龍口市員外劉家水庫(kù)光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)防洪庫(kù)容的影響分析

王榮磊

（龍口市水庫(kù)管理中心，山東龍口 265704）

1 基本情況

龍口波峰5.7 MW分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目位于山東省煙臺(tái)市龍口市北馬鎮(zhèn)員外劉家村南1 600 m，北馬南河上游，總占地面積約190畝。場(chǎng)區(qū)中心地理坐標(biāo)位于北緯37°33′46.79″，東經(jīng)120°24′25.19″。

光伏發(fā)電項(xiàng)目總裝機(jī)容量為5.7 MW，工程建設(shè)等級(jí)為中型。該項(xiàng)目光伏板2根一組，共710組，平均高度6 m，傾斜擺放的太陽(yáng)能光伏板板底高程為81.80 m。根據(jù)《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50797—2012），項(xiàng)目防洪等級(jí)為Ⅲ等，防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇。

員外劉家水庫(kù)于1958年11月興建，1960年5月建成，控制流域面積為14.67 km2，干流比降0.01，是一座集防洪、灌溉、供水、養(yǎng)殖為一體的小（1）型水庫(kù)。

水庫(kù)總庫(kù)容為613 萬(wàn)m3、興利庫(kù)容為400 萬(wàn)m3、死庫(kù)容為6 萬(wàn)m3。工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核。水庫(kù)樞紐工程由大壩、溢洪道、放水洞組成。

大壩系黏土心墻砂殼壩，壩軸線長(zhǎng)338 m、最大壩高19.58 m、頂寬6 m、壩頂高程84.62 m，設(shè)1 m高防浪墻。

溢洪道位于大壩西端，為開(kāi)敞式無(wú)控制寬頂堰，堰頂高程80.8 m、堰頂凈寬20 m，溢洪道上建有交通橋，為漿砌石雙孔拱橋。

新建放水洞為C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，位于大壩樁號(hào)0+092處，洞身設(shè)計(jì)為矩形斷面，凈寬1.2 m、高1.8 m、壁厚0.4 m。豎井長(zhǎng)6.2 m、寬4.0 m。

閘室底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)8.8 m、厚1.0 m、底板頂高程67.59 m，設(shè)工作閘門和檢修閘門，進(jìn)口底高程67.59 m、出口底高程67.17 m、全長(zhǎng)99.8 m，最大過(guò)水流量1.0 m3/s。

2 與員外劉家水庫(kù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的符合性分析

2.1 暴雨資料

員外劉家水庫(kù)流域內(nèi)未設(shè)雨量站，采用附近雨量站北邢家站，該站自設(shè)立起至2015年的實(shí)測(cè)雨量資料完整。

本次資料選取的雨量站有連續(xù)的實(shí)測(cè)降雨記錄，雨量站資料系列長(zhǎng)度>30年，滿足計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨規(guī)范要求。本系列降雨資料豐枯交替出現(xiàn)，包含多個(gè)豐水組和枯水組，具有較好的代表性。本次水文計(jì)算使用的暴雨資料系列具有較高的可靠性、連續(xù)性。

2.2 水文分析計(jì)算

（1）洪水標(biāo)準(zhǔn)。

員外劉家水庫(kù)為?。?）型水庫(kù)，總庫(kù)容613 萬(wàn)m3。根據(jù)《國(guó)家規(guī)劃東部重點(diǎn)小型水庫(kù)員外劉家水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工圖設(shè)計(jì)》《小型水庫(kù)大壩注冊(cè)登記申報(bào)表》《防洪標(biāo)準(zhǔn)》《水利水電工程等級(jí)劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》，員外劉家水庫(kù)正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水標(biāo)準(zhǔn)30年一遇（P=3.33%），非常運(yùn)用（校核）洪水標(biāo)準(zhǔn)500年一遇（P=0.2%）。工程等級(jí)為Ⅳ級(jí)，主要建筑物級(jí)別為4級(jí)。

（2）由實(shí)測(cè)暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水。

根據(jù)流域內(nèi)實(shí)測(cè)降雨資料計(jì)算，水庫(kù)多年平均降水量585.5 mm，降水量年內(nèi)分配不均，主要集中在汛期6～9月，汛期多年平均降水量415.7 mm，約占年降水量的73.1%。

員外劉家水庫(kù)選用北邢家雨量站實(shí)測(cè)降雨資料。經(jīng)計(jì)算，該雨量站多年平均最大24 h點(diǎn)雨量為108.23 mm。

設(shè)計(jì)雨量分析計(jì)算采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法，以矩法初估暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)，取偏態(tài)系數(shù)Cs=3.5Cv，采用皮爾遜-Ⅲ型分布曲線進(jìn)行適線，以理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合較好為原則。適線Cv=0.52，適線后得到流域內(nèi)不同設(shè)計(jì)頻率最大24 h點(diǎn)雨量。

北邢家站歷年最大24 h點(diǎn)雨量頻率曲線（1971～2015年）如圖1所示。

圖1 北邢家站最大24 h點(diǎn)雨量頻率曲線（1971～2015年）

根據(jù)山東省最大24 h暴雨點(diǎn)面關(guān)系折減系數(shù)可知員外劉家水庫(kù)流域的面雨量。

員外劉家水庫(kù)各設(shè)計(jì)頻率雨量成果如表1所示。

表1 員外劉家水庫(kù)各設(shè)計(jì)頻率雨量成果

由表1可知，施工報(bào)告所得面雨量較大。本次計(jì)算成果在施工報(bào)告所采用的雨量系列（1971～2003年）基礎(chǔ)上延長(zhǎng)至2015年，2004～2015年無(wú)特大暴雨且均值較小，采用施工報(bào)告中的計(jì)算成果更安全，直接采用《國(guó)家規(guī)劃東部重點(diǎn)小型水庫(kù)員外劉家水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工圖設(shè)計(jì)》成果。

2.3 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算

員外劉家水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果直接采用《國(guó)家規(guī)劃東部重點(diǎn)小型水庫(kù)員外劉家水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工圖設(shè)計(jì)》中成果。員外劉家水庫(kù)溢洪道為無(wú)閘控制開(kāi)敞式，溢洪道堰頂寬度20 m、堰頂高程80.8 m。以溢洪道堰頂高程（興利水位）80.8 m為起調(diào)水位。員外劉家水庫(kù)水位、庫(kù)容、泄量關(guān)系采用施工圖設(shè)計(jì)成果。

員外劉家水庫(kù)水位、庫(kù)容、泄量關(guān)系如表2所示。

表2 員外劉家水庫(kù)水位、庫(kù)容、泄量關(guān)系

員外劉家水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位為82.96 m、最大下泄流量為95.5 m3/s、庫(kù)容為543.7 萬(wàn)m3、防洪庫(kù)容143.7 萬(wàn)m3。500年一遇校核洪水位為84.19 m、最大下泄流量為187.4 m3/s、庫(kù)容為613 萬(wàn)m3。

洪水調(diào)節(jié)成果如表3所示。

表3 員外劉家水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)成果（施工圖設(shè)計(jì)成果）

3 符合性分析

3.1 建設(shè)項(xiàng)目與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析

員外劉家水庫(kù)于2008年9月21日～11月16日進(jìn)行一期除險(xiǎn)加固；2010年3月9日～6月16日進(jìn)行二期除險(xiǎn)加固，目前暫無(wú)新的正式規(guī)劃。

太陽(yáng)能光伏板下緣高程為81.80 m，光伏發(fā)電板支架高程較低，會(huì)對(duì)水庫(kù)清淤工程、除險(xiǎn)加固工程或增容工程的實(shí)施造成不利影響，增加治理難度。

3.2 建設(shè)項(xiàng)目與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性分析

根據(jù)《國(guó)家規(guī)劃東部重點(diǎn)小型水庫(kù)員外劉家水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工圖設(shè)計(jì)》《小型水庫(kù)大壩注冊(cè)登記申報(bào)表》《防洪標(biāo)準(zhǔn)》《水利水電工程等級(jí)劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》，員外劉家水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇。

太陽(yáng)能光伏板下緣的高程為81.80 m，以80.80 m作為防洪的起調(diào)水位。根據(jù)《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50797—2012），龍口波峰5.7 MW分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，光伏發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)與員外劉家水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)相匹配。發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)，以80.80 m作為防洪起調(diào)水位，30年一遇洪水最高水位為82.96 m，高于太陽(yáng)能光伏板下緣1.16 m，對(duì)水庫(kù)行洪和自身光伏板安全影響較大。光伏發(fā)電項(xiàng)目校核洪水標(biāo)準(zhǔn)低于水庫(kù)校核洪水標(biāo)準(zhǔn)，以80.80 m作為防洪起調(diào)水位的計(jì)算的500年一遇最高調(diào)洪水位為84.19 m，高于太陽(yáng)能光伏板下緣2.39 m，故按80.08 m起調(diào)，發(fā)生水庫(kù)校核標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，光伏項(xiàng)目不利于水庫(kù)行洪和自身光伏板安全。

3.3 建設(shè)項(xiàng)目對(duì)水庫(kù)庫(kù)容的影響分析

根據(jù)《國(guó)家規(guī)劃東部重點(diǎn)小型水庫(kù)員外劉家水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工圖設(shè)計(jì)》《小型水庫(kù)大壩注冊(cè)登記申報(bào)表》，員外劉家水庫(kù)總庫(kù)容613 萬(wàn)m3，興利庫(kù)容400 萬(wàn)m3。

水庫(kù)校核洪水位以下、庫(kù)底線以上光伏發(fā)電項(xiàng)目支架總體積為503 m3，約占水庫(kù)總庫(kù)容的0.008 2%。其中，未占用死庫(kù)容，占用興利庫(kù)容420 m3，比例為0.010 5%。光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)水庫(kù)防洪及洪水調(diào)節(jié)能力會(huì)造成一定不利影響，但總體影響較小。

3.4 建設(shè)項(xiàng)目對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析

光伏發(fā)電項(xiàng)目布設(shè)在員外劉家水庫(kù)庫(kù)區(qū)范圍，未占用水庫(kù)大壩，對(duì)防汛搶險(xiǎn)基本無(wú)影響。

4 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目支架總體積為503 m3，與水庫(kù)防洪庫(kù)相比較小，占水庫(kù)總庫(kù)容的0.082‰，占水庫(kù)防洪庫(kù)容比例為0.35‰（按興利水位80.80 m起調(diào)）、0.3‰（按75.00 m起調(diào)），對(duì)水庫(kù)總庫(kù)容、防洪庫(kù)容基本無(wú)影響。