新能源電站防洪分析研究

崔吟　李偲松

摘 要：新能源（光伏）電站建設(shè)于自然生態(tài)地面，受到周圍水庫泄洪、山坡匯水的影響，需要考慮相應(yīng)的防洪設(shè)施。本文對浙江省麗水市某新能源（光伏）電站及周邊的來水進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，對于電氣設(shè)備所在的電站場區(qū)、場區(qū)內(nèi)自然水系及水系與道路交叉處的橋涵的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分別說明，并提出了整個(gè)地面電站防洪設(shè)施建設(shè)的對策。

關(guān)鍵詞：新能源 電站 光伏 防洪

中圖分類號：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0044-02

本文以浙江省麗水市某新能源（光伏）電站為例，對防洪進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，并提出整個(gè)地面電站防洪設(shè)施建設(shè)的對策。

1 電站場址概況

浙江省麗水市某新能源（光伏）電站，海拔高度介于165～193m之間。工程從西北向東南劃分為A、B、C三個(gè)區(qū)域。

2 洪水分析

2.1 小流域設(shè)計(jì)洪水

2.1.1 計(jì)算原理

當(dāng)tc≥τ時(shí)，為全面匯流，洪峰流量計(jì)算公式為：

當(dāng)tc<τ時(shí)，為部分匯流，洪峰流量計(jì)算公式為：

式中：

Qm—洪峰流量（m3/s）；F—流域面積（km2）

n—暴雨衰減指數(shù)，當(dāng)τ≤1h，取n=n1，1<τ≤6h，取n=n2，6<τ≤24h，取n=n3

Sp—設(shè)計(jì)頻率的雨力（mm/h）；H24p—設(shè)計(jì)頻率P的最大24h雨量，mm。

τ—全面匯流時(shí)間（h）；μ—穩(wěn)定下滲率（mm/h）

L—河長（km）；m— 匯流參數(shù)；Nc—糙率。

2.1.2 計(jì)算結(jié)果

F1區(qū)域：50年及10年一遇洪峰流量分別為17m3/s和11.4m3/s；

F2區(qū)域：50年及10年一遇洪峰流量分別為11.7m3/s和7.1m3/s；

F3區(qū)域：50年及10年一遇洪峰流量分別為7.5m3/s和4.5m3/s。

2.2 附近水庫影響

該水庫不考慮蓄容作用，50年一遇下泄洪峰流量為42m3/s，10年一遇下泄洪峰流量為28m3/s。

2.3 水系流量統(tǒng)計(jì)

西側(cè)水系計(jì)算時(shí)將斷面以上集雨面積進(jìn)行合并，計(jì)算各不同設(shè)計(jì)頻率設(shè)計(jì)洪峰，西側(cè)、東側(cè)水系50年一遇洪峰流量分別為27.8m3/s，18m3/s；西側(cè)、東側(cè)水系10年一遇洪峰流量分別為11.4m3/s，11m3/s。

因有地表漫流，分支等情況實(shí)際存在，經(jīng)核算，西側(cè)水系需扣減8.1m3/s，東側(cè)水系需扣減2m3/s，實(shí)際到達(dá)場區(qū)設(shè)計(jì)流量如下：西側(cè)水系流量為27.8m3/s，東側(cè)水系流量為9.0m3/s。

3 50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)的說明

3.1 相關(guān)規(guī)范

《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》4.0.3條規(guī)定：規(guī)劃容量30MW的光伏發(fā)電站防洪標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期）為50年一遇的高水（潮）位。

3.2 計(jì)算說明

以恒定均勻流模型對所有較低處電氣設(shè)備進(jìn)行水位核算：

A=B*h X=B+2*h R=A/X

參數(shù)說明如下：

B—底寬；h—有效水深；C—謝才系數(shù)；n—糙率；i—縱坡；A—過流斷面積

X—濕周；R—水力半徑；V—流速；Q—流量。

結(jié)果為：#9箱變附近最高水位約為177.73m，#9箱變基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為178.19m，高出最高水位0.46m。#8箱變與#9箱變處于同一橫斷面，但#8箱變基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為188.40m，因此不受洪水影響。#10箱變附近最高水位約為176.62m，#10箱變基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為177.7m，高出最高水位1.05m。#14、#15箱變附近最高水位約為175.46m，#14、#15箱變基礎(chǔ)頂面標(biāo)高分別為176.47m、176.62m，分別高出最高水位1.01 m、1.16m。#16、#17箱變附近最高水位約為173.42m，#16、#17箱變基礎(chǔ)頂面標(biāo)高分別為174.62m、174.65m，分別高出最高水位1.2m、1.23m。

經(jīng)測算，50年一遇洪水發(fā)生時(shí)不會對區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備產(chǎn)生影響。

4 水系防洪標(biāo)準(zhǔn)的說明

4.1 相關(guān)規(guī)范

《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》3.3.5條規(guī)定，灌區(qū)內(nèi)必須修建的排洪溝（撇洪溝），其防洪標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)排洪流量的大小，按重現(xiàn)期5～10年確定。本設(shè)計(jì)按照上限執(zhí)行。

4.2 公式說明

本次計(jì)算使用的公式為均勻流公式，溝道斷面采取梯形斷面。

Q=A*V V= R=A/X A=m*h2+B*h

X=

參數(shù)說明如下：

B—溝道底寬；h—有效水深；m—邊坡系數(shù)；n—糙率；i—縱坡；A—過流斷面積

X—濕周；R—水力半徑；V—流速；Q—流量。

4.3 水系設(shè)計(jì)計(jì)算

西側(cè)水系材質(zhì)為漿砌塊石，東側(cè)水系采用土溝道，溝道底寬均為1.5m，深度1.5m，邊坡取1，漿砌塊石溝道粗糙系數(shù)取0.017，土溝道粗糙系數(shù)取0.025，計(jì)算可知西側(cè)水系過流量達(dá)到28.46m3/s，東側(cè)水系過流量達(dá)到9.05m3/s，滿足過流量要求。西側(cè)段坡度較大，需采用不同的工程措施，如放緩坡度，采用局部跌水的工程措施，局部沖刷較大處需要對石料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。東側(cè)需結(jié)合原有地形，坡度較大及急彎轉(zhuǎn)角處考慮采取護(hù)底護(hù)坡。

4.4 橋孔設(shè)計(jì)

西側(cè)采用1座3孔混凝土橋涵，單孔凈寬2m，凈高1.8m，東側(cè)采用1座混凝土單孔橋涵，凈寬2m，凈高1.8m。經(jīng)計(jì)算，西側(cè)3孔橋涵的過流量達(dá)到60m3/s，東側(cè)橋涵的過流量達(dá)到20.63m3/s，均可以滿足50年一遇過水流量的要求，在水系和橋涵連接處采用漸變段進(jìn)行銜接，有效加快引流。

5 結(jié)語

（1）按照《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，本工程光伏發(fā)電設(shè)備保證50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

（2）按照《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范，》要求，水系設(shè)計(jì)滿足10年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

（3）將B、C區(qū)域內(nèi)水系與道路交叉處均改造為橋涵，滿足50年一遇過水流量的要求。

（4）經(jīng)計(jì)算，采取水系及橋涵的防洪設(shè)施對于保護(hù)電站內(nèi)電氣設(shè)備是安全可靠的。

參考文獻(xiàn)

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