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摘 要 输变电工程是输送能源的重要通道，一般空间跨度较大。水土流失在输变电工程建设过程中造成的影响也随着工程水土流失的相关因素如地形地貌、土壤、地质、植被、降雨等相应的发生着变化。本文通过分析各个因素在工程中造成的水土流失影响，提出相应的设计意见。同时为将来研究水土流失防治有一定的借鉴意义。
关键词 输变电工程 水土流失 水土保持 土壤侵蚀
一、概述
随着国民经济持续快速发展，电力市场的需求日益增加，输变电工程的建设也随之大增，这些项目给建设区造成的水土流失影响越来越不可忽视。
工程水土流失特点主要包括：地表扰动范围分散，但成点、线分布；原生水土流失相对较弱；扰动区水土流失以水力侵蚀为主；水土流失时段集中，主要表现在工程基础开挖和架线阶段；水土流失分区明显，主要集中在塔基区。
水土流失危害主要表现在：使生态环境恶化；加剧水土流失，降低土地生产力，影响农业生产；损害水利基础设施，加剧洪涝灾害；不利于地方可持续发展。
对输变电工程建设过程中的水土流失因素的研究，有利于方案编制单位和建设单位及时调整工程水土保持措施，减少工程建设所带来水土流失，这也是项目水土保持设施验收的基础，本文将对输变电工程水土流失影响的各个因素进行分析。
二、水土流失影响分析
2、土壤、基岩状况对工程水土流失的影响
由于输变电工程的弃渣往往就地在塔基附近平整，通常采用将弃渣至于塔基的下坡向的方法，弃渣坡面一般为自然稳定坡面，坡角接近于各类弃渣的自然休止角，一般大于30度。
坡度是影响坡面土壤侵蚀的首要因素，随着坡度的增大，坡面土壤侵蚀量往往会增加，但两者并非线性相关。当坡度达到一定值时，侵蚀量可能会随着坡度的增大而减少，即坡面土壤侵蚀中存在着一个平衡坡度。根据行业经验，通过理论推导或现场踏勘得出来的坡度临界值往往在40度左右。而输变电工程弃渣所形成的自然坡面的坡度较为接近坡面土壤侵蚀的平衡坡度，且弃渣区域再采取植被恢复较为困难，故其存在一定的水土流失隐患。
土壤及基岩决定了塔基型式和降基程度，进而决定了弃渣量和渣体组成。输变电塔基型式的确定是建立在塔位土壤及岩性上的。一般情况下，岩石锚杆式基础一般使用在岩体坚硬，整体性较好的中等风化岩石及微风化的硬质岩石中，在裂隙多、破碎的强风化软质岩石中不使用；掏挖基础基型适用于无地下水的硬塑、可塑粘土地基，适用于各型直线塔；人工挖孔桩基础是一种环保型基础型式，适应土质变化较大的场地土环境；在有地下水硬塑、可塑粘土、粉质粘土及砂类土地基，斜柱主材插入式基础比其他基础型式要经济合理；对地质条件差，地基承载力低，特别是基坑不易成型和深挖困难的塔位，采用现浇板式基础浅埋，加大底板承受下压，减小基底地基应力，同时，大底板增大上拔土体来承受上拔力；在上部荷载太大，地基条件太差，其它基础难于满足要求时，会推荐套管护壁灌柱桩基础。不同的基础类型对环境保护范围、施工控制范围以及基础自身尺寸的要求也不一样，从而造成了输变电塔基基础施工的降基及开挖产生的弃土石渣也不一样。以湖北地区单回路500kV输电线工程为例，该工程在25€捌旅嫔希攵圆煌⌒褪剿钠潦康亩员热缦卤？。
表1 坡面上主要几种不同基础型式所产生的弃渣量（m3）
3、地形地貌对水土流失的影响
地貌可分为山地、丘陵和平原三大类。山地海拔较高，坡度较陡，平原地势平缓，丘陵则介于两者之间。
地形地貌对输变电水土流失的影响主要来自于塔基点位的地貌特征，主要指坡度和坡长，其中坡度对输变电线路水土流失影响较大。通过理论推导和实地调查，得出来的结论是，坡面土壤侵蚀量和坡度呈正相关；其次，坡度的大小对塔基降基也有一定的影响，塔基的弃土石渣主要来自塔基降基，一般情况下，相同的塔基型式，坡度与降基量成正比。坡长与坡面径流也成正比，这也是水土流失影响的主要表现之一。
地形地貌对土壤的影响主要表现在：随着海拔的升高，土壤有类似于向北过渡的地带性。随着海拔的升高，土壤类型逐渐发生变化，而其力学性质也随之改变。通常情况下，对于同一种母质发育的土壤，当海拔由低到高变化时，土壤塑性会逐渐变弱；由于土壤塑性减弱，在土层较厚地区，土壤一般不易掏挖成型，只能选择大开挖板式基础。但大开挖板式基础土石方开挖量较大，混凝土用量也较大，使塔基保护范围增大，降基量也随之增加。据监测数据表明，大开挖板式基础比原状土基础弃渣量最多可高出35倍，因此对于山区土层较薄地区，一般适合做岩石嵌固等原状土基础。
4、塔基基础形式对水土流失的影响
按照对土层扰动的情况，可以将输变电工程基础形式分为大开挖基础和原状土基础；按施工工艺可以分为岩石嵌固基础、岩石锚杆基础、板式基础、台阶式基础、掏挖基础形式。岩石锚杆基础、岩石嵌固基础、掏挖式基础为原状土基础，产生的地表扰动较小；台阶式基础和板式基础为大开挖基础，对地表的扰动较剧烈。
为了保证基础的稳定，大开挖基础往往采取大底面的基础，其底板尺寸一般为原状土基础的3倍左右。在基础深度相同的情况下，大开挖基础土石方开挖量约为掏挖式基础的10-20倍，为岩石嵌固基础的30-40倍，岩石锚杆基础的100-200倍。例如，台阶式基础和大板式基础在深度为3米时，单个基础产生的临时堆土量约为50m3，四个基础则为200m3左右。剖面图见图1。图中 为上表面基面尺寸，a为抗剪角度，b为底板尺寸，一般为17€啊？
一般临时堆土用于基础施工结束后的回填，但是还会存在一定的弃渣，这是由于基础本身会占用一部分地下空间。从施工方提供的数据，岩石锚杆基础体积约为1-2m3，岩石嵌固基础体积约为2-4m3，掏挖式基础体积约为4-7m3，台阶式基础和板式基础体积约5-30m3。所以台阶式基础和板式基础产生的弃土石渣量最多，只有当土体塑性较弱、不易掏挖成型时，才会采用此类基础，在山丘区，对于基面范围大于5米，坡度在25€白笥遥罂诨〉慕祷恳沧畲螅嘉？5m3；而岩石嵌固基础和掏挖式基础由于作业范围较小，单个塔基降基量一般小于3m3，岩石锚杆基础甚至无降基。
由以上几个方面可以看出，大开挖基础无论是临时堆土量还是弃渣量远大于岩石嵌固等原状土基础。故在基础选型时应优先选择原状土基础，这样將大大降低输变电工程施工过程中造成的水土流失。
三、结语
输变电工程水土流失影响因素主要有降雨，土壤、基岩，地形地貌等。降雨对工程水土流失的影响主要表现在降雨侵蚀力上；土壤、基岩状况工程水土流失的影响表现在弃渣量和临时堆土量上，土壤、基岩适宜做原状土基础时，二者数值均较小。地形地貌对工程水土流失的影响主要表现为土壤的塑性的变化，对于土层较厚处不太适宜做原状土基础，土石方开挖和弃渣量较大，对于土层较薄处适宜做岩石嵌固等原状土基础，开挖量和弃渣量较小。基础形式对工程水土流失的影响主要表现在临时堆土还是弃渣量上，岩石嵌固等原状土基础产生的土石方量远小于大开挖基础所产生的量，故在基础选型时应优先选择原状土基础，这将有效降低输变电工程建设过程中带来的水土流失危害。
参考文献：
[1]鲁先龙，程永锋.我国输电线路基础工程现状与展望[J].电力建设，2005（11）.
[2]郭建军，陈舜川.开发建设项目水土流失的特点及防治对策[J].山西水土保持科技，2004（3）.
[3]罗奋康.电网输电线路设计问题的分析研究[J].科技信息，2009（29）.
[4]蔺明华， 张来章， 白志刚.开发建设项目新增水土流失研究[M]. 黄河水利出版，2008.
[5]贾媛媛， 郑粉莉， 杨勤科， 等.国内坡面土壤侵蚀预报模型述评[J]. 水土保持研究，2004（4）.
（作者单位：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司）
关键词 输变电工程 水土流失 水土保持 土壤侵蚀
一、概述
随着国民经济持续快速发展，电力市场的需求日益增加，输变电工程的建设也随之大增，这些项目给建设区造成的水土流失影响越来越不可忽视。
工程水土流失特点主要包括：地表扰动范围分散，但成点、线分布；原生水土流失相对较弱；扰动区水土流失以水力侵蚀为主；水土流失时段集中，主要表现在工程基础开挖和架线阶段；水土流失分区明显，主要集中在塔基区。
水土流失危害主要表现在：使生态环境恶化；加剧水土流失，降低土地生产力，影响农业生产；损害水利基础设施，加剧洪涝灾害；不利于地方可持续发展。
对输变电工程建设过程中的水土流失因素的研究，有利于方案编制单位和建设单位及时调整工程水土保持措施，减少工程建设所带来水土流失，这也是项目水土保持设施验收的基础，本文将对输变电工程水土流失影响的各个因素进行分析。
二、水土流失影响分析
2、土壤、基岩状况对工程水土流失的影响
由于输变电工程的弃渣往往就地在塔基附近平整，通常采用将弃渣至于塔基的下坡向的方法，弃渣坡面一般为自然稳定坡面，坡角接近于各类弃渣的自然休止角，一般大于30度。
坡度是影响坡面土壤侵蚀的首要因素，随着坡度的增大，坡面土壤侵蚀量往往会增加，但两者并非线性相关。当坡度达到一定值时，侵蚀量可能会随着坡度的增大而减少，即坡面土壤侵蚀中存在着一个平衡坡度。根据行业经验，通过理论推导或现场踏勘得出来的坡度临界值往往在40度左右。而输变电工程弃渣所形成的自然坡面的坡度较为接近坡面土壤侵蚀的平衡坡度，且弃渣区域再采取植被恢复较为困难，故其存在一定的水土流失隐患。
土壤及基岩决定了塔基型式和降基程度，进而决定了弃渣量和渣体组成。输变电塔基型式的确定是建立在塔位土壤及岩性上的。一般情况下，岩石锚杆式基础一般使用在岩体坚硬，整体性较好的中等风化岩石及微风化的硬质岩石中，在裂隙多、破碎的强风化软质岩石中不使用；掏挖基础基型适用于无地下水的硬塑、可塑粘土地基，适用于各型直线塔；人工挖孔桩基础是一种环保型基础型式，适应土质变化较大的场地土环境；在有地下水硬塑、可塑粘土、粉质粘土及砂类土地基，斜柱主材插入式基础比其他基础型式要经济合理；对地质条件差，地基承载力低，特别是基坑不易成型和深挖困难的塔位，采用现浇板式基础浅埋，加大底板承受下压，减小基底地基应力，同时，大底板增大上拔土体来承受上拔力；在上部荷载太大，地基条件太差，其它基础难于满足要求时，会推荐套管护壁灌柱桩基础。不同的基础类型对环境保护范围、施工控制范围以及基础自身尺寸的要求也不一样，从而造成了输变电塔基基础施工的降基及开挖产生的弃土石渣也不一样。以湖北地区单回路500kV输电线工程为例，该工程在25€捌旅嫔希攵圆煌⌒褪剿钠潦康亩员热缦卤？。
表1 坡面上主要几种不同基础型式所产生的弃渣量（m3）
3、地形地貌对水土流失的影响
地貌可分为山地、丘陵和平原三大类。山地海拔较高，坡度较陡，平原地势平缓，丘陵则介于两者之间。
地形地貌对输变电水土流失的影响主要来自于塔基点位的地貌特征，主要指坡度和坡长，其中坡度对输变电线路水土流失影响较大。通过理论推导和实地调查，得出来的结论是，坡面土壤侵蚀量和坡度呈正相关；其次，坡度的大小对塔基降基也有一定的影响，塔基的弃土石渣主要来自塔基降基，一般情况下，相同的塔基型式，坡度与降基量成正比。坡长与坡面径流也成正比，这也是水土流失影响的主要表现之一。
地形地貌对土壤的影响主要表现在：随着海拔的升高，土壤有类似于向北过渡的地带性。随着海拔的升高，土壤类型逐渐发生变化，而其力学性质也随之改变。通常情况下，对于同一种母质发育的土壤，当海拔由低到高变化时，土壤塑性会逐渐变弱；由于土壤塑性减弱，在土层较厚地区，土壤一般不易掏挖成型，只能选择大开挖板式基础。但大开挖板式基础土石方开挖量较大，混凝土用量也较大，使塔基保护范围增大，降基量也随之增加。据监测数据表明，大开挖板式基础比原状土基础弃渣量最多可高出35倍，因此对于山区土层较薄地区，一般适合做岩石嵌固等原状土基础。
4、塔基基础形式对水土流失的影响
按照对土层扰动的情况，可以将输变电工程基础形式分为大开挖基础和原状土基础；按施工工艺可以分为岩石嵌固基础、岩石锚杆基础、板式基础、台阶式基础、掏挖基础形式。岩石锚杆基础、岩石嵌固基础、掏挖式基础为原状土基础，产生的地表扰动较小；台阶式基础和板式基础为大开挖基础，对地表的扰动较剧烈。
为了保证基础的稳定，大开挖基础往往采取大底面的基础，其底板尺寸一般为原状土基础的3倍左右。在基础深度相同的情况下，大开挖基础土石方开挖量约为掏挖式基础的10-20倍，为岩石嵌固基础的30-40倍，岩石锚杆基础的100-200倍。例如，台阶式基础和大板式基础在深度为3米时，单个基础产生的临时堆土量约为50m3，四个基础则为200m3左右。剖面图见图1。图中 为上表面基面尺寸，a为抗剪角度，b为底板尺寸，一般为17€啊？
一般临时堆土用于基础施工结束后的回填，但是还会存在一定的弃渣，这是由于基础本身会占用一部分地下空间。从施工方提供的数据，岩石锚杆基础体积约为1-2m3，岩石嵌固基础体积约为2-4m3，掏挖式基础体积约为4-7m3，台阶式基础和板式基础体积约5-30m3。所以台阶式基础和板式基础产生的弃土石渣量最多，只有当土体塑性较弱、不易掏挖成型时，才会采用此类基础，在山丘区，对于基面范围大于5米，坡度在25€白笥遥罂诨〉慕祷恳沧畲螅嘉？5m3；而岩石嵌固基础和掏挖式基础由于作业范围较小，单个塔基降基量一般小于3m3，岩石锚杆基础甚至无降基。
由以上几个方面可以看出，大开挖基础无论是临时堆土量还是弃渣量远大于岩石嵌固等原状土基础。故在基础选型时应优先选择原状土基础，这样將大大降低输变电工程施工过程中造成的水土流失。
三、结语
输变电工程水土流失影响因素主要有降雨，土壤、基岩，地形地貌等。降雨对工程水土流失的影响主要表现在降雨侵蚀力上；土壤、基岩状况工程水土流失的影响表现在弃渣量和临时堆土量上，土壤、基岩适宜做原状土基础时，二者数值均较小。地形地貌对工程水土流失的影响主要表现为土壤的塑性的变化，对于土层较厚处不太适宜做原状土基础，土石方开挖和弃渣量较大，对于土层较薄处适宜做岩石嵌固等原状土基础，开挖量和弃渣量较小。基础形式对工程水土流失的影响主要表现在临时堆土还是弃渣量上，岩石嵌固等原状土基础产生的土石方量远小于大开挖基础所产生的量，故在基础选型时应优先选择原状土基础，这将有效降低输变电工程建设过程中带来的水土流失危害。
参考文献：
[1]鲁先龙，程永锋.我国输电线路基础工程现状与展望[J].电力建设，2005（11）.
[2]郭建军，陈舜川.开发建设项目水土流失的特点及防治对策[J].山西水土保持科技，2004（3）.
[3]罗奋康.电网输电线路设计问题的分析研究[J].科技信息，2009（29）.
[4]蔺明华， 张来章， 白志刚.开发建设项目新增水土流失研究[M]. 黄河水利出版，2008.
[5]贾媛媛， 郑粉莉， 杨勤科， 等.国内坡面土壤侵蚀预报模型述评[J]. 水土保持研究，2004（4）.
（作者单位：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司）