基于旺村水电站的水光互补项目防洪评价分析

罗思聪

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

0 引言

随着清洁能源的发展和应用，水光互补项目作为一种新型的能源利用方式逐渐受到关注[1]。然而，在项目实施过程中，洪水对项目的影响是一个重要的考虑因素。因此，本文以旺村水电站为背景，通过对河道基本情况、洪水影响评价范围和涉河项目建设原则的介绍，以及防洪影响计算和分析评价，旨在为水光互补项目的防洪措施提供科学合理的指导和参考。

1 工程概况

旺村水电站是一座综合水利枢纽工程，以发电为主，兼具航运等综合功能。工程位于18261km2的控制集雨面积坝址上，拥有0.994 亿m3的库容。水电站等别为Ⅱ等，规模为大（2）型，装机容量为3×20MW。主要建筑物包括左岸重力坝、溢流坝、发电厂房等。

旺村光伏项目利用水电站周边闲置土地建设光伏电站，占地155 亩，装机容量为10MWp。项目采用双面双玻半片高效组件，共有18520 块540Wp 的光伏组件。项目采用分块发电集中并网方案，将系统分成5 个2.0MWp 的光伏发电方阵。主要设备包括高效光伏组件、组串式逆变器等。

光伏项目位于旺村水电站左右两岸一级台阶上，右岸上游用地35 亩，右岸下游用地75 亩，左岸用地45 亩。防洪水位按30年一遇洪水设计为27.80m。项目建设范围属于河道管理范围，需进行防洪影响评价。

2 河道的基本情况

2.1 河道自然条件

桂江，珠江流域西江水系的第三大支流，发源于广西兴安县猫儿山，总长约438 公里。流域总面积18729 平方公里，其中广西占18119 平方公里，湖南占610 平方公里。海拔300m 以上山区占52%，岩溶地区占48%。旺村水电站位于桂江上游，控制集雨面积18261 平方公里，占流域面积的97.5%。

桂江流域气候温和、雨量充沛，多年平均降雨量1371.5mm，蒸发量1363.5mm。多年平均气温21.1℃，极端最高气温39.7℃，极端最低气温-3℃。多年平均相对湿度79%，多年平均风速1.4m/s。这些自然条件对旺村水电站水光互补项目的防洪评价分析具有重要意义。

2.2 河道治理现状

旺村光伏项目位于梧州市旺村水电站大坝两侧，河段分布着2 个乡镇、1 个社区和6 个行政村。河岸稳定性较差，蓄水前已进行防护。上游830m 处有安邻工业取水口，距离项目180m。下游防洪设施包括2.54 公里防洪堤、平簪沟口防洪排涝闸以及左岸3.56 公里防护标准为5年一遇洪水的防洪土堤。项目需考虑这些防洪设施及标准对光伏电站的影响。

3 洪水影响评价范围与涉河项目建设原则

3.1 洪水影响评价范围

旺村水电站的水光互补项目洪水影响评价范围主要包括项目所在地的上下游河段，以及可能受工程项目影响的相关区域。评价范围纵向延伸自坝址上游至下游约10公里，横向范围涵盖左右岸沿岸附近区域。评价目标为分析项目对周边洪水情势的影响，确保工程建设和运行过程中的防洪安全。此外，还需评估项目对下游河道整治、农田灌溉、生态环境等方面的影响，以保障区域水资源的合理利用和可持续发展。总体而言，洪水影响评价范围综合考虑了工程周边的自然、社会和经济因素，以确保项目实施过程中的防洪安全及环境影响最小化。

3.2 涉河项目建设原则

旺村水电站水光互补项目建设充分考虑防洪因素，遵循国家和地方的防洪标准及法规要求，以科学基础资料为依据进行项目规划，优化布局降低洪水影响。项目充分发挥水资源优势，实现水光互补，提高水资源利用效率，并在建设过程中注重生态环境保护，合理规划用地，尽量减少对耕地的占用。同时，项目注重投资效益，促进地方经济发展，并保障与周边环境、设施的协调，实现合理配套。在规划、设计和实施过程中充分听取公众意见，确保项目的可行性和合理性。综合而言，旺村水电站水光互补项目建设将确保防洪安全、生态环境保护和社会经济效益，并充分遵循相关原则。

4 防洪影响计算

4.1 上游壅水计算

建成后，旺村光伏项目的建筑物占用了部分水电站的库容，导致水电站的总库容减小。水电站设计的500年一遇校核洪水位为31.26m，而旺村光伏项目占用的库容水位都在21.0m 以上。因此，需要对光伏项目占用的21.0-32.0m 水位范围内的库容进行评价。根据1/10000 地形图重新核算旺村水电站水库的库容，发现旺村光伏项目占用了水电站总库容的0.031%，如表1 所示。

表1 旺村光伏项目占用水库库容统计

根据以上信息，可以进一步进行上游壅水计算，以评估旺村水电站光伏项目对防洪能力的影响。

4.2 下游壅水计算

依据《广西梧州市城市防洪规划报告》，项目所在地的防洪标准为20年一遇洪水。项目下游26.92m 高程以下最不利断面过水面积减小约349.03m2，减少比例约3.5%，如图1 所示。

图1 项目建设前后河道最不利过洪断面对比图

根据对旺村水电站坝址下游水位流量关系的分析，发现在相同流量情况下，下游水位主要受西江洪水顶托的影响，随着顶托水位的升高而升高。与此相比，过洪断面的减少对下游水位的影响较小。尽管旺村光伏项目建成后最不利的过洪断面面积将减少约3.5%，但考虑到过洪断面并非决定性因素，光伏项目对于下游30年一遇洪水的水位影响较小。

4.3 光伏阵列冲刷计算

在30年一遇洪水发生时，光伏项目存在预制管桩基础冲刷破坏的风险，需评估河道冲刷深度。光伏组件的桩长为5-11m，入土深度为2.5-4m。选取水电站上下游典型断面作为计算依据，以确保光伏组件桩基础的安全性，根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）规定，光伏陈列在设计标准的洪水冲刷下不会受到破坏。断面1 和断面2的冲刷深度分别为1.08m 和1.16m（详见表2），光伏陈列的最小埋深为2.5m，满足河槽的冲刷要求。

表2 典型断面冲刷计算成果

4.4 河道演变分析

河道演变分析需要考虑河道的演变趋势、洪水对河道的冲刷影响以及光伏项目在洪水条件下的安全性[2]。该分析应包括对河道内部流态的变化、河床和岸坡的稳定性以及可能导致的地质灾害等内容。此外，还需评估洪水对预制管桩基础的冲刷风险，特别是在30年一遇洪水发生时的情况下，光伏组件桩基础的安全性。综合考虑水电站的洪水调度方案、河道治理工程以及光伏项目的设计标准，以确保水光互补项目在洪水条件下的安全性和稳定性。

5 防洪影响分析评价

针对旺村水电站水光互补项目，重点评估其对防洪工作的影响。首先，需要分析项目建设与相关规划的一致性，确保其不会影响当地防洪规划和布局。其次，对防洪标准进行严格评估，以确保项目符合国家防洪标准，能够有效抵御可能发生的洪水威胁。同时，还需评估项目对河道行洪和河势稳定的影响，确保不会引起河道水流调整、河势变动等问题。另外，对现有水利工程和设施的影响进行评估，以确保项目建设不会对周边水利设施产生负面影响。最后，项目建设对防汛抢险和第三方合法水事权益的影响也应得到充分评估，确保项目不会影响防洪抢险工作和其他相关利益方的合法权益。

6 防治对策

6.1 建设项目影响防治对策

为有效应对水光互补项目可能带来的防洪影响，需采取一系列防治措施。应加强与相关规划的衔接，确保项目建设与当地防洪规划一致，并根据实际情况对规划进行必要调整[3]。其次，需严格按照国家防洪标准进行设计和建设，包括提高堤防标准、设置洪水过流区等，以增强抵御洪水的能力。同时，应制定河道行洪管理方案，合理调整水流，减少对下游地区的不利影响。此外，需要加强现有水利工程和设施的巡查和维护，确保其正常运行，及时发现并解决潜在安全隐患。还应建立健全的防汛抢险体系，完善抢险设备和通道，提高防灾减灾的能力。最后，对可能受到影响的第三方合法水事权益方，应进行充分沟通，协商解决相关影响，并采取补偿和保护措施，确保其合法权益不受损害。

6.2 洪水对建设项目影响防治对策

针对洪水对水光互补项目的可能影响，需采取一系列防治措施来减轻其影响。首先，需要加强洪水监测和预警系统，及时获取洪水信息，并进行准确预测和预报，以便及时采取相应的防范措施[4]。其次，应加强项目区域内的防洪设施建设，包括提高堤防的抗洪能力、加固排涝设施等，以保护项目区域的安全。同时，还应考虑设置洪水过流区，引导洪水流向，降低对建设项目的冲击力。此外，需加强现有水利工程的巡查和维护，确保其正常运行，避免洪水造成的灾害加剧。还应建立健全的抢险体系和紧急救援预案，提高应急响应能力，最大限度减少洪水灾害带来的损失。最后，与周边地区的合法水事权益方进行充分沟通，协商解决可能引起的利益纠纷，确保项目建设与周边利益方的共赢。

7 结语

水光互补项目在旺村水电站的建设中，洪水防治是一个重要的考量因素。通过综合评价分析，可以采取一系列科学有效的防治措施，如加强规划衔接、提高设计标准、完善河道管理、健全防汛抢险体系等，来减轻洪水对项目的影响。同时，与周边利益方充分沟通，协商解决可能的利益冲突，确保项目的顺利实施。通过综合防洪措施的落实，旺村水电站水光互补项目能够在保障洪水安全的前提下，为可持续发展作出贡献，实现环境与经济的双赢。