摘 要:隨著國家退耕還林政策的實施、農(nóng)戶創(chuàng)收造林以及對環(huán)保要求的提高,無論是新建線路還是已經(jīng)投產(chǎn)的線路,線行下威脅線路安全運行的樹障問題已變得愈加突出。本文通過對樹木高度的實際測量和統(tǒng)計分析來得出樹木的自然生長高度,再利用模擬設(shè)計的方式探求樹木自然生長高度優(yōu)化對高壓輸電線路造價的影響。
關(guān)鍵詞:自然生長高度;模擬設(shè)計;造價
中圖分類號:TM75 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)35-0241-01
1 研究背景及目的
一般對于能夠威脅架空輸電線路安全運行的線下樹木或走廊內(nèi)樹木,我們將其統(tǒng)稱為“樹障”。在線路保護范圍內(nèi)的樹木造成危及架空電力線路安全運行的情況,統(tǒng)稱為樹障隱患。一般常見的問題包括:樹木靠近導(dǎo)線引發(fā)短路問題,導(dǎo)致線路的跳閘停電,甚至變電所失壓;樹枝掛上電線導(dǎo)致帶電,引發(fā)人畜觸電事故;枝葉掛斷電線,導(dǎo)致線路停電等。樹木與線路之間的矛盾所影響的不僅僅是電力企業(yè)的利益以及電網(wǎng)的運行安全,更關(guān)系著區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定運行,關(guān)系著居民的用電安全,必須得到足夠的重視。隨著國家退耕還林政策的實施、農(nóng)戶創(chuàng)收造林以及對環(huán)保要求的提高,無論是新建線路還是已經(jīng)投產(chǎn)的線路,線行下威脅線路安全運行的樹障問題已變得愈加突出。
一般在進行架空輸電線路設(shè)計時,碰到含有高跨樹木的區(qū)域,需要根據(jù)林區(qū)主要樹種的自然生長高度,來確定桿塔的高度。因此樹木的自然生長高度就十分重要,因為其直接影響到桿塔的高度,間接影響到基礎(chǔ)的用量、征地的面積、塔位青苗的面積以及桿塔使用率等等因素,從而造成投資的變化。通過高跨樹木的高度進行測量,進行科學(xué)的統(tǒng)計分析來探求其自然生長高度,就能根據(jù)跨越樹種的自然生長高度選擇合適呼高的桿塔,從而使得高壓輸電線路的投資更加的經(jīng)濟合理,同時也能減少樹木的砍伐,達到保護環(huán)境的目的。
2 數(shù)據(jù)的測量和研究
2.1 數(shù)據(jù)的測量
本次測量選擇在海南省進行,因為海南省的森林覆蓋率高、樹木種類較多、樹木生長茂盛。為了保證取樣的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、合理性,測量隊伍從海南??诔霭l(fā),沿海南東中西三條線往三亞逐個市縣進行測量,范圍包括海南省十八個市縣。測量的方式為先測量道路附近的樹種,再沿公路往各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)測量道路附近的樹種,接著沿路往各個自然村進行樹高測量。在無人居住的無車路能到達的地方要求步行帶輕便的儀器進行測量。樹木高度值主要采用全站儀對樹木可見最高點進行測量,精度較高。對于一些難以觀測的樹木,可以再樹木下方放置棱鏡,通過發(fā)射激光來進行測量。一般測量兩次,取中值。測量的樹種主要為桉樹、橡膠樹新品種、橡膠樹老品種、檳榔樹、木麻黃、椰子樹,基本涵蓋了海南省主要高桿樹種。
2.2 數(shù)據(jù)的有效性、代表性分析
本次調(diào)查的方法采取的是抽樣調(diào)查,是根據(jù)部分實際調(diào)查結(jié)果來推斷總體標(biāo)志總量的一種統(tǒng)計調(diào)查方法,屬于非全面調(diào)查的范疇。它是按照科學(xué)的原理和計算,從若干單位組成的事物總體中,抽取部分樣本單位來進行調(diào)查、觀察,用所得到的調(diào)查標(biāo)志的數(shù)據(jù)以代表總體,推斷總體。測量人員通過實地勘察平均在每個市縣隨機選取60個點對各類高桿樹木隨機測量,統(tǒng)計大量的樣本提供原始數(shù)據(jù)。
樣本資料滿足大樣本的要求,并盡可能地包含了現(xiàn)實森林出現(xiàn)的林分平均胸徑和平均樹高的變化范圍,為探索客觀規(guī)律的真實性和研究成果的廣泛實用性奠定基礎(chǔ)。測量樣地基本覆蓋該樹種在海南的所有分布地區(qū),取樣科學(xué)合理,能夠代表總體進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。
2.3 測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析
對數(shù)據(jù)樣本進行比例統(tǒng)計,求得80%、85%、90%以及95%的樣本樹高。80%樣本樹高指將統(tǒng)計樣本的樹木高度值從矮到高進行正序排列,位于80%的樣本樹高值稱為80%樣本樹高。
通過查閱我國目前的規(guī)程規(guī)定,發(fā)現(xiàn)樹木的自然生長高度尚無準(zhǔn)確定義。從普遍認(rèn)識上來講,樹木的自然生長高度就是樹木在自然生長環(huán)境下,達到成齡的平均高度。觀察上表發(fā)現(xiàn),各個樹中的平均樹齡基本都在10年以上,根據(jù)各個樹種的平均樹齡可以推論,統(tǒng)計的樣本是可以滿足樹木的自然生長高度這一概念的。從環(huán)境保護這一角度出發(fā),為了減少對樹木的砍伐,推薦選取某樹種95%的樣本樹高為該樹種的參考自然生長高度。
3 不同樹高下的造價分析
為探尋高跨樹種在經(jīng)過高度優(yōu)化后對架空輸電線路工程投資的影響,下面分別在110kV以及220kV電壓等級下,對樹木自然生長高度分別為25m、24m、22m、21m、19m、18m、16m進行架空輸電線路模擬設(shè)計。
3.1 對110kV線路工程造價影響分析
110kV架空輸電線路工程計算的邊界條件如下:設(shè)計風(fēng)速為35m/s,導(dǎo)線型號JL/LB1A-300/40,桿塔模塊為1C2W9,雙回線路長度為6km,分為2個耐張段,各3km,地形按平地考慮,線下青苗按檳榔考慮,征地費用按10萬/畝考慮。
3.2 對220kV線路工程造價分析
220kV架空輸電線路工程模擬設(shè)計的邊界條件如下:設(shè)計風(fēng)速為35m/s(設(shè)計風(fēng)速為35m/s,但220kV工程從安全角度考慮,會留有適當(dāng)裕度,一般采用37m/s塔型進行設(shè)計),導(dǎo)線型號2*JL/LB1A-630/45,桿塔模塊為2F2Wa,雙回線路長度為6km,分為2個耐張段,各3km,地形按平地考慮,線下青苗按檳榔考慮,征地費用按10萬/畝考慮。
3.3 自然生長高度優(yōu)化對線路工程造價總體分析
通過以上分析,可以發(fā)現(xiàn)隨著樹木自然生長高度的下降,架空輸電線路工程的投資費用也呈線性下降。在對樹木采取高跨設(shè)計時,樹木高度主要影響選用塔的高度。同一高度的塔,在跨越不同高度的樹木,排位設(shè)計時對其檔距的利用率也有所不同。樹木高度高,兩塔之間距離要收緊,樹木高度低,兩塔之間距離可以放松,使檔距加大。當(dāng)高跨線路長度達到一定的距離,就可以達到減少塔數(shù)的效果,就能縮減相應(yīng)的塔的造價、基礎(chǔ)的造價、金具的造價以及塔基青苗等。不僅能夠節(jié)省投資,同時達到保護環(huán)境的目的。
4 結(jié)束語
電網(wǎng)的發(fā)展就離不開架空輸電線路的建設(shè),但來隨著各地環(huán)境保護意識的提高,架空輸電線路的青苗難度也愈加增大。對各地樹種的自然生長高度的研究和優(yōu)化,可以對線路的基礎(chǔ)建設(shè)和驗收工作進行指導(dǎo)。對沿線地區(qū)具體樹種的自然生長高度的明確,可以在保證線路運行安全的同時,減少清障的費用,與建設(shè)綠色3C電網(wǎng)相契合。
參考文獻
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[2]《110~750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》(GB50545-2010)[S].2010.
收稿日期:2018-11-4