【關(guān)鍵詞】輸電線路;設(shè)計;線路路徑;選擇問題;對策
在輸電線路設(shè)計中,線路路徑的選擇不僅關(guān)系到工程的經(jīng)濟性、可行性和施工難度,更直接影響到線路運行的安全性和穩(wěn)定性,為此在輸電線路路徑選擇過程中需要綜合考慮多種因素,確保輸電線路設(shè)計合理性,從而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和電力供應(yīng)的可靠保障提供有力支撐,推動電力事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
(一)地形與環(huán)境考慮
在選擇輸電線路路徑時,必須考慮地形和環(huán)境因素,地形起伏、水域、森林、城市等因素都會對線路的走向產(chǎn)生影響,通常情況下需要盡量選擇地勢平坦、無障礙的區(qū)域,以降低建設(shè)難度和成本,避免穿越環(huán)境敏感區(qū)域,如生態(tài)保護(hù)區(qū)、歷史文化遺址等,以保護(hù)自然環(huán)境和文化遺產(chǎn),同時需要考慮線路對周邊環(huán)境的影響,盡量減少對居民、農(nóng)田、野生動物棲息地等的干擾。
(二)最短路徑原則
在確保地形和環(huán)境因素考慮的前提下,應(yīng)選擇最短路徑作為輸電線路的設(shè)計原則,最短路徑不僅可以降低建設(shè)成本,還能減少輸電損耗和能源浪費,通過合理規(guī)劃線路走向,避免不必要的曲折和繞行,以確保輸電線路的高效運行,但是在遵循最短路徑原則時,也需要兼顧其他因素,如地形復(fù)雜性、土地所有權(quán)、環(huán)境影響等[1]。
(三)可靠性與安全性考量
輸電線路的可靠性和安全性是設(shè)計過程中重要的考慮因素,選擇線路路徑時必須考慮到可能或容易存在的自然災(zāi)害、人為破壞、設(shè)備故障等會對線路運行造成的影響,盡量避免穿越易受災(zāi)區(qū)域,采取合適的措施確保線路的抗災(zāi)能力和應(yīng)急響應(yīng)能力,且需考慮線路與重要設(shè)施和人口密集區(qū)的距離,以最大程度地降低潛在的安全風(fēng)險。
(一)地形地貌限制
輸電線路的路徑選擇受到地形地貌的制約,特別是在山區(qū)、河流交匯地帶等復(fù)雜地形地貌區(qū)域,線路的敷設(shè)受到很大的限制。山脈、河流、湖泊等地貌特征使得線路的選擇變得困難,需要克服諸多自然障礙,如跨越河流、穿越山脈等,增加了線路建設(shè)的難度和成本,且復(fù)雜的地形地貌還會導(dǎo)致線路的長度增加,從而增加了輸電損耗和能源浪費。
(二)環(huán)境保護(hù)需求
隨著環(huán)境保護(hù)意識的增強,對輸電線路建設(shè)對環(huán)境的影響提出了更高的要求,但是在線路路徑選擇中通常難以避免對自然環(huán)境的破壞和影響,例如需要砍伐大量樹木、開墾大片土地等,會破壞原有的生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性,引發(fā)土壤侵蝕、水土流失等環(huán)境問題,且線路建設(shè)還會影響當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)景名勝和文化遺產(chǎn),引發(fā)社會反對和抵制,增加了線路建設(shè)的阻力和不確定性。
(三)資源利用優(yōu)化問題
在選擇輸電線路路徑時,如何合理利用地方資源,尤其是土地資源,是一項重要問題,但是結(jié)合實際情況來看,許多地區(qū)土地資源有限,需要與農(nóng)業(yè)、林業(yè)等生產(chǎn)活動兼容,部分線路敷設(shè)會占用大量農(nóng)田、林地等土地資源,導(dǎo)致資源的浪費和破壞,影響當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展,且由于土地使用權(quán)的問題,線路建設(shè)還會引發(fā)土地征用、補償?shù)葼幾h,增加了工程的法律風(fēng)險和經(jīng)濟成本。
(四)社會影響和風(fēng)險管理
輸電線路的建設(shè)和運行會對周圍社會造成一定的影響和風(fēng)險,例如線路的敷設(shè)會影響周邊居民的生活和生產(chǎn),如產(chǎn)生噪音、電磁輻射等問題,引發(fā)社會不滿和抵制,且線路的安全隱患也是一項重要問題,如電線斷裂、火災(zāi)等事故會對周邊社區(qū)造成嚴(yán)重影響,增加社會風(fēng)險和管理難度[2]。
(一)復(fù)雜地形線路路徑選擇措施
在選擇復(fù)雜地形線路的路徑時,首先需要進(jìn)行充分的調(diào)研和勘察,包括對地形地貌、地質(zhì)條件、水文氣象等方面的全面了解,確定線路敷設(shè)的可行性和適宜性,通過現(xiàn)場勘察和測量,獲取準(zhǔn)確的地形數(shù)據(jù)和地貌特征,為線路路徑的選擇提供科學(xué)依據(jù),并充分考慮地形的起伏、斜坡、水系等因素,選擇最為合適的線路路徑,降低建設(shè)和運行風(fēng)險。在復(fù)雜的地形環(huán)境下,可以利用先進(jìn)的技術(shù)手段,例如遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、數(shù)字高程模型(DEM)等技術(shù)工具可以提供高精度的地形數(shù)據(jù)和地貌信息,幫助識別潛在的地形障礙和危險點,通過模擬和分析不同線路路徑的可能影響和風(fēng)險,可以選擇最佳的線路路徑,提高線路建設(shè)的效率和成功率。針對復(fù)雜地形線路的特點,需要采用適應(yīng)性設(shè)計和工程措施,以保證線路的安全和穩(wěn)定,例如可以采用多種線路結(jié)構(gòu)和支撐方式,如絕緣子串、鋼管塔、拉線索等,根據(jù)地形的不同選擇最適合的支撐結(jié)構(gòu),還可以采取輔助措施,如加裝防雷設(shè)施、增加絕緣子串間距等,提高線路的抗風(fēng)、防雷能力,降低故障和事故發(fā)生的可能性。下表為不同復(fù)雜地形下線路路徑選擇方法與需要考慮的因素[3]。
在選擇線路路徑前需要進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評估與規(guī)劃,通過對線路路徑經(jīng)過段的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合評估(評估過程如圖1所示),分析影響因素和潛在風(fēng)險,制定合理的環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,評估內(nèi)容包括土地利用狀況、生物多樣性、水土流失等情況,以及線路建設(shè)可能對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響,規(guī)劃方案應(yīng)充分考慮環(huán)境保護(hù)的原則和要求,盡量減少對生態(tài)環(huán)境的破壞,保護(hù)當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源和生態(tài)系統(tǒng)。為了保護(hù)線路路徑經(jīng)過段的生物多樣性,對于不可避免地穿越生態(tài)敏感區(qū)域的線路段,采取生態(tài)修復(fù)和保護(hù)措施,包括植樹造林、保護(hù)野生動植物棲息地、建立生態(tài)廊道等,以減輕線路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響;在設(shè)計線路路徑時,考慮到一些動物的遷徙習(xí)性,防止阻斷動物遷徙通道,可以采取人工設(shè)置過街通道、搭建動物橋梁等方式,確保動物的遷徙通暢。針對線路路徑經(jīng)過段的水資源保護(hù)問題,在選擇線路路徑前,進(jìn)行水文調(diào)查與分析,了解當(dāng)?shù)厮Y源分布、水質(zhì)狀況等情況,根據(jù)調(diào)查結(jié)果選擇避開水源地、水庫及其他重要水體的線路路徑;對于不可避免地穿越水體的線路段,采取水體保護(hù)與治理措施,包括設(shè)置防滲屏障、采用環(huán)保材料、加強水體污染防控等,以減少線路建設(shè)對水質(zhì)的影響;在線路路徑設(shè)計中,考慮到水生生物的生存狀況,避免破壞水生生物的棲息地和繁殖地,必要時設(shè)置人工保護(hù)設(shè)施,保護(hù)水生生物的生存環(huán)境。對于線路路徑經(jīng)過段的土地利用和社會影響問題,在線路建設(shè)過程中,與當(dāng)?shù)卣痛迕癯浞譁贤ǎ瑓f(xié)商土地征用事宜,并按照法律規(guī)定給予合理的土地補償,確保土地征用過程公平、合法;考慮到線路路徑經(jīng)過段存在的文化遺產(chǎn),如古跡、歷史建筑等采取必要的保護(hù)措施,避免對文化遺產(chǎn)造成破壞。
(三)優(yōu)化資源利用提升整體效益
地理信息技術(shù)在輸電線路設(shè)計中發(fā)揮著重要作用,通過合理利用地理信息技術(shù),可以優(yōu)化線路路徑選擇,提升整體效益,比如利用地理信息系統(tǒng)對輸電線路設(shè)計所需的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行高效管理和分析,包括地形地貌、土地利用、水資源分布等,通過GIS技術(shù)可以快速獲取準(zhǔn)確的地理信息,輔助工程師們進(jìn)行線路路徑規(guī)劃和優(yōu)化;結(jié)合遙感技術(shù),對線路路徑經(jīng)過段的地理環(huán)境進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測和評估,遙感圖像分析可以發(fā)現(xiàn)潛在的環(huán)境障礙和風(fēng)險因素,為線路路徑選擇提供科學(xué)依據(jù);基于地理信息技術(shù)開發(fā)智能規(guī)劃系統(tǒng),通過算法模擬和優(yōu)化,自動化生成最佳線路路徑方案,系統(tǒng)能夠充分考慮地形地貌、自然環(huán)境、土地利用等多種因素,實現(xiàn)資源的有效利用和整體效益的提升。優(yōu)化輸電設(shè)備的布局、合理配置各種設(shè)備,可以有效提升輸電線路的性能和效率,因此在選擇輸電設(shè)備的布局位置時,考慮到地形地貌、環(huán)境條件等因素,選擇合適的場址,避免選址過于密集或過于分散,確保設(shè)備的布局合理、緊湊;可以采用緊湊型輸電塔、一體化變電站等節(jié)地型輸電設(shè)備,最大限度地節(jié)約用地,從而減少設(shè)備之間的空間浪費,提高用地利用率;對輸電線路的通道設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化,合理規(guī)劃通道的寬度和長度,通過優(yōu)化通道設(shè)計,可以降低通道建設(shè)的成本,提高通道的使用效率。采用新型材料和技術(shù),可以提升輸電線路的性能和可靠性,降低建設(shè)和運維成本,比如采用輕質(zhì)、高強度的新型材料,如碳纖維、硅橡膠(表2為一種新型硅橡膠材料的性能參數(shù))等,替代傳統(tǒng)的金屬材料,新型材料具有重量輕、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)點,可以降低線路建設(shè)的成本和運行的風(fēng)險。
(四)加強風(fēng)險管理降低社會影響
在線路路徑選擇前需要進(jìn)行全面的風(fēng)險評估,從而發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險并采取預(yù)防措施,降低社會影響,需要對線路建設(shè)可能引發(fā)的社會風(fēng)險進(jìn)行評估,包括土地征用、社會穩(wěn)定等方面,識別潛在的社會矛盾和沖突,并制定應(yīng)對策略,加強社會風(fēng)險管理,并對線路建設(shè)過程中可能存在的技術(shù)風(fēng)險進(jìn)行評估,包括設(shè)計、施工、運行等方面。采取有效的技術(shù)措施,預(yù)防工程技術(shù)風(fēng)險的發(fā)生,根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果制定完善的應(yīng)急預(yù)案,針對可能發(fā)生的突發(fā)事件和事故,及時應(yīng)對,最大程度地減少損失和影響。在線路建設(shè)過程中,加強社會溝通與參與是降低社會影響的有效途徑,可以提高社會各界對線路建設(shè)的理解和支持程度,相關(guān)單位需要積極向社會公開線路建設(shè)的相關(guān)信息,包括項目規(guī)劃、環(huán)評報告、工程進(jìn)展等。通過信息公開,增加社會對線路建設(shè)的了解和認(rèn)同,并積極與當(dāng)?shù)卣?、居民等各方開展溝通與協(xié)商,聽取其意見和建議,充分考慮當(dāng)?shù)鼐用竦睦婧鸵庠?,盡量減少對居民的不利影響,并在線路建設(shè)過程中,開展公眾參與活動,邀請社會各界參與線路規(guī)劃、設(shè)計和評估,增加公眾的參與感和責(zé)任感。此外,建設(shè)單位需要積極履行企業(yè)社會責(zé)任,承擔(dān)起對當(dāng)?shù)厣鐣呢?zé)任和義務(wù)。通過捐資助學(xué)、修建公共設(shè)施等方式,回饋社會,增強企業(yè)的社會形象和認(rèn)同度,并加強社會宣傳和教育工作,提高社會公眾對應(yīng)急響應(yīng)的認(rèn)知和理解,增強社會的應(yīng)對能力和主動性,共同應(yīng)對可能出現(xiàn)的風(fēng)險和挑戰(zhàn)。
綜上所述,線路路徑選擇在輸電線路設(shè)計中具有重要的作用,只有通過科學(xué)合理的路徑選擇,才能確保輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,實現(xiàn)資源的有效利用和社會的可持續(xù)發(fā)展。