丁素媛　杜雪梅　聶圣菊

(濟南市水文局，山東 濟南　250014)

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濟南市長清110kV青楊變電站水文計算分析

丁素媛杜雪梅聶圣菊

(濟南市水文局，山東 濟南250014)

本文通過研究北大沙河洪水對青楊變電站項目站址的影響，分析了站址處50年一遇和100年一遇的洪水水位、歷史最高內(nèi)澇水位及水利規(guī)劃情況，為變電站建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。

變電站；水文分析；設(shè)計洪水

隨著張夏、萬德開發(fā)建設(shè)項目的逐步竣工投產(chǎn)，用電需求與日俱增，兩座35kV變電站均以110kV崮山變電站出線，該變電站始建于1994年，站內(nèi)設(shè)備趨于老化，難以保證供電可靠性，因此，為滿足張夏及萬德鎮(zhèn)供電安全可靠和不斷增長的用電需求，擬建設(shè)一座110kV青楊變電站。

1　變電站概況

110kV青楊變電站占用地面積3318m2，位于長清區(qū)東部的張夏鎮(zhèn)東北方，青南村附近，104國道東側(cè)，西側(cè)距北大沙河約300m，屬于北大沙河流域，站址在北大沙河崮云湖以上，主要受北大沙河洪水威脅。北大沙河崮云湖以上河段防洪標準為50年一遇，崮云湖以下河段防洪標準為100年一遇。

站址處地勢為兩山中的河谷臺地，東部、西部是植被較好的山丘區(qū)，高程一般在100～500m，站址在北大沙河?xùn)|岸，此段的北大沙河走勢為南高北低，落差不大，較平緩。站址以上流域面積186km2，流域內(nèi)建有小(1)型水庫6座、小(2)型水庫14座，無中型水庫。

2　變電站站址水文分析

2.1水文資料

北大沙河變電站站址上游流域設(shè)有官馬場、萬德、界首、石胡同4處雨量站，各站有長系列降水量資料。實測降水量資料系列為1966—2011年，共45年。實測降水量資料系列長，豐枯交替出現(xiàn)，含有較大暴雨資料，代表性好。

2.2設(shè)計洪水計算

2.2.1設(shè)計洪水計算方法

各站觀測均執(zhí)行《水文觀測規(guī)范》，其觀測成果精度高、可靠性強。項目站址斷面設(shè)計洪水計算采用由實測雨量資料推算設(shè)計洪水的方法，并與最新規(guī)劃的設(shè)計洪水成果比較，綜合分析確定。由于流域內(nèi)沒有中型水庫，小型水庫調(diào)蓄能力較小，在計算中不考慮小型水庫的影響。

2.2.2設(shè)計面雨量

根據(jù)站址以上流域暴雨洪水特性及實測資料分析，并從河道防洪安全角度考慮，站址以上流域設(shè)計雨期確定為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3d、最大24h雨量系列資料。

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，計算求得設(shè)計頻率的面雨量，見表1。

表1　站址以上流域設(shè)計面雨量成果

2.2.3產(chǎn)流計算

產(chǎn)流計算采用降雨徑流(P+Pa-R)關(guān)系圖法。降雨徑流關(guān)系線分山丘區(qū)和平原區(qū)兩種情況，山丘區(qū)采用山東省泰沂山北張店以西地區(qū)P+Pa-R關(guān)系8號線，設(shè)計前期影響雨量Pa取40mm，平原區(qū)采用山東省泰沂山北張店以西地區(qū)P+Pa-R關(guān)系14號線，設(shè)計前期影響雨量Pa取50mm(第二天和第三天的Pa應(yīng)按雨量進行計算)。

分別查山丘區(qū)和平原區(qū)降雨徑流關(guān)系線，求得凈雨R山[由山丘區(qū)降雨徑流關(guān)系查得的凈雨深(mm)]和R平[由平原區(qū)降雨徑流關(guān)系查得的凈雨深(mm)]，再按山丘平原混合區(qū)公式求出R混[山丘平原混合區(qū)的凈雨深(mm)]。

設(shè)計雨型選用《山東省水文圖集》中的泰沂山北區(qū)設(shè)計雨型，時段長為2h。按設(shè)計雨型，將每日凈雨進行時程分配。站址以上流域設(shè)計凈雨量成果見表2。

表2　站址以上流域設(shè)計凈雨時程分配(時段為2h)

續(xù)表

2.2.4匯流計算

a.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。從“山東省山丘地區(qū)、山丘平原混合區(qū)瞬時單位線參數(shù)M1與2.0h單位線關(guān)系表”中查2h單位線(時段凈雨10mm，流域面積100km2)。

b.設(shè)計洪水過程線的推求。根據(jù)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，求得設(shè)計50年一遇洪峰流量為846m3/s，設(shè)計100年一遇洪峰流量為988m3/s。站址以上流域設(shè)計洪水過程成果見表3。

表3　站址以上流域設(shè)計洪水過程成果　單位:m3/s

續(xù)表

2.3站址斷面設(shè)計洪峰流量相應(yīng)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五等水準測量，測定站址所在大斷面形狀、相應(yīng)高程。采用曼寧公式計算站址斷面100年一遇設(shè)計洪峰流量相應(yīng)水位。計算得出站址斷面100年一遇設(shè)計洪峰流量相應(yīng)水位為99.8m， 50年一遇設(shè)計洪峰流量相應(yīng)水位為99.4m。

3　設(shè)計水文條件

3.1北大沙河洪水對站址處的影響

北大沙河站址斷面處設(shè)計成果為：50年一遇洪峰流量為846m3/s，相應(yīng)水位為99.4m；100年一遇洪峰流量為988m3/s，相應(yīng)水位為99.8m。均低于項目站址處地面高程103.5m，北大沙河洪水不會對站址處造成影響。

3.2當(dāng)?shù)貧v史洪水、內(nèi)澇洪水對站址的影響

濟南市近百年來發(fā)生過的洪水均對濟南市南部山區(qū)的影響不大，站址附近也沒有受過洪災(zāi)的威脅。站址處地勢較高，比北面的青南村高1m左右，地面產(chǎn)生徑流后向北流，且站址周圍全是農(nóng)田，雨水下滲率高，不易形成積水。

3.3站址周圍水利規(guī)劃情況

從濟南市水利局了解到，站址周圍近期沒有興建水利工程的規(guī)劃。

4　結(jié)　語

擬建的長清110kV青楊輸變電工程附近有北大沙河，經(jīng)上述分析，該輸變電工程不會受北大沙河50年一遇、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。

[1]SL 44—2006水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2006.

[2]SL 58—93水文普通測量規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，1993.

[3]山東省水利工程三查三定資料匯編[Z].濟南：山東省水利廳，1985.

[4]山東省水文圖集[Z].濟南：山東省水文總站，1987.

Analysis on hydrologic calculation in Ji’nan Changqing 110kV Qingyang Substation

DING Suyuan, DU Xuemei, NIE Shengju

(Ji’nanHydrologyBureau,Ji’nan250014,China)

In the paper, the influence of Beidasha River flood on project station site of Qingyang Substation is studied. The flood water level of 50-year return period and 100-year return period, the highest waterlogging water level in the history and water conservancy planning situation in the station site are analyzed. Scientific basis is provided for the construction of substation.

substation; hydrologic analysis; design flood

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.015

TV122

B

1673-8241(2016)04- 0058- 03