李 琳

±800kV特高壓直流輸電線路跨越桑干河洪水計算

李 琳

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，太原030024）

根據(jù)防洪影響評價要求對山西－江蘇±800kV高壓直流輸電線路，跨越桑干河處的洪水進行分析計算。采用P-Ⅲ型頻率曲線，對設(shè)計洪峰、洪量進行頻率分析，適線時以實測點據(jù)為主，適當參照歷史洪水；然后通過對不同編制單位設(shè)計洪水計算結(jié)果進行比較分析后，認為本次計算結(jié)果合理。

高壓直流輸電線路；實測系列；洪峰流量；P-Ⅲ型頻率曲線

1 工程概況

桑干河是山西省第二大河流，發(fā)源于寧武縣管涔山廟兒溝，屬海河流域永定河水系。桑干河干流全長241km，控制流域面積1.77萬km2，其中山西境內(nèi)部分1.72萬km2。沿途有木瓜河、黃水河、大峪河、渾河、御河等主要支流匯入。干流上建有東榆林水庫，支流上建有鎮(zhèn)子梁水庫、下米莊水庫，3座水庫均為中型水庫。東榆林水庫位于桑干河上游，地處朔城區(qū)大夫莊鄉(xiāng)東榆林村，是一座以灌溉為主兼顧緩洪防洪的中型水庫。水庫壩址以上控制流域面積0.34萬km2，主河道長度151.6km，平均縱坡0.33%。

本工程在東榆林水庫庫尾處跨越桑干河，跨越處桑干河河底高程1035.18m，水面最寬時813m，水深最深處4.0m，一般水深2～3m。右岸800m處有堤防，堤頂高程1042.72m，左岸無堤防。線路涉河建筑物為兩座桿塔，兩桿塔之間跨距983m，左岸桿塔距河道左岸101m，布設(shè)基墩4個，高程1042.90m；右岸桿塔距右岸堤防70m，布設(shè)基墩4個，高程1037.50m。

2 洪水計算

2.1 水文測站情況

山西境內(nèi)桑干河干流上設(shè)立的水文站有4處，即羅莊、西朱莊、固定橋和冊田水庫。羅莊水文站位于東榆林水庫壩下游570m處，1952年設(shè)站，1958年撤銷，1964年恢復(fù)；西朱莊水文站位于東榆林水庫壩下游52.5km的應(yīng)縣西朱莊村附近，測站上游1.0km處為黃水河匯入口，1958年設(shè)站時為屯兒水文站，1977年上遷4km后改名為西朱莊；固定橋水文站建于1961年，1962年停測，1972年恢復(fù)，為冊田水庫的入庫站。

2.2 暴雨洪水特性

桑干河流域的暴雨成因十分復(fù)雜，影響暴雨的各種天氣系統(tǒng)主要有西太平洋副熱帶高壓、切變線及冷峰，由于夏季季風強烈，暴雨過程高度集中于夏季。另外，特殊地形形成氣流輻合上升，產(chǎn)生強對流運動，往往形成歷時短、強度大的暴雨。

和暴雨相似，桑干河流域洪水也絕大部分發(fā)生在汛期，歷年最大洪峰流量主要出現(xiàn)在7，8兩月，占65%～80%。從洪峰流量的年際變化來看，豐枯年份十分懸殊。

2.3 設(shè)計洪水計算

線路工程在朔城區(qū)陳西河村北斜跨桑干河，該斷面位于桑干河干流東榆林水庫庫尾處，因此根據(jù)防洪標準塔線穿越桑干河處洪水為東榆林水庫100年一遇、10年一遇設(shè)計洪水。

2.3.1 歷史調(diào)查洪水

根據(jù)《永定河流域規(guī)劃》、《水文統(tǒng)計》、《山西省洪水調(diào)查成果表》、《雁北地區(qū)水文實用手冊》、《山西省暴雨洪水規(guī)律研究》等文獻，收集到歷史洪水資料，羅莊站1896年洪水洪峰流量2972m3/s，1896年洪水為近100多年來的最大值，重現(xiàn)期按110年考慮。

2.3.2 設(shè)計洪水

東榆林水庫1970年動工，1978年建成，屬閘、壩型水庫，汛期采取空庫度汛的運行方式，對中、小型洪水基本沒有影響，大洪水基本都發(fā)生在該庫建成以前，故本次洪水資料采用羅莊（東榆林）站實測資料進行分析。設(shè)計洪水系列采用1952～2007年56年長系列，如表1。

表1 羅莊（東榆林）站洪峰、洪量統(tǒng)計

續(xù)表1

根據(jù)延長后的1952～2007年洪峰、洪量，分別進行設(shè)計洪峰、洪量頻率分析，線型采用P-Ⅲ型，適線時以實測點據(jù)為主，適當參照歷史洪水進行定線，頻率計算成果如表2，頻率曲線如圖1，圖2。

表2 設(shè)計洪水頻率分析成果

圖1 羅莊洪峰流量頻率曲線

圖2 羅莊洪量頻率曲線

2.3.3 成果合理性分析

本次計算成果與2001年11月晉中市水利勘測設(shè)計院與朔州市水利勘測設(shè)計室共同編制的《朔州市東榆林水庫除險加固改造工程初步設(shè)計報告》（以下簡稱《除險加固報告》）成果對比情況如表3。

表3 洪水計算成果對比

本次計算出的設(shè)計洪水洪峰、洪量均小于除險加固成果，分析其主要原因是洪水系列長度不同，《除險加固報告》中實測洪水系列采用1952～2000年，本次設(shè)計洪水系列增加了2001～2007年系列，增加年份洪水的洪峰均值與1952～2000年系列均值相比減少了78%，洪量均值與1952～2000年系列均值相比減少了39%，故本次計算洪峰、洪量均值均小于《除險加固報告》分析成果，Cv值大于《除險加固報告》分析成果。如表3。

從歷史洪水記錄分析，羅莊站1896年洪水洪峰流量2972m3/s，重現(xiàn)期110年，本次設(shè)計1%洪水洪峰流量2312m3/s，小于1896年歷史洪水，符合規(guī)律。

3 結(jié)語

（1）本次計算方法正確合理，延長后洪水系列分析成果與歷次設(shè)計洪水計算成果相比，符合洪水變化實際情況，故其成果比較可靠。

（2）本次洪水計算，沒有照搬以前除險加固的成果，而是通過對洪水系列進行延長，再進行洪水分析計算，使得本次分析計算成果更加符合洪水變化實際情況，更加合理可靠。

［1］李英明，潘俊峰.山西河流［M］.北京：科學出版社，2004.

［2］山西省水利廳.山西省水文計算手冊選用站水文下墊面產(chǎn)流地類圖冊［K］.鄭州：黃河水利出版社，2011.

［3］山西省水利廳.山西省歷史洪水調(diào)查成果［M］.鄭州：黃河水利出版社，2011.

［4］詹道江，葉守澤.工程水文學（第三版）［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.

［5］山西省水利廳.山西省水文計算手冊［K］.鄭州：黃河水利出版社，2011.

Flood analysis and calculation at the section of±800kV UHC DC transmission line engineering crossing Sanggan River

LI Lin
（Shanxi Provincial Investigation&Design And Research Institute Of Water Conservancy&Hydropower，Taiyuan 030024，China）

Based on the survey introduction about±800kV UHC DC transmission line engineering from Shanxi to Jiangsu，flood analysis and calculation are done at the section of the engineering crossing Sanggan River according to the requirement of flood impact assessment.P-Ⅲ frequency curve，which is determined by observed data mainly and historical flood data properly，is used to analyze design flood peak and volume.Comparing different flood results written by different units，the result in this paper is considered reasonable.

HVDC transmission line；observed data；flood peak；P-Ⅲ frequency curve

TV122

B

1672-9900（2016）04-0019-03

2016-07-05

李琳（1985-），女（漢族），山西永濟人，工程師，主要從事工作水文規(guī)劃工作，（Tel）13994259634。