7月30日，在閩粵電力聯(lián)網(wǎng)換流站邊坡施工現(xiàn)場，國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院水土保持博士后服務(wù)團(tuán)隊成員陳垚手拿噴播機(jī)，噴灑完最后一罐環(huán)保混凝土。陳垚帶領(lǐng)施工人員，應(yīng)用邊坡噴混植生護(hù)綠技術(shù)，僅用3天時間就完成了閩粵電力聯(lián)網(wǎng)換流站工程北側(cè)1500平方米的邊坡復(fù)綠工作。
“傳統(tǒng)的邊坡復(fù)綠技術(shù)成本高、安全性較低，在第一次復(fù)綠后，后期需要長達(dá)一個多月的養(yǎng)護(hù)才能達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在，我們一個星期就能完成養(yǎng)護(hù)工作。”陳垚介紹。邊坡噴混植生護(hù)綠技術(shù)給換流站松散的填方邊坡注入了更多穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，使巖石和松散土層有機(jī)結(jié)合，具有穩(wěn)定的防降雨、抗沖刷性能，能夠快速恢復(fù)劣質(zhì)生境邊坡的植被。
閩粵電力聯(lián)網(wǎng)工程以打造國家水土保持示范工程為目標(biāo)，按照“一塔一圖一設(shè)計”落實全線環(huán)境保護(hù)和水土保持措施。福建電科院依托輸變電工程水土保持實驗室，組建水土保持博士后服務(wù)團(tuán)隊，構(gòu)建水土流失預(yù)警模型，創(chuàng)新應(yīng)用噴混植生護(hù)綠技術(shù)、超聲波測釬水土保持監(jiān)測技術(shù)、微生物誘導(dǎo)礦化技術(shù)等，以科技創(chuàng)新助力閩粵電力聯(lián)網(wǎng)工程高質(zhì)量建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)同步推進(jìn)。
構(gòu)建生態(tài)監(jiān)測預(yù)警模型
全線環(huán)保水保管理更規(guī)范
閩粵電力聯(lián)網(wǎng)工程通過兩回500千伏交流線路向東接入福建電網(wǎng)500千伏東林變電站，向西接入廣東電網(wǎng)500千伏嘉應(yīng)變電站，新建1座直流背靠背換流站，線路全長303千米，共有300多基鐵塔。
工程施工現(xiàn)場點多面廣，如何確保施工過程中換流站主體和沿線鐵塔塔基環(huán)保水保措施執(zhí)行到位，成為建設(shè)管理單位面臨的一道難題。
“像這種長距離輸電線路的環(huán)保水保管控，最大的難點在于如何形成統(tǒng)一、規(guī)范的管理模式。這就需要應(yīng)用監(jiān)測預(yù)警模型來校核施工前后的水土流失量、植被修復(fù)情況、工程碳匯損失等生態(tài)要素，形成動態(tài)監(jiān)測模式。”水土保持博士后服務(wù)團(tuán)隊成員李熙說。
水土保持博士后服務(wù)團(tuán)隊綜合利用了多個衛(wèi)星系統(tǒng)的高精度遙感數(shù)據(jù)，優(yōu)化基于遺忘因子的重建時間序列算法，構(gòu)建了基于多源遙感數(shù)據(jù)的輸變電工程施工期生態(tài)監(jiān)測預(yù)警模型。
這一模型設(shè)置在輸變電工程水土保持實驗室仿真試驗室的生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)，可動態(tài)監(jiān)測閩粵電力聯(lián)網(wǎng)工程全線的情況，每6小時更新一次數(shù)據(jù)，分析工程施工過程中的環(huán)保水保關(guān)鍵指標(biāo)，如水土流失量、林草植被恢復(fù)率等。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，一旦施工方有逾越生態(tài)紅線的行為，水土保持實驗室研究人員當(dāng)天就能發(fā)現(xiàn)并督促整改，從而幫助建設(shè)管理單位掌握施工期環(huán)保水保措施的落實成效，推動工程建設(shè)環(huán)保水保規(guī)范化管理。
超聲波測釬監(jiān)測水土流失
監(jiān)測效率提升60%
夏季，福建臺風(fēng)、暴雨等自然災(zāi)害天氣多發(fā)。這給閩粵電力聯(lián)網(wǎng)換流站的水土保持工作帶來了挑戰(zhàn)。
閩粵電力聯(lián)網(wǎng)換流站所在區(qū)域氣候?qū)賮啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，土壤侵蝕類型為水力侵蝕。強(qiáng)降雨天氣可能導(dǎo)致?lián)Q流站建設(shè)過程中出現(xiàn)瞬時的大規(guī)模水土流失。“傳統(tǒng)的水土流失監(jiān)測方式多為人工現(xiàn)場監(jiān)測，費時費力，并且容易破壞坡面穩(wěn)定性，監(jiān)測連續(xù)性差。我們就想研發(fā)一套在線監(jiān)測裝置，可以實時獲得施工現(xiàn)場的水土流失數(shù)據(jù)，為環(huán)保水保人員提供量化依據(jù)，確保水土保持措施安全有序落實。”團(tuán)隊成員翁孫賢說。
團(tuán)隊成員開展了多次環(huán)境模擬試驗，并根據(jù)試驗參數(shù)調(diào)整水土保持監(jiān)測裝置的抗風(fēng)強(qiáng)度、抗雨強(qiáng)度、電量耐用性等參數(shù)，最終研發(fā)出適用于沿海環(huán)境的輸變電工程水土保持在線監(jiān)測裝置。
5月30日，在閩粵電力聯(lián)網(wǎng)換流站施工現(xiàn)場，一套輸變電工程水土保持在線監(jiān)測裝置安裝成功。該裝置以土壤侵蝕量超聲測釬傳感器與多環(huán)境因子傳感器集成的方式，實時在線監(jiān)測施工現(xiàn)場的水土流失量，以及降雨量、濕度、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向等水土流失影響因子。后臺計算分析得出的監(jiān)測結(jié)果可以通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿帘３謱嶒炇冶O(jiān)測大屏，實現(xiàn)對換流站內(nèi)水土流失狀況的實時在線監(jiān)測。
該監(jiān)測裝置有助于每月減少人工現(xiàn)場監(jiān)測成本15萬元，提高工程建設(shè)過程中水土保持監(jiān)測工作效率60%，為水土流失監(jiān)測和治理提供技術(shù)支持。
首創(chuàng)微生物誘導(dǎo)礦化技術(shù)
生態(tài)固土有利于植被恢復(fù)
5月中旬以來，福建出現(xiàn)了罕見的持續(xù)降雨，土壤含水量趨于飽和，水土流失顯著增加，施工高峰期將加劇工程區(qū)域的水土流失。這對創(chuàng)建水土保持示范工程來說是一次嚴(yán)峻考驗。
一條500千伏的輸電線路一般有上百基鐵塔，塔基施工過程中會產(chǎn)生大量棄土棄渣，因山高坡陡，棄渣通常采取就地堆置的方式處理。陳垚介紹，以前一般用水泥來鞏固堆土，但為了保障灌漿的密實性，漿液中的沙含量遠(yuǎn)低于普通堆砌砂漿，使得硬化過程中出現(xiàn)收縮開裂現(xiàn)象。此外，傳統(tǒng)固土方式還會使土體鹽堿化。
為了在保護(hù)生態(tài)的同時減輕降雨造成的水土流失，團(tuán)隊成員決定采用微生物誘導(dǎo)礦化技術(shù)來固土——把菌液直接噴灑于塔基堆土，利用其高活性脲酶誘導(dǎo)土體發(fā)生礦化黏結(jié)。
團(tuán)隊成員開展了多輪模擬降雨及微生物菌液的調(diào)配試驗，反復(fù)嘗試不同塔基、不同氣候條件下，每平方米施工區(qū)域要噴灑的微生物量。最終，團(tuán)隊成員攻克專門針對輸變電工程松散土體的生態(tài)固土技術(shù)難題，在國內(nèi)首創(chuàng)微生物誘導(dǎo)礦化固土技術(shù)，并于5月初在塔基施工區(qū)示范應(yīng)用該技術(shù)。
微生物誘導(dǎo)礦化固土技術(shù)可使10厘米厚的表土層很好地固結(jié)。該技術(shù)在閩粵電力聯(lián)網(wǎng)工程塔基堆土中示范應(yīng)用1個月后，表土層經(jīng)歷了幾場暴雨沖刷，仍無明顯侵蝕痕跡，固土效果顯著;和水泥固土相比，固土效率提升50%以上，施工綜合成本降低40%左右。另外，該技術(shù)在原材料生產(chǎn)和施工過程中均未對生態(tài)環(huán)境造成破壞。把這項技術(shù)應(yīng)用在塔基施工區(qū)，能簡單、快速地遏制塔基邊坡溜坡溜渣，促進(jìn)后續(xù)植被修復(fù)。
目前，福建電科院水土保持博士后服務(wù)團(tuán)隊正在開展輸變電工程裸土植被生態(tài)基材、生境調(diào)控技術(shù)等研究，助力電網(wǎng)工程建設(shè)更加環(huán)保。（郭清梅 王重卿 林麗平）
作者：郭清梅 王重卿? 林麗平
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