巖土工程·勘測(cè)分蓄洪區(qū)架空送電線路工程水文分析方法分蓄洪區(qū)架空送電線路工程水女分析方法劉德平(中南電力設(shè)計(jì)院,湖北武漢430071)摘要:當(dāng)架空送電線路T程位于分蓄洪區(qū)時(shí),一方面需要分析分蓄洪運(yùn)用對(duì)架空送電線路工程安全的影響,另一方面需要分析由于建設(shè)架空送電線路工程可能對(duì)分蓄洪區(qū)的調(diào)度運(yùn)用所產(chǎn)生的影響。本文以潛江一咸寧Ⅰ、Ⅱ回500kV送電線路丁程跨越洪湖東分塊分蓄洪區(qū)為例,對(duì)有關(guān)水文分析的內(nèi)容與方法進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞:架空送電線路;分蓄洪區(qū);水文分析中圖分類號(hào):TV12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-9913(2005)06-004104The Hydrological Analysis Method ofthe aerial Transmission Line in the Store Floodwater AreasLIU De ping(Central southern Electric Power Design Institute, Wuhan 430071, China)Abstract: When the transmit electric wire lie in the store floodwater areas, it is need to analyse the safefluence of the electric wire projects for using the store floodwater to divide floodwater, on the another handit is need to analyses the influence to use the flood storage areas becausc of the fact that build the electric wireproject. This text go back the 500kV Qianjiang- Xianning I, II transmit electric wire project to cross overthe east divide pieces of the Honghu flood storage areas as the example, the content and method analysed a-bout relevant hydrology have made an introduction.Key words the transmit electric wire: the store floodwater areas: the hydrological analysis method1問(wèn)題的提出淹沒(méi)和調(diào)蓄的場(chǎng)所。由于人口的增長(zhǎng)、蓄洪墾殖,逐漸開(kāi)發(fā)利用成為蓄滯洪區(qū)。蓄滯洪區(qū)在歷《中華人民共和國(guó)防洪法》第三十三條規(guī)定次防洪調(diào)度中對(duì)保障廣大地區(qū)的安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)“在洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)內(nèi)建設(shè)非防洪建設(shè)項(xiàng)目,建設(shè)發(fā)揮了十分重要的作用。為了合理和有效地應(yīng)當(dāng)就洪水對(duì)建設(shè)項(xiàng)目可能產(chǎn)生的影響和建設(shè)運(yùn)用蓄滯洪區(qū),使區(qū)內(nèi)居民的生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)適項(xiàng)目對(duì)防洪可能產(chǎn)生的影響作出評(píng)價(jià)”。應(yīng)防洪要求,并得到安全保障,各級(jí)人民政府應(yīng)蓄滯洪區(qū)主要是指河堤外洪水臨時(shí)貯存的低對(duì)薔滯洪區(qū)的安全與建設(shè)進(jìn)行必要的指導(dǎo)與幫洼地區(qū)及湖泊等。其中多數(shù)歷史上就是江河洪水助,并制定分蓄洪區(qū)調(diào)度運(yùn)用的有關(guān)程序?！缎钪崭迦掌?2005-09-16作者簡(jiǎn)介:劉德平(1966-),男,湖北仙桃人,髙級(jí)工程師,主要從事工程水文氣象研究,曾發(fā)表論文10余篇,專著1本電力測(cè)設(shè)計(jì)2005年12月猬期41分蓄洪區(qū)架空送電線路工程水文分析方法巖土工程·勘滯洪區(qū)安全與建設(shè)指導(dǎo)綱要》(國(guó)發(fā)[1988]74分蓄洪區(qū)。號(hào)批轉(zhuǎn))對(duì)此問(wèn)題做出了明確規(guī)定通航凈空高度影響線路桿塔高度。分蓄洪在大江大河的中下游地區(qū),由于河流的安區(qū)運(yùn)行時(shí),要考慮搶險(xiǎn)船只在高壓線路下安全全泄量有限,因此在河流兩岸規(guī)劃了相應(yīng)的分通過(guò)。搶險(xiǎn)船只的大小(噸位),以及搶險(xiǎn)船只蓄洪區(qū),如長(zhǎng)江、漢江、淮河兩岸的分蓄洪區(qū)。上配備的搶險(xiǎn)工具(如竹竿)等的長(zhǎng)短是確定隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的步伐加通航凈空高度的依據(jù),通航凈空高度可根據(jù)這快,越來(lái)越多的電力線路必需經(jīng)過(guò)分蓄洪區(qū),些因素按照《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)規(guī)定選為保障防汛調(diào)度的正常進(jìn)行和分蓄洪區(qū)內(nèi)電網(wǎng)定,同時(shí)通航凈空高度的確定也應(yīng)征求水利防的安全可靠運(yùn)行,就需要水文專業(yè)人員在勘測(cè)汛主管部門的意見(jiàn)。一般情況下,分蓄洪區(qū)通設(shè)計(jì)階段論證二者的關(guān)系,科學(xué)合理地提出線航凈空高度不應(yīng)超過(guò)6m。路路徑和相應(yīng)的水文設(shè)計(jì)成果。23塔位處的流速、局部沖刷計(jì)算本文結(jié)合潛江一咸寧Ⅰ、Ⅱ回500kV送電分薔洪對(duì)線路塔位安全的影響主要是由于線路工程跨越洪湖分蓄洪區(qū)東分塊所做的水文分洪水流造成塔位周圍的局部沖刷。由于分蓄分析工作對(duì)分蓄洪區(qū)架空送電線路工程水文分洪區(qū)面積一般較大,水流從分蓄洪口門飛流而析的內(nèi)容與方法進(jìn)行介紹。下后很快散射開(kāi),因此計(jì)算塔位處的流速采用2分薔洪區(qū)架空送電線路工程水文分析維水流分析計(jì)算已不合適,目前應(yīng)用較多的的內(nèi)容與方法是采用二維非恒定流方程求解塔位處的流速。求得塔位處的流速后,可根據(jù)局部沖刷公2.1選擇受分洪水流影響較小的合理路徑式計(jì)算塔位處的沖刷深度,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)根據(jù)當(dāng)架空送電線路工程位于分蓄洪區(qū)時(shí),要盡沖刷深度進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并確定是否需要對(duì)塔量減少因分蓄洪運(yùn)用對(duì)架空送電線路工程安全造基進(jìn)行專門的防沖刷設(shè)計(jì)。成的影響,為此線路路徑(塔位)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離分洪口門,且最好位于分洪口門的上游,以避免塔3算例位直接受到分洪水流的沖刷。但在有些情況下,3.1洪湖分蓄洪區(qū)基本情況因?yàn)榫€路大跨越位置決定了線路的路徑,使得以潛江一咸寧I、Ⅱ回500kV送電線路工程單回上原則難以滿足。通過(guò)水文調(diào)查、分析計(jì)算,在全長(zhǎng)約166km,線路經(jīng)過(guò)潛江、仙桃、洪湖、赤確保線路防洪安全的條件下,選擇最優(yōu)的線路路壁、嘉魚(yú)、咸寧等縣市,Ⅰ回、Ⅱ回線路基本相鄰徑。分蓄洪區(qū)內(nèi)最優(yōu)的線路路徑主要指在分蓄洪且平行。線路于嘉魚(yú)縣魚(yú)岳鎮(zhèn)石磯頭村一洪湖市區(qū)內(nèi)路徑最短、受水流沖刷影響最小(不需要采龍口鎮(zhèn)杜家洲村附近跨越長(zhǎng)江,跨越斷面位于規(guī)取工程防護(hù)措施或采取措施的工程量最小)、不劃的洪湖分洪區(qū)東分塊套口進(jìn)洪閘下游約3km影響防洪搶險(xiǎn)等的路徑方案。在分蓄洪區(qū)的路徑長(zhǎng)約34km。2.2分蓄洪水位、通航水位與通航凈空高度洪湖分蓄洪區(qū)是長(zhǎng)江中下游整體防洪的分蓄洪水位決定線路杄塔高度,因此它是重要組成部分,是處理城陵磯地區(qū)超額洪水,線路設(shè)計(jì)中非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。一般的分蓄保障荊江大堤、武漢市防洪安全的一項(xiàng)重要洪區(qū)都制定了分蓄洪調(diào)度規(guī)程,規(guī)定了分蓄洪工程設(shè)施。它位于長(zhǎng)江中游城陵磯至新灘口水位,不必另行分析計(jì)算河段左岸,分屬洪湖市、監(jiān)利縣管轄,由監(jiān)般情況下,分蓄洪區(qū)的最高通航水位就利洪湖江堤、東荊河堤和洪湖主隔堤圍成。是分蓄洪區(qū)的分蓄洪水位。由于分蓄洪的頻率洪湖分蓄洪區(qū)東分塊蓄洪容積64億m3,東可能是20年、50年、100年等,因此分蓄洪區(qū)分塊方案建設(shè)內(nèi)容主要包括:新建東隔堤內(nèi)最高通航水位采用的頻率與分蓄洪水位頻率(腰口至金船灣)24.52km,新建套口進(jìn)洪閘致,《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139-2004)中(進(jìn)洪流量1000m3/s)、補(bǔ)元退洪閘、內(nèi)荊規(guī)定的最高通航水位釆用的頻率標(biāo)準(zhǔn)不適用于河節(jié)制閘等3座大型涵閘,以及圍堤上13座巖土工程·勘測(cè)分蕾洪區(qū)架空送電線路工程水文分析方法小型涵閘,新建安全區(qū)8處。洪湖分蓄洪區(qū)分洪結(jié)柬后,需及時(shí)排除分洪區(qū)內(nèi)的洪水,3在新灘口堤段扒口泄洪,如果按平均流量10000m3/s計(jì)算,約需20d泄完,區(qū)內(nèi)退水101520253035時(shí)間的長(zhǎng)短取決于長(zhǎng)江洪水的退落情況。根時(shí)間(h)據(jù)以上分析,一旦洪湖分蓄洪區(qū)運(yùn)用,位于a)】回路50該地段的500kV潛咸線工程必將受到分洪水40流的影響(水位、流速、局部沖刷),防汛調(diào)度部門也要求該工程的建設(shè)不導(dǎo)致對(duì)分蓄洪1015202的洪水調(diào)度和人員財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生影響。因此,b)1回路40#水文分析的內(nèi)容就是選擇受分洪水水流影響較小的合理的線路路徑,分析分蓄洪水位和搶險(xiǎn)船只要求的通航凈空高度,線路路徑各塔位處的流速、局部沖刷等。051015202530353.2分薔洪水位、通航水位與通航凈空高度時(shí)間(h)根據(jù)以上分蓄洪區(qū)基本情況,分蓄洪水位c)I回路10#為32.50m(吳淞高程,黃海高程=吳淞高程圖1各塔位處水流流速變化過(guò)程2.033m),也即最高通航水位確定通航凈空高度時(shí),首先調(diào)查了解分薔洪后可能運(yùn)用的搶險(xiǎn)船只的尺寸、噸位及其它馨裝備,再根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》初步確定通航時(shí)間〔h凈空高度約為45m。將確定的通航凈空高度向a)I回路50#塔位分蓄洪區(qū)管理部門和電網(wǎng)建設(shè)單位匯報(bào)后最后確定采用6.0m。3.3塔位處的流速為分析本輸電線路塔基的局部沖刷深度,建立了工程段洪湖分蓄洪區(qū)的二維水流數(shù)學(xué)模型,先計(jì)算出線路沿線在分洪后的水流變化過(guò)b)I回路40#塔位程,再根據(jù)水流過(guò)程計(jì)算輸電線路塔基的局部沖刷深度。二維模型計(jì)算范圍為洪湖分蓄洪區(qū)東分塊3.3.1數(shù)學(xué)模型及計(jì)算方法52025時(shí)甸(h)采用二維非恒定流基本方程,計(jì)算采用有限體積法。限于篇幅,本文不列舉,可參見(jiàn)文獻(xiàn)1c)I回路10#塔位圖2各塔位處水深變化過(guò)程3.3.2模型計(jì)算結(jié)果通過(guò)計(jì)算得到了分洪區(qū)啟用時(shí),輸電線路3.4塔基局部沖刷計(jì)算沿線水流流速和水深的變化過(guò)程。計(jì)算結(jié)果表3.4.1計(jì)算公式明:當(dāng)東分塊分蓄洪區(qū)在蓄水32.3h后,水位采用《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ達(dá)到31.75h左右,東分塊接近蓄滿;離分洪C30-2002)推薦的粘性土河床橋墩局部沖刷計(jì)口越遠(yuǎn)的區(qū)域,流速越小。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖算公式。限于篇幅,本文不列舉公式運(yùn)用上述公式,根據(jù)二維水流數(shù)學(xué)模型計(jì)分蓄洪區(qū)架空送電線路工程水文分析方法巖土工程·勘測(cè)算得到的流速和水深變化過(guò)程,對(duì)線路各點(diǎn)的況看,在距離分洪閘閘較近的地方,流速值局部沖刷深度進(jìn)行計(jì)算。為安全保證,計(jì)算結(jié)較大,最大值為0.65m/s,隨著與分洪口門距果采用最大值作為最終局部沖刷深度。離的增加,流速值減小,在離口門較遠(yuǎn)的10#3.4.2計(jì)算結(jié)果分析點(diǎn),流速最大值小于0.2m/s。分洪區(qū)蓄滿后,影響塔基局部沖刷的主要因素有三個(gè)方血:輸電線路沿線最大水深在4~5m之間。塔基結(jié)構(gòu)、塔基土質(zhì)和水流條件。(3)根據(jù)二維水流數(shù)學(xué)模型得到的水流特塔基結(jié)構(gòu)形式不同,水流繞過(guò)塔基時(shí)的流性變化過(guò)程,采用粘性土局部沖刷計(jì)算公式對(duì)態(tài)隨著改變,水流對(duì)塔基周圍的局部沖刷情況輸電塔基礎(chǔ)局部沖刷深度進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算表也就不同。塔基局部沖刷計(jì)算公式中主要通過(guò)明,水流流速反粘性土的液性指數(shù)和孔隙比對(duì)墩性系數(shù)和塔基計(jì)算寬度兩個(gè)因素來(lái)反映局部沖刷深度關(guān)系明顯,流速及粘性土的液性塔基所處位置土質(zhì)組成(對(duì)粘性土而言)指數(shù)和孔隙比越大,則局部沖刷深度也越大對(duì)塔基沖刷深度的影響主要通過(guò)土體的液性指反之亦然。數(shù)和孔隙比來(lái)反映。(4)對(duì)尺寸為每根樁邊長(zhǎng)1m、樁間距為水流條件對(duì)塔基局部沖刷深度的影響主要8m的塔基,當(dāng)基礎(chǔ)土體的液性指數(shù)和孔隙比取通過(guò)流速和水深來(lái)反映。對(duì)于一定的土質(zhì)組成,上限值1.19和1.5時(shí),I回路和Ⅱ回路沿線局不同流速和水深對(duì)塔基的局部沖刷深度是不一部沖刷深度最大值為0.896m,為最不利情況樣的。在洪湖東分塊分洪流量為10000m3/s下,發(fā)生在靠近分洪口門的地方;取下限值0.16和通過(guò)二維水流模型計(jì)算得到的高壓線路上各點(diǎn)0.6時(shí),相應(yīng)局部沖刷深度最小,整個(gè)I、Ⅱ回水力要素變化過(guò)程,可計(jì)算得出不同流速、水路上最大局部沖刷深度均在0.1m左右。取其他深情況下,鐵塔局部沖刷深度值時(shí)的局部沖刷深度在這兩者之間。3.5結(jié)論參考文獻(xiàn)(1)運(yùn)用二維水流數(shù)學(xué)模型,計(jì)算得到洪[1鄭邦民,趙昕,計(jì)算水動(dòng)力學(xué)[M,武漢;武漢湖分洪區(qū)東分塊在分洪流量為100m3/s條件大學(xué)出版社,2001下,潛江——咸寧500kⅤ送電線路工程I、Ⅱ[2]長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局,武漢大學(xué),洪潮分蓄洪區(qū)回路沿線各點(diǎn)水深和流速的變化過(guò)程。對(duì)三峽輸變電潛江一咸寧I、Ⅱ回500kV送電線(2)從線路不同點(diǎn)處的水深和流速變化情路工程影響的研究[R].2001半*業(yè)幽如當(dāng)女業(yè)業(yè)出當(dāng)出出女當(dāng)出業(yè)業(yè)汝業(yè)當(dāng)當(dāng)出當(dāng)當(dāng)當(dāng)謝““出“當(dāng)出““飛單相大發(fā)電機(jī)變壓器試制成功具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首臺(tái)國(guó)產(chǎn)單相容量最大的發(fā)電機(jī)變壓器DFP-37萬(wàn)千伏安/525千伏變壓器,在保定天威保變電氣股份有限公司一次試制成功,各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際第先進(jìn)水平,這對(duì)加快我國(guó)電力裝備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程具有重要意義。該產(chǎn)品為單相強(qiáng)油風(fēng)冷升壓變壓器,是我國(guó)第一個(gè)100死級(jí)發(fā)電機(jī)組超大型電力項(xiàng)目華能玉環(huán)電廠4套1000兆瓦超超臨界發(fā)電機(jī)組工程的關(guān)鍵設(shè)備。(滴自中國(guó)電力報(bào))