CN101976248B - 一种快速识别输变电工程环境风险的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速识别输变电工程环境风险的方法，将包括地图、线路路径、敏感区位置边界等空间数据信息按照面向对象数据模型进行建模，建立相应的空间数据库和属性数据库，采用标准的结构化查询语言(SQL)，首先在属性数据库中实现对符合条件的敏感区相关数据查询，筛选出满足条件的空间实体标识，然后进入空间数据库中，根据标识查找对应的空间实体，从而实现对敏感区的自动识别统计、分析预警、规划比对，进而完成对输变电工程建设环境风险评估及环境优化。
Description
技术领域
本发明属于电网环保技术领域，具体涉及一种新的输变电工程环境风险识别办法，并可应用于输变电工程的环境优化设计领域。
背景技术
输变电工程的前期工作(可研、初设、环评、水保等)中，环境影响评价周期长、难度大，是影响电网建设前期工作质量与速度的关键因素。在环境影响评价工作中，准确、全面的识别项目涉及的所有环境敏感区，判断其环境风险，是决定环境影响评价工作水平的最重要的因素。这里的环境敏感区主要指居民区、自然保护区、水源地保护区、森林公园、风景名胜区、文物古迹。若不能全面准确地识别出项目的环境风险，势必会出现后续工程时出现环境纠纷，阻扰工程的顺利开展，对于电网的安全稳定以及绿色电网的建设会产生极大的阻碍。现阶段我国出现的多起与输变电工程的环境纠纷中，很大一部分就是由于在工程前期工作中没有准确识别项目的环境风险，遗漏敏感点或者对项目的环境风险估计不足，导致项目建设中引发环境纠纷，严重的甚至引发群体性事件。仅在陕西省电网建设过程中，就已经发生了几起由于项目的环境影响导致附近群众阻扰施工的事件以及穿越国家森林公园等重要敏感区导致工程最终改线造成投资浪费的典型案例，而此类案例造成的恶劣影响在东南沿海地带更为显著。由此可见，在项目建设前期及时识别环境风险是十分必要的。
在电网建设过程中，输变电工程的环境风险识别主要是在工程建设初期充分的辨别项目产生的所有环境风险因素。该工作一般在工程环评阶段进行，是由项目负责人根据项目初步设计图纸调查工程附近的居民区、风景名胜区、自然保护区、水源地保护区等等，以识别环境风险。目前环境风险识别主要依赖两种手段：
(1)现场踏勘、搜资
主要依据设计院的相关设计图纸来确定工程的环境敏感区并据此确定项目的评价范围。这种方法存有3个弊端，其一是现在国内设计单位普遍使用的地图还是上世纪80年代前的图件，信息陈旧，无法反映现状；其二是该类图件上未标注环境敏感区，现场踏勘时由于视野局限的影响，设计人员对周边的环境敏感区也不能实现快速、准确的识别。由于无法迅速获得环境敏感区信息，同时各类环境敏感区的资料分属政府各个行政主管部门管辖，各类敏感区的资料还没有实现共享，每个项目都需要设计人员到各个政府主管部门搜集相应的环境敏感区资料，手续繁琐、工作量大、周期长，由于进度、资金和人员的限制，往往不能搜集到完整的权威的工程沿线敏感区的详细资料；其三是由于没有建立数据库，搜资工作重复劳动多，大量浪费人力物力。
(2)海拉瓦-洛斯达技术
近年来部分工程在对线路进行优化设计时也应用了海拉瓦-洛斯达技术，利用遥感卫星影像提取实际工程的数字化断面，为送电线路电线选择、杆塔规划和工程概算提供基础资料，利用该技术可以较好的解决现场踏勘中视野局限的影响，可以很好的辨别出线路附近居民区等环境敏感区信息。但对于自然保护区、森林公园、水源地保护区等由相关政府部门的划定的具有区界的敏感区，由于没有相关地理位置资料，识别仍有较大的困难；此外该项技术的使用成本高昂，1公里线路需要接近6000元的费用，对于建设单位而言是一笔不小的费用。而且，应用该技术仅能对前期设计的线路路径两侧几百米范围内的自然环境进行航拍，识别其中的环境敏感区，据此对线路进行小的调整，若想实现从更广的全局角度对工程的建设进行环境风险识别以对线路进行优化，海拉瓦-洛斯达技术并不能适用。
发明内容
本发明提出了一种新的输变电工程环境风险识别方法。针对输变电工程建设环境风险识别工作中存在的传统方法视野局限及海拉瓦技术应用成本过于昂贵以及适用范围不广的问题，首次将地理信息系统技术引入到输变电工程环境风险识别中来，从一个全新的角度探讨了地理信息系统在输变电工程环境风险识别中的应用。
本发明的技术方案是这样实现的：
(1)输变电工程环境敏感区地理信息系统
输变电工程环境敏感区地理信息系统，基于C/S模式进行开发，即应用客户/服务器结构，采用分布式架构进行系统的架构设计和开发，分为数据库层、客户端层，其中在数据库层建立了属性数据库及空间数据库。该地理信息系统主要是针对输变电工程环境风险控制的需要，包括1∶50000全要素地图信息及各类敏感区、输变电工程路径站址相关地理位置信息，在传统的数据输入、查询、图形管理、统计汇总等模块基础上，加入了敏感区分析、工程管理、辅助决策分析模块等，为实现输变电工程的环境风险识别提供了一个工具。
(2)提取输电线路的拐点杆塔坐标、变电站的位置坐标，录入输变电工程环境敏感区地理信息系统，通过计算自动生成输电线路地理接线图。
(3)敏感区边界属性赋值及报警参数的设置
敏感区边界属性主要指敏感区的地理位置、边界轮廓线，利用输变电工程环境敏感区地理信息系统，键盘输入敏感区边界轮廓线各拐点的经、纬度坐标，或者将敏感区边界轮廓线拐点坐标数据在Excel中编辑后通过输变电工程环境敏感区地理信息系统输变电工程管理模块直接导入，以完成敏感区边界属性的设置。随后，在环境敏感区地理信息系统平台中输入各类型敏感区与输变电工程之间的报警距离，完成报警参数的设置。
此外，敏感区的类型、名称、主管部门、主要保护对象等数据可通过键盘输入至环境敏感区地理信息系统属性数据库中，完成其基本属性的赋值。
(4)敏感区的识别、筛选
在完成步骤(2)、(3)后，首先采用拓扑技术，依据报警参数在输变电工程缓冲区半径内生成一个覆盖区域，借助于空间索引，在空间数据库中快速检索到报警参数的空间数据，随后利用地理信息系统的空间查询模块，对符合条件的地图要素在地图上定位显示；
(5)输出敏感区统计结果
根据步骤(3)得出的空间数据，与属性数据库联接得到筛选结果的属性列表，将此结果导出到EXCEL表格，生成项目环境风险统计报告。该报告包括所有符合报警条件的敏感区名称、类型、所属图层、报警状态等信息。
空间数据与属性数据的联接通过要素ID码进行关联，每一个地图要素都有唯一的一个ID码，通过空间数据库查询得到ID码，通过此ID码即可得到所需的属性数据，属性数据保存在属性数据库中的要素属性表中，该表含有要素ID码和默认属性，属性数据表中每一行代表一个地图要素，每一列代表地图要素的一个属性；
(6)环境风险识别
根据步骤(5)得到的统计报告中所列的各类敏感区即为输变电工程建设项目中满足报警参数的需要关注的潜在环境风险源。各类敏感区与输变电工程之间距离小于报警参数的即为环境风险源，超出此范围的项目对其产生的环境风险可以忽略。据此结果判断项目设计方案与环保要求的符合性。
本发明提供了一种输变电工程环境敏感区识别和路径站址环保优化的新工具，提供了一种新的输变电工程环境风险的识别方法，能够方便的对环境敏感区进行识别并统计，若进一步引入地理信息系统及高分辨率航拍图片辅助分析，可有效掌握输变电工程沿线环境敏感区环境现状，并对输变电工程的环境风险进行分析，大大提高项目前期工作的效率和质量，减少工程建设环境纠纷的发生，为绿色电网的建设提供技术支持。本发明将给输变电工程的环境风险识别及环保优化设计技术带来有效的改进。
附图说明
图1是本发明输变电工程环境风险识别流程；
下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。
具体实施方式
本发明主要是在输变电工程环境风险识别工作中引入了地理信息系统技术，借助输变电工程环境敏感区地理信息系统，录入输变电工程站址、路径，根据预设的报警条件，自动分析统计环境敏感区，为判断输变电工程的环境风险提供关键的技术数据，也提供了一种新的环评工作手段。在完成上述工作后，输入敏感区单位拆迁或绕行成本，自动计算项目的环境风险可能带来的环境成本，判断设计方案环保可行性，不符合的项目返回进行方案修订。
参照图1所示，本发明在实际中应用的主要过程：
(1)录入路径、站址信息，根据设计资料，获得输变电工程站址、路径的节点信息，据此可以迅速完成线路路径、站址的定位；并将自然保护区、水源地保护区、文物古迹、民居等的相关信息录入，完成输变电工程、敏感区的空间和属性数据库的建立；
(2)根据项目环境风险的类别等特性，设置民房、自然保护区、文物古迹、水源地保护区等环境敏感区的报警参数，包括报警距离、保护区边界等；
(3)进行项目的环境风险识别。利用输变电工程环境敏感区地理信息系统，对项目沿线所有的环境敏感区进行计算、分析，按照敏感区类别统计。
(4)根据项目敏感区统计结果，在1∶50000地形图上察看各敏感区的位置、与工程的相对位置关系等环境风险识别中重点关注的属性信息；
(5)项目的环境风险分析，判断项目于环保要求的符合性；
(6)根据分析结果，做出敏感区拆迁或者线路绕行等设计方案变更建议，按照(1)～(3)步骤，对各方案的环境风险进行技术评估，并输入拆迁、绕行、环保措施的单位成本，对各方案进行经济性比较；
(7)根据前述分析结果，做出项目对敏感区环境影响报告。对于经论证不能满足项目环保要求的，退回至步骤(1)，对方案进行环境优化，至方案满足环保要求止；方案满足要求的，项目环境风险识别程序完成。
按照以下步骤来进行项目的环境风险识别：
(1)建立输电线路、居民地、自然保护区、水源地保护区等有关参数的空间数据库以及属性数据库，其中，居民地、自然保护区、水源地保护区的相关数据具有共通性，数据库建好后保存在输变电工程环境敏感区地理信息系统中，在其他项目的环境风险识别工作中仍然可用；
(2)设定项目环境风险识别所需的报警距离，比如，根据相关主管部门的批复意见或者相关法律法规，譬如可以分别设置距离民居20m、距离自然保护区、水源地保护区边界500m、距离文物古迹1000m作为项目环境风险识别的判据；
(3)进行项目风险识别，借助输变电工程环境敏感区地理信息系统技术，先借助于空间索引，在空间数据库中快速检索到满足预设报警参数的实体，显示出和该缓冲区相交的敏感区、居民地、工矿建筑、道路分布情况等；然后根据空间数据和属性数据的连接得到筛选结果的属性列表，将此结果导出到EXCEL表格，生成项目环境风险统计报告，由此完成输变电工程可能存在的环境风险的识别。
(4)在完成项目的环境风险识别后，可根据需要，调用相关高分辨率航片进行辅助分析，获得更为直观的体验，供用户完成最终的环境风险评估。
采用了人工现场踏勘与利用本发明方案两种方法进行环境风险识别。利用本方案时，项目环境风险识别工作所需的时间从现场工作的7-10天缩短至3个小时，同时也省去了大量的搜资、踏勘、敏感点筛选等现场工作，大大节约了人力资源，仅从节约的人员费用、资料费用方面看本发明方案也有着很好的经济效益。同时，在对人工踏勘整理的环境风险识别结果进行校验时，发现遗漏了一处水源地保护区及古长城遗址，在环评工作中及时采纳了此风险识别结果，保证了项目的顺利开展，从这方面讲，本发明方案也能创造较好地环境效益和社会效益。
环境风险
环境风险，即人类活动对人群生活、健康和生态系统可能产生的危害。基于此，输变电工程的环境风险主要就是项目可能对项目附近人群、生态系统可能造成的潜在影响。换言之，要识别环境风险要特别注意人群活动密集的区域、生态脆弱或需要保护的区域，也即工程建设中的环境敏感区。
空间数据库：地理信息系统中，描述地理要素和地理现象的数据主要包括空间位置、拓扑关系、属性3类，其中，描述空间位置和拓扑关系的数据与地图要素的几何特征有关，称为空间特征数据。空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。
属性数据库：描述地理要素和地理现象属性的数据成为属性数据，属性数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理属性数据的总和。
空间索引：为便于空间目标的定位及各种空间数据操作，按要素或目标的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系来组织和存储数据的结构，是空间数据库引擎的一项关键技术，它直接影响到空间数据访问和查询的效率。本发明方案在数据库引擎中采用了四叉树索引、R树索引、动态索引(或称多级网格索引)和图库索引(原称三级索引)四种索引。
与环保要求的符合性分析：在完成项目的环境风险识别后，需要用户对项目的潜在环境风险进行评估，比如：根据识别结果，可以充分掌握沿线民居的分布情况，不允许跨越民房而存在跨越民房现象的，可以直接判定为不合环保要求；另外，线路或者变电站途径自然保护区、水源地保护区相关区域的，若没有相关手续，也可判定为不满足环保要求。正是基于本发明方案的分析结果，提高了项目后续工作中采取调整方案等整改措施的效率和针对性。
Claims (1)
1.一种快速识别输变电工程环境风险的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）输变电工程环境敏感区地理信息系统
输变电工程环境敏感区地理信息系统，分为数据库层、客户端层，其中在数据库层建立了属性数据库及空间数据库；
（2）提取输电线路的拐点杆塔坐标、变电站的位置坐标，录入输变电工程环境敏感区地理信息系统，生成输电线路地理接线图；
（3）敏感区边界属性赋值及报警参数的设置
敏感区边界属性主要指敏感区的地理位置、边界轮廓线，利用输变电工程环境敏感区地理信息系统，输入敏感区边界轮廓线各拐点的经、纬度坐标，或者将敏感区边界轮廓线拐点坐标数据在Excel中编辑后通过输变电工程环境敏感区地理信息系统输变电工程管理模块直接导入，完成敏感区边界属性的设置，随后，在环境敏感区地理信息系统平台中输入各类型敏感区与输变电工程之间的报警距离，完成报警参数的设置；
此外，敏感区的类型、名称、主管部门、主要保护对象数据通过输入环境敏感区地理信息系统属性数据库中，完成其基本属性的赋值；
（4）敏感区的识别
在完成步骤（2）、（3）后，首先采用拓扑技术，依据报警参数在输变电工程缓冲区半径内生成一个覆盖区域，借助于空间索引，在空间数据库中快速检索到报警参数的空间数据，随后利用地理信息系统的空间查询模块，对符合条件的地图要素在地图上定位显示；
（5）输出敏感区统计结果
根据步骤（4）得出的空间数据，与属性数据库联接得到识别结果的属性列表，将此结果导出到Excel表格，生成项目环境风险统计报告，该报告包 括所有符合报警条件的敏感区名称、类型、所属图层、报警状态信息；
空间数据与属性数据的联接通过要素ID码进行关联，每一个地图要素都有唯一的一个ID码，通过空间数据库查询得到ID码，通过此ID码即可得到所需的属性数据，属性数据保存在属性数据库中的要素属性表中，该表含有要素ID码和默认属性，属性数据表中每一行代表一个地图要素，每一列代表地图要素的一个属性；
（6）环境风险识别
根据步骤（5）得到的统计报告中所列的各类敏感区即为输变电工程建设项目中满足报警参数的需要关注的潜在环境风险源，各类敏感区与输变电工程之间距离小于报警参数的即为环境风险源，超出此范围的环境风险可以忽略。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE ELECTRIC NET CROP. Effective date: 20121102 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121102 Address after: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Applicant after: Shaanxi Electric Power Research Institute Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Applicant before: Shaanxi Electric Power Research Institute |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Co-patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee after: SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Address before: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Co-patentee before: State Grid Corporation of China Patentee before: SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200914 Address after: 710054 Aerospace Middle Road 669, Chang'an District, Xi'an City, Shaanxi Province Co-patentee after: National Network (Xi'an) Environmental Protection Technology Center Co.,Ltd. Patentee after: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Co-patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Address before: 710054 No. 308 Youyi East Road, Shaanxi, Xi'an Co-patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee before: SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240510 Address after: No. 669, Hangtian Middle Road, Xi'an national civil aerospace industry base, Shaanxi 710100 Patentee after: Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: National Network (Xi'an) Environmental Protection Technology Center Co.,Ltd. Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Address before: No.669, Hangtian Middle Road, Chang'an District, Xi'an City, Shaanxi Province Patentee before: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Country or region before: China Patentee before: National Network (Xi'an) Environmental Protection Technology Center Co.,Ltd. Patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA |