某輸電線路跨越沁河防洪影響評價

□朱智偉□李文亮 □趙秀鳳

（1河南省水利勘測設計研究有限公司；2河南水利與環境職業學院）

0 引言

為適應國民經濟快速發展的需要，我國建設了跨區域、大容量、遠距離、低損耗的國家級特高壓骨干電網，此舉將進一步加快“西電東送”的建設進度，實現更大范圍內電力資源優化配置。某特高壓輸電線路跨越黃河重要支流沁河，根據相關法律法規要求，為了保證河道的行洪安全，保護堤防安全，保持河勢穩定，同時保證在河道行洪時輸電線路工程的安全，需對其進行防洪影響評價。

防洪評價的主要工作內容有：分析計算線路跨越工程100a一遇洪峰流量、100a一遇設計洪水位；計算線路跨越工程建設產生的壅水及對河床沖刷；分析論證線路跨越工程建設對堤防安全和河道行洪的影響；分析論證線路跨越工程施工對防洪影響等。

1 工程概況

某特高壓輸電線路跨越沁河，兩岸大堤以內共設置兩個塔基，分別為QN2和QN3，QN1和QN4位于左岸和右岸大堤外，距大堤距離超過200m，如圖1（圖中單位為m）；塔基采用承臺樁基礎型式。線路跨越沁河工程設計防洪標準為100a一遇。

圖1 塔墩布置示意圖

2 防洪影響評價相關計算

2.1 工程跨越處設計洪水推求

根據《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL44-93）規定，在調查考證期Na中有特大洪水a個，其中有l個發生在n項連序系列內，這類不連序洪水系列中各項洪水的經驗頻率可采用下列數學期望公式計算。

a個特大洪水的經驗頻率為：

計算根據跨越斷面下游約33km處水文站的流量觀測資料，按照《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL44-93）的要求，計算跨越斷面的設計洪水。設計洪水采用系列為1950-1996年，共47a。對于歷史調查洪水，根據有關資料分析，采用的有：1895年洪峰流量7020 m3/s，1943年洪峰流量5060 m3/s。系列中分別選取1982年（洪峰流量4130 m3/s）和1954年（洪峰流量3050 m3/s）兩年作為特大值處理。

頻率曲線的線型采用皮爾遜Ⅲ型，其統計參數采用均值X、變差系數Cv和偏態系數Cs表示。計算對統計參數的確定，采用經驗適線法，即首先采用矩法計算出頻率曲線的均值X、變差系數Cv，根據沁河所在地區的水文特性和歷次沁河洪水頻率計算成果，偏態系數Cs取3倍于變差系數Cv；然后根據經驗判斷調整參數，選定一條與經驗點據擬合良好的頻率曲線。

根據分析計算結果水文站處100 a一遇洪峰流量采用7000 m3/s，即高壓線路跨越工程設計洪峰流量選取為7000 m3/s。

2.2 工程跨越處設計洪水位推求

根據跨越斷面實測資料，利用曼寧公式，采用形態斷面法推算線路跨越工程100 a一遇洪水和設防流量時水位。

式中：V—斷面平均流速（m/s）；Q—流量（m3/s）；J—水面比降；R—水力半徑（m）；n—河道糙率；ω—斷面總過水面積（m2）。

根據黃河下游河道排洪能力分析的經驗，水文站測驗比降受洪峰影響大，往往存在較大的附加比降，因而在計算時多采用較長河段的比降，根據以往經驗跨越河段水面比降取6.20。計算主河槽糙率值取為0.03，灘地糙率取為0.05。

由曼寧公式，求得跨越斷面處100 a一遇洪峰流量7000 m3/s時對應的水位為120.39 m。

2.3 塔基處壅水高度和壅水影響范圍計算

輸電線路跨河修建墩臺引起的壅水、沖刷等計算還沒有相應的規范。由于線路跨越的墩臺與橋梁的橋墩類似，因此，由塔基修建而產生的壅水和沖刷等暫參照橋的規范進行計算，計算中各參數含義中的橋在此指的是跨越線路。按《公路橋位勘測設計規范》（JTJ062－91）壅水公式進行計算：

計算表明，高壓線路塔基對應100a一遇洪水時最大壅水高度為0.07 m。壅水曲線的長度可按下列近似公式估算：

該河段J0=6.20‰，可求出塔基對應100 a一遇洪水時壅水影響范圍為232 m。

2.4 工程交叉斷面沖刷計算

根據《公路工程水文勘測設計規范》（JTGC30-2002），采用如下幾個非粘性土河床的橋下一般沖刷公式計算河槽和河灘的一般沖刷深度。

河槽段一般沖刷采用64-2簡化公式計算：

將各參數值代入上式，計算得100a一遇洪水時一般沖刷后最大水深為9.52m。

河灘段部分一般沖刷深度采用以下公式計算：

將各參數值代入上式，計算得100 a一遇洪水時，跨越處河灘一般沖刷后最大水深為7.52 m。

高壓線塔基的局部沖刷計算，采用《公路工程水文勘測設計規范》（JTGC30－2002）中非粘性土河床的橋墩局部沖刷用16公式計算：

將有關數據代入式進行計算，可得100 a一遇洪水時，跨越處河槽塔基局部沖刷深度為4.79 m，灘地塔基局部沖刷深度為1.22 m。

2.5 工程處跨越導線弧垂最低點高程

2.5.1 按設計流量水位加安全超高

根據100a一遇洪水水位120.39 m和安全超過6.5 m，可得跨越主槽導線弧垂最低點高程為126.89 m。

2.5.2 根據國家經貿委對輸電線路跨越河流的距離規定

沁河不通航，對不通航河流，導線弧垂最低點至100 a一遇

一是線路跨越堤頂時，最低懸高是按50a堤頂高程加10 m樹高和安全超高進行計算的，這對跨越堤頂樹木高度是不夠的，為了不因堤頂樹木增加塔的高度，建設方應與當地河務部門協商，將輸電線跨越影響范圍內的樹木，改為生長高度≤10 m的景觀樹。二是灘面施工道路高程不能高出灘面0.50 m，也不得在灘面堆積大量施工物料，阻礙行洪；凡拆除的鋼管、混凝土柱樁、混凝土吊車平臺的拆除高程必須滿足防洪的要求。

[1]徐新華.防洪評價報告編制導則制定研究.河海大學,2006.

[2]周毅,桂紅華,童輝.高壓輸電線路跨越河流對防洪的影響評價.人民長江,2009,05:16-18+65+114.洪水位的最小垂直距離為6.50 m，在冬季時至冰面的距離為10.50 m。因為該河段冬天水位非常低（100 a一遇洪水位與冬天冰面差值＞4 m），控制因素是100 a一遇洪水位，由此可得，跨越主槽弧垂最低點高程為126.89 m。經比較確定，輸電線跨越主槽弧垂最低點高程應為126.89 m。

2.5.3 跨越灘區導線弧垂最低點高程

按有關規定，輸電線跨越灘區的弧垂最低點高程等于灘區實際地面高程加未來50 a淤積再加10.50 m安全超高?？缭綌嗝鏋┑仄骄叱碳s為118 m，50 a后淤積暫不考慮，由此可得跨越灘區弧垂最低點高程為128.50 m。

2.5.4 跨越堤頂導線弧垂最低點高程

輸電線跨越堤頂的弧垂最低點高程等于堤頂高程加上50 a淤積高度加樹高再加12 m安全超高，2005年實測跨越斷面左岸堤頂高程為123.58 m，右岸堤頂高程121.86 m，50 a后淤積暫

不考慮，由此可得跨越堤頂弧垂最低點高程（左岸）為145.58 m；跨越堤頂弧垂最低點高程（右岸）為143.86 m。

3 防洪影響綜合評價

3.1 建設項目對河道行洪安全影響分析

根據分析計算，工程修建后，壓縮了河道的過流斷面，改變了跨越斷面的斷面形態和該河段天然河道的水流結構，一方面設計流量下最大壅水高度為0.07 m，壅水范圍將達232 m，使上游河道滯洪時間，大堤受洪水浸泡時間加長，增大了堤防出險的危險性，對河道行洪安全產生一定影響。

3.2 建設項目對堤防及整治工程影響分析

該項目為輸電線路空中跨越大堤和河道工程，塔基位置是按照“黃河下游跨河越堤管線管理辦法”的有關規定進行布置，如堤外第一個塔墩距堤腳200 m以外，因此對堤防工程不會造成直接的交叉影響。

3.3 對交通、防汛搶險的影響

由于建設項目是空中架線，架線高度充分考慮了對地面的放電影響，灘區塔基的布設也盡量避開已有道路，因此，建設項目對灘區交通、防汛搶險交通方面不會造成大的影響。

3.4 對環境的影響分析

工程完工后，對河道水環境及周邊環境不會造成不利的影響。但施工期，由于施工道路的修建、鉆機廢棄的油污及施工留下的其他各種廢棄物等，將對線路跨越斷面附近的環境產生一定的影響。同時施工棄渣、施工單位生產、生活廢水排放對沁河水質會有一定的影響。

4 對于影響的防治與補救措施