下，沖毀和壓壞沿坡的植被。為防止雨水沖刷塔基處臨時(shí)堆土，雨季采用苫布、彩條布等對(duì)堆土表面覆蓋防護(hù)。在工程完工后拆除填土草包，草包內(nèi)表土作為塔基植草綠化用土，還要及時(shí)清理、轉(zhuǎn)移剩余的砂石材料，進(jìn)行土地整治，恢復(fù)植被。施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的規(guī)定占用場(chǎng)地和砍伐樹(shù)木，盡量少砍樹(shù)、少占地。

3.1.2 塔基施工臨時(shí)占地防治區(qū)

為了方便塔基施工和架線，需臨時(shí)征占部分土地用作塔基施工區(qū)，施工時(shí)受到施工人員的擾動(dòng)和機(jī)械碾壓，區(qū)域內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)和植被受到嚴(yán)重破壞。施工結(jié)束后對(duì)施工跡地進(jìn)行土地整治，并清理雜物，實(shí)施地表覆土等措施，改善立地條件、保持水土及促進(jìn)植被生長(zhǎng)；原有土地類(lèi)型為林地的恢復(fù)為林草植被，原為宜林地的可撒播草籽或栽植喬灌木進(jìn)行綠化。

3.1.3 牽張場(chǎng)防治區(qū)

根據(jù)架線施工技術(shù)，牽張場(chǎng)的選址盡量靠近現(xiàn)有公路且在地形開(kāi)闊、平坦易于平整和排水之處[6]。使用前做好臨時(shí)排水措施，在牽張場(chǎng)四周或適當(dāng)位置設(shè)置臨時(shí)排水溝，并在排水溝末端設(shè)置沉沙池，流水經(jīng)沉沙池沉淀后排出并及時(shí)清淤。施工后期應(yīng)及時(shí)拆除施工臨時(shí)建筑，清理廢棄物，平整土地，恢復(fù)原有土地利用方式[8]。牽張場(chǎng)原則上不設(shè)置在保護(hù)區(qū)內(nèi)，若保護(hù)區(qū)內(nèi)線路較長(zhǎng)，則需要設(shè)置在地勢(shì)相對(duì)平坦、植被稀少的區(qū)域。牽張場(chǎng)地面需要鋪設(shè)下墊布，利于施工結(jié)束后的快速恢復(fù)[11]。

3.1.4 臨時(shí)道路防治區(qū)

施工臨時(shí)道路包括簡(jiǎn)易施工道路和人抬道路。簡(jiǎn)易施工道路應(yīng)盡量利用保護(hù)區(qū)內(nèi)已有的道路，若沒(méi)有可利用道路或者已有道路不能滿(mǎn)足施工要求的，可以進(jìn)行簡(jiǎn)單修建，以簡(jiǎn)短、適寬為原則，減少臨時(shí)占地及植被破壞量[11]。人抬道路應(yīng)充分利用原有林間小道，部分不能到達(dá)塔基區(qū)的路段才開(kāi)辟臨時(shí)人抬道路。路線選擇以“方便搬運(yùn)、線路最短、無(wú)須建設(shè)、破壞最小”為原則，修筑形式以清除阻礙通行的植被，土石方挖填活動(dòng)很小，不需要采取防護(hù)性工程措施為主，要注意嚴(yán)格施工管理，嚴(yán)禁在有林地內(nèi)使用明火。施工通行嚴(yán)格控制在占地范圍內(nèi)，禁止隨意穿越和破壞占地范圍外的地表植被，減少對(duì)道路周邊環(huán)境的破壞。

3.2 植物措施

3.2.1 樹(shù)種選擇

保護(hù)區(qū)主要森林群落有青海云杉、青杄林、祁連圓柏林、油松林、白樺林、山楊林、紅樺林和糙皮樺林。天王溝、鐵城水電站110 kV送出工程塔基及架空電線下喬木以天然油松、云杉等為主。陽(yáng)坡多分布灌木或草坡。植被恢復(fù)時(shí)，樹(shù)種選擇要與原保護(hù)區(qū)林種一致，喬木以青杄、祁連圓柏、油松、云杉等為主。灌木以忍冬、薔薇、栒子、小檗等為主。地被物以蘚類(lèi)、苔草、禾本科草、蒿類(lèi)等為主。

3.2.2 臨時(shí)占地的生態(tài)恢復(fù)

塔基施工結(jié)束后，對(duì)塔基區(qū)、棄渣點(diǎn)、牽張場(chǎng)等臨時(shí)用地按照原有土地利用類(lèi)型進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，由于山區(qū)土層貧瘠，植被恢復(fù)時(shí)，利用施工前剝離的表土和草皮覆蓋在施工擾動(dòng)區(qū)域表面，有利于植被的生長(zhǎng)發(fā)育[12]。有些地方還可以連草皮一起移植保護(hù)，施工結(jié)束后直接種植，在生態(tài)恢復(fù)的初期，采取喬灌草結(jié)合的方法，先種草以減少水土流失。采用喬灌草結(jié)合的方法也避免了植物物種過(guò)于單一，有利于生物多樣性的發(fā)展[8]，根據(jù)“適地適樹(shù)”原則，樹(shù)種和草種注重選擇當(dāng)?shù)卦形锓N，減少引進(jìn)外來(lái)物種，避免外來(lái)物種入侵造成生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定[13]，保護(hù)森林生態(tài)安全。堅(jiān)持工程措施、植物措施、臨時(shí)措施及土地整治等措施優(yōu)化配置，形成綜合防治體系。110 kV送出工程水土保持措施配置體系詳見(jiàn)表1。

表1 110 kV送出工程水土保持措施配置體系

4 加強(qiáng)工程區(qū)生態(tài)保護(hù)

遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《110～500 kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[14]，架空電力線路導(dǎo)線在最大弧垂或最大風(fēng)偏后與樹(shù)木之間的安全距離分別為4.0、3.5 m，同時(shí)在架空線路保護(hù)范圍，線路邊導(dǎo)線兩側(cè)20 m范圍內(nèi)不得種植高大的喬木。以《天王溝水電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)》《鐵城水電站110 kV送出工程設(shè)計(jì)》的桿塔呼稱(chēng)高，按跨越設(shè)計(jì)，必須考慮樹(shù)木自然生長(zhǎng)高度。工程穿越的保護(hù)區(qū)主要樹(shù)種油松成熟齡平均高度為20 m、青海云杉成熟齡平均高度為25 m，導(dǎo)線與樹(shù)木之間的垂直距離不小于4.0 m。在林地的植被恢復(fù)設(shè)計(jì)中，架空線路下的林木不進(jìn)行采伐，定期修枝、截頭保證線路安全運(yùn)行所必需的凈空距離。

保護(hù)區(qū)植被呈明顯地帶性，因海拔、坡位、坡向不同分布植被不同。在項(xiàng)目水土保持方案編制實(shí)施中不僅要根據(jù)立地條件進(jìn)行造林，還要重視植物的配置，可在輸電線路下?tīng)I(yíng)造與水土保持工程相結(jié)合的防火林帶，選擇耐火樹(shù)種營(yíng)造植物帶，可有效防止火災(zāi)發(fā)生[15]。如青杄、光皮樺、毛白楊、山楊、椴樹(shù)、栓皮櫟、夾竹桃、山楂等都是很好的防火樹(shù)種[16]。撒播草種具有簡(jiǎn)單易行、見(jiàn)效快等特點(diǎn)，適宜在擾動(dòng)范圍小的塔基區(qū)、牽張場(chǎng)等實(shí)施，但局部存在出苗率低、地表土易流失等現(xiàn)象，要盡可能選擇適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的草種[17]，并同步實(shí)施多草種、灌木混播等措施，充分發(fā)揮水土保持措施的功能和作用。

嚴(yán)格執(zhí)行水土保持法律法規(guī)，按照批復(fù)的采伐及植被恢復(fù)方案，“誰(shuí)開(kāi)發(fā)誰(shuí)保護(hù)、誰(shuí)造成水土流失誰(shuí)治理”，接受水土保持行政主管部門(mén)監(jiān)督管理。建設(shè)單位根據(jù)“長(zhǎng)期關(guān)注、動(dòng)態(tài)評(píng)估”的原則，對(duì)線路定期運(yùn)檢時(shí)，應(yīng)將生態(tài)恢復(fù)作為重要內(nèi)容之一[11]，并組織相關(guān)人員對(duì)未成活的植物進(jìn)行補(bǔ)植，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和改善，切實(shí)有效地保障水土資源的可持續(xù)利用，達(dá)到送變電工程與環(huán)境的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。