某輸電線路跨越沁河防洪影響評(píng)價(jià)

□朱智偉□李文亮 □趙秀鳳

（1河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司；2河南水利與環(huán)境職業(yè)學(xué)院）

0 引言

為適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要，我國(guó)建設(shè)了跨區(qū)域、大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗的國(guó)家級(jí)特高壓骨干電網(wǎng)，此舉將進(jìn)一步加快“西電東送”的建設(shè)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)電力資源優(yōu)化配置。某特高壓輸電線路跨越黃河重要支流沁河，根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)要求，為了保證河道的行洪安全，保護(hù)堤防安全，保持河勢(shì)穩(wěn)定，同時(shí)保證在河道行洪時(shí)輸電線路工程的安全，需對(duì)其進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)。

防洪評(píng)價(jià)的主要工作內(nèi)容有：分析計(jì)算線路跨越工程100a一遇洪峰流量、100a一遇設(shè)計(jì)洪水位；計(jì)算線路跨越工程建設(shè)產(chǎn)生的壅水及對(duì)河床沖刷；分析論證線路跨越工程建設(shè)對(duì)堤防安全和河道行洪的影響；分析論證線路跨越工程施工對(duì)防洪影響等。

1 工程概況

某特高壓輸電線路跨越沁河，兩岸大堤以內(nèi)共設(shè)置兩個(gè)塔基，分別為QN2和QN3，QN1和QN4位于左岸和右岸大堤外，距大堤距離超過(guò)200m，如圖1（圖中單位為m）；塔基采用承臺(tái)樁基礎(chǔ)型式。線路跨越沁河工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇。

圖1 塔墩布置示意圖

2 防洪影響評(píng)價(jià)相關(guān)計(jì)算

2.1 工程跨越處設(shè)計(jì)洪水推求

根據(jù)《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL44-93）規(guī)定，在調(diào)查考證期Na中有特大洪水a(chǎn)個(gè)，其中有l(wèi)個(gè)發(fā)生在n項(xiàng)連序系列內(nèi)，這類不連序洪水系列中各項(xiàng)洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率可采用下列數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算。

a個(gè)特大洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率為：

計(jì)算根據(jù)跨越斷面下游約33km處水文站的流量觀測(cè)資料，按照《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL44-93）的要求，計(jì)算跨越斷面的設(shè)計(jì)洪水。設(shè)計(jì)洪水采用系列為1950-1996年，共47a。對(duì)于歷史調(diào)查洪水，根據(jù)有關(guān)資料分析，采用的有：1895年洪峰流量7020 m3/s，1943年洪峰流量5060 m3/s。系列中分別選取1982年（洪峰流量4130 m3/s）和1954年（洪峰流量3050 m3/s）兩年作為特大值處理。

頻率曲線的線型采用皮爾遜Ⅲ型，其統(tǒng)計(jì)參數(shù)采用均值X、變差系數(shù)Cv和偏態(tài)系數(shù)Cs表示。計(jì)算對(duì)統(tǒng)計(jì)參數(shù)的確定，采用經(jīng)驗(yàn)適線法，即首先采用矩法計(jì)算出頻率曲線的均值X、變差系數(shù)Cv，根據(jù)沁河所在地區(qū)的水文特性和歷次沁河洪水頻率計(jì)算成果，偏態(tài)系數(shù)Cs取3倍于變差系數(shù)Cv；然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷調(diào)整參數(shù)，選定一條與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合良好的頻率曲線。

根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果水文站處100 a一遇洪峰流量采用7000 m3/s，即高壓線路跨越工程設(shè)計(jì)洪峰流量選取為7000 m3/s。

2.2 工程跨越處設(shè)計(jì)洪水位推求

根據(jù)跨越斷面實(shí)測(cè)資料，利用曼寧公式，采用形態(tài)斷面法推算線路跨越工程100 a一遇洪水和設(shè)防流量時(shí)水位。

式中：V—斷面平均流速（m/s）；Q—流量（m3/s）；J—水面比降；R—水力半徑（m）；n—河道糙率；ω—斷面總過(guò)水面積（m2）。

根據(jù)黃河下游河道排洪能力分析的經(jīng)驗(yàn)，水文站測(cè)驗(yàn)比降受洪峰影響大，往往存在較大的附加比降，因而在計(jì)算時(shí)多采用較長(zhǎng)河段的比降，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)跨越河段水面比降取6.20。計(jì)算主河槽糙率值取為0.03，灘地糙率取為0.05。

由曼寧公式，求得跨越斷面處100 a一遇洪峰流量7000 m3/s時(shí)對(duì)應(yīng)的水位為120.39 m。

2.3 塔基處壅水高度和壅水影響范圍計(jì)算

輸電線路跨河修建墩臺(tái)引起的壅水、沖刷等計(jì)算還沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)范。由于線路跨越的墩臺(tái)與橋梁的橋墩類似，因此，由塔基修建而產(chǎn)生的壅水和沖刷等暫參照橋的規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算中各參數(shù)含義中的橋在此指的是跨越線路。按《公路橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ062－91）壅水公式進(jìn)行計(jì)算：

計(jì)算表明，高壓線路塔基對(duì)應(yīng)100a一遇洪水時(shí)最大壅水高度為0.07 m。壅水曲線的長(zhǎng)度可按下列近似公式估算：

該河段J0=6.20‰，可求出塔基對(duì)應(yīng)100 a一遇洪水時(shí)壅水影響范圍為232 m。

2.4 工程交叉斷面沖刷計(jì)算

根據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGC30-2002），采用如下幾個(gè)非粘性土河床的橋下一般沖刷公式計(jì)算河槽和河灘的一般沖刷深度。

河槽段一般沖刷采用64-2簡(jiǎn)化公式計(jì)算：

將各參數(shù)值代入上式，計(jì)算得100a一遇洪水時(shí)一般沖刷后最大水深為9.52m。

河灘段部分一般沖刷深度采用以下公式計(jì)算：

將各參數(shù)值代入上式，計(jì)算得100 a一遇洪水時(shí)，跨越處河灘一般沖刷后最大水深為7.52 m。

高壓線塔基的局部沖刷計(jì)算，采用《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGC30－2002）中非粘性土河床的橋墩局部沖刷用16公式計(jì)算：

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式進(jìn)行計(jì)算，可得100 a一遇洪水時(shí)，跨越處河槽塔基局部沖刷深度為4.79 m，灘地塔基局部沖刷深度為1.22 m。

2.5 工程處跨越導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)高程

2.5.1 按設(shè)計(jì)流量水位加安全超高

根據(jù)100a一遇洪水水位120.39 m和安全超過(guò)6.5 m，可得跨越主槽導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)高程為126.89 m。

2.5.2 根據(jù)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委對(duì)輸電線路跨越河流的距離規(guī)定

沁河不通航，對(duì)不通航河流，導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)至100 a一遇

一是線路跨越堤頂時(shí)，最低懸高是按50a堤頂高程加10 m樹(shù)高和安全超高進(jìn)行計(jì)算的，這對(duì)跨越堤頂樹(shù)木高度是不夠的，為了不因堤頂樹(shù)木增加塔的高度，建設(shè)方應(yīng)與當(dāng)?shù)睾觿?wù)部門協(xié)商，將輸電線跨越影響范圍內(nèi)的樹(shù)木，改為生長(zhǎng)高度≤10 m的景觀樹(shù)。二是灘面施工道路高程不能高出灘面0.50 m，也不得在灘面堆積大量施工物料，阻礙行洪；凡拆除的鋼管、混凝土柱樁、混凝土吊車平臺(tái)的拆除高程必須滿足防洪的要求。

[1]徐新華.防洪評(píng)價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則制定研究.河海大學(xué),2006.

[2]周毅,桂紅華,童輝.高壓輸電線路跨越河流對(duì)防洪的影響評(píng)價(jià).人民長(zhǎng)江,2009,05:16-18+65+114.洪水位的最小垂直距離為6.50 m，在冬季時(shí)至冰面的距離為10.50 m。因?yàn)樵摵佣味焖环浅５停?00 a一遇洪水位與冬天冰面差值＞4 m），控制因素是100 a一遇洪水位，由此可得，跨越主槽弧垂最低點(diǎn)高程為126.89 m。經(jīng)比較確定，輸電線跨越主槽弧垂最低點(diǎn)高程應(yīng)為126.89 m。

2.5.3 跨越灘區(qū)導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)高程

按有關(guān)規(guī)定，輸電線跨越灘區(qū)的弧垂最低點(diǎn)高程等于灘區(qū)實(shí)際地面高程加未來(lái)50 a淤積再加10.50 m安全超高?？缭綌嗝鏋┑仄骄叱碳s為118 m，50 a后淤積暫不考慮，由此可得跨越灘區(qū)弧垂最低點(diǎn)高程為128.50 m。

2.5.4 跨越堤頂導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)高程

輸電線跨越堤頂?shù)幕〈棺畹忘c(diǎn)高程等于堤頂高程加上50 a淤積高度加樹(shù)高再加12 m安全超高，2005年實(shí)測(cè)跨越斷面左岸堤頂高程為123.58 m，右岸堤頂高程121.86 m，50 a后淤積暫

不考慮，由此可得跨越堤頂弧垂最低點(diǎn)高程（左岸）為145.58 m；跨越堤頂弧垂最低點(diǎn)高程（右岸）為143.86 m。

3 防洪影響綜合評(píng)價(jià)

3.1 建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道行洪安全影響分析

根據(jù)分析計(jì)算，工程修建后，壓縮了河道的過(guò)流斷面，改變了跨越斷面的斷面形態(tài)和該河段天然河道的水流結(jié)構(gòu)，一方面設(shè)計(jì)流量下最大壅水高度為0.07 m，壅水范圍將達(dá)232 m，使上游河道滯洪時(shí)間，大堤受洪水浸泡時(shí)間加長(zhǎng)，增大了堤防出險(xiǎn)的危險(xiǎn)性，對(duì)河道行洪安全產(chǎn)生一定影響。

3.2 建設(shè)項(xiàng)目對(duì)堤防及整治工程影響分析

該項(xiàng)目為輸電線路空中跨越大堤和河道工程，塔基位置是按照“黃河下游跨河越堤管線管理辦法”的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行布置，如堤外第一個(gè)塔墩距堤腳200 m以外，因此對(duì)堤防工程不會(huì)造成直接的交叉影響。

3.3 對(duì)交通、防汛搶險(xiǎn)的影響

由于建設(shè)項(xiàng)目是空中架線，架線高度充分考慮了對(duì)地面的放電影響，灘區(qū)塔基的布設(shè)也盡量避開(kāi)已有道路，因此，建設(shè)項(xiàng)目對(duì)灘區(qū)交通、防汛搶險(xiǎn)交通方面不會(huì)造成大的影響。

3.4 對(duì)環(huán)境的影響分析

工程完工后，對(duì)河道水環(huán)境及周邊環(huán)境不會(huì)造成不利的影響。但施工期，由于施工道路的修建、鉆機(jī)廢棄的油污及施工留下的其他各種廢棄物等，將對(duì)線路跨越斷面附近的環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)施工棄渣、施工單位生產(chǎn)、生活廢水排放對(duì)沁河水質(zhì)會(huì)有一定的影響。

4 對(duì)于影響的防治與補(bǔ)救措施