1、高壓輸電線路的生態效應影響摘要 ： 電力工業是關系國民經濟的重要基礎產業之一，社會對電力需求日趨增大,目前正處在輸變電工程建設的高峰時期。在高壓輸電線路的建設過程中, 不可避免的對線路周圍生態環境產生影響。隨著環境保護意識的增強，輸電線路對生態影響的問題也日益突出，嚴重制約了高壓輸變電工程的建設和發展。文章具體介紹了高壓輸電線路對人體以及沿線環境的生態可能產生的影響，并提出相應應對措施。關鍵詞 ：輸電線路；生態影響；電磁效應；工頻電場；保護措施Abstract : Electric power industry is related to one of the important basis

2、of industries for the national economy.The social demand for power isincreasing, and it is the peak time for project construction.Along withthe environmental protection consciousness to strengthen, transmission lines to ecologicalimpact problem has become more obvious, whichSeriously restricted the

3、high-voltagepower transmissionprojectconstruction and development. The paper introduces uhv transmission lines on human and ecological environment along the possible effects,And putforward the corresponding countermeasures.Keywords: transmission lines; ecological influences; electromagnetic effect;

4、industrial frequency electric field; protection measures1、前言電力工業是關系國民經濟的重要基礎產業之一, 在我國的電力工業中, 國家電網承擔著優化能源資源配置、保障國家能源安全和促進國民經濟發展的重要任務。 為了適應我國目前經濟持續快速發展、人民生活水平不斷提高和電力需求快速增長的需要, 國家電力公司一直在積極穩妥地進行高壓電網的建設, 以此促進電網與電源的協調配合, 推動國家電力市場健康有序地發展。隨著中國經濟的持續快速發展, 社會對電力需求日趨增大, 目前正處在輸變電工程建設的高峰時期, 超高壓、特高壓輸變電工程也在積極建設中。輸電

5、線路是電力系統大動脈，擔負著城市電力的傳輸、供應， 它提供大量電能，供應人民的生產、生活。電能的傳輸, 它和變電、配電、用電一起，構成電力系統的整體功能。 通過輸電，把相距甚遠的發電廠和負荷中心聯系起來，使電能的開發和利用超越地域的限制。和其他能源的傳輸（如輸煤、輸油等） 相比， 輸電的損耗小、效益高、 靈活方便、易于調控、環境污染少；輸電還可以將不同地點的發電廠連接起來，實行峰谷調節。輸電是電能利用優越性的重要體現，在現代化社會中，它是重要的能源動脈。輸電線路按結構形式可分為架空輸電線路和地下輸電線路。為達到輸送電能的目的 , 一般需要建設架空輸電線路。輸電線路是從發電廠向消耗電能地區輸送電

6、能和不同電力網之間互送電能的聯網渠道, 它是電力系統組成網絡的必要部分。 輸電線路一般由絕緣子、桿塔、 架空線以及金具等組成。架空線是架空敷設的輸送電能的導線和防雷的架空地線統稱。輸電電壓的高低是輸電技術發展水平的主要標志。到 20 世紀 90 年代， 世界各國常用輸電電壓有220 千伏及以下的高壓輸電，330765千伏的超高壓輸電，1000千伏及以上的特高壓輸電。生態影響是指外力作用于生態系統, 導致其發生結構和功能變化的過程。在高壓輸電線路的建設過程中, 不可避免的對線路周圍生態環境產生影響。隨著環境保護意識的增強，輸電線路對生態影響的問題也日益突出，使得近年來因輸變電工程引發的環境糾紛日

7、益趨多，嚴重制約了高壓輸變電工程的建設和發展。2高壓輸電線路提供大量電能，供應人民的生產、生活，也給線路所經地區的環境帶來電場與磁場。電與磁是不可分割的，是相互共存的一種物理現象和物理能量。 它雖然肉眼看不到，但是客觀存在，并無時無刻給在這一環境中人們的生產、 生活帶來一定的影響。而人是有機體的生物，人體內的生物電場電流在生理控制的復雜機制中起作用，隨著環境保護意識的增強，以及超高壓輸電線路的大規模建設，研究外電磁場對人體生態的影響是十分必要的。人體是肌肉、骨骼、 血液組成的機體，它像一個蓄電池有一定的導電率和電容率，人體細胞膜本身就有75mV勺內源靜電位，體內自發電流密度約為10mA/mo這

8、些足以構成和外界輸電工頻電磁場進行耦合。輸電電磁場在其影響范圍內對生態的耦合，它表現在能量轉換，如電轉磁、磁轉熱，但耦合微弱，能量轉換是有限的， 只有在時間、空間十分集中的狀態下才能觀察到這些影響，有些長期效應需要幾年、幾十年才見影響。理論上將工頻電磁場對生態的影響分為暫態電擊、穩態電擊與長期效應。1.2 暫態點擊暫態電擊指人接觸電場中受到靜電感應的物體瞬間, 原來積累在感應物體上的電荷通過人體向大地釋放所造成的電擊。暫態電擊的能量為CU2/2,C 為物體對地電容 , U 為感應電壓。高壓輸電線路下發生的電擊, 主要表現為暫態電擊。高壓交流線路下暫態電擊的強弱主要取決于人對地的絕緣電阻及電場強

9、度, 絕緣電阻越大 , 電場越強 , 物體表面積累的電荷越多, 暫態電擊越嚴重。暫態電擊一般不會對人體帶來危險, 主要因為作用時間很短, 僅為幾微秒至十幾微秒, 但會給人體帶來不舒服的感覺。有研究表明，電擊能量為0.1mJ時，人可以感覺電擊的存在， 電擊能量為0.5-1.5mJ 時 , 將使人產生疼痛感和引起肌肉的不自覺反應; 對人體有危險的暫態電擊能量為25J。1.3 穩態電擊穩態電擊指人接觸電場感應物體后, 由于感應物體與高壓輸電線路的電容耦合 , 產生流過人體的持續工頻電流所造成的電擊。穩態電擊的水平取決于電場強度、導體的外形尺寸，并與之成正比。外研究表明，當短路電流大于1.1mA,人就

10、 會產生刺痛感，短路電流大于 2mA寸，會引起肌肉反應。當短路電流達到 6- 9mA 時 , 就會造成人體傷害, 但此時尚能自己擺脫, 因而稱為擺脫電流。在高壓輸電線路下 , 避免放置大而長的金屬物體或使其接地, 能有效避免穩態電擊。1.4 長期效應工頻電場的長期生態效應主要是從生物學和病理學角度來研究人或動物甚至植物長期性在高電場強度區的反映。高壓輸電線路產生的工頻電場對周圍環境的生物體是否存在影響及其影響程度, 最為人們所關注。關于工頻電場的長期生態效應 , 在世界范圍內已進行超過30 年的研究, 其中美國、意大利、前蘇聯和日本等國專門對特高壓試驗線路下工頻電場的生態影響進行了深入研究,

11、一致認為工頻電場對人或動物有確定的有害影響的閥值遠高于輸電線路下工頻電場的限值,工頻電場對動植物無有害影響或僅有輕微影響, 動物在 40kV/m 工頻電場中時, 其行為表現、血象、生化指標、臟器病理變化等未發現不良影響。3. 高壓輸電線路可聽噪聲對人和動物的影響3.1 可聽噪聲對人的影響噪聲對人的影響主要表現在對聽力的影響；對交談的影響和對睡眠的影響。通常的談話聲音約60dB(A),若噪聲超過65dB(A)時會干擾正常談話。噪聲在 40 dB(A)以下時，人可以保持正常睡眠，超過50dB(A),約有15%勺人正常睡眠受到影 響。 城市區域環境噪聲平均聲級約57.1dB(A), 一般辦公室的噪聲

12、約54dB(A)， 人們已習以為常。我國特高壓輸電線路的可聽噪聲限值為55dB(A), 晴天時只有35-40dB(A), 這既不會影響人的休息, 也不會影響人的談話和工作，雨天時電暈噪聲雖然增大, 但是背景噪聲也大, 電暈噪聲會被雨聲淹沒。另外 , 一般房屋對噪聲的屏蔽約為15 dB, 在房屋內的可聽噪聲會更小。按前述限值控制特高壓輸電線路的可聽噪聲, 不會影響人的正常工作和休息。3.2 可聽噪聲對動物的影響有研究者研究了噪聲高達 68dB(A)的線路下動物的行為，結果表明，這一水平 的噪聲并不影響動物從線路走廊上穿越或尋食。加拿大對動物活動的研究表明,一些動物在遷徙過程中不僅不回避輸電線路,

13、 還將線下的地方作為通道, 并當作休息的場所。日本電力中央研究所進行過噪聲對雞產蛋率和奶牛產奶影響的實驗。 結果表明, 雞的產蛋率、雞蛋質量和重量, 奶牛的泌乳量及乳質量都不受影響。可見 , 按照限值控制可聽噪聲, 高壓輸電線路產生的可聽噪聲不會對動物造成有害影響。4. 輸電線路建設對沿途生態環境的影響高壓輸電線路的大規模建設對沿途生態環境具有重大影響，其主要表現在如 下幾個方面：輸電線路建設對土地的利用包括臨時占用和永久占用兩類, 兩類用地對土 地利用類型和土地功能的影響不同：4.1 輸電線路施工期臨時占地對土地利用的影響分析。在輸電線路建設工程中臨時占地只發生在輸電線路施工期間。這些臨時占

14、地如發生在作物生長期, 則可能會毀掉一部分農作物、林地和灌叢, 對農林業生產帶來一定損失, 也會使其它自然植被遭到一定程度的破壞。但工程結束后, 臨時占地均可恢復原有功能, 土地利用類型不會發生改變。所以, 臨時占用地對土地利用類型的影響是短期的。4.2 輸電線路運行期永久占地對土地利用的影響分析。輸電線路永久占地主要指輸電線路塔基占地。由于單個塔基占用土地較少，一般不大于5om,所以，輸電線路永久占地對土地利用類型的影響不大。4.3 對沿途植被的影響輸電線路建設過程中, 會破壞沿線施工位置的植被, 同時為保證建成后線路的安全運行, 輸電線路與線下樹木垂直距離小于4.5m 時 , 線下的樹木需

15、要砍伐因此 , 輸電線路在建設時將砍伐一定數量的樹木, 使林草植被遭到一定程度的破壞，對當地林業生產帶來一定損失。現階段220kV的輸電線路在設計和施工過程中一般會對樹木采用高塔跨越的方式進行, 也就是在有樹木的地方增加塔高, 盡量少砍伐樹木, 以減小生態影響。4.4 對沿途動物的影響由于建設項目永久占地很小, 不會影響到野生動物的棲息環境, 主要是施工操作及其施工人員對野生動物的驚擾, 隨著施工的結束和臨時占地植被的恢復而緩解、消失。而輸電線路建成后, 對沿線動物影響主要體現在對鳥類的影響。當鳥類在飛行中遇到輸電線或著落于輸電塔時會造成死亡或受傷。大型水鳥和食肉鳥類最易受到影響。但在多數情況

16、下, 輸電線引起的鳥類死亡可能性較小。如果輸電線穿過鳥類主要的遷徙路徑, 則影響較大。減輕輸電線對鳥類影響的措施有: (1) 為各種類型的輸電鐵塔盡可能裝設防護設施，(2) 研究當地的鳥類棲息情況, 盡量根據其食物類型及捕獵現狀, 減少輸電線路對其的影響，(3) 將輸電線路設于地形較低的地區, 減少鳥類通過輸電線路的幾率, 降低死亡率。同時 , 必須結合電力生產、輸送及環境保護等進行仔細的觀察、分析, 制定妥善的解決措施。4.5 對保護區的影響在高壓輸電線路建設過程中，如遇生態保護區，則對其有較大的影響。其金屬構架破壞生態區整體景觀，也會對生態區中的動植物產生較大影響，不利于生態區的保護。因此

17、， 在建設過程中，要深入研究，極力避開生態區或遠離生態區建設。保護自然景觀。5. 改善高壓輸變電電磁場生態影響措施5.1 隔距保持合理隔距是避免電磁場生態效應的根本辦法，只有在不得已情況下，可以用其他方法。隔距只能是指滿足一定水平和垂直距離情況下，使輸變電設備電磁環境內的影響值在標準值以內。5.2 調整導線布置方式由于高壓交流輸電線路產生的工頻電場強度有其特殊性質，采用增加導線對地高度、 合理布置導線、架設架空屏蔽線、減小相間距、減小導線分裂間距及減少分裂導線根數等方式，均能減少線下工頻電場強度，減輕高壓交流輸電線路可能產生的工頻電場短期生態效應影響。5.3 屏蔽線、低壓線架設屏蔽線可以降低輸

18、電線下的場強，國內有成熟經驗，架設低壓線，也可降低靜電場強，國外已有運用，但接地良好的屏蔽線對降低磁感應強度更加有效。5.4 房屋屏蔽輸電線下的房屋，實踐證明有良好的屏蔽價值，一系列測量數據證明，在房屋內的電場強度可降低到無房屋時的110。 所以因靜電場而拆除房屋是不必要的。5.5 避免放置對地絕緣導體為保護電力走廊，輸電線路走廊區域應盡量避免放置對地絕緣導體，同時也應盡量減少其尺寸，對于不可避免的導體應有效地實施接地，以減少導體發生靜電感應的可能性，有效防止人體接觸時可能出現的點擊現象。6. 高壓輸電線路對沿途生態影響的保護措施6.1 線路水土保持措施輸電線路塔基施工具有沿線路布點分散及單個

19、塔基開挖棄土量較小的特點,建設過程中應合理組織施工, 盡量利用現有田間道路, 減少占用臨時施工用地。(1) 合理選定塔位。在山區線路的選線和定位時, 盡量避開陡坡和易發生塌方、滑坡、 沖溝或其他地質災害的不良地質段。對地質不良低端盡量采用直線轉角塔, 以避開原直線上惡劣的地質地形, 減少土石方開挖, 減少水土流失發生的可能性。(2) 采用全方位高低腿鐵塔。根據山區塔位實際地形來調節四條塔腿的全方位高低, 避免大面積土石方開挖 , 從根本上消除滾坡的源頭, 大幅度減少滾坡面積。(3) 基面排水。通暢良好的基面排水有利于基面挖方邊坡及基礎保護范圍外的土地穩定。塔位有坡度時, 要在塔位上坡側, 山勢

20、設置環狀排水溝, 以攔截和排除周圍山坡匯水面內的地表水。(4) 護坡及擋土墻。在山區塔位的土石方開挖破壞原有山體的穩定平衡狀態, 同時產生余土堆積,造成滾坡隱患, 給下山坡植被和自然環境帶來潛在危害。因此 , 對塔基周圍土質松散 , 無植被或植被稀疏的地區, 須砌擋土墻或護坡。(5) 保護線路走廊內的天然植被。天然植被對于水土保持具有非常重要的作用。線路通過林區和其他經濟作物區 , 多數采用跨越方式, 避免砍伐。6.2 對生態環境影響的避免措施(1) 施工期盡量選擇在非生產季節, 即選擇在秋收后至播種前, 這樣可以避免對農作物的破壞。(2) 在線路跨越林地和灌叢時, 盡量采用高塔跨越的方式,

21、對臨時占地, 應以盡量不砍樹為原則。(3) 工程結束后, 要把表土覆在地表, 進行植被恢復, 保證土壤質量不受影響，恢復土地原有功能。(4) 為盡量減少輸電線路對農業生產的影響, 對線路進行優化, 盡量使塔位不落入農田, 或盡量在農田邊緣立塔, 以減少占用農田。(5) 為減少對林地的砍伐, 建議在設計塔基定位時, 要盡量繞過林地, 或選擇森林覆蓋率較低的區域通過, 或采取加高塔身方式跨越。在山地建立桿塔, 應根據地形地貌 , 采用主柱加高基礎, 結合鐵塔全方位高低腿使用, 盡量減少對地表植被的破壞。(6) 在施工期, 尤其在山區施工時, 要重視用火安全, 嚴禁由于用火不當引發森林火災。7. 結

22、論對于輸變電設備電磁場對生態的影響，這是客觀存在的，關鍵是應該有一個國家的、 行業的或公認的標準限值，限值以下的電磁場影響是十分微弱的，工程上可以按影響略去不計處理。目前我國僅有電場標準，國際有曝露電磁場導則。同時， 輸電設計要盡可能在隔距上保持低于標準限值的距離，實在有困難時，可通過加屏蔽、接地等措施，減小電磁場強度。要做好科普宣傳。使公眾正確了解電磁場的影響。對于沿途生態環境的影響應做到早預測、早防備， 事先采取各項技術措施，盡量避免或者減緩對沿途動植物和土地利用的影響。隨著科技的發展和人類的進步, 人們越來越重視生態環境的保護。在進一步推動電力可持續發展的同時, 更要加強輸變電建設項目的規范化管理, 嚴格依法履行環保與水土保持審批手續。因輸變電工程建成后, 再發現問題, 很難解決, 所以在工程設計階段就要綜合考慮工程建設對環境與生態的影響, 提前做好防護設計與防護措施, 同時在施工過程中要盡可能的減少對自然生態的破壞, 以更好的保護生態環境。參考文獻：1 楊新村 , 沈江 , 等 . 輸變電設施的電場、磁場及其環境影響M.