濟(jì)南市長(zhǎng)清110kV青楊變電站水文計(jì)算分析

丁素媛　杜雪梅　聶圣菊

(濟(jì)南市水文局，山東 濟(jì)南　250014)

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濟(jì)南市長(zhǎng)清110kV青楊變電站水文計(jì)算分析

丁素媛杜雪梅聶圣菊

(濟(jì)南市水文局，山東 濟(jì)南250014)

本文通過(guò)研究北大沙河洪水對(duì)青楊變電站項(xiàng)目站址的影響，分析了站址處50年一遇和100年一遇的洪水水位、歷史最高內(nèi)澇水位及水利規(guī)劃情況，為變電站建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。

變電站；水文分析；設(shè)計(jì)洪水

隨著張夏、萬(wàn)德開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的逐步竣工投產(chǎn)，用電需求與日俱增，兩座35kV變電站均以110kV崮山變電站出線，該變電站始建于1994年，站內(nèi)設(shè)備趨于老化，難以保證供電可靠性，因此，為滿足張夏及萬(wàn)德鎮(zhèn)供電安全可靠和不斷增長(zhǎng)的用電需求，擬建設(shè)一座110kV青楊變電站。

1　變電站概況

110kV青楊變電站占用地面積3318m2，位于長(zhǎng)清區(qū)東部的張夏鎮(zhèn)東北方，青南村附近，104國(guó)道東側(cè)，西側(cè)距北大沙河約300m，屬于北大沙河流域，站址在北大沙河崮云湖以上，主要受北大沙河洪水威脅。北大沙河崮云湖以上河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，崮云湖以下河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。

站址處地勢(shì)為兩山中的河谷臺(tái)地，東部、西部是植被較好的山丘區(qū)，高程一般在100～500m，站址在北大沙河?xùn)|岸，此段的北大沙河走勢(shì)為南高北低，落差不大，較平緩。站址以上流域面積186km2，流域內(nèi)建有小(1)型水庫(kù)6座、小(2)型水庫(kù)14座，無(wú)中型水庫(kù)。

2　變電站站址水文分析

2.1水文資料

北大沙河變電站站址上游流域設(shè)有官馬場(chǎng)、萬(wàn)德、界首、石胡同4處雨量站，各站有長(zhǎng)系列降水量資料。實(shí)測(cè)降水量資料系列為1966—2011年，共45年。實(shí)測(cè)降水量資料系列長(zhǎng)，豐枯交替出現(xiàn)，含有較大暴雨資料，代表性好。

2.2設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

2.2.1設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法

各站觀測(cè)均執(zhí)行《水文觀測(cè)規(guī)范》，其觀測(cè)成果精度高、可靠性強(qiáng)。項(xiàng)目站址斷面設(shè)計(jì)洪水計(jì)算采用由實(shí)測(cè)雨量資料推算設(shè)計(jì)洪水的方法，并與最新規(guī)劃的設(shè)計(jì)洪水成果比較，綜合分析確定。由于流域內(nèi)沒(méi)有中型水庫(kù)，小型水庫(kù)調(diào)蓄能力較小，在計(jì)算中不考慮小型水庫(kù)的影響。

2.2.2設(shè)計(jì)面雨量

根據(jù)站址以上流域暴雨洪水特性及實(shí)測(cè)資料分析，并從河道防洪安全角度考慮，站址以上流域設(shè)計(jì)雨期確定為3d。設(shè)計(jì)雨型采用同頻率內(nèi)包，即3d內(nèi)包24h的設(shè)計(jì)雨型。

利用“山東省國(guó)家水文數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”，進(jìn)行資料系列統(tǒng)計(jì)選樣，采用定時(shí)段年最大值獨(dú)立選樣法統(tǒng)計(jì)流域上各站歷年最大3d、最大24h雨量系列資料。

采用頻率適線法進(jìn)行設(shè)計(jì)面雨量分析，按矩法公式初估頻率曲線的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，均值X、變差系數(shù)Cv，取偏態(tài)系數(shù)Cs=3.5Cv，采用皮爾遜Ⅲ型頻率曲線適線，以理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合較好為原則，并

重點(diǎn)考慮頻率曲線中上部的點(diǎn)據(jù)擬合情況。經(jīng)適線后，得年最大24h、最大3d面雨量系列均值和Cv值，計(jì)算求得設(shè)計(jì)頻率的面雨量，見表1。

表1　站址以上流域設(shè)計(jì)面雨量成果

2.2.3產(chǎn)流計(jì)算

產(chǎn)流計(jì)算采用降雨徑流(P+Pa-R)關(guān)系圖法。降雨徑流關(guān)系線分山丘區(qū)和平原區(qū)兩種情況，山丘區(qū)采用山東省泰沂山北張店以西地區(qū)P+Pa-R關(guān)系8號(hào)線，設(shè)計(jì)前期影響雨量Pa取40mm，平原區(qū)采用山東省泰沂山北張店以西地區(qū)P+Pa-R關(guān)系14號(hào)線，設(shè)計(jì)前期影響雨量Pa取50mm(第二天和第三天的Pa應(yīng)按雨量進(jìn)行計(jì)算)。

分別查山丘區(qū)和平原區(qū)降雨徑流關(guān)系線，求得凈雨R山[由山丘區(qū)降雨徑流關(guān)系查得的凈雨深(mm)]和R平[由平原區(qū)降雨徑流關(guān)系查得的凈雨深(mm)]，再按山丘平原混合區(qū)公式求出R混[山丘平原混合區(qū)的凈雨深(mm)]。

設(shè)計(jì)雨型選用《山東省水文圖集》中的泰沂山北區(qū)設(shè)計(jì)雨型，時(shí)段長(zhǎng)為2h。按設(shè)計(jì)雨型，將每日凈雨進(jìn)行時(shí)程分配。站址以上流域設(shè)計(jì)凈雨量成果見表2。

表2　站址以上流域設(shè)計(jì)凈雨時(shí)程分配(時(shí)段為2h)

續(xù)表

2.2.4匯流計(jì)算

a.單位線。匯流計(jì)算采用綜合瞬時(shí)單位線，單位線參數(shù)M1根據(jù)《山東省水文圖集》經(jīng)地區(qū)綜合的公式計(jì)算。從“山東省山丘地區(qū)、山丘平原混合區(qū)瞬時(shí)單位線參數(shù)M1與2.0h單位線關(guān)系表”中查2h單位線(時(shí)段凈雨10mm，流域面積100km2)。

b.設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的推求。根據(jù)計(jì)算的設(shè)計(jì)時(shí)段凈雨及單位線，進(jìn)行匯流計(jì)算，加基流(基流按流域面積，每100km2加1m3/s的比例計(jì)算)后，即求得設(shè)計(jì)洪水過(guò)程，求得設(shè)計(jì)50年一遇洪峰流量為846m3/s，設(shè)計(jì)100年一遇洪峰流量為988m3/s。站址以上流域設(shè)計(jì)洪水過(guò)程成果見表3。

表3　站址以上流域設(shè)計(jì)洪水過(guò)程成果　單位:m3/s

續(xù)表

2.3站址斷面設(shè)計(jì)洪峰流量相應(yīng)水位

根據(jù)變電站位置確定站址所在的河道橫斷面，對(duì)站址所在斷面進(jìn)行五等水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)定站址所在大斷面形狀、相應(yīng)高程。采用曼寧公式計(jì)算站址斷面100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量相應(yīng)水位。計(jì)算得出站址斷面100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量相應(yīng)水位為99.8m， 50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量相應(yīng)水位為99.4m。

3　設(shè)計(jì)水文條件

3.1北大沙河洪水對(duì)站址處的影響

北大沙河站址斷面處設(shè)計(jì)成果為：50年一遇洪峰流量為846m3/s，相應(yīng)水位為99.4m；100年一遇洪峰流量為988m3/s，相應(yīng)水位為99.8m。均低于項(xiàng)目站址處地面高程103.5m，北大沙河洪水不會(huì)對(duì)站址處造成影響。

3.2當(dāng)?shù)貧v史洪水、內(nèi)澇洪水對(duì)站址的影響

濟(jì)南市近百年來(lái)發(fā)生過(guò)的洪水均對(duì)濟(jì)南市南部山區(qū)的影響不大，站址附近也沒(méi)有受過(guò)洪災(zāi)的威脅。站址處地勢(shì)較高，比北面的青南村高1m左右，地面產(chǎn)生徑流后向北流，且站址周圍全是農(nóng)田，雨水下滲率高，不易形成積水。

3.3站址周圍水利規(guī)劃情況

從濟(jì)南市水利局了解到，站址周圍近期沒(méi)有興建水利工程的規(guī)劃。

4　結(jié)　語(yǔ)

擬建的長(zhǎng)清110kV青楊輸變電工程附近有北大沙河，經(jīng)上述分析，該輸變電工程不會(huì)受北大沙河50年一遇、100年一遇洪水的威脅；站址所在區(qū)域在大雨時(shí)無(wú)積水現(xiàn)象。

[1]SL 44—2006水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

[2]SL 58—93水文普通測(cè)量規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，1993.

[3]山東省水利工程三查三定資料匯編[Z].濟(jì)南：山東省水利廳，1985.

[4]山東省水文圖集[Z].濟(jì)南：山東省水文總站，1987.

Analysis on hydrologic calculation in Ji’nan Changqing 110kV Qingyang Substation

DING Suyuan, DU Xuemei, NIE Shengju

(Ji’nanHydrologyBureau,Ji’nan250014,China)

In the paper, the influence of Beidasha River flood on project station site of Qingyang Substation is studied. The flood water level of 50-year return period and 100-year return period, the highest waterlogging water level in the history and water conservancy planning situation in the station site are analyzed. Scientific basis is provided for the construction of substation.

substation; hydrologic analysis; design flood

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.015

TV122

B

1673-8241(2016)04- 0058- 03