汀州500 kV 輸電線路跨越林木方式研究

唐自強(qiáng)

（國網(wǎng)福建省電力有限公司 福建福州 350003）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升和人們生態(tài)環(huán)境意識(shí)的改變，我國越來越重視生態(tài)環(huán)境問題，“發(fā)展必須是全面的發(fā)展”“綠水青山就是金山銀山”等綠色發(fā)展理念指導(dǎo)著各行各業(yè)發(fā)展。電力行業(yè)作為社會(huì)各行各業(yè)的先頭行業(yè)，輸電線路的建設(shè)必須統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展，以“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”為指導(dǎo)思想，建立一個(gè)新型的綠色輸電網(wǎng)絡(luò)。

福建省素有“八山一水一分田”之說，山地成了福建500 kV電網(wǎng)線路建設(shè)的主要途經(jīng)區(qū)域。福建山地森林覆蓋率高達(dá)82.4%，建設(shè)山地輸電線路時(shí)，對森林植被采取高跨措施和采取砍伐措施比較，雖然對工程本體造價(jià)水平影響很大，但考慮到林木砍伐賠償費(fèi)、森林植被恢復(fù)費(fèi)等，工程靜態(tài)投資未必高。

本文將依托汀州500 kV 輸電線路工程案例，比較分析500 kV 輸電線路采用常規(guī)設(shè)計(jì)和高跨設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、植被砍伐、環(huán)境效益等方面，論述福建山區(qū)500 kV 輸電線路采用高跨設(shè)計(jì)所體現(xiàn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益。

1 工程簡況

福建汀州500 kV 輸電線路由卓然～汀州500 kV 線路和桃源～汀州500 kV 線路組成，新建線路長度分別為61.2 km 和129.2 km，建設(shè)地點(diǎn)位于龍巖市新羅區(qū)、上杭縣、連城縣、長汀縣和三明市清流縣、永安市，沿線地形高差起伏大，海拔200 m～1 000 m。線路途經(jīng)區(qū)域除了個(gè)別縣道國道旁零星平丘地形種植低矮果樹、水稻外，其余均為植被茂密的林地，林木植被覆蓋率分別為97.5%和95.4%，主要為松樹（15 m～20 m）、毛竹（12 m～18 m）、雜樹和灌木林（15 m～20 m）［1］。

2 跨越林木植被依據(jù)

根據(jù)初勘征求沿線林業(yè)局意見時(shí)，林業(yè)局要求轄區(qū)內(nèi)應(yīng)按不小于20 m 林木高度高跨設(shè)計(jì)，盡最大程度做到不砍樹或少砍樹；根據(jù)福建省生產(chǎn)與基建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差異條款統(tǒng)一意見“竣工驗(yàn)收及移交，按樹木現(xiàn)狀高度500 kV 線路風(fēng)偏或垂直凈空距離+8.5 m，速生林在此基礎(chǔ)上再+6 m”，因此本工程可研按20 m 植被高度高跨設(shè)計(jì)［1］。

3 林木跨越方式比選

3.1 跨越方式

本工程運(yùn)用了奧維互動(dòng)地圖選線技術(shù)和機(jī)載激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)切斷面技術(shù)，為2 個(gè)線路工程提供了高程精度1 m 左右的高精度全平斷面定位圖。排桿按2 種方式排桿：方式1（常規(guī)設(shè)計(jì)）：即對地按11.5 m 并考慮主要電力線跨越排桿；方式2（高跨設(shè)計(jì)）：即按樹木高度20 m+8.5 m 并考慮主要電力線跨越排桿。2 種跨越方式下2 個(gè)線路工程的排桿情況如表1、表2。

表1 桃源～汀州線路排桿情況表

表2 卓然～汀州線路排桿情況表

根據(jù)上表可知，汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)時(shí)，增加了31 基鐵塔，直線塔平均呼高增加了15.2 m～17.8 m，但水平檔距利用系數(shù)達(dá)到了0.82～0.87，鐵塔規(guī)劃及排桿是合理的。

3.2 林木砍伐面積統(tǒng)計(jì)

（1）塔位林木砍伐面積統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)原則按鐵塔根開+基礎(chǔ)立柱直徑/寬度+7 m。

（2）檔中及塔位出線口林木砍伐面積的統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)方式是采用逐基逐檔繪制斷面風(fēng)偏予以統(tǒng)計(jì)的，如圖1、圖2 所示。方式1 鐵塔呼高是48 m-30 m-48 m，方式2 鐵塔呼高是60 m-54 m-60 m，通過對A、B 點(diǎn)斷面畫風(fēng)偏可知，方式1A、B 點(diǎn)風(fēng)偏的林木砍伐寬度分別約為A1～A2 段60.2 m、B1～B2 段41.8 m，方式2 無需砍伐林木。

圖1 方式1 檔中及塔位出口斷面風(fēng)偏

圖2 方式2 檔中及塔位出口斷面風(fēng)偏

（3）全線砍伐面積統(tǒng)計(jì)。根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)原則，最終2 種跨越方式下樹木砍伐面積，具體見表3。因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)可以減少林木植被砍伐面積348.1 hm2。

表3 全線林木砍伐面積統(tǒng)計(jì)表

3.3 計(jì)算呼高引起主要工程量比較

方式2Ⅰ～Ⅳ型直線塔計(jì)算呼高是51 m～57 m，方式1Ⅰ～Ⅳ型直線塔計(jì)算呼高是36 m～42 m，經(jīng)計(jì)算方式2 導(dǎo)線水平風(fēng)荷載增加約15%，規(guī)劃設(shè)計(jì)單基塔重增加約6%；另2 個(gè)線路工程由于方式2 的平均呼高比方式1 分別高約15.2 m、17.8 m，則對應(yīng)使用鐵塔單基重增加分別約40.4%、48.3%［2］。再考慮方式2 比方式1 每km 塔基數(shù)多的因素，本工程耗鋼總量及基礎(chǔ)混凝土總量見表4、表5。因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)時(shí)，鐵塔耗鋼增加了4 426.5 t，基礎(chǔ)混凝土增加了6 641.6 m3。

表4 桃源～汀州線路主要工程量比較表

表5 卓然～汀州線路主要工程量比較表

3.4 主要工程量費(fèi)用比較

不同跨越方式下，線路工程的本體投資差額主要是由鐵塔和基礎(chǔ)混凝土材料及施工安裝費(fèi)引起的，根據(jù)預(yù)算定額計(jì)算規(guī)定和特高壓線路工程經(jīng)驗(yàn)，塔材按11 500 元/t、基礎(chǔ)混凝土按3 500 元/t、林木砍伐賠償按15 元/m2、森林植被恢復(fù)費(fèi)省級(jí)以上生態(tài)公益林按30 元/m2、一般喬木、竹林地按15 元/m2計(jì)算［2］。根據(jù)林勘院提供的數(shù)據(jù)，桃源～汀州線路公益林約占39%，卓然～汀州線路公益林約占34%。不同跨越方式下線路工程主要工程量費(fèi)用比較見表6、表7。

表6 桃源～汀州線路主要工程量費(fèi)用表 單位：萬元

表7 卓然～汀州線路主要工程量費(fèi)用表 單位：萬元

因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)時(shí)，雖然本體投資增加約7 414.4 萬元，但靜態(tài)投資減少約4 964.4萬元。

4 生態(tài)環(huán)境效益比較

4.1 水土流失

山區(qū)地形起伏，為降水匯流、土壤侵蝕與水土流失提供了動(dòng)力學(xué)條件。山區(qū)線路砍伐林木植被，一方面減少的森林植被面積，一方面在搬運(yùn)過程中將會(huì)再次破壞地表植被。根據(jù)專家數(shù)據(jù)，1 hm2森林每年大約可以減少水土流失量9 t［3］，因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)每年大約可以減少水土流失量3 132.9 t。

4.2 大氣環(huán)境效益

據(jù)專家數(shù)據(jù)，1 hm2森林1 年可吸收塵埃330 t～900 t、1 個(gè)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 殺菌素、1 a 可以蒸騰水4500 t，1 hm2有林地比1 hm2無林地多蓄水300 t，等于1 座地下水庫［4］。

因此汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)時(shí)，1 a 可吸收塵埃11.48 萬t～31.32 萬t、1 個(gè)月可吸收SO220.89 t、1 d 能放出O2255.85 t、吸收CO2349.84 t、能分泌出殺菌素10.44 t、1 a 可以蒸騰水156.64 萬t，1 hm2有林地比1 hm2無林地多蓄水10.44 萬t。

5 結(jié)論

綜上可得，汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)時(shí)，雖然鐵塔數(shù)量、鐵塔使用呼高大大提高，引起的工程本體投資增加約7 414.4 萬元，但由于最大程度采用高跨設(shè)計(jì)，減少林木植被砍伐面積約348.1 hm2，工程靜態(tài)投資減少約4 964.4 萬元，同時(shí)還可以大大增加了水土保持、凈化空氣、涵養(yǎng)水源等環(huán)境效益。

因此福建汀州500 kV 輸電線路盡最大程度采用高跨設(shè)計(jì)是必要的，也是符合建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”新型綠色電網(wǎng)的建設(shè)理念。