福建电科院技术创新助力环境友好的电网工程建设

　　7月30日，在闽粤电力联网换流站边坡施工现场，国网福建省电力有限公司电力科学研究院水土保持博士后服务团队成员陈垚手拿喷播机，喷洒完最后一罐环保混凝土。陈垚带领施工人员，应用边坡喷混植生护绿技术，仅用3天时间就完成了闽粤电力联网换流站工程北侧1500平方米的边坡复绿工作。

　　“传统的边坡复绿技术成本高、安全性较低，在第一次复绿后，后期需要长达一个多月的养护才能达到验收标准。现在，我们一个星期就能完成养护工作。”陈垚介绍。边坡喷混植生护绿技术给换流站松散的填方边坡注入了更多稳定性结构，使岩石和松散土层有机结合，具有稳定的防降雨、抗冲刷性能，能够快速恢复劣质生境边坡的植被。

　　闽粤电力联网工程以打造国家水土保持示范工程为目标，按照“一塔一图一设计”落实全线环境保护和水土保持措施。福建电科院依托输变电工程水土保持实验室，组建水土保持博士后服务团队，构建水土流失预警模型，创新应用喷混植生护绿技术、超声波测钎水土保持监测技术、微生物诱导矿化技术等，以科技创新助力闽粤电力联网工程高质量建设和生态环境保护同步推进。

　　构建生态监测预警模型

　　全线环保水保管理更规范

　　闽粤电力联网工程通过两回500千伏交流线路向东接入福建电网500千伏东林变电站，向西接入广东电网500千伏嘉应变电站，新建1座直流背靠背换流站，线路全长303千米，共有300多基铁塔。

　　工程施工现场点多面广，如何确保施工过程中换流站主体和沿线铁塔塔基环保水保措施执行到位，成为建设管理单位面临的一道难题。

　　“像这种长距离输电线路的环保水保管控，最大的难点在于如何形成统一、规范的管理模式。这就需要应用监测预警模型来校核施工前后的水土流失量、植被修复情况、工程碳汇损失等生态要素，形成动态监测模式。”水土保持博士后服务团队成员李熙说。

　　水土保持博士后服务团队综合利用了多个卫星系统的高精度遥感数据，优化基于遗忘因子的重建时间序列算法，构建了基于多源遥感数据的输变电工程施工期生态监测预警模型。

　　这一模型设置在输变电工程水土保持实验室仿真试验室的生态监测系统内，可动态监测闽粤电力联网工程全线的情况，每6小时更新一次数据，分析工程施工过程中的环保水保关键指标，如水土流失量、林草植被恢复率等。根据数据分析结果，一旦施工方有逾越生态红线的行为，水土保持实验室研究人员当天就能发现并督促整改，从而帮助建设管理单位掌握施工期环保水保措施的落实成效，推动工程建设环保水保规范化管理。

　　超声波测钎监测水土流失

　　监测效率提升60%

　　夏季，福建台风、暴雨等自然灾害天气多发。这给闽粤电力联网换流站的水土保持工作带来了挑战。

　　闽粤电力联网换流站所在区域气候属亚热带海洋性季风气候，土壤侵蚀类型为水力侵蚀。强降雨天气可能导致换流站建设过程中出现瞬时的大规模水土流失。“传统的水土流失监测方式多为人工现场监测，费时费力，并且容易破坏坡面稳定性，监测连续性差。我们就想研发一套在线监测装置，可以实时获得施工现场的水土流失数据，为环保水保人员提供量化依据，确保水土保持措施安全有序落实。”团队成员翁孙贤说。

　　团队成员开展了多次环境模拟试验，并根据试验参数调整水土保持监测装置的抗风强度、抗雨强度、电量耐用性等参数，最终研发出适用于沿海环境的输变电工程水土保持在线监测装置。

　　5月30日，在闽粤电力联网换流站施工现场，一套输变电工程水土保持在线监测装置安装成功。该装置以土壤侵蚀量超声测钎传感器与多环境因子传感器集成的方式，实时在线监测施工现场的水土流失量，以及降雨量、湿度、温度、风速、风向等水土流失影响因子。后台计算分析得出的监测结果可以通过无线网络传输到水土保持实验室监测大屏，实现对换流站内水土流失状况的实时在线监测。

　　该监测装置有助于每月减少人工现场监测成本15万元，提高工程建设过程中水土保持监测工作效率60%，为水土流失监测和治理提供技术支持。

　　首创微生物诱导矿化技术

　　生态固土有利于植被恢复

　　5月中旬以来，福建出现了罕见的持续降雨，土壤含水量趋于饱和，水土流失显著增加，施工高峰期将加剧工程区域的水土流失。这对创建水土保持示范工程来说是一次严峻考验。

　　一条500千伏的输电线路一般有上百基铁塔，塔基施工过程中会产生大量弃土弃渣，因山高坡陡，弃渣通常采取就地堆置的方式处理。陈垚介绍，以前一般用水泥来巩固堆土，但为了保障灌浆的密实性，浆液中的沙含量远低于普通堆砌砂浆，使得硬化过程中出现收缩开裂现象。此外，传统固土方式还会使土体盐碱化。

　　为了在保护生态的同时减轻降雨造成的水土流失，团队成员决定采用微生物诱导矿化技术来固土——把菌液直接喷洒于塔基堆土，利用其高活性脲酶诱导土体发生矿化黏结。

　　团队成员开展了多轮模拟降雨及微生物菌液的调配试验，反复尝试不同塔基、不同气候条件下，每平方米施工区域要喷洒的微生物量。最终，团队成员攻克专门针对输变电工程松散土体的生态固土技术难题，在国内首创微生物诱导矿化固土技术，并于5月初在塔基施工区示范应用该技术。

　　微生物诱导矿化固土技术可使10厘米厚的表土层很好地固结。该技术在闽粤电力联网工程塔基堆土中示范应用1个月后，表土层经历了几场暴雨冲刷，仍无明显侵蚀痕迹，固土效果显著;和水泥固土相比，固土效率提升50%以上，施工综合成本降低40%左右。另外，该技术在原材料生产和施工过程中均未对生态环境造成破坏。把这项技术应用在塔基施工区，能简单、快速地遏制塔基边坡溜坡溜渣，促进后续植被修复。

　　目前，福建电科院水土保持博士后服务团队正在开展输变电工程裸土植被生态基材、生境调控技术等研究，助力电网工程建设更加环保。（郭清梅 王重卿  林丽平）