阳江市500 kV回隆(阳西)输变电工程水土保持措施布设研究

张群英

(广东省建科建筑设计院有限公司，广东 广州 510000)

输变电工程的建设和投运，是全面建设小康社会的重要任务之一。近年来，阳江市经济快速发展带动电力负荷迅速增长。为满足阳江市西部地区日益增长的用电需求，进一步改善当地电网结构，提高电网供电可靠性，建设阳江500 kV回隆(阳西)输变电工程是必要的。工程建设区位于广东省阳江市阳西县境内，主要供电区域为阳江市阳西县、海陵岛以及江城区的中南部，变电站选址位于阳江市阳西县程村镇莲花村大头发岭(山)附近，输电线路全线位于阳江市阳西县程村镇境内[1]。项目建设内容：(1)新建500 kV阳西变电站一座，建设规模2×1000 MVA主变压器。(2)500 kV出线最终规模为10回，本期出线4回：双解口阳西电厂～蝶岭双回线路入回隆站，形成回隆站至阳西电厂、至蝶岭站各2回500 kV线路，路径总长7 km。线路共建500 kV杆塔23基，其中包括人工挖孔桩基础14基、四桩承台挖孔桩基础3基、斜柱柔性基础4基、四桩承台灌注桩基础2基。工程建成后，可有效缓解区域用电供需矛盾，全面助力地区经济社会发展。

项目建设过程中，不可避免地会对地表进行扰动和开挖，加重土壤侵蚀强度，在暴雨、径流的冲刷下，会造成一定程度的水土流失。为有效预防和避免水土流失危害，确保项目建设和运行安全，切实保护和改善项目区及周边生态环境，开展针对性的水土保持措施布设研究是有必要的。

1 防治责任范围及防治分区

1.1 防治责任范围

工程的防治责任范围由项目建设区和直接影响区组成。项目建设区以工程实际扰动、占用范围确定，直接影响区以可能造成水土流失及其危害范围进行界定[2]。在现场勘察和详细调查的基础上，参照类似工程经验，确定项目水土流失防治责任范围面积总计16.24 hm2，其中,项目建设区面积为13.86 hm2，直接影响区面积为2.38 hm2。

1.2 防治分区

依据工程所处的地貌类型，并结合主体工程建设时序、布局、新增水土流失特点，以及防治责任范围的划分，同时考虑与主体工程相衔接，进行水土流失防治分区。工程划分为变电站区及输电线路区2个一级分区，其中,变电站区进一步划分为站址区、进站道路区、施工营地区、表土堆放区；输电线路区划分为塔基区、人抬道路区、牵张场地区，共7个二级分区。

2 水土流失防治目标

项目建设区域属广东省水土流失重点监督区。根据《中华人民共和国水土保持法》和《生产建设项目水土流失防治标准》(GB/T 50434—2018)[3]的规定，水土流失防治目标执行建设类项目二级标准。由于项目区属800 mm以上降水地区，水土流失总治理度、林草植被恢复率、林草覆盖率绝对值应提高2%以上。具体目标是：通过布设针对性的水土保持措施，使施工过程中新增水土流失得到有效控制，同时使原有水土流失得到基本治理，减少项目区因水土流失造成的危害；恢复和保护线路所经地区的水土状况，实现工程建设、生态环境和地方经济的协调发展(各项防治目标值具体见下表1)。

表1 项目水土流失控制分区防治目标

3 水土流失预测

项目水土流失影响因子主要为降雨特性(雨量、雨强、历时等)、地形地貌、地面组成物质及其结构、植物类型及覆盖度、水土保持设施数量和质量等，造成水土流失的主要原因为人为对地表的扰动。根据标准GB/T 50434—2018[3]，经科学预测表明：工程实施会扰动原地貌，损坏土地及植被面积13.86 hm2；工程产生弃方总量2.76万m3，弃土中表土全部作为绿化用土，塔基余方采取就地摊平处理，建筑垃圾运至垃圾填埋场处理；各工区的水土流失量大大超过了该区土壤容许流失量500 t/km2·a，工程可能造成的新增水土流失量约1308 t，新增水土流失主要发生在施工期的站址区。根据预测结果，施工期为水土流失重点时段，并以站址区作为新增水土流失重点防治部位。因此，施工中应高度重视水土流失防治工作，并制定合理的针对性水土防治措施。

4 水保措施布设

4.1 措施总体布局

为了保证工程建设引起的水土流失降到最低程度，达到保水固土的目的，结合项目施工特点，采用拦、排、防等各项措施相结合的防治方案，从而形成完整、丰富的水土流失防治体系。防治措施总布局为：采用植物措施与工程措施相结合的防治方法，并注重临时拦挡、植被恢复等辅助措施。

4.2 主要分区防治措施布设

4.2.1 变电站区——站址区

站址区在场地平整前应剥离表土，并将表土集中堆存，后期作为绿化覆土。在工程建设过程中对填筑等形成的柔性边坡及时采取工程措施防护，确保边坡稳定，且须妥善解决施工期排水问题，减少冲刷。防治措施布设为：

(1)工程措施方面。考虑对站内、站外布设较为完善的截排水措施，对挖、填方边坡坡面采取浆砌石框格内植草皮的方式进行护坡，并在填方区坡脚采用浆砌石挡土墙进行支护。站址区施工中剥离表土约1.79万m3，表土剥离后，集中堆放围墙内施工场地一角，并尽量堆放在站址内地势相对低洼的永久占地范围内。绿化施工时，回覆表土1.54万m3。

(2)植物措施方面。由于临时堆土量较大，且土质松散，临时堆放时间超过一年，只采取编织袋拦挡难以达到水保要求，故考虑在土堆表面撒播草籽防护，草籽撒播面积约0.60 hm2，草籽可选用百喜草、狗牙根等，用量为80 kg/hm2。站址区主要对站区围墙内空闲地与围墙外预留扩建区域铺种草皮、栽植灌木花卉进行绿化。

(3)临时措施方面。注重临时拦挡和临时排水、沉沙池措施相结合。在场地地基处理完毕后，建筑物及管线施工过程中，会产生一定的基槽余土，在工程完毕后才能对其进行回填夯实和二次平整，在此之前，需要设立临时堆土场堆放。为防止水土流失，需要在堆放场四周设置临时拦挡墙，经估算，需临时堆放弃土量约1200 m3，拦挡断面尺寸为上宽0.4 m、底宽0.8 m、高0.8 m。经计算，编织袋挡墙防护长度约150 m，需要袋土72 m3。在临时拦挡墙外设置临时性土质排水沟，以排除从坡面及站内汇集的雨水。排水沟用水泥砂浆简单护砌，砂浆护砌厚2 cm，采用梯形断面，上底宽1.0 m、下底宽0.6 m、高0.6 m，共需设置临时排水沟约650 m。在西侧及南侧排水出水口处分别设置1个沉沙池，沉沙池断面长3.0 m,宽1.5 m,深1.5 m，砖砌厚度24 cm。

4.2.2 输电线路区——塔基区

项目线路共新建塔基23基，其中2基位于平原区，其余位于山丘区，永久占地0.68 hm2，临时占地0.35 hm2。对于位于山丘区的塔基，施工前，应提前实施边坡防护及排水等永久性措施，塔基基础施工过程中，应做到先拦挡后开挖，施工结束后，要及时回填多余的土方，并实施植被恢复。对位于敏感区塔基，塔基施工过程中，需加强临时拦挡防护措施，并及时采取截、排水措施疏导雨水，避免施工过程中水土流失产生的泥浆、砂土随集水沟进入附近的林地、耕地。具体防治措施布设为：

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(1)工程措施方面。在塔位下坡面采用挡土墙进行防护，在坡顶顺山势布设截水沟以防雨水对坡面的冲刷，对因降基而形成的坡面采用浆砌石进行护坡，并对施工中的钻孔灌注桩基础建泥浆池防护。为了防止表土层流失，在塔基施工前，首先剥离表土，表土剥离面积约为0.86 hm2，剥离厚度为30 cm，剥离总量为0.26万m3。

(2)植物措施方面，塔基施工完毕后，及时对占地范围除硬化及边坡外的地块进行土地整治，并采取植草结合灌木的形式绿化。整地后对塔基永久占地部分铺草皮绿化，铺草皮面积约为0.54 hm2。塔基施工临时占用耕地0.03 hm2，施工结束整地后归还当地农民恢复为耕地；临时占用林地0.27 hm2、草地0.05 hm2，施工结束后，种植灌木并撒播草籽，灌木可选择紫叶小蘖、野牡丹等，种植密度2 m×2 m，共种植灌木800株、撒播草籽0.32 hm2。

(3)临时措施方面。表土剥离后，先剥离的表土直接装入编织袋，用来砌筑临时拦挡墙。剩余表土集中堆放在临时占地一角，结合塔基临时拦挡墙堆放。在平原区，钻孔灌注桩基础主体考虑采用泥浆池防治水土流失；在山丘区，塔基采用挖孔桩基础及斜柱柔性基础，开挖的土石方堆放在场地一侧，为防止泥土散落、流失，在堆放点下坡处设置临时拦挡墙，并以“品”字形紧密排列堆砌。塔基区编织袋挡墙防护长度约630 m，需袋土302 m3。

4.3 典型防治措施设计

4.3.1 排水工程设计

根据有关工程设计等级的相关规定，结合项目区防护安全性要求，临时排水沟采用5年一遇的标准进行设计。设计标准确定后，结合广东省暴雨手册，采用式(1)进行洪峰流量计算：

Qb=0.278×K×I×F

(1)

式中：Qb为最大洪峰流量，m3/s；K为径流系数；I为平均1 h降雨强度，mm/h；F为集水面积，km2。

再通过式(2)(明渠均匀流公式)以流量反算所需排水沟过水断面面积及尺寸[4]：

(2)

计算成果如表2，结果表明：(1)排水沟设计按最不利条件，即仅有一个出水口时的最大流量设计，站址区各个分区出水口最大流量为1.73 m3/s。(2)根据集水面积的不同，临时排水沟设计为梯形断面，其尺寸为底宽0.6 m、深0.6 m，边坡比1∶0.33，沟壁及沟底砂浆抹面2 cm处理。(3)校核流量Q大于洪峰流量Qb，满足不淤、不冲流速条件，即设计流速大于0.15 m/s，小于5.20 m/s，排水沟设计尺寸符合排水要求。

表2 洪峰流量及排水沟断面要素计算结果

4.3.2 沉沙池设计

沉沙池设计断面形式采用矩形断面，根据工程区情况，池厢内的平均流速取0.25 m/s，沉沙池工作水深取1.2 m。根据《水利水电工程沉沙池设计规范》(SL/T 269—2019)[5]相关公式计算沉沙池池厢工作长度、宽度。经计算，项目临时沉沙池尺寸为长3.0 m,宽1.5 m,高1.5 m，其采用机砖抹面结构。通过分析排水沟设计流量与沉沙池规格、断面尺寸，沉沙池设计尺寸可满足过水要求。施工中应加强巡查维护，定期清理沉沙池内淤积的泥沙，发现沉沙池损坏应及时修补。

4.4 水保措施效益分析

项目水土保持工程总投资558.15万元。实施水土保持措施后，可治理水土流失面积9.40 hm2，减少水土流失总量1308t，从而保证工程建设区的水土流失得到有效治理，损坏的水土保持设施得到恢复和改善，原有的土壤侵蚀也得到一定程度的控制(主要防治指标达标情况详见表3)。

表3 防治指标达标情况

5 结 论

通过实施科学合理的水保措施，可有效防治水土流失，并对不利环境影响予以缓解和逐步消除。防治措施应坚持永临结合，治管并举；坚持工程措施为主，临时措施为辅；坚持全面防治与重点治理相结合，安全保护和资源节约相结合。水保措施实施后，各项防治指标均达到了目标值，从水土保持角度分析，该工程建设中不存在水土保持的制约性因素,相关措施对改善当地生态环境具有良好效果，项目整体具备可行性。