朱雙雙

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津300250）

1 簡介

隨著經(jīng)濟發(fā)展，電力需求持續(xù)快速增長，為滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和能源資源更大范圍優(yōu)化配置需要，國家電網(wǎng)規(guī)劃建成“三縱三橫”特高壓骨干網(wǎng)架，京津冀電網(wǎng)形成“兩橫三縱”500kV電網(wǎng)結構。天津電網(wǎng)作為特大型城市電網(wǎng)， 要求有較高的安全穩(wěn)定水平和堅強的網(wǎng)絡結構，近年天津電力不斷發(fā)展，構建了很多新電網(wǎng)，不少線路穿越蓄滯洪區(qū)，建設項目對蓄滯洪區(qū)的影響及蓄滯洪區(qū)運用過程中對建設項目的影響是建設項目不可缺少的內(nèi)容。

對洪水演進的模擬， 國內(nèi)外的專家進行了不少研究，分別通過差分法、有限元法、有限體積法，模擬軟件分別有Mike21、Fluent、Delft3d、Sms等。通過多年跟蹤、調(diào)研和資料收集，建立了蓄滯洪區(qū)內(nèi)的鐵路、公路、堤防、水庫、輸送電線塔等工程數(shù)據(jù)庫，動態(tài)跟蹤了蓄滯洪區(qū)內(nèi)的工農(nóng)業(yè)等基礎設施的建設情況，以及相關河道治理、蓄滯洪區(qū)規(guī)劃、調(diào)度預案等水利最新情況，基礎資料非常全面、準確，為模型建立打下了扎實基礎。

本次以天津市大黃堡洼蓄滯洪區(qū)為例， 分析論證天津渠陽至南蔡雙回500kV輸變電工程穿越蓄滯洪區(qū)的防洪影響。

2 數(shù)學模型建立

大黃堡蓄滯洪區(qū)模型建立基于Mike21 FM水動力模塊，在平面上采用非結構化網(wǎng)格，數(shù)值方法是單元中心的有限體積法， 法向通量通過在沿外法向建立單元水力模型并求解一維黎曼問題而得到， 采用顯式時間積分。

2.1 二維計算區(qū)域資料概化

結合計算評價區(qū)域的具體地形情況， 采用2003年1∶10000實測地形圖，測量數(shù)據(jù)為建?；A進行轉化、提取，將大黃堡洼蓄滯洪區(qū)內(nèi)各分區(qū)邊界作為單獨網(wǎng)格剖分邊界，以100～200m為邊長，形成三角形，模型總面積290km2， 對隔堤進行了加密， 內(nèi)部有11731個節(jié)點，23091個非結構網(wǎng)格。網(wǎng)格剖分如圖1。

蓄滯洪區(qū)分區(qū)圍埝、道路對洪水演進影響較大，在模型設置中，將分區(qū)圍埝、道路等實際工況模擬為薄壁堰來處理。 大黃堡蓄滯洪區(qū)現(xiàn)狀圍埝共5處，分別為柳河干渠、清污渠、大爾路、九園路、閆杜渠。 作為城市供水調(diào)節(jié)的爾王莊水庫， 利用設置較高的堤防與大黃堡洼蓄滯洪區(qū)隔開， 使洪水不進入爾王莊水庫（在實際運用中，亦是要保護爾王莊水庫）。

2.2 邊界條件

圖1 網(wǎng)格剖分

狼兒窩分洪閘是青龍灣減河向大黃堡洼蓄滯洪區(qū)分洪的控制工程， 青龍灣減河是承泄北運河洪澇水的主要行洪尾閭河道。 根據(jù)中水北方勘測設計研究院有限責任公司2008年編制的《北三河系防洪規(guī)劃》報告，經(jīng)分析，對大黃堡洼蓄滯洪區(qū)調(diào)洪起控制作用的洪水時段長約7d， 本次模型主要采用北運河有關站和支流的設計洪峰、7d洪量和30d洪量。《北三河系防洪規(guī)劃》中北運河干、支流洪水采用錯級疊加方式進行組合，即干流50，20年一遇洪水分別與支流20，10年一遇洪水組合。

土門樓站20，50年一遇的洪水過程線如圖2。

圖2 土門樓站洪水過程線

2.3 糙率

糙率是反映地面阻水程度的參數(shù)， 本次參照以往模型率定成果按經(jīng)驗選取。 模型單元糙率選取主要?；癁楸?的幾種情況。

表1 模型單元糙率?；?/p>

2.4 模型計算方案

根據(jù)GB50201—2014《防洪標準》確定工程防洪標準為50年一遇，北運河防洪標準為50年一遇，大黃堡洼設計運用標準為5～20年一遇， 現(xiàn)狀大黃堡洼分洪閘分洪430m3/s，規(guī)劃大黃堡洼分洪閘分洪780m3/s。模型共計算4個工況，如表2。

表2 模型計算工況

3 計算結果

圖3 模型演進80h水深結果

為分析電力線路對大黃堡洼水位的影響， 通過數(shù)學模型洪水演進計算，可得到現(xiàn)狀、規(guī)劃大黃堡洼情況下有、無建設項目時塔基的最高水位，當發(fā)生50年一遇洪水時， 現(xiàn)狀大黃堡內(nèi)建設項目塔基水位變化浮動在0～0.012m之間， 規(guī)劃大黃堡內(nèi)建設項目塔基水位變化浮動在0～0.014m之間。 模型演進結果如圖3～圖4。

圖4 模型演進229h水深結果

4 結語

（1）電網(wǎng)工程穿越蓄滯洪區(qū)，產(chǎn)生洪水影響，定量評價電網(wǎng)對蓄滯洪區(qū)產(chǎn)生的影響是必要的。

（2）基于Mike21 FM水動力模塊進行建模，分析計算不同工況下， 電網(wǎng)工程建成后對蓄滯洪區(qū)產(chǎn)生影響，結果可靠，分析方法合理，為建設項目對蓄滯洪區(qū)影響提供了可靠數(shù)據(jù)， 保障了蓄滯洪區(qū)行洪安全。