济南市长清110kV青杨变电站水文计算分析

丁素媛　杜雪梅　聂圣菊

(济南市水文局，山东 济南　250014)



济南市长清110kV青杨变电站水文计算分析

丁素媛杜雪梅聂圣菊

(济南市水文局，山东 济南250014)

本文通过研究北大沙河洪水对青杨变电站项目站址的影响，分析了站址处50年一遇和100年一遇的洪水水位、历史最高内涝水位及水利规划情况，为变电站建设提供了科学依据。

变电站；水文分析；设计洪水

随着张夏、万德开发建设项目的逐步竣工投产，用电需求与日俱增，两座35kV变电站均以110kV崮山变电站出线，该变电站始建于1994年，站内设备趋于老化，难以保证供电可靠性，因此，为满足张夏及万德镇供电安全可靠和不断增长的用电需求，拟建设一座110kV青杨变电站。

1　变电站概况

110kV青杨变电站占用地面积3318m2，位于长清区东部的张夏镇东北方，青南村附近，104国道东侧，西侧距北大沙河约300m，属于北大沙河流域，站址在北大沙河崮云湖以上，主要受北大沙河洪水威胁。北大沙河崮云湖以上河段防洪标准为50年一遇，崮云湖以下河段防洪标准为100年一遇。

站址处地势为两山中的河谷台地，东部、西部是植被较好的山丘区，高程一般在100～500m，站址在北大沙河东岸，此段的北大沙河走势为南高北低，落差不大，较平缓。站址以上流域面积186km2，流域内建有小(1)型水库6座、小(2)型水库14座，无中型水库。

2　变电站站址水文分析

2.1水文资料

北大沙河变电站站址上游流域设有官马场、万德、界首、石胡同4处雨量站，各站有长系列降水量资料。实测降水量资料系列为1966—2011年，共45年。实测降水量资料系列长，丰枯交替出现，含有较大暴雨资料，代表性好。

2.2设计洪水计算

2.2.1设计洪水计算方法

各站观测均执行《水文观测规范》，其观测成果精度高、可靠性强。项目站址断面设计洪水计算采用由实测雨量资料推算设计洪水的方法，并与最新规划的设计洪水成果比较，综合分析确定。由于流域内没有中型水库，小型水库调蓄能力较小，在计算中不考虑小型水库的影响。

2.2.2设计面雨量

根据站址以上流域暴雨洪水特性及实测资料分析，并从河道防洪安全角度考虑，站址以上流域设计雨期确定为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3d、最大24h雨量系列资料。

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，计算求得设计频率的面雨量，见表1。

表1　站址以上流域设计面雨量成果

2.2.3产流计算

产流计算采用降雨径流(P+Pa-R)关系图法。降雨径流关系线分山丘区和平原区两种情况，山丘区采用山东省泰沂山北张店以西地区P+Pa-R关系8号线，设计前期影响雨量Pa取40mm，平原区采用山东省泰沂山北张店以西地区P+Pa-R关系14号线，设计前期影响雨量Pa取50mm(第二天和第三天的Pa应按雨量进行计算)。

分别查山丘区和平原区降雨径流关系线，求得净雨R山[由山丘区降雨径流关系查得的净雨深(mm)]和R平[由平原区降雨径流关系查得的净雨深(mm)]，再按山丘平原混合区公式求出R混[山丘平原混合区的净雨深(mm)]。

设计雨型选用《山东省水文图集》中的泰沂山北区设计雨型，时段长为2h。按设计雨型，将每日净雨进行时程分配。站址以上流域设计净雨量成果见表2。

表2　站址以上流域设计净雨时程分配(时段为2h)

续表

2.2.4汇流计算

a.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。从“山东省山丘地区、山丘平原混合区瞬时单位线参数M1与2.0h单位线关系表”中查2h单位线(时段净雨10mm，流域面积100km2)。

b.设计洪水过程线的推求。根据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，求得设计50年一遇洪峰流量为846m3/s，设计100年一遇洪峰流量为988m3/s。站址以上流域设计洪水过程成果见表3。

表3　站址以上流域设计洪水过程成果　单位:m3/s

续表

2.3站址断面设计洪峰流量相应水位

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五等水准测量，测定站址所在大断面形状、相应高程。采用曼宁公式计算站址断面100年一遇设计洪峰流量相应水位。计算得出站址断面100年一遇设计洪峰流量相应水位为99.8m， 50年一遇设计洪峰流量相应水位为99.4m。

3　设计水文条件

3.1北大沙河洪水对站址处的影响

北大沙河站址断面处设计成果为：50年一遇洪峰流量为846m3/s，相应水位为99.4m；100年一遇洪峰流量为988m3/s，相应水位为99.8m。均低于项目站址处地面高程103.5m，北大沙河洪水不会对站址处造成影响。

3.2当地历史洪水、内涝洪水对站址的影响

济南市近百年来发生过的洪水均对济南市南部山区的影响不大，站址附近也没有受过洪灾的威胁。站址处地势较高，比北面的青南村高1m左右，地面产生径流后向北流，且站址周围全是农田，雨水下渗率高，不易形成积水。

3.3站址周围水利规划情况

从济南市水利局了解到，站址周围近期没有兴建水利工程的规划。

4　结　语

拟建的长清110kV青杨输变电工程附近有北大沙河，经上述分析，该输变电工程不会受北大沙河50年一遇、100年一遇洪水的威胁；站址所在区域在大雨时无积水现象。

[1]SL 44—2006水利水电工程设计洪水计算规范[S].北京：中国水利水电出版社，2006.

[2]SL 58—93水文普通测量规范[S].北京：中国水利水电出版社，1993.

[3]山东省水利工程三查三定资料汇编[Z].济南：山东省水利厅，1985.

[4]山东省水文图集[Z].济南：山东省水文总站，1987.

Analysis on hydrologic calculation in Ji’nan Changqing 110kV Qingyang Substation

DING Suyuan, DU Xuemei, NIE Shengju

(Ji’nanHydrologyBureau,Ji’nan250014,China)

In the paper, the influence of Beidasha River flood on project station site of Qingyang Substation is studied. The flood water level of 50-year return period and 100-year return period, the highest waterlogging water level in the history and water conservancy planning situation in the station site are analyzed. Scientific basis is provided for the construction of substation.

substation; hydrologic analysis; design flood

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.015

TV122

B

1673-8241(2016)04- 0058- 03