汀州500 kV 输电线路跨越林木方式研究

唐自强

（国网福建省电力有限公司 福建福州 350003）

0 引言

随着经济实力的提升和人们生态环境意识的改变，我国越来越重视生态环境问题，“发展必须是全面的发展”“绿水青山就是金山银山”等绿色发展理念指导着各行各业发展。电力行业作为社会各行各业的先头行业，输电线路的建设必须统筹人与自然和谐发展，以“资源节约型、环境友好型”为指导思想，建立一个新型的绿色输电网络。

福建省素有“八山一水一分田”之说，山地成了福建500 kV电网线路建设的主要途经区域。福建山地森林覆盖率高达82.4%，建设山地输电线路时，对森林植被采取高跨措施和采取砍伐措施比较，虽然对工程本体造价水平影响很大，但考虑到林木砍伐赔偿费、森林植被恢复费等，工程静态投资未必高。

本文将依托汀州500 kV 输电线路工程案例，比较分析500 kV 输电线路采用常规设计和高跨设计技术经济指标、植被砍伐、环境效益等方面，论述福建山区500 kV 输电线路采用高跨设计所体现的技术经济效益和社会环境效益。

1 工程简况

福建汀州500 kV 输电线路由卓然～汀州500 kV 线路和桃源～汀州500 kV 线路组成，新建线路长度分别为61.2 km 和129.2 km，建设地点位于龙岩市新罗区、上杭县、连城县、长汀县和三明市清流县、永安市，沿线地形高差起伏大，海拔200 m～1 000 m。线路途经区域除了个别县道国道旁零星平丘地形种植低矮果树、水稻外，其余均为植被茂密的林地，林木植被覆盖率分别为97.5%和95.4%，主要为松树（15 m～20 m）、毛竹（12 m～18 m）、杂树和灌木林（15 m～20 m）［1］。

2 跨越林木植被依据

根据初勘征求沿线林业局意见时，林业局要求辖区内应按不小于20 m 林木高度高跨设计，尽最大程度做到不砍树或少砍树；根据福建省生产与基建技术标准差异条款统一意见“竣工验收及移交，按树木现状高度500 kV 线路风偏或垂直净空距离+8.5 m，速生林在此基础上再+6 m”，因此本工程可研按20 m 植被高度高跨设计［1］。

3 林木跨越方式比选

3.1 跨越方式

本工程运用了奥维互动地图选线技术和机载激光点云数据切断面技术，为2 个线路工程提供了高程精度1 m 左右的高精度全平断面定位图。排杆按2 种方式排杆：方式1（常规设计）：即对地按11.5 m 并考虑主要电力线跨越排杆；方式2（高跨设计）：即按树木高度20 m+8.5 m 并考虑主要电力线跨越排杆。2 种跨越方式下2 个线路工程的排杆情况如表1、表2。

表1 桃源～汀州线路排杆情况表

表2 卓然～汀州线路排杆情况表

根据上表可知，汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计时，增加了31 基铁塔，直线塔平均呼高增加了15.2 m～17.8 m，但水平档距利用系数达到了0.82～0.87，铁塔规划及排杆是合理的。

3.2 林木砍伐面积统计

（1）塔位林木砍伐面积统计。统计原则按铁塔根开+基础立柱直径/宽度+7 m。

（2）档中及塔位出线口林木砍伐面积的统计。统计方式是采用逐基逐档绘制断面风偏予以统计的，如图1、图2 所示。方式1 铁塔呼高是48 m-30 m-48 m，方式2 铁塔呼高是60 m-54 m-60 m，通过对A、B 点断面画风偏可知，方式1A、B 点风偏的林木砍伐宽度分别约为A1～A2 段60.2 m、B1～B2 段41.8 m，方式2 无需砍伐林木。

图1 方式1 档中及塔位出口断面风偏

图2 方式2 档中及塔位出口断面风偏

（3）全线砍伐面积统计。根据上述统计原则，最终2 种跨越方式下树木砍伐面积，具体见表3。因此汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计可以减少林木植被砍伐面积348.1 hm2。

表3 全线林木砍伐面积统计表

3.3 计算呼高引起主要工程量比较

方式2Ⅰ～Ⅳ型直线塔计算呼高是51 m～57 m，方式1Ⅰ～Ⅳ型直线塔计算呼高是36 m～42 m，经计算方式2 导线水平风荷载增加约15%，规划设计单基塔重增加约6%；另2 个线路工程由于方式2 的平均呼高比方式1 分别高约15.2 m、17.8 m，则对应使用铁塔单基重增加分别约40.4%、48.3%［2］。再考虑方式2 比方式1 每km 塔基数多的因素，本工程耗钢总量及基础混凝土总量见表4、表5。因此汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计时，铁塔耗钢增加了4 426.5 t，基础混凝土增加了6 641.6 m3。

表4 桃源～汀州线路主要工程量比较表

表5 卓然～汀州线路主要工程量比较表

3.4 主要工程量费用比较

不同跨越方式下，线路工程的本体投资差额主要是由铁塔和基础混凝土材料及施工安装费引起的，根据预算定额计算规定和特高压线路工程经验，塔材按11 500 元/t、基础混凝土按3 500 元/t、林木砍伐赔偿按15 元/m2、森林植被恢复费省级以上生态公益林按30 元/m2、一般乔木、竹林地按15 元/m2计算［2］。根据林勘院提供的数据，桃源～汀州线路公益林约占39%，卓然～汀州线路公益林约占34%。不同跨越方式下线路工程主要工程量费用比较见表6、表7。

表6 桃源～汀州线路主要工程量费用表 单位：万元

表7 卓然～汀州线路主要工程量费用表 单位：万元

因此汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计时，虽然本体投资增加约7 414.4 万元，但静态投资减少约4 964.4万元。

4 生态环境效益比较

4.1 水土流失

山区地形起伏，为降水汇流、土壤侵蚀与水土流失提供了动力学条件。山区线路砍伐林木植被，一方面减少的森林植被面积，一方面在搬运过程中将会再次破坏地表植被。根据专家数据，1 hm2森林每年大约可以减少水土流失量9 t［3］，因此汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计每年大约可以减少水土流失量3 132.9 t。

4.2 大气环境效益

据专家数据，1 hm2森林1 年可吸收尘埃330 t～900 t、1 个月可吸收60 kg 的SO2、1 d 能放出735 kg 的O2、吸收1 005 kg的CO2、能分泌出30 kg 杀菌素、1 a 可以蒸腾水4500 t，1 hm2有林地比1 hm2无林地多蓄水300 t，等于1 座地下水库［4］。

因此汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计时，1 a 可吸收尘埃11.48 万t～31.32 万t、1 个月可吸收SO220.89 t、1 d 能放出O2255.85 t、吸收CO2349.84 t、能分泌出杀菌素10.44 t、1 a 可以蒸腾水156.64 万t，1 hm2有林地比1 hm2无林地多蓄水10.44 万t。

5 结论

综上可得，汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计时，虽然铁塔数量、铁塔使用呼高大大提高，引起的工程本体投资增加约7 414.4 万元，但由于最大程度采用高跨设计，减少林木植被砍伐面积约348.1 hm2，工程静态投资减少约4 964.4 万元，同时还可以大大增加了水土保持、净化空气、涵养水源等环境效益。

因此福建汀州500 kV 输电线路尽最大程度采用高跨设计是必要的，也是符合建设“资源节约型、环境友好型”新型绿色电网的建设理念。