南方大面积冰灾过后,痛定思痛,中国现有道路工程技术标准和电网设计规程的修订工作开始提上日程。

    2月21日,中国气象局召开了多部门参加的"雨雪冰冻灾害总结研讨会",在分析天气过程、致灾机理和春夏气候预测的同时,也对道路结冰、电线积冰等灾害影响展开了评估和反思。

    灾害暴露出现有电网、道路等战略性基础设施在应对重大气象灾难方面的诸多不足。参与研讨的电力、交通和气象部门表现出强烈的合作意向,希望部际间建立多层面、全方位、实质性的长效合作,共同开展针对性研究,联手应对突发灾难。

    全球变暖背景下极端天气事件的频发,也突显了中国交通、电力等基础设施既有技术标准的不足。

      电力部门也有类似意向。在灾后重建过程中,有专家提出要根据气象条件适当调整线路设计标准。国家电网公司发展策划部规划一处副处长张正陵说,对于电网设计标准的修订一事,他们正在做研究。

    电网标准:

   30年一遇到50年一遇?

    在这次雨雪冰冻灾害中,南方7省市电网受到不同程度的损坏,其中以倒塔和断线所造成的损失最大。

    据国家电网公司统计,500KV线路倒塔479基、220KV倒塔681基、110KV倒塔1548基,35KV以下倒塔3万多基。受灾最为严重的湖南、江西两省,电网被迫分片运行,面临崩溃的危险。

    造成电网大范围倒塔的主要原因,是长时间、高强度的冰冻天气中,导线覆冰厚度大大超过了线路设计标准。

    "电线结冰有雨凇、雾凇、混合凇和湿雪多种成因,这次主要是雨淞引起的。"张正陵说,相对而言,北方特别是东北地区常见的湿雪由于密度低,对线路的危害较小。

    中国电网线路设计针对重冰区和一般冰区制定有不同的设计规程,线路覆冰厚度在20毫米以下为一般冰区,大于20毫米为重冰区。此次大部分倒塔均按10-15毫米覆冰设计,而灾害发生时,实际覆冰达到了30毫米,最高甚至为50-60毫米。

    "当覆冰厚度从10毫米增加到50毫米时,电塔载荷有明显变化。"张说,垂直载荷增加540%、水平载荷增加930%、纵向载荷增加1300%。而这次冰灾中经常可以看到,一座6吨重的铁塔,在结冰后重达50吨,终因不堪负重而倒塌。

    "国家正在考虑修订电网设计标准,报批以后很有可能在年内发布。"西南电力设计院高级工程师熊海星说,有关修订工作在冰灾发生前就已开始了。他说,报批稿中,设计标准将由30年一遇提高到50年一遇。

    熊从事电网设计工作已经几十年了。他回忆,国家当时规定30年一遇的电网设计标准,其实没有任何理由,就是因为当时经济不发达,国力有限。而标准提高的直接后果是,工程造价也将随之成倍增长。

    相对于设计标准的提高,熊认为目前最迫切的还是组织开展成系统的电线覆冰观测。"我们急需编制一份权威的全国覆冰分布图,这样电网规划、线路设计才有基本参照。"他呼吁国家有关部门抓紧行动,在满足电力规划要求的条件下选址建站,对线路覆冰进行长期观测,在此基础上尽快编制全国覆冰分布图。

    熊所在的西南电力设计院,此前受电网公司的委托,在电网骨干线路、通道走廊上,建了一些覆冰观测试验站。"这项工作从上世纪60年代就开始了,但只是一部分人在做,仅限于局部范围。"由于观测站大多设在气象条件恶劣、交通不便的山上,熊深切体会到数据采集的困难。他希望气象部门将线路覆冰纳入日常观测项目,由国家气象局在全国范围内组织开展观测工作。

    事实上,目前遍布全国各地的气象观测台站中,约800-900个台站设有电线覆冰的观测项目,但观测样本是仿照前苏联的,只有农村电话线粗细。如何将观测结果与高压电线的实际情况联系起来,仍是一个问题。

    国家气象局局长郑国光表示,今后要进一步加强部门间合作,提高观测效果。

    作为地方合作的一个例子。广东省气象局承担了西电东送导线覆冰风险评估的项目,定量分析工程线路覆冰条件,计算出关键高度的复冰厚度,为工程设计提供依据。

    "标准冰厚直接关系工程安全和投资。"参与该项目的高级工程师黄浩辉说,在灾后电网重建过程中,有必要根据输电线路的气象条件,适当调整设计标准,而"最终设计标准须按当地观测结果"来确定。

    修订道路工程技术标准酝酿中

    气象观测数据的缺乏同样困扰着交通部门。

    "现有的公路技术标准,只简单地规定要有气象观测设施。"杨涛说,但是如何布置观测设施?不同地形、不同等级的道路各有什么要求?均没有明确规定。

    目前在公路上应用较为普遍的观测设施是路面传感器,但是对路面结冰的观测仅限于1厘米以内,而且没有办法直接观测实际的路面结冰情况。

    由于监测设施的缺乏,灾害发生后,交通部门为了向国家领导报告路面结冰厚度,不得不采用最原始的测量方法:人为刨开冰层,用直尺测量厚度。

    而受灾最为严重的贵州省,此前从来没有道路结冰的气象观测。灾害发生后,当地气象部门在机场附近的高速公路上临时组织路面结冰的气象观测,并根据当地气温、地表地温和地下5厘米地温等实测数据,初步建立了道路结冰的预警指标。

    此前,气象部门针对道路开展的气象观测只有能见度一项。郑国光表示,在京珠高速公路上与交通部门联合开展道路结冰观测,很有必要。

   "对交通和电力部门来说,这次冰灾是一场大考。"杨涛说,交通基础设施的建设与道路管养,以前对气象灾害的防灾、抗灾能力都没有做过总体评估,现在"我们已经认识到这些问题"的严重性了。

   目前,道路工程技术标准的修订正在酝酿中。

   标准修订将集中在三个方面:首要的一条就是在全球变暖条件下,建立完善的精细化监测网络。

   其次是道路管护能力和管护机械的配备。"对灾害的评估,交通部门最关心的一个问题是,这次灾害是常态还是异态?"杨说,这个问题直接关系到南方地区是否应该常年配备除冰机械等管护设备。

   第三是灾害的应对体制。"截至目前我们的应急体制还是被动的、响应式的,没有主动预防。"杨说,这次雨雪冰冻灾害从酝酿期、成灾期到暴发期、保路期和最后的恢复评估期,经历了五个过程,交通部门在应对时虽然做到了及时预警,但前瞻性不足。"我们没有在防冰阶段及时介入,致使灾害发展到除冰阶段,代价太高了"。

  公路技术标准的修订有其固定周期,一般是3-5年一小修,10年一大修。由于灾害暴露出来一系列问题,杨涛表示,这次修订不会完全按上述时间走。他说,"负责标准修订的标委会就设在公路院,我们提出哪些方面应该如何修订,部里就可以马上组织开展相应工作了。"