樂紅玲

(安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088)

1 基本情況

淮南市大通路110 kv變電站，位于淮南市大通區(qū)內(nèi)洞山東路與民主南路交口，站址沿著與民主南路平行的方向呈長方形布置，現(xiàn)狀地貌為廣場平地，平均高程38 m(85黃海高程基準面，下同)，用地總面積20畝。

變電站的新建，能有效緩解淮南市大通區(qū)電網(wǎng)的供電壓力，在改善當?shù)仉娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)和提高區(qū)域供電可靠性方面，都發(fā)揮著重要的作用，也為更好地服務大通區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展進一步夯實了保障基礎。

為保證變電站的防洪安全，本文對站址處外河及內(nèi)澇水位進行分析，提出站址處50年一遇的設計水位推薦采用值，為項目單位確定站址處基面高程提供必要參考，同時也為其他同類工程提供借鑒方法。

1.1 大通區(qū)概況

大通區(qū)隸屬于安徽省淮南市[1]，位于淮南市區(qū)東部，舜耕山北麓，淮河南岸，北與潘集區(qū)隔河相望，東有上窯山、高塘湖，西與田家庵區(qū)交界。處于淮河流域江淮丘陵地帶的北緣，由丘陵、河流、低山、湖泊、河灣構(gòu)成了丘陵和平原兩大地貌特點，總體地勢南高北低。大通區(qū)位于中緯度地區(qū)，地處亞熱帶和暖溫帶過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，氣候特點四季分明，季風顯著，光照充足，無霜期長。多年平均降雨量為950～1 000 mm，降雨年際年內(nèi)分配極不均衡，且大部分集中在汛期6-9月份，占全年降雨量的60%以上。

近年來，淮南市憑借“三山三水”(“三山”指八公山、舜耕山和上窯山，“三水”指淮河、瓦埠湖和高塘湖)的有利生態(tài)環(huán)境，大力發(fā)展建設山水園林的宜居生態(tài)城市。大通區(qū)則坐擁其中的“兩山兩水”優(yōu)質(zhì)資源(舜耕山、上窯山、淮河和高塘湖)，依托合淮蚌城際鐵路，持續(xù)向東發(fā)展濱湖新區(qū)，打造集山水特色和新興產(chǎn)業(yè)聚集為一體的生態(tài)宜居城[2]。

1.2 站址概況

變電站站址位于淮南市大通區(qū)主城區(qū)內(nèi)，10 km以東與高塘湖相鄰，5 km以北和淮河干流相依，西與田家庵主城區(qū)緊連，南倚舜耕山北麓與山南新城區(qū)相隔。站址位于淮南市大通區(qū)最西部，距離西邊緊連的田家庵區(qū)直線距離不到1 km，距離大通區(qū)政府直線距離僅300 m。

具體位于洞山東路與民主南路交口，現(xiàn)狀地貌為廣場平地，平均高程38 m。站址東側(cè)為縣道民主南路，距離約20 m，縣道路面高程與站址地面高程基本齊平；南側(cè)為洞山東路(S334省道)，距離約為30 m，路面平均高程40.3 m；西側(cè)均為淮南市建成區(qū)；北側(cè)距合淮蚌城際鐵路約1 km。

站址位置及地形如圖1和圖2所示。

圖1 大通路變電站站址位置圖

圖2 大通路變電站站址位置地形圖

2 洪澇水位分析

2.1 防洪標準

淮南市大通路變電站為110 kV，根據(jù)其重要性及防洪標準(GB50201-2014)關于110 kV及以上的高壓、超高壓和特高壓變電設施防護等級和防洪標準的規(guī)定，確定其防護等級為Ⅲ等，防洪標準為50年一遇。

2.2 外河洪水分析

2.2.1 淮河

淮河發(fā)源于河南省桐柏山[3]，流經(jīng)豫、皖、蘇三省，于江蘇三江營入長江，全長1 000 km[3]。流域面積18.7萬km2，王家壩以上控制流域面積3.1萬km2，正陽關、蚌埠、洪山頭控制的流域面積分別為8.9萬km2、12.1萬km2和12.9萬km2。正陽關以上來水面積占洪山頭以上總面積的69%。正陽關是淮河上中游洪水的主要匯集點，幾乎控制了上游山區(qū)的全部來水。安徽省淮河干流上起洪河口，下至洪山頭，全長431 km，省內(nèi)流域面積6.7萬km2?；春诱栮P以上河道洪水比降約6萬分之一；正陽關以下河道洪水比降為3～4萬分之一。

根據(jù)《淮河流域防洪規(guī)劃》[4]，淮河干流各主要節(jié)點的設計水位是：王家壩29.2 m，王截流28.0 m，正陽關26.4 m，渦河口23.39 m，吳家渡22.48 m，浮山18.35 m。相應淮南段主要控制斷面設計洪水位為鳳臺峽山口25.55 m，淮南田家庵24.53 m。

淮河干流正陽關以上28 km處建有臨淮崗洪水控制工程，按100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核。設計洪水位28.41 m，相應滯洪庫容85.6億m3，下泄流量7 362 m3/s；校核洪水位29.49 m，相應滯洪庫容121.3億m3，下泄流量17 965 m3/s。臨淮崗洪水控制工程將淮河中游正陽關以下淮北大堤及城市圈堤的防洪標準由不足50年一遇提高到100年一遇。

變電站站址位于淮河南岸的淮南城市圈堤保護范圍內(nèi)，配合臨淮崗工程的運用，可抵御淮河干流100年一遇洪水。因此，站址選擇滿足防御淮河干流50年一遇洪水標準的要求。

2.2.2 高塘湖

高塘湖又稱窯河洼地，湖區(qū)通過窯河閘、窯河與淮河相通。在淮河中游南岸，跨淮南、鳳陽、長豐、定遠等1市3縣，南納青絡河、沛河、洛澗河等來水，北經(jīng)窯河閘泄入淮河。原系淮河支流窯河河道，由于泥沙封淤河口，積水成湖。湖底高程15.0 m，正常水位17.5 m，長20.0 km，最大寬3.0 km，平均寬2.45 km，湖岸長85 km，湖面面積49.0 km2，平均水深1.73 m，蓄水量0.85億m3。為充分利用當?shù)厮Y源，近年來基本控制正常蓄水位在18～18.5 m之間[5]。

高塘湖流域多年平均降水量897 mm，汛期(6～9月)降雨量一般占全年的70%左右，流域多年平均水面蒸發(fā)量為957 mm。多年平均入湖徑流量為2.48億m3。根據(jù)1993年10月安徽省水利設計院編制的《高塘湖防洪排澇規(guī)劃報告》以及實測水位資料統(tǒng)計分析，高塘湖50年一遇洪水位為23.5 m。已建的高塘湖排澇站，設計流量為150 m3/s，起排水位19.5 m，中等以上洪水情況下的排洪效果較為明顯，50年一遇洪水位可降低至22.5 m[6]，低于變電站站址現(xiàn)狀高程的38 m。

變電站站址位于淮南城市圈堤保護范圍內(nèi)，主要依靠陳莊隔堤防御高塘湖流域洪水，現(xiàn)有陳莊隔堤按防御高塘湖50年一遇洪水標準建設，故站址選擇滿足防洪要求。

2.2.3 外洪影響分析

淮南市位于淮河中游，防洪任務十分突出，是國家第一批公布的25個重點防洪城市之一，也是安徽省重要的工業(yè)城市，是我國大型能源基地之一。根據(jù)《淮南市城市防洪規(guī)劃》(修編)[7]，淮南市原主城區(qū)防洪標準采用100年一遇，主城區(qū)擴展區(qū)濱淮片區(qū)和唐山片區(qū)，以及高塘湖新區(qū)防洪標準為50年一遇。本文研究擬新建的大通路變電站站址，位于淮南市大通區(qū)，屬于原主城區(qū)城市范圍內(nèi)，原主城區(qū)由淮南城市防洪圈堤保護?；茨鲜谐鞘蟹篮槿Φ逃沙鞘醒鼗捶篮榈碳皷|部高塘湖陳莊隔堤構(gòu)成。其中，沿淮城市防洪堤由黑李段、老應段、耿石段、田家庵堤圈、窯河封閉堤西段組成，全長41.22 km，可防御淮河干流100年一遇設計洪水；陳莊隔堤按防御高塘湖50年一遇洪水位建設，堤頂高程25.4 m，全長7.16 km。在淮河干流行洪區(qū)調(diào)整和建設工程完成后，通過上游臨淮崗洪水控制工程的運用，可以達到100年一遇的標準；結(jié)合高塘湖排澇站的運用，陳莊隔堤也可防御高塘湖100年一遇洪水。

綜上所述，現(xiàn)有的淮南市城市防洪體系滿足大通路變電站站址處50年一遇的防洪要求。

2.3 內(nèi)澇洪水分析

2.3.1 匯水區(qū)概況

根據(jù)《淮南市城市防洪規(guī)劃》(修編)[7]中的分區(qū)排水規(guī)劃，新建變電站站址位于淮南市大澗溝匯水區(qū)。

大澗溝匯水區(qū)主河道發(fā)源于騎山集園藝場附近，穿過洞山東路、洞大路火車站經(jīng)建設路向北并于國慶路以南約200 m處向東穿過建設路、振興路、最后過206國道入大澗溝，匯水面積22.96 km2，淮河干流為其最終澇水承泄區(qū)。匯水區(qū)整體地勢南高北低，南部為由東至西隆起不連續(xù)的低山丘陵，為一斜坡地帶，海拔約50 m以上，斜坡地帶以下交錯銜接洪沖積一、二級階地，海拔分別為25 m以下和30～40 m?！痘茨鲜谐鞘蟹篮橐?guī)劃》(修編)[7]規(guī)劃按照30年一遇標準開挖新建撇洪溝，將龍王溝上游匯水面積3.61 km2截入大澗溝水系，將大澗溝水系匯水面積增加至26.57 km2，同時規(guī)劃擴建大澗溝排澇站，將設計流量提標至53 m3/s。

該區(qū)現(xiàn)狀主要問題：一是排澇設施排澇能力不足，淮河水位高時造成關門淹，影響洛河電廠及206國道；二是沿建設路段部分道路未建設過水橋涵，致使洪水無出路，從而產(chǎn)生大面積的內(nèi)澇。

基于《淮南市城市防洪規(guī)劃》(修編)[7]中規(guī)劃的以上治澇工程設施還未實施建設的現(xiàn)實和區(qū)內(nèi)內(nèi)澇存在的現(xiàn)狀問題，本此分析選擇最不利工況下的匯水區(qū)來進行站址處的內(nèi)澇水位分析：大澗溝匯水面積采用規(guī)劃工況下的26.57 km2，同時不考慮區(qū)內(nèi)管網(wǎng)排水和排澇站抽排作用。

具體匯水區(qū)范圍，如圖3所示。

圖3 大澗溝匯水區(qū)示意圖

2.3.2 滯蓄容積分析

以上述大澗溝匯水區(qū)為計算單元，采用1∶10 000的航測圖量算高程～面積關系數(shù)據(jù)，進而計算高程～庫容關系。以20 m高程為匯水區(qū)起調(diào)水位，高程～面積～容積關系見表1。

表1 高程～面積～容積關系表

2.3.3 內(nèi)澇影響計算

按照偏安全原則，當50年一遇洪澇遭遇最不利，澇水不能排出工況下區(qū)域內(nèi)澇水位最高，本次內(nèi)澇水位按此水情計算。考慮站址處距淮河干流直線距離較小，根據(jù)淮河洪水特性，以及該區(qū)域現(xiàn)狀工程情況，當該區(qū)域發(fā)生50年一遇降雨時，不能排出的澇水時長長達30天左右。因此，本文分析過程中，選取最大30天降雨形成的澇水作為分析時段。不考慮周邊管網(wǎng)排水和匯水區(qū)排澇站抽排，降雨所產(chǎn)生的徑流全都蓄在區(qū)域的容積內(nèi)。

根據(jù)安徽省水利水電勘測設計院1995年編制的《安徽省長短歷時最大暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖》[8]查算，最大30 d點暴雨量均值為285 mm，最大30 d點暴雨量Cv值為0.53，Cs=3.5Cv，從偏安全計，設計暴雨本次不計點面折扣系數(shù)，設計暴雨前期影響Pa采用60 mm，計算50年一遇最大30 d點暴雨量為778 mm，按淮北平原次降雨徑流關系1號線成果[9]，通過降雨徑流關系計算徑流深為674 mm，則大澗溝匯水區(qū)50年一遇30天無外排內(nèi)澇水量1 791萬m3，對應50年一遇內(nèi)澇水位為25.1 m。

計算得出的內(nèi)澇水位遠低于站址處現(xiàn)狀地面高程，考慮到變電站以南為舜耕山低山群地帶，山丘區(qū)降雨來水過程呈尖瘦狀，特別是短歷時的強降雨，可能造成過水區(qū)域水位短歷時壅高，造成一定時段的地面積水，而變電站中電氣等設施不能過水，否則容易發(fā)生安全事故及造成經(jīng)濟損失?；谡局诽幀F(xiàn)狀平均地面高程為38 m，站址處50年一遇內(nèi)澇水位采用38.5 m。

3 結(jié) 論

通過以上計算及綜合分析，變電站站址位于淮南市城市防洪保護范圍內(nèi)，城市防洪標準為100年一遇，故站址選擇滿足50年一遇防洪要求。大通路變電站站址現(xiàn)狀地面平均高程38 m，對大澗溝匯水區(qū)30天降雨形成的洪澇水量進行計算分析，從偏安全考慮，變電站站址處50年一遇內(nèi)澇水位推薦采用值為38.5 m。