高原地区输变电工程水土保持生态保护及恢复途径探析

刘 皓

(国家电网公司 直流建设分公司，北京 100052)

青海—西藏±400 kV直流联网工程经过荒漠区、高寒草原区、高寒草甸区和山地灌丛区等，项目区平均海拔4 650 m，被称为“电力天路”。该区自然环境恶劣，生态脆弱、敏感，水土流失严重，植物生长周期短，附近有可可西里自然保护区、三江源自然保护区、雅江中游黑颈鹤国家级自然保护区等，对水土保持生态保护提出了更高要求。因此，在工程建设过程中，国家电网公司高度重视，构建了建设、设计、施工和监理单位“四位一体”的水土保持生态保护及恢复体系，针对海拔高、点多线长、保护及恢复难度大等特点，以试验示范为引领，因地制宜地采取水土保持生态保护及恢复措施，取得了较好的防治效果。

1 工程概况

青海—西藏±400 kV直流联网工程是由国家电网公司负责建设的为解决西藏地区严重缺电和孤网运行问题的输变电工程，主要建设内容为新建格尔木换流站、拉萨换流站和格尔木换流站—拉萨换流站单回±400 kV直流线路。工程线路途经青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市，玉树藏族自治州曲麻莱县、治多县，西藏自治区那曲地区安多县、那曲县和拉萨市当雄县、林周县共7个市(县)，全长1 031.09 km，其中青海段609.99 km、西藏段421.10 km。工程总投资60.89亿元，现已建成并投入运行。

工程地处柴达木盆地南部边缘和青藏高原，海拔在4 000 m以上的地区占87%，最高海拔达到5 300 m，多年冻土地区线路约565 km。沿线属于高原干旱气候区，多年平均气温-5.4～7.5 ℃，多年平均降水量41.1～560 mm，多年平均蒸发量1 300.8～2 717.3 mm，多年平均风速2.1～4.5 m/s[1]。沿线经过格尔木内陆河流域、长江流域、扎加藏布内河流域、怒江流域和雅鲁藏布江流域，土壤类型从北到南分布有灰棕漠土、风沙土、高寒草原土、高寒草甸土、高山寒漠土、高山草甸土、亚高山草甸土和高山灌丛草原土等，植被属于西北温带荒漠区域类型和青藏高原高寒草甸草原区域类型。工程沿线水土流失以风力侵蚀、冻融侵蚀为主，其中格尔木换流站至昆仑山口段土壤侵蚀模数容许值为1 000 t/(km2·a)，昆仑山口至拉萨换流站段土壤侵蚀模数容许值为500 t/(km2·a)。

2 水土保持生态保护及恢复途径

2.1 植被的保护、恢复

针对高寒地区生态环境脆弱、高山草甸和灌木植被破坏后恢复难度大等特点，在工程建设过程中，为了有效保护沿线高寒植被，尽量避免施工机械直接碾压草甸，施工区域内均采取了铺设彩条布或棕垫的隔离保护措施。对于确需开挖的地块，主要是采取草皮剥离回铺、灌木移植回栽或者人工种草的恢复方式。

为了确保植被恢复质量，委托中国科学院西北高原生物研究所开展了植被恢复与试验示范研究，在工程沿线设置了68个植被恢复示范点，主要完成了草皮移植技术、适宜草种筛选和快速繁殖技术、土壤改良技术等示范研究，有力地指导和推进了工程沿线植被恢复。人工种草的做法是：选择垂穗披碱草、冷地早熟禾、星星草、碱茅等草种，按一定比例混合后撒播，采取无纺布或地膜覆盖、围栏防护等措施，时间以6—7月为宜，后期需加强水肥管理，以确保出苗率和成活率。草皮剥离回铺、灌木移植回栽的做法是：在施工前进行草皮剥离、灌木移植、统一养护，草皮剥离时间以5—8月为宜，开挖深度在30 cm以上，边长控制在25～50 cm之间，草皮临时堆存或灌木假植选择在背风、地势平坦、排水较好的地段，视水分情况不定期洒水[2]。塔基完成回填后，对扰动地表进行土地整治，直接将剥离草皮回铺、移植灌木回栽，可有效保护原始植被资源、快速恢复原地貌植被、防治水土流失。

2.2 湿地的保护恢复

采用隔离措施保护沿线湿地环境。在施工中设置醒目的区界标牌、围栏，严格控制施工活动范围，严禁在湿地内设置施工营地，当施工道路通过湿地时对植被采取棕垫隔离保护措施，对不可回避的开挖范围内的植被则采取移植回铺措施，保证地表径流对湿地水资源的补给，保持湿地的联通性和整体性，防止湿地萎缩，减少对水源涵养功能的影响，使湿地生态系统得到最大程度的保护和恢复。

2.3 冻土环境的保护恢复

高原冻土环境极其脆弱，一旦破坏，则极易造成土地沙化和水土流失。为了有效保护沿线冻土环境，施工中按照确立的“主动降温、冷却地基、保护冻土”理念，在不断探索和实践中实现了对冻土环境分析由静态转变为动态，对冻土保护由被动保温转变为主动降温，对冻土治理由单一措施转变为多管齐下、综合施治的“三大转变”。通过采取合理安排施工季节，缩短基坑暴露时间，控制冻土基础回填质量，做好塔基施工完成后的地表排水等系列措施，取得了较好效果。为了减少塔基对多年冻土的热扰动，针对冻土施工难点开展了冻土基础施工研究等8项科研课题。充分利用冻土试验研究成果，首次在直流工程高温不稳定冻土地区采用新型热棒技术措施[3]，消除了在冻土吸热条件下因沉降引起水土流失的潜在隐患，为工程的安全运营奠定了良好基础。

2.4 戈壁荒漠环境的防风固沙措施

针对位于戈壁荒漠的部分塔基及格尔木换流站接地极线路塔基，采用碎石压盖和石方格固沙措施，有效减轻了因扰动而引起的风蚀。具体做法是：施工前，集中地表碎石，施工结束后，筛选大粒径碎石直接压盖塔基施工扰动的区域；或者利用经筛选大粒径碎石在塔基施工扰动的区域做成1 m×1 m见方的石方格。根据调查，戈壁荒漠区采取的碎石压盖和石方格固沙措施均起到了较好的防风固沙作用。

3 水土保持生态保护及恢复效果

根据评估结果，工程建设过程中，水土流失防治责任范围为209.86 hm2，实际完成的水土保持措施有：土地整治183.96 hm2，排水沟6 795 m，挡墙4 475 m，护坡2 025 m，灌木移植回栽1 148株，种草及抚育管理102.90 hm2，草皮剥离回铺8.83 hm2，临时排水沟351 m，临时覆盖7.49 hm2，表土剥离29.66 hm2，彩条布隔离防护122.31 hm2，棕垫草地隔离防护8.85 hm2。各项水土流失防治指标基本达到了水土保持方案确定的目标值，其中扰动土地整治率达到98.3%、水土流失总治理度达到98.2%、拦渣率达到99.2%、土壤流失控制比达到0.82、林草植被恢复率达到97.6%、林草覆盖率达到53.3%。

根据验收意见，建设单位依法编报了水土保持方案，采取了水土保持方案确定的各项防治措施，完成了水利部批复的防治任务，建成的水土保持设施质量总体合格；工程建设期间，建设单位优化了施工工艺，开展了水土保持监理、监测工作，较好地控制和减少了工程建设中的水土流失，水土流失防治指标基本达到了水土保持方案确定的目标值，运行期间的管理维护责任得到落实，该工程已获得国家水土保持生态文明工程称号。

4 结语与讨论

(1)青藏高原地区生态脆弱，一旦遭到破坏则很难恢复，在突出保护优先基础上采取有效的水土保持生态保护及恢复途径显得尤为重要。在青海—西藏±400 kV直流联网工程建设过程中实施的高山草甸、灌木、湿地和冻土的保护恢复措施针对性强、水土保持效果好，对今后该区域生产建设项目建设过程中水土保持生态保护及恢复具有重要的借鉴和参考价值。

(2)开展针对性试验研究，融试验示范于一体，对提高水土保持生态保护和恢复效果具有重要作用。青海—西藏±400 kV直流联网工程根据青藏高原地区自然环境恶劣及植被恢复难度大等特点，开展了植被恢复与试验示范研究，取得了较好的植被恢复效果，今后，同类工程及其他工程应进一步重视环境保护和水土保持工作，列支一定科研经费，开展一些相关的试验示范研究，解决一些实践中急需解决的问题。

(3)青海—西藏±400 kV直流联网工程建设单位高度重视水土保持工作，水土保持实际投资1.34亿元，是批复水土保持方案投资的2.12倍，与此同时，各参建单位在设计、监理、监测、施工等环节具有强烈的水土保持生态保护意识和责任担当，采用了全方位高低塔腿铁塔设计、“随开挖、随支护、早封闭、快衬砌”的施工方案、高山陡坡区架设索道运输基础建筑材料和塔材、监理和监测单位及时管控水土流失隐患、小型无人驾驶飞艇或直升机悬空展放导引绳架线等系列行之有效的措施，极大地减少了施工占地面积，施工工期也大大缩短，最大限度地减轻了工程建设对生态环境带来的负面影响。