張永利，王 暉，劉漢生，王留林，王盈曉，吳宜進(jìn)

(1.華中師范大學(xué) 地理過程分析與模擬湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢430079；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；3.湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)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(cè)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(jìn)1,2

(1.華中師范大學(xué) 地理過程分析與模擬湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢430079；
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；
3.湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)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(cè)；防治效果

城區(qū)道路是城市內(nèi)部及城市對(duì)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(xiàng)目開發(fā)建設(shè)導(dǎo)致的城市生態(tài)環(huán)境惡化，必須加強(qiáng)項(xiàng)目區(qū)的水土保持監(jiān)測(cè)工作。以武漢市球場(chǎng)路(供電大廈)110 kV輸變電工程為例，在介紹水土保持監(jiān)測(cè)范圍及分區(qū)、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)方法等的基礎(chǔ)上，利用工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，定量分析了球場(chǎng)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(xiàng)目在實(shí)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(hù)和改善。

城區(qū)道路沿線開發(fā)項(xiàng)目建設(shè)在給周邊交通帶來直接影響的同時(shí)，也會(huì)因管理和控制不當(dāng)產(chǎn)生水土流失等問題。水土保持監(jiān)測(cè)工作的開展，可以及時(shí)掌握項(xiàng)目區(qū)水土流失發(fā)生的時(shí)段、強(qiáng)度和空間分布等情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)中出現(xiàn)的問題并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，最大限度地減少項(xiàng)目建設(shè)造成的水土流失。我國(guó)的水土保持監(jiān)測(cè)始于20世紀(jì)20年代，而開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)1991年后才逐步開展起來[1-2]，監(jiān)測(cè)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(duì)城區(qū)輸變電項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)的成果和經(jīng)驗(yàn)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(cè)的研究更是亟待加強(qiáng)。筆者以武漢市球場(chǎng)路(供電大廈)110 kV輸變電工程為例，利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定量分析了球場(chǎng)路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土流失防治效果。

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

本項(xiàng)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(xiàng)目區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)性(濕潤(rùn))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(jì)為無(wú)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(jìn)行初步平整。項(xiàng)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(cè)工作實(shí)踐

2.1 監(jiān)測(cè)范圍與分區(qū)

建設(shè)區(qū)防治責(zé)任范圍2.32 hm2，包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)永久占地0.93 hm2、臨時(shí)占地0.88 hm2，直接影響區(qū)0.51 hm2。監(jiān)測(cè)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(cè)范圍及分區(qū)見表1。

表1 監(jiān)測(cè)范圍及分區(qū) hm2

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

(1)監(jiān)測(cè)時(shí)段。施工準(zhǔn)備期主要是從接受監(jiān)測(cè)任務(wù)到項(xiàng)目開工前，進(jìn)行背景值監(jiān)測(cè)；施工期監(jiān)測(cè)從2010年7月到2011年1月；自然恢復(fù)期基本無(wú)可綠化面積，不進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(2)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)。依據(jù)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的控制性、層次性、代表性和經(jīng)濟(jì)性等原則[8]，結(jié)合目前開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的實(shí)際情況，根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)總體情況和各分區(qū)的特征制定出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)情況。本工程監(jiān)測(cè)點(diǎn)共10處，包括站區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(cè)內(nèi)容及方法

(1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容。①防治責(zé)任范圍。包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)防治責(zé)任范圍的監(jiān)測(cè)是在項(xiàng)目征地紅線范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)檢查，其內(nèi)容包括有無(wú)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(shí)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(duì)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(cè)根據(jù)項(xiàng)目挖方、填方數(shù)量及面積，確定項(xiàng)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(zhǎng)和采取的防護(hù)措施。③水土保持防治措施情況。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要為工程措施、植物措施和臨時(shí)防護(hù)措施的進(jìn)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(cè)是依據(jù)施工進(jìn)度，針對(duì)不同地表擾動(dòng)類型流失特點(diǎn)，對(duì)施工期及自然恢復(fù)期土壤流失量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)不同地表擾動(dòng)類型監(jiān)測(cè)土壤流失量。采用的方法包括野外調(diào)查、侵蝕溝樣方測(cè)量等方法，分雨季和非雨季多點(diǎn)位、多頻次監(jiān)測(cè)。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(shí)施數(shù)量、質(zhì)量、穩(wěn)定性和防護(hù)效果的情況監(jiān)測(cè)；植物措施成活率、保存率及覆蓋度；施工期臨時(shí)防護(hù)措施、堆土攔擋等的穩(wěn)定性、完好程度和運(yùn)行情況。

(2)監(jiān)測(cè)方法。①實(shí)地調(diào)查監(jiān)測(cè)法。采用實(shí)地勘測(cè)、線路調(diào)查、面積量測(cè)等方法對(duì)地形地貌、城市道路沿線的情況及棄渣處置點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行巡視和觀察；采用資料分析，結(jié)合實(shí)地調(diào)查對(duì)土地?cái)_動(dòng)面積和程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)；采用查閱設(shè)計(jì)文件和實(shí)地量測(cè)，監(jiān)測(cè)建設(shè)過程中的挖填方量及棄土棄渣量。②臨時(shí)監(jiān)測(cè)法。臨時(shí)監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)工程施工過程中發(fā)生較嚴(yán)重的水土流失突發(fā)事件而進(jìn)行的水土流失監(jiān)測(cè)。一般雨季為監(jiān)測(cè)重點(diǎn)時(shí)段，當(dāng)降雨量達(dá)到50 mm/d以上時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，依據(jù)工程進(jìn)度及當(dāng)?shù)貧庀?、地形地貌、地質(zhì)等特性確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)。③巡查法。監(jiān)測(cè)人員不定期對(duì)部分代表線路踏勘，若發(fā)現(xiàn)較大的擾動(dòng)(如新出現(xiàn)堆渣或堆渣消失、開挖面采取了防護(hù)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(shí)做好監(jiān)測(cè)記錄。

3 水土保持監(jiān)測(cè)結(jié)果

3.1 防治責(zé)任范圍

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查監(jiān)測(cè)，該項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)期防治責(zé)任范圍為2.32 hm2。實(shí)際建設(shè)期防治責(zé)任范圍較方案設(shè)計(jì)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(shí)占地、臨時(shí)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(duì)伍的水土保持意識(shí)提高，在施工過程中采取了一定的水土保持防護(hù)措施，所以實(shí)際的防治責(zé)任范圍比設(shè)計(jì)值有所減少。

3.2 棄土棄渣量

變電站工程因擾動(dòng)地表和臨時(shí)堆土而產(chǎn)生的水土流失量較小，場(chǎng)地內(nèi)挖填基本能夠?qū)崿F(xiàn)平衡；線路路徑對(duì)環(huán)境的破壞呈點(diǎn)狀分布，單基擾動(dòng)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(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)處理。本項(xiàng)目產(chǎn)生土石方在運(yùn)輸過程中采用封閉斗車運(yùn)送，嚴(yán)禁沿途丟撒；回填及時(shí)，減少了臨時(shí)堆放時(shí)間；對(duì)于不能及時(shí)回填的臨時(shí)堆土采取了臨時(shí)防護(hù)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(diǎn)。根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)，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(yùn)行期無(wú)開挖、棄土等建設(shè)活動(dòng)，對(duì)水土流失無(wú)不利影響，造成的水土流失主要集中在施工期，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，施工期土壤流失量為14.360 5 t(見表2)。由于球場(chǎng)路變電站位于地下，占地面積很小且運(yùn)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(yùn)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(xiàng)目施工期為2010年7月至2011年1月，大部分時(shí)間處于雨季，為防止施工開挖造成嚴(yán)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(shí)攔擋措施。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合施工相關(guān)資料及監(jiān)理資料等統(tǒng)計(jì)得出，在施工過程中實(shí)際采取的臨時(shí)防護(hù)措施為建設(shè)沉沙池2個(gè)，填筑和拆除袋裝土3 530 m3，鋪塑料布5 400 m2，挖臨時(shí)排水溝100 m。

3.5 水土流失防治效果

(1)擾動(dòng)土地整治率。擾動(dòng)土地整治率為水土流失防治責(zé)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(shí)際擾動(dòng)地表面積之比。本工程共擾動(dòng)地表面積1.81 hm2，永久建筑物面積1.809 8 hm2。擾動(dòng)土地治理率達(dá)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(dòng)面積內(nèi)主要為臨時(shí)防護(hù)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(jì)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(duì)棄渣處置點(diǎn)進(jìn)行攔擋、排水、坡面防護(hù)，有效防止了棄渣的流失，施工過程中的運(yùn)輸?shù)粼韧ㄟ^加強(qiáng)施工管理和優(yōu)化設(shè)計(jì)減少了拋撒，攔擋棄土量為29 793 m3，攔渣率達(dá)到98%。

(4)土壤流失控制比。土壤流失控制比為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)，容許土壤流失強(qiáng)度與治理后土壤流失強(qiáng)度之比。本項(xiàng)目完工后，電纜線路區(qū)各擾動(dòng)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(dòng)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(xiàng)目的變電站位于地下，占地面積很小，且運(yùn)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(wú)植物措施，因此林草植被恢復(fù)率和覆蓋率不予計(jì)算。

4 結(jié) 語(yǔ)

本工程在水土保持防治措施實(shí)施后，運(yùn)行初期各擾動(dòng)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(xiàng)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(shí)施后，防治責(zé)任范圍內(nèi)攔渣率達(dá)到了98%，擾動(dòng)土地整治率達(dá)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(jì)算，且各擾動(dòng)區(qū)域基本沒有土壤侵蝕，水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)符合預(yù)期防治目標(biāo)要求。

通過對(duì)球場(chǎng)路(供電大廈)110 kV輸變電工程水土保持監(jiān)測(cè)及防治效果進(jìn)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(yàn)：

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

(2)沿用主體工程質(zhì)量保證體系，強(qiáng)化施工管理。水土保持各項(xiàng)措施直接沿用主體工程的質(zhì)量保證體系，并以工程計(jì)量、價(jià)款支付等手段作為輔助，對(duì)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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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(shí)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(zé)任范圍，嚴(yán)格控制施工擾動(dòng)面積，在施工中采用現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備，使施工擾動(dòng)地表面積大大減少，從而有效地控制了施工過程中因擾動(dòng)地表而產(chǎn)生的土壤流失量。

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(責(zé)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(jìn)(1963—)，男，江西九江市人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事區(qū)域資源開發(fā)與利用方面的研究。

2014-10-05