糯扎渡送出工程设计风速取值分析

谢运华

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

糯扎渡送出工程设计风速取值分析

谢运华

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

风荷载是送电线路的两大基本自然荷载之一。本文总结了多年从事送电线路工程勘测设计之大风灾害评价和防治的经验。即定量确定设计风速的基础是依据气象站实测长序列资料计算的和据地区基本风压反推的设计风速，结合国家规程规范予以定之；典型大风灾害事件与已建线路的设计和运行情况是定量确定设计风速的补充和定性判定风力等级的重要依据；当地大风成因分类、大风灾害区域分布和地形地貌特征是认识大风灾害时空分布规律与较科学地划分冰区的重要补充。提出了2008年冰灾之后的新规定风荷载等级实际上是比之前降低了；提出了一些值得进一步研究的问题和建议。

大风；灾害；设计风速；取值。

糯扎渡送电广东±800kV直流输电工程，线路西起云南省糯扎渡普洱换流站，东至广东省江门换流站，采用±800kV直流输电方式，输电距离约1438km。途经云南、广西、广东三个省区。

按《±800kV架空直流输电线路工程设计技术规程》(Q/CSG-11512-2010)的规定，本工程风荷载重现期取100a。

风速基准高度按《±800kV架空直流输电线路工程设计技术规程》(Q/CSG-11512-2010)的规定，本工程设计风速的基准高度为10m。

根据沿线附近气象站的大风记录、风灾调查、地区建筑结构采用的风压等值线图和《建筑结构荷载规范》的有关规定，结合所经地区已建输电线路采用的设计风速，并考虑到本工程线路大多数走在开阔的山头上，而气象站都处在平坝、城区内等因素进行综合分析，本线路糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界离地10m高100a一遇10min平均最大风速为28m/s。

在电力规划院对该工程初设报告初审时，提出需补充糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段设计风速28m/s取值的论据，主要认为元江、墨江和宁洱境内的设计风速取值偏大。本文是这次论证过程的总结，供今后类似工程参考。

1 气象站设计风速

糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段线路路径推荐方案经过思茅、宁洱(普洱)、墨江、元江、红河、石屏等地县，共有6个气象站。根据上述区域气象站建站至今历年实测最大风速资料系列，经高度和时距订正后，采用耿贝尔进行频率计算，得到离地10m高100a、50a一遇10min平均最大风速成果见表1。

表1 沿线气象站设计风速(m/s)成果

由于上述气象站位于城区或县城附近，受人类活动影响大，而线路均走在海拔较高的山区，因此，气象站最大风速资料仅供分析参考，不宜直接采用。

电力工程气象勘测技术规程(DL/T5158-2002)：山区风速调整系数，尽可能采用实测资料分析成果；无实测资料可按表2采用。

表2 山区风速调整系数

糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段线路路径区域没有收集到无风速梯度观测资料。即无实测资料分析成果。

根据电力规划院常用的山区调整系数1.10订正，思茅、石屏和红河气象站的设计风速>28m/s。

元江气象站的设计风速偏小是由于气象站站址在海拔极低的元江河谷底部，墨江和宁洱气象站的设计风速偏小是由于气象站站址在海拔比较低的山间盆地、谷地等闭塞地形内。本工程线路在普洱、墨江和元江境内的路径大多都在海拔1400m～2000m的地势较突出的山地走线。元江、墨江和宁洱气象站的海拔分别为400.9m、1281.9m和1320.0m。采用一定的调整系数(0.85，1.2)订正，它们的设计风速也在28m/s附近；采用调整系数上限(0.87，1.23)订正，它们的设计风速也都在29m/s以上。

在本工程线路路径南部的景洪、緑春、元阳气象站，山区风速调整系数采用1.10订正，他们的设计风速也在28m/s附近。

2 据基本风压反推的设计风速

根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)，查得糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段线路区域及其附近地区重现期为10a、50a、100a一遇的基本风压值见表3，推算的相应重现期风速见表4。

表3 线路地区部分城市风压

表4 风压计算重现期风速成果

普洱市即原思茅地区据基本风压反推的设计风速为29.7m/s。而墨江县和宁洱县是普洱市管辖的两个县。

墨江和宁洱县即使不采用所属地区或临近地区思茅的值，而采用临近地区元江的值，依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)：山区的基本风压应通过实际调查和对比观测，经分析后确定。在一般情况下，可按相邻地区的基本风压值乘以下列调整系数采用。

山间盆地、谷地等闭塞地形0.75～0.85

与大风方向一致的谷口、山口1.2～1.5

考虑到元江、墨江和宁洱气象站的站址在海拔相对比较低的山间盆地、谷地等闭塞地形内，采用一定的调整系数(0.85，1.2)订正，反推的设计风速为(0.35×1.2/0.85×1600)0.5即28.1m/s。

在本工程线路路径南部的景洪和江城地区，不采用山区风速调整系数订正，他们的设计风速也在28m/s附近。

3 大风灾害调查

气象站设计风速校对较小的元江、墨江和宁洱县境内在初步设计踏勘中，收集的按设计风速25或30m/s设计的110kV线路多次因大风导致倒塔、导线断股、线路跳闸等事故。详细资料如下：

2004年4月13日大风，110kV普(洱)～墨(江)线路在通关忠爱桥附近断线断股；同时使大包1回、曼昆Ⅱ回跳闸；临沧局110kV线路倒塔1基。2005年3月20日，元江县青龙镇朱家寨、马六箐一带发生大风，元化110kV送电线路104、105、106、113号杆连续倒杆，110kV元江中心变197号开关挑闸，经济损失较大。

110kV普洱～马厂线，2002年春季把边江附近发生大风，山坡上大片直径约50cm的树木被大风吹翻，导线挂在树桩上，造成对树放电。2009年6月，110kV普洱～马厂线73～74号塔地段发生大风，造成风害事故。

区域内有一些已建500kV线路，离地20m高30a一遇10min平均最大风速均为30m/s，近几年建成投运无风灾事故。

据区域内的县志等文献记载的典型灾害大风，根据大风的破坏性情况分析，估计线路区域最大风力达10～11级，相应风速为26.5m/s～30.6m/s。在小范围内有时还会出现时间很短而风力极强的飑线大风和龙卷风，但工程不予考虑。

4 当地大风成因

据一些气象专著和文献，糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段线路区域内大风气象成因分类如下：

(1)印缅低槽和孟加拉湾低压东移入云南省结合地面热力作用而造成；

(2)南海台风在广西或越南北部登陆结合地形而造成风灾；

(3)局地强对流天气如飑线大风，甚至可产生龙卷风；

(4)南支西锋急流动量下传结合下垫面地形条件而造成。云南和四川每年的4月份大风多数是其造成。

(5)寒潮大风，有但很少，如1973.12.27～1974.01.08的寒潮大风。

5 云南大风灾害分布

根据云南省气象科学研究所编著的《云南省气象灾害史料》，云南省大风灾害分区图见图1。

图1 云南省大风灾害分区图

景洪、思茅地区(现普洱市，包括墨江县和宁洱县)，及个旧、蒙自、文山的西南部为云南省地域面积只占较少部分的多大风地区和一般大风地区。

元江和红河县为少大风地区，估计主要因县城临近元江河谷。比元江河谷底部高500m的红河气象站的设计风速也是相当大的。

6 地形地貌背景

糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段线路区域的28m/s区段，地形地貌背景是哀牢山和无量山山脉的余脉。28m/s风区与27m/s的分界线为元江左岸山地分水岭东坡的一定海拔等高线。

在此等高线以东区域的气象站设计风速和风压反推设计风速明显都比糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段线路区域的低得多，也不在云南省的多大风地区和一般大风地区内。

7 结语

(1)通过据区域各个属地气象站实测长序列资料计算的和地区风压反推的设计风速，结合国家规程规范，以及典型大风灾害事件和已建线路的设计与运行情况调查，当地大风成因分类、大风灾害区域分布和地形地貌特征的分析，表明糯扎渡普洱换流站～石屏与建水县界段线路设计风速28m/s取值依据是充分的。

(2)仅据笔者到过的位于一些深切河谷底部且又较封闭的气象站，即使采用本文引用两本规范的山区调整系数上限订正，所得设计风速也比实际小。

(3)本文引用的两本规范给出了山区调整系数范围，但无如何具体取值的细则，需值得进一步研究。

(4)气象站的代表性需到气象站观测场实地踏勘，重点考察观测场四周建筑物和城市绿化林对风速观测的影响。

(5)在2008年冰灾之后规定特高压线路设计风速取值为10m高100年一遇10min平均最大风速，500kV线路设计风速取值为10m高50年一遇10min平均最大风速，两者取值都应不低于27m/s；之前500kV线路设计风速取值为20m高30年一遇10min平均最大风速, 取值应不低于30m/s。2008年冰灾之后的新规定风荷载等级实际上是比之前降低了，需引起注意。

(6)局地小范围内有的飑线大风和龙卷风，工程一般不予考虑。

[1]朱乾根，等．天气学原理和方法[M]．北京：气象出版社，1981．

[2]谭冠日，等．应用气候[M]．上海：上海科学技术出版社，1985．

[3]陈宗瑜．云南气候总论[M]．上海：气象出版社，2001．

Analysis on Numerable Value of Design Wind Speed in Nuozhadu Transmission Project

XIE Yun-hua
(Southwest Electric Power Design Institute, Chengdu 610021, China)

The wind load is a transmission line one of the two basic natural load. This paper summarizes the years in the transmission line project survey and design of the wind hazard assessment and control experience. That is the basis for quantitative determination of design wind speed is based on actual weather and the long sequence of data calculated according to regional basic wind pressure to push the design of anti-wind speed, with the state standards and regulations to be determined; typical wind disasters line with the established design and operation is determining the design wind speed of quantitative and qualitative complement an important basis for determining wind scale;local causes, wind, strong wind disasters and landscape features of regional distribution is to recognize temporal and spatial distribution of wind hazards and more scienti fi cally important supplement by ice. Ice storm in 2008 made new provisions after the wind load rating is actually lower than before; raised some issues worthy of further study and recommendations.and the normal height linely in long region.

strong wind; calamity; design wind speed; value.

Tk89

B

1671-9913(2011)03-0023-04

2011-03-08

谢运华(1965- )，男，重庆人，高级工程师，从事气象灾害与资源的评价和应用研究。