光伏復(fù)合項(xiàng)目防洪評價(jià)分析

□賈麗婭

科技創(chuàng)新

光伏復(fù)合項(xiàng)目防洪評價(jià)分析

□賈麗婭

根據(jù)光伏復(fù)合項(xiàng)目特點(diǎn)和對洪水影響程度，選擇合適的評價(jià)方法、計(jì)算方法，確定建設(shè)項(xiàng)目防洪標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算設(shè)計(jì)洪水、水位、沖刷深度等，分析光伏復(fù)合項(xiàng)目與洪水相互影響及程度，對河道、蓄滯洪區(qū)造成的不利影響提出防洪補(bǔ)救措施，同時(shí)對光伏復(fù)合項(xiàng)目自身防洪安全進(jìn)行評價(jià)。

光伏復(fù)合；防洪評價(jià)；水力模型計(jì)算

平鄉(xiāng)縣40MW光伏復(fù)合項(xiàng)目屬于大型光伏發(fā)電項(xiàng)目，其建設(shè)能合理有效開發(fā)利用平鄉(xiāng)縣域內(nèi)太陽能資源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，加快當(dāng)?shù)毓夥a(chǎn)業(yè)發(fā)展，滿足人民用電需求。

1.工程概況

平鄉(xiāng)縣40MW光伏復(fù)合項(xiàng)目規(guī)劃總?cè)萘繛?0MW，分為12個(gè)3.15MW光伏發(fā)電分系統(tǒng)、1座35kV開關(guān)站，采用1回35kV出線接入賈莊站35kV母線，線路長度為5.4km。項(xiàng)目占地面積為584161m2，跨越寧晉泊蓄滯洪區(qū)。

2.評價(jià)方法與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 評價(jià)方法

按照防洪評價(jià)的技術(shù)路線和評價(jià)分析方法要求，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水和行洪情勢分析，內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)洪水分析、洪水位推算、壅水計(jì)算及沖刷計(jì)算等。

2.1.1設(shè)計(jì)洪水

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，大陸澤及寧晉泊蓄滯洪區(qū)中艾辛莊設(shè)計(jì)洪水仍采用《海河流域防洪規(guī)劃》（國函〔2008〕11號）和《子牙河流域設(shè)計(jì)洪水補(bǔ)充分析報(bào)告》（1990年）中的設(shè)計(jì)洪水成果。

2.1.2水位分析計(jì)算

由于蓄滯洪區(qū)行洪面積大、水流情況復(fù)雜，為準(zhǔn)確分析滯洪區(qū)內(nèi)水位、流量、流速等要素變化情況，需要采用二維非恒定流數(shù)學(xué)模型方法進(jìn)行分析計(jì)算。

2.1.3送出線路最低弧垂高程計(jì)算

送出線路導(dǎo)線弧垂是否滿足汛期河道堤防防汛搶險(xiǎn)和水上救生安全要求，需要計(jì)算線路允許最低弧垂高程。

2.1.4壅水計(jì)算

根據(jù)二維數(shù)學(xué)模型計(jì)算成果，采用典型位置（如開關(guān)站位置水流上游側(cè)）項(xiàng)目建設(shè)前后的水位差分析計(jì)算。

2.1.5沖刷深度分析計(jì)算

此次沖刷計(jì)算采用《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGC30-2015）中推薦的“65·1”修正公式，包括非黏性土的主槽和灘地的一般沖刷及局部沖刷。

2.2 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

此次光伏電場設(shè)計(jì)規(guī)劃容量為40MW，屬于大型光伏發(fā)電系統(tǒng)，防洪等級為Ⅱ級，光伏電場設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，工程35kV開關(guān)站防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，35kV輸電線路桿塔基礎(chǔ)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，架空輸電線路防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。

考慮蓄滯洪區(qū)設(shè)計(jì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，“63·8”洪水校核，35kV輸電線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)提高至50年一遇，架空輸電線路設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)提高至“63·8”洪水。

綜合建設(shè)項(xiàng)目及寧晉泊蓄滯洪區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)，此次評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括50年和“63·8”洪水兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.洪水影響評價(jià)計(jì)算

3.1 水力模型計(jì)算

大陸澤及寧晉泊蓄滯洪區(qū)內(nèi)洪水分析采用丹麥水動(dòng)力學(xué)研究所（DHI）開發(fā)的MIKEv2014版軟件，建立二維非恒定流洪水演進(jìn)數(shù)學(xué)模型。模型計(jì)算區(qū)南至邯黃鐵路，西部邊界李陽河以南為京深高速公路，李陽河以北為40m等高線，北部邊界為寧晉泊北圍堤，東部邊界為老漳河左堤。模型計(jì)算區(qū)南北長度86km，東西長度50km，總面積約3190km2。

由模型計(jì)算結(jié)果可知，安全建設(shè)配套完成前，東圍堤分洪時(shí)，當(dāng)遇50年一遇標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，項(xiàng)目區(qū)為非淹沒區(qū)。遇“63·8”洪水時(shí)，項(xiàng)目區(qū)附近最高洪水位為30.3m，35kV開關(guān)站最大滯洪水深2.99m；光伏陣列及箱式變壓器最大滯洪水深2.91m；送出線路沿線最大滯洪水深2.17m；管理道路最大滯洪水深2.91m，最大流速均為0.1m/s。

規(guī)劃工況下，巨鹿安全區(qū)建設(shè)采取老小漳河之間修筑北圍堤方案，自縣城北側(cè)沿滏漳灌區(qū)北側(cè)（滏漳渠北側(cè)）布置長16.3km東西走向的防洪大堤，西連小漳河右堤，東接?xùn)|圍堤。由模型計(jì)算結(jié)果可知，規(guī)劃工況下工程位于巨鹿安全區(qū)內(nèi)，50年及“63·8”標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，工程區(qū)均為非淹沒區(qū)。

3.2 壅水分析計(jì)算

根據(jù)模型計(jì)算成果，工程修建前后光伏陣列、箱式變壓器及送出線路沿線最大水位一致，沒有發(fā)生變化；開關(guān)站處最大壅水高度僅為0.01m，水位、流速?zèng)]有發(fā)生變化。因此，項(xiàng)目建設(shè)對蓄滯洪區(qū)未產(chǎn)生明顯壅水影響。

3.3 河勢影響分析計(jì)算

工程占地面積13221.25m2，相對于整個(gè)寧晉泊蓄滯洪區(qū)面積852.80km2，占比約為0.016‰，工程對蓄滯洪區(qū)的阻水非常小。檢修路高出地面0.1m；進(jìn)站道路路面設(shè)計(jì)標(biāo)高與現(xiàn)狀地坪標(biāo)高齊平為28.61～29.13m，滿足《河北省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目防洪評價(jià)技術(shù)審查規(guī)定》關(guān)于“路面高程局部低洼處不得高出灘地30cm”的要求。因此，工程建設(shè)基本不會(huì)對蓄滯洪區(qū)的流速、水位造成影響。且工程距離蓄滯洪區(qū)分洪口門較遠(yuǎn)，沒有位于分洪主流區(qū)內(nèi)，不會(huì)對區(qū)內(nèi)洪水流勢有不利導(dǎo)流作用。

3.4 沖刷計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的地質(zhì)勘察資料，工程沿線地層主要為耕植土及粉土，中值粒徑取0.07mm，墩形系數(shù)取1。根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算的水深、流速成果，采用《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》非黏性土灘地一般沖刷及局部沖刷深度計(jì)算公式，經(jīng)計(jì)算，現(xiàn)狀“63·8”洪水最大沖刷深度為0.45m。

3.5 蓄滯洪影響分析計(jì)算

工程占整個(gè)寧晉泊蓄滯洪區(qū)面積比約為0.016‰，現(xiàn)狀工況下，“63·8”洪水時(shí)，項(xiàng)目體積約1.17萬m3，相對整個(gè)蓄滯洪區(qū)蓄洪容積26.90億m3，占比約為0.005‰。由此可見，工程占地面積及占地容積相對于整個(gè)蓄滯洪區(qū)比例較小。因此，工程建設(shè)對寧晉泊蓄滯洪區(qū)基本沒有影響。

4.洪水影響評價(jià)分析

4.1 淹沒影響分析

現(xiàn)狀工況下，項(xiàng)目區(qū)淹沒影響分析。現(xiàn)狀50年一遇洪水時(shí)，項(xiàng)目區(qū)為非淹沒區(qū)，故工程不會(huì)受到洪水淹沒影響；現(xiàn)狀“63·8”洪水時(shí)，35kV開關(guān)站站內(nèi)最大淹沒水深為0.8m；架空的光伏組件不受淹沒；架空的箱式升壓變壓器不受淹沒；送出線路桿塔塔基最大淹沒深度為1.97m；管理道路均受淹沒。

規(guī)劃工況下，項(xiàng)目區(qū)位于巨鹿安全區(qū)內(nèi)，當(dāng)遇50年及“63·8”標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，項(xiàng)目區(qū)為非淹沒區(qū)。

4.2 沖刷影響分析

4.2.1桿塔沖刷分析

現(xiàn)狀工況下，遇50年一遇洪水時(shí)，擬建送出線路沿線不受淹，遇“63·8”洪水時(shí)，最大沖刷深度為0.29m。桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)埋深為1.85～4.2m；建議電力設(shè)計(jì)部門應(yīng)充分考慮沖刷深度對塔基的影響，使桿塔基礎(chǔ)滿足抗沖穩(wěn)定的安全要求，確保送出線路的正常運(yùn)行。

規(guī)劃工況下，項(xiàng)目區(qū)位于巨鹿安全區(qū)內(nèi)，擬建送出線路遇50年一遇及“63.8”標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，桿塔均不受淹。

4.2.2電纜敷設(shè)

此項(xiàng)目采用地埋電纜，長度為0.65km。根據(jù)“冀水建管〔2016〕132號文”穿河建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)規(guī)定，采用大開挖方式穿越蓄滯洪區(qū)時(shí)，埋深應(yīng)不小于沖刷線以下1.5m。因此，電纜敷設(shè)埋深不小于“63·8”洪水最大沖刷線以下1.5m（“63·8”洪水最大沖刷深度分別為0.25m、0.29m），即埋深分別不小于1.75m、1.79m。

4.3 工程安全分析

根據(jù)模型計(jì)算成果，發(fā)生50年一遇洪水時(shí)，項(xiàng)目區(qū)位于非淹沒區(qū)，開關(guān)站不受淹沒，滿足開關(guān)站、桿塔自身防洪安全的要求。

現(xiàn)狀工況下，當(dāng)遇“63·8”洪水時(shí)，擬建送出線路設(shè)計(jì)導(dǎo)線弧垂距離蓄滯洪區(qū)“63·8”水面線最小凈空為7.89m，滿足規(guī)范規(guī)定的“不小于6.5m”的要求。規(guī)劃工況下，當(dāng)遇“63·8”標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，擬建送出線路沿線位于非淹沒區(qū)。

5.消除或減輕洪水影響措施

現(xiàn)狀“63·8”洪水時(shí)，35kV開關(guān)站、送出線路會(huì)被淹沒，建議設(shè)計(jì)考慮洪水淹沒影響并采取相應(yīng)的防沖、防侵蝕和防止漂浮物撞擊的措施。

6.結(jié)論

項(xiàng)目位于寧晉泊蓄滯洪區(qū)內(nèi)，工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)滿足相關(guān)規(guī)范要求，且項(xiàng)目占用蓄滯洪區(qū)面積及容積比例較小，對蓄滯洪區(qū)運(yùn)用基本無影響。50年一遇洪水時(shí)，項(xiàng)目區(qū)位于非淹沒區(qū)無沖刷；發(fā)生“63·8”量級洪水時(shí)，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮淹沒水深大的因素，增強(qiáng)抗浸泡銹蝕及漂浮物撞擊影響，充分考慮沖刷深度對基礎(chǔ)的影響，使基礎(chǔ)滿足抗沖穩(wěn)定的安全要求，確保項(xiàng)目正常運(yùn)行?！?/p>

2022-05-19

賈麗婭，女，漢族，寧夏水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司河北分公司，工程師。