聶圣菊，甘信娟，于海軍

（濟南市水文局，山東 濟南 250014）

濟南市春暄變電站項目水文分析

聶圣菊，甘信娟，于海軍

（濟南市水文局，山東 濟南 250014）

研究楊家河和土河洪水對春暄變電站項目站址的影響。并分析站址處50年、100年洪水水位，歷史最高內(nèi)澇水位，以及水利規(guī)劃情況，為變電站的建立提供可靠的依據(jù)。

濟南市；變電站；站址；水文分析

濟南高新區(qū)孫村片區(qū)域以吸引規(guī)?；碾娮有畔?、機電裝備、交通裝備、發(fā)電輸配電等產(chǎn)業(yè)項目為主，打造國內(nèi)一流的信息產(chǎn)業(yè)基地和裝備制造業(yè)基地。隨著區(qū)域開發(fā)建設(shè)項目的逐步竣工投產(chǎn)，用電需求與日俱增，所以在孫村片區(qū)西北區(qū)域建設(shè)變電站是十分必要的。

1 變電站基本情況

春暄110kV變電站擬建于濟南市高新區(qū)，位于楊家河西面2.5km處，東臨土河1km。楊家河發(fā)源于歷城區(qū)彩石鎮(zhèn)西彩石村南，流經(jīng)高新區(qū)及歷城區(qū)郭店、董家、臨港3個鎮(zhèn)辦、15個村，穿過經(jīng)十東路、膠濟鐵路、102省道、濟青高速后，在臨港街道辦鴨旺口村東入小清河，全長21.7km，流域面積74km2，變電站斷面以上流域面積35km2。受地形影響，楊家河歷經(jīng)多年山洪沖刷，形成自然沖溝，南部較陡，北部為沖積平原，坡度較緩，上游河道寬，向下游斷面逐漸縮小，有些地方河道幾乎沒有河形。

土河發(fā)源于唐冶街道圍子山，流經(jīng)唐冶、郭店、董家、臨港4個鎮(zhèn)辦、16個村，穿過經(jīng)十東路、膠濟鐵路、102省道、濟青高速后，在臨港街道辦鴨旺口村西入小清河，全長23km，流域面積38.5km2，變電站斷面以上流域面積20km2。由于多年山洪沖刷，形成較大的自然沖溝，上游河道寬且深，向下游斷面逐漸縮小。

項目流域地處華北中緯度地帶，暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，屬半干旱、半濕潤地區(qū)。年內(nèi)四季分明，雨熱同期：春季多西南風，空氣干燥，蒸發(fā)量大，光照充足，溫度回升快；夏季受太平洋暖濕氣流及西北高空槽控制影響，臺風、熱帶風暴及寒溫氣旋常波及該地區(qū)形成洪澇災(zāi)害；秋季溫度、濕度適宜，天高氣爽，陽光燦爛；冬季氣候寒冷，光照時數(shù)少，季風多東北風。年平均氣溫13.4℃，多年平均降水量665mm，多年平均陸面蒸發(fā)量550mm，降水量年內(nèi)分配不均勻，汛期（6～9月）多年平均降水量499.5mm，約占全年的75%。

2 變電站站址水文分析

2.1 水文資料

變電站附近流域有王家莊、群井2處雨量站，各站的觀測雨量系列長度均在40年以上，其資料作為設(shè)計洪水計算的依據(jù)。

2.2 設(shè)計洪水計算

2.2.1 設(shè)計洪水計算方法與流域特征

由于站址斷面處無實測水文資料，變電站斷面設(shè)計洪水采用由設(shè)計暴雨推算設(shè)計洪水的方法，根據(jù)流域情況，將站址斷面以上流域分成土河流域和楊家河流域2個計算分區(qū)。

2.2.2 設(shè)計面雨量

1）實測面雨量法。根據(jù)流域附近的王家莊、群井2處雨量站的實測暴雨資料計算流域面雨量，在計算流域面雨量時采用算術(shù)平均值。根據(jù)流域暴雨洪水特性的分析，流域洪水過程一般為1～3d，故設(shè)計雨期選用3d。設(shè)計雨型采用同頻率內(nèi)包，即3d內(nèi)包24h的設(shè)計雨型。

利用“山東省國家水文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”進行資料系列統(tǒng)計選樣，采用定時段年最大值獨立選樣法統(tǒng)計流域上各站歷年最大24h、最大3d雨量連續(xù)系列資

料。以群井、王家莊2站的資料統(tǒng)計斷面以上歷年年最大24h、最大3d面雨量系列，對面雨量進行從大到小排序，在n項連續(xù)最大降雨量系列中，按大小排序的第m項最大降雨量的經(jīng)驗頻率Pm采用數(shù)學期望公式進行計算。

采用頻率適線法進行設(shè)計面雨量分析，按矩法公式初估頻率曲線的統(tǒng)計參數(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)驗點據(jù)擬合較好為原則，并重點考慮頻率曲線中上部的點據(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，計算求得變電站以上流域100年一遇最大24h設(shè)計面雨量為240.7mm、最大3d設(shè)計面雨量為265.0mm。

2）暴雨參數(shù)等直線法。采用暴雨參數(shù)等直線法，從“山東省多年平均年最大24h降水量等值線”和“山東省年最大24h降水量變差系數(shù)Cv等值線”圖中，查得計算流域年平均最大24h降水量和變差系數(shù)Cv，由皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數(shù)Kp值表（Cs= 3.5Cv）查得Kp，計算出P=1%時設(shè)計暴雨。

2.2.3 產(chǎn)流計算

該項目的產(chǎn)流計算采用降雨徑流相關(guān)法，降雨徑流關(guān)系線分山丘區(qū)和平原區(qū)2種情況，山丘區(qū)采用山東省水利勘測設(shè)計院1975年分析的小清河流域山丘區(qū)降雨徑流關(guān)系線，設(shè)計前期影響雨量Pa取40mm，平原區(qū)采用《山東省水文圖集》中泰沂山北區(qū)的平原地區(qū)8號降雨徑流關(guān)系線，設(shè)計前期影響雨量Pa取40mm。（第二天和第三天的Pa應(yīng)按雨量進行計算）。

2.2.4 匯流計算

1）單位線。匯流計算采用綜合瞬時單位線，單位線參數(shù)M1根據(jù)《山東省水文圖集》經(jīng)地區(qū)綜合的公式計算。計算結(jié)果詳見表1。

2）設(shè)計洪水過程線的推求。根據(jù)以上計算的設(shè)計時段凈雨及單位線，進行匯流計算，加基流（基流按流域面積，每100km2加1m3/s的比例計算）后，即求得設(shè)計洪水過程。土河、楊家河變電站以上流域100年一遇設(shè)計洪峰流量分別為155m3/s、265m3/s。

表1 各流域時段單位線表m3/s

2.3 站址斷面100年一遇設(shè)計洪水位

根據(jù)變電站位置確定站址所在的河道橫斷面，對站址所在斷面進行河道橫斷面測量，采用曼寧公式計算站址斷面的100年一遇設(shè)計洪峰流量的相應(yīng)水位。其中：楊家河為70.78m，土河為59.15m。

3 設(shè)計水文條件

3.1 土河、楊家河洪水對站址的影響

楊家河站址斷面處設(shè)計成果為：100年一遇洪峰流量為265m3/s，相應(yīng)水位為70.78m，河堤高程為72m；土河站址斷面處設(shè)計成果為：100年一遇洪峰流量為155m3/s，相應(yīng)水位為59.15m，河堤高程為60m；變電站地面高程為62m，楊家河、土河洪水不會對站址造成影響。

3.2 當?shù)貎?nèi)澇洪水對站址的影響

經(jīng)實地調(diào)查，站址所在區(qū)域在大雨時無積水現(xiàn)象，當?shù)貎?nèi)澇洪水對站址無影響。

4 結(jié) 語

擬建的春暄110kV輸變電工程附近有楊家河和土河，經(jīng)上述分析，該輸變電工程站址處不受楊家河和土河100年一遇洪水的威脅；站址所在區(qū)域在大雨時無積水現(xiàn)象，當?shù)貎?nèi)澇洪水對站址無影響，但建議地基加高0.5～1.0m。另調(diào)查知站址周圍近期也沒有興建水利工程的規(guī)劃。

（責任編輯趙其芬）

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1009-6159（2013）-07-0048-02

2013-06-06

聶圣菊（1974—），女，助理工程師