±800kV特高壓直流輸電工程對洪水影響評價(jià)

劉修水

（河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

1 工程概況

內(nèi)蒙古錫盟～江蘇泰州±800kV特高壓直流輸電線路工程是國家實(shí)施北電南送的重點(diǎn)工程，工程建設(shè)投運(yùn)后，將實(shí)現(xiàn)北部資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為能源優(yōu)勢，滿足東南部地區(qū)社會發(fā)展對電力增長的需求，且有利于緩解日趨嚴(yán)重的霧霾污染問題。該輸電線路起于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市境內(nèi)錫盟換流站（毛登站址），途徑內(nèi)蒙古、河北、天津、山東、江蘇5省，止于江蘇省鹽城市泰州換流站（楊師村站址），全線總長1619.7km。該項(xiàng)工程等級為Ⅰ級，防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水。

項(xiàng)目開辟了特高壓北電南送的通道，有利于西北部煤電基地能源的有序開發(fā)及電力外送。隨著京津冀協(xié)同發(fā)展的逐步推進(jìn)，京津冀地區(qū)的負(fù)荷將會快速增長，項(xiàng)目的實(shí)施將較大地滿足對電源增長的需求，實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源優(yōu)化配置。

2 建設(shè)項(xiàng)目概況

內(nèi)蒙古錫盟～江蘇泰州±800kV特高壓直流輸電工程天津段路徑總長196.153km，線路經(jīng)過天津市薊縣、寶坻區(qū)、武清區(qū)、西青區(qū)、靜海區(qū)、河北省廊坊市6個(gè)地市級行政區(qū)。全線以平地為主，沿線樹木較多。線路天津段跨越河道18條，蓄滯洪區(qū)5個(gè)。依據(jù)《中華人民共和國防洪法》規(guī)定：在洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)內(nèi)建設(shè)非防洪建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)就洪水對建設(shè)項(xiàng)目可能產(chǎn)生的影響和建設(shè)項(xiàng)目對防洪可能產(chǎn)生的影響作出評價(jià)，編制洪水影響評價(jià)報(bào)告，提出防御措施。

3 評價(jià)范圍

內(nèi)蒙古錫盟～江蘇泰州±800kV特高壓直流輸電線路天津段自東北向西南區(qū)跨越的防洪工程包括金水河、州河、青甸洼蓄滯洪區(qū)、漳河、泃河、武河、引泃入潮、潮白新河、青龍灣減河、北運(yùn)河、北京排污河、龍河、新龍河、永定河泛區(qū)、永定河、中泓故道、中亭河、東淀蓄滯洪區(qū)、大清河、文安洼蓄滯洪區(qū)、子牙河、黑龍港河和賈口洼蓄滯洪區(qū)。本文針對以上防洪工程進(jìn)行評價(jià)［1］。

4 評價(jià)內(nèi)容

4.1 洪水影響評價(jià)

4.1.1 水文分析計(jì)算

根據(jù)海河流域防洪規(guī)劃和相關(guān)成果，分析確定三河站、海子水庫、官廳水庫、于橋水庫、梁各莊、大清河南支棗林莊站、北支白溝站、白溝河?xùn)|茨村站、南拒馬河北河站及代表南北支之和的新鎮(zhèn)站等水文站現(xiàn)狀及規(guī)劃調(diào)度方案情景下的設(shè)計(jì)洪水洪峰、洪量成果及相應(yīng)洪水過程線。

4.1.2 洪水模擬計(jì)算

（1）對線路跨越金水河、州河、漳河、泃河、武河、引泃入潮、潮白新河、青龍灣減河、北運(yùn)河、北京排污河、龍河、新龍河、永定河、中泓故道、中亭河、大清河、子牙河和黑龍港河采用河道恒定均勻流公式，推算河道在設(shè)計(jì)流量下及平堤頂情況下的水位和流速。

（2）對河道內(nèi)設(shè)有輸電線路桿塔的州河、武河、北運(yùn)河和子牙河，建立河道一維恒定非均勻流水文模型，推算河道水面線成果，計(jì)算河道水位、流速。分析輸電線路建設(shè)先后水位和流速的變化情況及沖刷情況。

（3）建設(shè)項(xiàng)目跨越青甸洼、永定河泛區(qū)、東淀、文安洼、賈口洼蓄滯洪區(qū)，采用水力數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，分析建設(shè)項(xiàng)目引起的水流流態(tài)變化及工程區(qū)沖刷情況。

（4）構(gòu)建蓄滯洪區(qū)地形數(shù)據(jù)高程模型，確定模型的內(nèi)部和外部邊界條件，包括模型內(nèi)的口門、橋梁、安全區(qū)及上游入流、下游出流邊界條件。采用有限體積算法構(gòu)建蓄滯洪區(qū)二維非恒定流數(shù)值模型。利用數(shù)值模型對輸電線路桿塔建設(shè)前后蓄滯洪區(qū)行滯的洪水進(jìn)行模擬，提出流場分布圖、水位、水深分布圖，分析水位壅高、流速變化及沖刷情況。

（5）建立青甸洼蓄滯洪區(qū)、津南五洼蓄滯洪區(qū)、永定河泛區(qū)的數(shù)據(jù)高程地形模型；確定邊界條件，建立二維非恒定流數(shù)值模型，模擬不同標(biāo)準(zhǔn)洪水的演進(jìn)，評價(jià)建設(shè)項(xiàng)目對洪水的影響和洪水對桿塔的影響等。

4.2 建設(shè)項(xiàng)目對洪水的影響評價(jià)

依據(jù)計(jì)算成果，分析評價(jià)建設(shè)項(xiàng)目對河系防洪泄洪、河勢穩(wěn)定、河岸堤防等水利工程設(shè)施、防汛搶險(xiǎn)的影響及分析論證建設(shè)項(xiàng)目的防御洪澇標(biāo)準(zhǔn)及其措施等。

依據(jù)《洪水影響評價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則》及《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目防洪評價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則 （試行）》所要求的內(nèi)容及深度，根據(jù)洪水影響評價(jià)定性及定量分析，客觀公正地進(jìn)行防洪影響評價(jià)，編制洪水影響評價(jià)報(bào)告，提出評價(jià)結(jié)論及建議、減免措施。

5 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，35kV以上的高壓和超高壓輸變電設(shè)施，其電壓分為3個(gè)防護(hù)等級，其中800kV特高壓輸配電設(shè)施防護(hù)等級為Ⅰ級，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇［2-3］。

6 洪水分析

由于工程跨越河道和滯洪區(qū)數(shù)量較多，本文僅以跨越青甸洼蓄滯洪區(qū)為例進(jìn)行分析。

6.1 基本情況

青甸洼蓄滯洪區(qū)屬于海河流域薊運(yùn)河水系，位于薊縣西南部，是薊運(yùn)河兩大支流州河、泃河匯流夾角區(qū)，東臨州河右堤，南倚泃河左堤。洼內(nèi)地勢北高南低，最低高程4.0m（大沽高程）。薊運(yùn)河的滯洪洼甸，在北三河防洪體系中具有重要作用，是保護(hù)寶坻縣城、津薊鐵路、津薊高速公路、津圍公路等重要地區(qū)和設(shè)施防洪安全的必不可少的蓄洪工程。青甸洼蓄滯洪區(qū)擔(dān)負(fù)著薊運(yùn)河防洪標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水的滯蓄任務(wù)，可使薊運(yùn)河下游的防洪能力達(dá)到20年一遇，是薊運(yùn)河地區(qū)的重要防洪安全保障［4-5］。

6.2 數(shù)學(xué)模型構(gòu)建

青甸洼蓄滯洪區(qū)除承納泃河超標(biāo)準(zhǔn)洪水外，尚有漳河、禿尾巴河等中小河流直接進(jìn)入蓄滯洪區(qū)。

根據(jù)滯洪區(qū)情況和塔基工程線路要求，模型范圍確定為西起泃河南周莊閘，東到州河右岸，東西長15km；南以泃河左堤為邊界，北至青甸洼頂高地，南北最大寬度16km。二維蓄滯洪區(qū)剖分為4189個(gè)結(jié)點(diǎn)、5088個(gè)單元和9276個(gè)通道。

模型網(wǎng)格如圖1，甸洼洪水啟用后線路工程前后特征單元最大水深、水位、流速比較如表1。

圖1 模型網(wǎng)格

表1 最大水深、水位、流速比較

續(xù)表1

7 結(jié)語

（1）青甸洼蓄滯洪區(qū)運(yùn)用機(jī)遇為10～20年，評價(jià)項(xiàng)目的防洪標(biāo)準(zhǔn)高于青甸洼蓄滯洪區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)，因此青甸洼蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用不會對區(qū)內(nèi)特高壓線路產(chǎn)生影響。

（2）本評價(jià)按機(jī)動(dòng)搶險(xiǎn)船水面以上凈高4.5m考慮，要求電力線路距100年一遇設(shè)計(jì)洪水位最小距離不小于15.0m。電力線路沿線各檔最大弧垂距20年一遇設(shè)計(jì)洪水距離，青甸洼蓄滯洪區(qū)內(nèi)在17.36～45.26m之間，均大于15.0m，滿足動(dòng)力線安全輸電要求。

（3）蓄滯洪區(qū)內(nèi)桿塔采用墩柱式基礎(chǔ)，阻水比不足0.001%，壅水高度不足0.0968m，對行洪基本沒有影響。31個(gè)塔基占用蓄滯洪區(qū)容積0.15萬m2，不足容積的百萬分之八，對蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用基本沒有影響。

（4）根據(jù)模型計(jì)算結(jié)果，天津段特高壓線路在青甸洼內(nèi)，當(dāng)青甸洼運(yùn)用時(shí)，線路桿塔淹沒范圍在0.07～3.34m之間。各桿塔在淹沒線以下應(yīng)做好防腐措施。

（5）蓄滯洪區(qū)內(nèi)行洪歷時(shí)較長，塔基會受到長時(shí)間浸泡，桿塔在洪水位以下涂抹防腐、防碳化涂料，防止由于洪水浸泡腐蝕桿塔材料。局部沖刷對塔基安全產(chǎn)生影響，應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行減免。