济南市春暄变电站项目水文分析

聂圣菊，甘信娟，于海军

（济南市水文局，山东 济南 250014）

济南市春暄变电站项目水文分析

聂圣菊，甘信娟，于海军

（济南市水文局，山东 济南 250014）

研究杨家河和土河洪水对春暄变电站项目站址的影响。并分析站址处50年、100年洪水水位，历史最高内涝水位，以及水利规划情况，为变电站的建立提供可靠的依据。

济南市；变电站；站址；水文分析

济南高新区孙村片区域以吸引规模化的电子信息、机电装备、交通装备、发电输配电等产业项目为主，打造国内一流的信息产业基地和装备制造业基地。随着区域开发建设项目的逐步竣工投产，用电需求与日俱增，所以在孙村片区西北区域建设变电站是十分必要的。

1 变电站基本情况

春暄110kV变电站拟建于济南市高新区，位于杨家河西面2.5km处，东临土河1km。杨家河发源于历城区彩石镇西彩石村南，流经高新区及历城区郭店、董家、临港3个镇办、15个村，穿过经十东路、胶济铁路、102省道、济青高速后，在临港街道办鸭旺口村东入小清河，全长21.7km，流域面积74km2，变电站断面以上流域面积35km2。受地形影响，杨家河历经多年山洪冲刷，形成自然冲沟，南部较陡，北部为冲积平原，坡度较缓，上游河道宽，向下游断面逐渐缩小，有些地方河道几乎没有河形。

土河发源于唐冶街道围子山，流经唐冶、郭店、董家、临港4个镇办、16个村，穿过经十东路、胶济铁路、102省道、济青高速后，在临港街道办鸭旺口村西入小清河，全长23km，流域面积38.5km2，变电站断面以上流域面积20km2。由于多年山洪冲刷，形成较大的自然冲沟，上游河道宽且深，向下游断面逐渐缩小。

项目流域地处华北中纬度地带，暖温带半湿润大陆性季风气候，属半干旱、半湿润地区。年内四季分明，雨热同期：春季多西南风，空气干燥，蒸发量大，光照充足，温度回升快；夏季受太平洋暖湿气流及西北高空槽控制影响，台风、热带风暴及寒温气旋常波及该地区形成洪涝灾害；秋季温度、湿度适宜，天高气爽，阳光灿烂；冬季气候寒冷，光照时数少，季风多东北风。年平均气温13.4℃，多年平均降水量665mm，多年平均陆面蒸发量550mm，降水量年内分配不均匀，汛期（6～9月）多年平均降水量499.5mm，约占全年的75%。

2 变电站站址水文分析

2.1 水文资料

变电站附近流域有王家庄、群井2处雨量站，各站的观测雨量系列长度均在40年以上，其资料作为设计洪水计算的依据。

2.2 设计洪水计算

2.2.1 设计洪水计算方法与流域特征

由于站址断面处无实测水文资料，变电站断面设计洪水采用由设计暴雨推算设计洪水的方法，根据流域情况，将站址断面以上流域分成土河流域和杨家河流域2个计算分区。

2.2.2 设计面雨量

1）实测面雨量法。根据流域附近的王家庄、群井2处雨量站的实测暴雨资料计算流域面雨量，在计算流域面雨量时采用算术平均值。根据流域暴雨洪水特性的分析，流域洪水过程一般为1～3d，故设计雨期选用3d。设计雨型采用同频率内包，即3d内包24h的设计雨型。

利用“山东省国家水文数据库系统”进行资料系列统计选样，采用定时段年最大值独立选样法统计流域上各站历年最大24h、最大3d雨量连续系列资

料。以群井、王家庄2站的资料统计断面以上历年年最大24h、最大3d面雨量系列，对面雨量进行从大到小排序，在n项连续最大降雨量系列中，按大小排序的第m项最大降雨量的经验频率Pm采用数学期望公式进行计算。

采用频率适线法进行设计面雨量分析，按矩法公式初估频率曲线的统计参数均值X、变差系数Cv，取偏态系数Cs=3.5Cv，采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线适线，以理论频率曲线与经验点据拟合较好为原则，并重点考虑频率曲线中上部的点据拟合情况。经适线后，得年最大24h、最大3d面雨量系列均值和Cv值，计算求得变电站以上流域100年一遇最大24h设计面雨量为240.7mm、最大3d设计面雨量为265.0mm。

2）暴雨参数等直线法。采用暴雨参数等直线法，从“山东省多年平均年最大24h降水量等值线”和“山东省年最大24h降水量变差系数Cv等值线”图中，查得计算流域年平均最大24h降水量和变差系数Cv，由皮尔逊Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表（Cs= 3.5Cv）查得Kp，计算出P=1%时设计暴雨。

2.2.3 产流计算

该项目的产流计算采用降雨径流相关法，降雨径流关系线分山丘区和平原区2种情况，山丘区采用山东省水利勘测设计院1975年分析的小清河流域山丘区降雨径流关系线，设计前期影响雨量Pa取40mm，平原区采用《山东省水文图集》中泰沂山北区的平原地区8号降雨径流关系线，设计前期影响雨量Pa取40mm。（第二天和第三天的Pa应按雨量进行计算）。

2.2.4 汇流计算

1）单位线。汇流计算采用综合瞬时单位线，单位线参数M1根据《山东省水文图集》经地区综合的公式计算。计算结果详见表1。

2）设计洪水过程线的推求。根据以上计算的设计时段净雨及单位线，进行汇流计算，加基流（基流按流域面积，每100km2加1m3/s的比例计算）后，即求得设计洪水过程。土河、杨家河变电站以上流域100年一遇设计洪峰流量分别为155m3/s、265m3/s。

表1 各流域时段单位线表m3/s

2.3 站址断面100年一遇设计洪水位

根据变电站位置确定站址所在的河道横断面，对站址所在断面进行河道横断面测量，采用曼宁公式计算站址断面的100年一遇设计洪峰流量的相应水位。其中：杨家河为70.78m，土河为59.15m。

3 设计水文条件

3.1 土河、杨家河洪水对站址的影响

杨家河站址断面处设计成果为：100年一遇洪峰流量为265m3/s，相应水位为70.78m，河堤高程为72m；土河站址断面处设计成果为：100年一遇洪峰流量为155m3/s，相应水位为59.15m，河堤高程为60m；变电站地面高程为62m，杨家河、土河洪水不会对站址造成影响。

3.2 当地内涝洪水对站址的影响

经实地调查，站址所在区域在大雨时无积水现象，当地内涝洪水对站址无影响。

4 结 语

拟建的春暄110kV输变电工程附近有杨家河和土河，经上述分析，该输变电工程站址处不受杨家河和土河100年一遇洪水的威胁；站址所在区域在大雨时无积水现象，当地内涝洪水对站址无影响，但建议地基加高0.5～1.0m。另调查知站址周围近期也没有兴建水利工程的规划。

（责任编辑赵其芬）

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1009-6159（2013）-07-0048-02

2013-06-06

聂圣菊（1974—），女，助理工程师