福建電科院技術創(chuàng)新助力環(huán)境友好的電網工程建設

　　7月30日，在閩粵電力聯網換流站邊坡施工現場，國網福建省電力有限公司電力科學研究院水土保持博士后服務團隊成員陳垚手拿噴播機，噴灑完最后一罐環(huán)?；炷?。陳垚帶領施工人員，應用邊坡噴混植生護綠技術，僅用3天時間就完成了閩粵電力聯網換流站工程北側1500平方米的邊坡復綠工作。

　　“傳統(tǒng)的邊坡復綠技術成本高、安全性較低，在第一次復綠后，后期需要長達一個多月的養(yǎng)護才能達到驗收標準?，F在，我們一個星期就能完成養(yǎng)護工作。”陳垚介紹。邊坡噴混植生護綠技術給換流站松散的填方邊坡注入了更多穩(wěn)定性結構，使巖石和松散土層有機結合，具有穩(wěn)定的防降雨、抗沖刷性能，能夠快速恢復劣質生境邊坡的植被。

　　閩粵電力聯網工程以打造國家水土保持示范工程為目標，按照“一塔一圖一設計”落實全線環(huán)境保護和水土保持措施。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團隊，構建水土流失預警模型，創(chuàng)新應用噴混植生護綠技術、超聲波測釬水土保持監(jiān)測技術、微生物誘導礦化技術等，以科技創(chuàng)新助力閩粵電力聯網工程高質量建設和生態(tài)環(huán)境保護同步推進。

　　構建生態(tài)監(jiān)測預警模型

　　全線環(huán)保水保管理更規(guī)范

　　閩粵電力聯網工程通過兩回500千伏交流線路向東接入福建電網500千伏東林變電站，向西接入廣東電網500千伏嘉應變電站，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。這就需要應用監(jiān)測預警模型來校核施工前后的水土流失量、植被修復情況、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團隊成員李熙說。

　　水土保持博士后服務團隊綜合利用了多個衛(wèi)星系統(tǒng)的高精度遙感數據，優(yōu)化基于遺忘因子的重建時間序列算法，構建了基于多源遙感數據的輸變電工程施工期生態(tài)監(jiān)測預警模型。

　　這一模型設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，可動態(tài)監(jiān)測閩粵電力聯網工程全線的情況，每6小時更新一次數據，分析工程施工過程中的環(huán)保水保關鍵指標，如水土流失量、林草植被恢復率等。根據數據分析結果，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天就能發(fā)現并督促整改，從而幫助建設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、暴雨等自然災害天氣多發(fā)。這給閩粵電力聯網換流站的水土保持工作帶來了挑戰(zhàn)。

　　閩粵電力聯網換流站所在區(qū)域氣候屬亞熱帶海洋性季風氣候，土壤侵蝕類型為水力侵蝕。強降雨天氣可能導致換流站建設過程中出現瞬時的大規(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場的水土流失數據，為環(huán)保水保人員提供量化依據，確保水土保持措施安全有序落實。”團隊成員翁孫賢說。

　　團隊成員開展了多次環(huán)境模擬試驗，并根據試驗參數調整水土保持監(jiān)測裝置的抗風強度、抗雨強度、電量耐用性等參數，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，在閩粵電力聯網換流站施工現場，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)測施工現場的水土流失量，以及降雨量、濕度、溫度、風速、風向等水土流失影響因子。后臺計算分析得出的監(jiān)測結果可以通過無線網絡傳輸到水土保持實驗室監(jiān)測大屏，實現對換流站內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場監(jiān)測成本15萬元，提高工程建設過程中水土保持監(jiān)測工作效率60%，為水土流失監(jiān)測和治理提供技術支持。

　　首創(chuàng)微生物誘導礦化技術

　　生態(tài)固土有利于植被恢復

　　5月中旬以來，福建出現了罕見的持續(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，漿液中的沙含量遠低于普通堆砌砂漿，使得硬化過程中出現收縮開裂現象。此外，傳統(tǒng)固土方式還會使土體鹽堿化。

　　為了在保護生態(tài)的同時減輕降雨造成的水土流失，團隊成員決定采用微生物誘導礦化技術來固土——把菌液直接噴灑于塔基堆土，利用其高活性脲酶誘導土體發(fā)生礦化黏結。

　　團隊成員開展了多輪模擬降雨及微生物菌液的調配試驗，反復嘗試不同塔基、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)固土技術難題，在國內首創(chuàng)微生物誘導礦化固土技術，并于5月初在塔基施工區(qū)示范應用該技術。

　　微生物誘導礦化固土技術可使10厘米厚的表土層很好地固結。該技術在閩粵電力聯網工程塔基堆土中示范應用1個月后，表土層經歷了幾場暴雨沖刷，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，該技術在原材料生產和施工過程中均未對生態(tài)環(huán)境造成破壞。把這項技術應用在塔基施工區(qū)，能簡單、快速地遏制塔基邊坡溜坡溜渣，促進后續(xù)植被修復。

　　目前，福建電科院水土保持博士后服務團隊正在開展輸變電工程裸土植被生態(tài)基材、生境調控技術等研究，助力電網工程建設更加環(huán)保。（郭清梅 王重卿  林麗平）