分蓄洪区架空送电线路工程水文分析方法

岩土工程·勘测分蓄洪区架空送电线路工程水文分析方法分蓄洪区架空送电线路工程水女分析方法刘德平(中南电力设计院,湖北武汉430071)摘要:当架空送电线路T程位于分蓄洪区时,一方面需要分析分蓄洪运用对架空送电线路工程安全的影响,另一方面需要分析由于建设架空送电线路工程可能对分蓄洪区的调度运用所产生的影响。本文以潜江一咸宁Ⅰ、Ⅱ回500kV送电线路丁程跨越洪湖东分块分蓄洪区为例,对有关水文分析的内容与方法进行了介绍。关键词:架空送电线路;分蓄洪区;水文分析中图分类号:TV12文献标识码:B文章编号: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问题的提出淹没和调蓄的场所。由于人口的增长、蓄洪垦殖,逐渐开发利用成为蓄滞洪区。蓄滞洪区在历《中华人民共和国防洪法》第三十三条规定次防洪调度中对保障广大地区的安全和国民经济“在洪泛区、蓄滞洪区内建设非防洪建设项目,建设发挥了十分重要的作用。为了合理和有效地应当就洪水对建设项目可能产生的影响和建设运用蓄滞洪区,使区内居民的生活和经济活动适项目对防洪可能产生的影响作出评价”。应防洪要求,并得到安全保障,各级人民政府应蓄滞洪区主要是指河堤外洪水临时贮存的低对薔滞洪区的安全与建设进行必要的指导与帮洼地区及湖泊等。其中多数历史上就是江河洪水助,并制定分蓄洪区调度运用的有关程序。《蓄著收稿日期:2005-09-16作者简介:刘德平(1966-),男,湖北仙桃人,髙级工程师,主要从事工程水文气象研究,曾发表论文10余篇,专著1本电力測设计2005年12月猬期41分蓄洪区架空送电线路工程水文分析方法岩土工程·勘滞洪区安全与建设指导纲要》(国发[1988]74分蓄洪区。号批转)对此问题做出了明确规定通航净空高度影响线路杆塔高度。分蓄洪在大江大河的中下游地区,由于河流的安区运行时,要考虑抢险船只在高压线路下安全全泄量有限,因此在河流两岸规划了相应的分通过。抢险船只的大小(吨位),以及抢险船只蓄洪区,如长江、汉江、淮河两岸的分蓄洪区。上配备的抢险工具(如竹竿)等的长短是确定随着国民经济的发展,国家电网建设的步伐加通航净空高度的依据,通航净空高度可根据这快,越来越多的电力线路必需经过分蓄洪区,些因素按照《内河通航标准》中的有关规定选为保障防汛调度的正常进行和分蓄洪区内电网定,同时通航净空高度的确定也应征求水利防的安全可靠运行,就需要水文专业人员在勘测汛主管部门的意见。一般情况下,分蓄洪区通设计阶段论证二者的关系,科学合理地提出线航净空高度不应超过6m。路路径和相应的水文设计成果。23塔位处的流速、局部冲刷计算本文结合潜江一咸宁Ⅰ、Ⅱ回500kV送电分薔洪对线路塔位安全的影响主要是由于线路工程跨越洪湖分蓄洪区东分块所做的水文分洪水流造成塔位周围的局部冲刷。由于分蓄分析工作对分蓄洪区架空送电线路工程水文分洪区面积一般较大,水流从分蓄洪口门飞流而析的内容与方法进行介绍。下后很快散射开,因此计算塔位处的流速采用2分薔洪区架空送电线路工程水文分析维水流分析计算已不合适,目前应用较多的的内容与方法是采用二维非恒定流方程求解塔位处的流速。求得塔位处的流速后,可根据局部冲刷公2.1选择受分洪水流影响较小的合理路径式计算塔位处的冲刷深度,结构设计专业根据当架空送电线路工程位于分蓄洪区时,要尽冲刷深度进行结构设计,并确定是否需要对塔量减少因分蓄洪运用对架空送电线路工程安全造基进行专门的防冲刷设计。成的影响,为此线路路径(塔位)应尽量远离分洪口门,且最好位于分洪口门的上游,以避免塔3算例位直接受到分洪水流的冲刷。但在有些情况下,3.1洪湖分蓄洪区基本情况因为线路大跨越位置决定了线路的路径,使得以潜江一咸宁I、Ⅱ回500kV送电线路工程单回上原则难以满足。通过水文调查、分析计算,在全长约166km,线路经过潜江、仙桃、洪湖、赤确保线路防洪安全的条件下,选择最优的线路路壁、嘉鱼、咸宁等县市,Ⅰ回、Ⅱ回线路基本相邻径。分蓄洪区内最优的线路路径主要指在分蓄洪且平行。线路于嘉鱼县鱼岳镇石矶头村一洪湖市区内路径最短、受水流冲刷影响最小(不需要采龙口镇杜家洲村附近跨越长江,跨越断面位于规取工程防护措施或采取措施的工程量最小)、不划的洪湖分洪区东分块套口进洪闸下游约3km影响防洪抢险等的路径方案。在分蓄洪区的路径长约34km。2.2分蓄洪水位、通航水位与通航净空高度洪湖分蓄洪区是长江中下游整体防洪的分蓄洪水位决定线路杄塔高度,因此它是重要组成部分,是处理城陵矶地区超额洪水,线路设计中非常重要的基础数据。一般的分蓄保障荆江大堤、武汉市防洪安全的一项重要洪区都制定了分蓄洪调度规程,规定了分蓄洪工程设施。它位于长江中游城陵矶至新滩口水位,不必另行分析计算河段左岸,分属洪湖市、监利县管辖,由监般情况下,分蓄洪区的最高通航水位就利洪湖江堤、东荆河堤和洪湖主隔堤围成。是分蓄洪区的分蓄洪水位。由于分蓄洪的频率洪湖分蓄洪区东分块蓄洪容积64亿m3,东可能是20年、50年、100年等,因此分蓄洪区分块方案建设内容主要包括:新建东隔堤内最高通航水位采用的频率与分蓄洪水位频率(腰口至金船湾)24.52km,新建套口进洪闸致,《内河通航标准》(GB50139-2004)中(进洪流量1000m3/s)、补元退洪闸、内荆规定的最高通航水位釆用的频率标准不适用于河节制闸等3座大型涵闸,以及围堤上13座岩土工程·勘测分蕾洪区架空送电线路工程水文分析方法小型涵闸,新建安全区8处。洪湖分蓄洪区分洪结柬后,需及时排除分洪区内的洪水,3在新滩口堤段扒口泄洪,如果按平均流量10000m3/s计算,约需20d泄完,区内退水101520253035时间的长短取决于长江洪水的退落情况。根时间(h)据以上分析,一旦洪湖分蓄洪区运用,位于a)】回路50该地段的500kV潜咸线工程必将受到分洪水40流的影响(水位、流速、局部冲刷),防汛调度部门也要求该工程的建设不导致对分蓄洪1015202的洪水调度和人员财产转移产生影响。因此,b)1回路40#水文分析的内容就是选择受分洪水水流影响较小的合理的线路路径,分析分蓄洪水位和抢险船只要求的通航净空高度,线路路径各塔位处的流速、局部冲刷等。051015202530353.2分蔷洪水位、通航水位与通航净空高度时间(h)根据以上分蓄洪区基本情况,分蓄洪水位c)I回路10#为32.50m(吴淞高程,黄海高程=吴淞高程图1各塔位处水流流速变化过程2.033m),也即最高通航水位确定通航净空高度时,首先调查了解分薔洪后可能运用的抢险船只的尺寸、吨位及其它馨装备,再根据《内河通航标准》初步确定通航时间〔h净空高度约为45m。将确定的通航净空高度向a)I回路50#塔位分蓄洪区管理部门和电网建设单位汇报后最后确定采用6.0m。3.3塔位处的流速为分析本输电线路塔基的局部冲刷深度,建立了工程段洪湖分蓄洪区的二维水流数学模型,先计算出线路沿线在分洪后的水流变化过b)I回路40#塔位程,再根据水流过程计算输电线路塔基的局部冲刷深度。二维模型计算范围为洪湖分蓄洪区东分块3.3.1数学模型及计算方法52025时甸(h)采用二维非恒定流基本方程,计算采用有限体积法。限于篇幅,本文不列举,可参见文献1c)I回路10#塔位图2各塔位处水深变化过程3.3.2模型计算结果通过计算得到了分洪区启用时,输电线路3.4塔基局部冲刷计算沿线水流流速和水深的变化过程。计算结果表3.4.1计算公式明:当东分块分蓄洪区在蓄水32.3h后,水位采用《公路工程水文勘测设计规范》(JTJ达到31.75h左右,东分块接近蓄满;离分洪C30-2002)推荐的粘性土河床桥墩局部冲刷计口越远的区域,流速越小。计算结果见图算公式。限于篇幅,本文不列举公式运用上述公式,根据二维水流数学模型计分蓄洪区架空送电线路工程水文分析方法岩土工程·勘测算得到的流速和水深变化过程,对线路各点的况看,在距离分洪闸闸较近的地方,流速值局部冲刷深度进行计算。为安全保证,计算结较大,最大值为0.65m/s,随着与分洪口门距果采用最大值作为最终局部冲刷深度。离的增加,流速值减小,在离口门较远的10#3.4.2计算结果分析点,流速最大值小于0.2m/s。分洪区蓄满后,影响塔基局部冲刷的主要因素有三个方血:输电线路沿线最大水深在4~5m之间。塔基结构、塔基土质和水流条件。(3)根据二维水流数学模型得到的水流特塔基结构形式不同,水流绕过塔基时的流性变化过程,采用粘性土局部冲刷计算公式对态随着改变,水流对塔基周围的局部冲刷情况输电塔基础局部冲刷深度进行了计算。计算表也就不同。塔基局部冲刷计算公式中主要通过明,水流流速反粘性土的液性指数和孔隙比对墩性系数和塔基计算宽度两个因素来反映局部冲刷深度关系明显,流速及粘性土的液性塔基所处位置土质组成(对粘性土而言)指数和孔隙比越大,则局部冲刷深度也越大对塔基冲刷深度的影响主要通过土体的液性指反之亦然。数和孔隙比来反映。(4)对尺寸为每根桩边长1m、桩间距为水流条件对塔基局部冲刷深度的影响主要8m的塔基,当基础土体的液性指数和孔隙比取通过流速和水深来反映。对于一定的土质组成,上限值1.19和1.5时,I回路和Ⅱ回路沿线局不同流速和水深对塔基的局部冲刷深度是不一部冲刷深度最大值为0.896m,为最不利情况样的。在洪湖东分块分洪流量为10000m3/s下,发生在靠近分洪口门的地方;取下限值0.16和通过二维水流模型计算得到的高压线路上各点0.6时,相应局部冲刷深度最小,整个I、Ⅱ回水力要素变化过程,可计算得出不同流速、水路上最大局部冲刷深度均在0.1m左右。取其他深情况下,铁塔局部冲刷深度值时的局部冲刷深度在这两者之间。3.5结论参考文献(1)运用二维水流数学模型,计算得到洪[1郑邦民,赵昕,计算水动力学[M,武汉;武汉湖分洪区东分块在分洪流量为100m3/s条件大学出版社,2001下,潜江——咸宁500kⅤ送电线路工程I、Ⅱ[2]长江水利委员会水文局,武汉大学,洪潮分蓄洪区回路沿线各点水深和流速的变化过程。对三峡输变电潜江一咸宁I、Ⅱ回500kV送电线(2)从线路不同点处的水深和流速变化情路工程影响的研究[R].2001半*业幽如当女业业出当出出女当出业业汝业当当出当当当谢““出“当出““飞单相大发电机变压器试制成功具有完全自主知识产权的首台国产单相容量最大的发电机变压器DFP-37万千伏安/525千伏变压器,在保定天威保变电气股份有限公司一次试制成功,各项技术性能指标均达到国际第先进水平,这对加快我国电力装备的国产化进程具有重要意义。该产品为单相强油风冷升压变压器,是我国第一个100死级发电机组超大型电力项目华能玉环电厂4套1000兆瓦超超临界发电机組工程的关键设备。(滴自中国电力报)