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南方丘陵山地带输变电工程水土保持与生态修复技术及应用
南方丘陵山地带输变电工程水土保持与生态修复技术及应用
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2400170409 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
福建 |
| 中图分类号： |
S718.55 |
| 成果类别： |
基础研究 |
| 成果公布年份： |
2024 |
| 关键词： |
森林生态系统
输变电工程
生态修复技术
|
| 成果简介： |
该项目成果属于地理学科，涉及生态修复、水土保持、树轮地形学等领域。
党的十八大以来，生态文明建设已经上升到国家战略层面。南方丘陵山地带是国家“两屏三带”生态格局的重要组成，分布有世界同纬度带上面积最大、最完整的中亚热带森林生态系统，区域城镇化率高，电网建设高速发展。山高坡陡和土薄，水土流失风险高，生态系统潜在脆弱性高，已成为制约区域电网建设高质量发展。
输变电工程跨域长、施工分散，益加南方丘陵山地带多降水、多地质灾害的特性，水土保持与生态修复面临着诸多技术难题：1)风险评估空间精度低。传统方式难以快速评估复杂地形下点位尺度的建设区域水土流失风险，对水土保持设计和措施选型指导性不足。2)生态修复见效慢。工程建设需要通过快速修复来减轻水土流失，但当前多数修复方法修复慢，难以适用输电线路的施工的需求。3)监测效率低。由于南方丘陵地形阳隔、极端天气频发，输变电工程水土保持监测点位多、传输干扰大，导致水土保持监测效率低、预警时效性不足、综合成本高等问题。
项目组围绕“快速修复、响应、评估”的目标，首创“设计-施工-运行”全链条的输变电工程水土流失防治及生态修复关键技术，并进行工程应用，经过5年“产学研用”紧密融合，形成了系统性创新成果：
(1)提出输变电工程点位尺度上土壤侵蚀速率快速评估的技术方案。提出适合输变电工程建设点位土壤侵蚀速率快速评估方法，建立涵盖土壤侵蚀分级控制的输变电工程生态影响防控技术标准，揭示输变电工程气候、地形和植被等因素对土壤侵蚀动态的影响，优化水保模型，侵蚀研究的时间跨度从几十年到百年，估算空间精度提高20%，有效支撑水土保持设计。
(2)首创基于微生物调控的输电线路施工区土壤分步式固持技术。先通过微生物诱导矿化，实现仿生体系的无植物根系初步土壤固持；后采用复合微生物肥料与生长调节复配剂，实现“微生物-土壤-植物”养分循环互促的侵蚀劣地快速生态修复，施工区域覆盖度达80%以上时间缩短至30天以内，且综合成本降低50%以上。
(3)构建输变电工程水土流失立体监测技术。研制了基于微纳感知的实时监测设备和3D摄像在线监测装置，应用于建设和运行期的水土保持监测，开发了输变电工程远程水土保持“监测-预警-管理”平台，提高了水土流失监管效率和预警响应时效，100%覆盖监测区域，基站收敛时间<45s。
项目授权发明专利21项、软件著作权5项、发表文章51篇、出版专著3部。经中国电机工程学会科技鉴定，项整体达到国际先进水平，其中基于微生物调控的输变电工程生态修复技术达到国际领先水平。该项目成果已在画粤联网工程及福厦特高压工程全线应用，并推广至湖南、重庆等输变电工程，累计应用工程超600个，对南方丘陵山地带输变电工程生态修复和水土保持提供了有力支撑，是国网公司深入践行生态文明思想、建设美丽中国的重要实践，对推动输变电工程建设生态修复的技术进步具有重要意义。 |
| 申报信息 |
| 推荐部门： |
国网福建省电力有限公司 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
国网福建省电力有限公司电力科学研究院 福建师范大学 长江水利委员会长江科学院 国网福建省电力有限公司三明供电公司 国网福建省电力有限公司宁德供电公司 福建中试所电力调整试验有限责任公司 |
| 完成人： |
江世雄 方克艳 李熙 陈垚 徐福聪 王重卿 许文盛 张文杰 车艳红 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
农业科学研究与试验发展 |
| 应用行业码： |
753 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 推广情况说明： |
项目研究紧密贯彻生态文明思想，结合国家电网有限公司生态环境保护的重大部署，研发了微生物矿化固土、微生物调控植被修复、输变电工程水土保持监测装置及电网环保水保智慧管理平台等成果，并在福建省内多地市输变电工程的现场得到大规模应用，并推广至广东、湖南、重庆、甘肃等省、直辖市开展应用，取得了良好的生态修复成效，具体情况如下：(1)研发的植被快速修复技术在横跨福建、广东两省的国家"十四五"重大工程闽粤电力联网工程输电线路塔基的施工扰动面、换流站外堆土边坡上开展大规模复绿应用，为闽粤联网工程顺利通过水土保持验收和创建国家水土保持示范工程奠定基础。随后，该技术进一步推广至湖南、重庆、甘肃等多个省、直辖市的输变电工程上开展应用，均取得良好的生态修复效果，累计修复面积已超30万平方米。(2)研制的微纳感知仪、星地一体高精度定位设备、3D摄像装置等输变电工程水土保持立体监测成套装备，在北京.武汉、福州等多个变电站、塔基和弃渣场应用，提高电网、水利主管部门和项目建设单位水土保持监测、监管能力的后时，大幅降低运维成本，实现了效率和效益的双赢，多项技术被水利部作为先进实用技术进行推广，具有广阔的推广应用前景。(3)该项目第一次从理论和技术方面对输变电工程水土流失防控进行了系统、全面地研究，提出了复杂地形输变电工程建设的水十保持与生态修复技术规范，成果的可以借鉴到南方红境山斤区的多雨地带，拓展研究成果的用途及可转移性，对提升南方红壤山丘区的输变电工程边坡稳定的防治能力也具有较强的借鉴意义，进而实现输变电设施安全和水土流失的区域性精准管控。 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
国网福建省电力有限公司电力科学研究院 |
| 联系单位地址： |
福建省福州市仓山区复园支路48号 |
| 邮政编码： |
350000 |
