光伏電站建設(shè)項目對水庫淹沒范圍影響分析

崔玉乙

（瓦房店市水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 瓦房店 116300）

光伏電站建設(shè)項目對水庫淹沒范圍影響分析

崔玉乙

（瓦房店市水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 瓦房店 116300）

通過對七方地水庫進(jìn)行水文計算和調(diào)洪分析計算，結(jié)合光伏電站建設(shè)項目對水庫調(diào)洪、安全泄洪、上下游河勢變化和水庫淹沒范圍的影響分析，結(jié)果表明光伏電站建設(shè)項目對水庫行洪安全影響較小，同時也為相關(guān)工程設(shè)計提供參考。

光伏電站；調(diào)洪；淹沒；影響

1 概述

七方地水庫于1972年5月開工興建，1975年5月竣工蓄水，原設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)100年一遇。當(dāng)時為小（2）型水庫，溢洪道設(shè)4孔閘門，每孔凈寬4m；1976年水庫擴(kuò)建，原溢洪道擴(kuò)建至5孔，每孔凈寬4m，擴(kuò)建后為小（1）型水庫，以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)魚等效益。

七方地水庫本流域設(shè)計灌溉面積133.33hm2，保護(hù)下游耕地166.67hm2，人口8500人。水庫蓄水主要由大清溝水庫引水。設(shè)計年引水250萬m3，增加灌溉面積166.67萬hm2。現(xiàn)狀水庫樞紐由大壩（包括主壩、東、西副壩）、溢洪道、輸水洞組成。

2 水庫現(xiàn)狀

七方地水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高5.6m，主壩壩長695m，河底高程47.0m，壩頂高程52.60m，主壩壩頂寬5.0m；西副壩壩長150m，高3m，壩頂寬5m，東副壩長1140m，最大壩高4.5m，壩頂寬3m。經(jīng)現(xiàn)場查驗，上游均無護(hù)坡，下游為天然草皮護(hù)坡，無排水棱體。

溢洪道位于主壩左壩肩，由進(jìn)口漸變段、閘室控制段、出口漸變段、陡槽段、消能段組成。①進(jìn)口漸變段：進(jìn)口段長5m，梯型過水?dāng)嗝妫讓捰?5.7m漸變至23.2m；②閘室控制段：長8m，開敞式平頂寬頂堰，堰頂高程49.5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；③出口漸變段：長50.0m，梯型斷面過水段面，寬由23.2m漸變至10.0m，比降為1∶16；④陡槽段：陡槽段長50m，共8節(jié)，每6m設(shè)置一伸縮縫，矩型過水?dāng)嗝妫辶菏秸w鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；⑤消能段：消能段長2m，為挑流式消能，基礎(chǔ)為雙排井柱共6根，整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

七方地水庫設(shè)有兩座輸水洞，一座位于主壩左壩肩，（左側(cè)輸水洞）溢洪道左側(cè)100.0m。由進(jìn)口段、閘室段、洞體段、出口漸變段、陡槽段和石籠護(hù)底段組成，全長50.0m。另一座位于主壩東側(cè)，由引渠段、洞身段、閘閥井和出口段組成，全長93.6m。

3 水庫調(diào)洪分析

3.1 水位～泄量關(guān)系曲線計算

水位～泄量關(guān)系曲線計算采用式（1）。

式中 m為寬頂堰流量系數(shù)，由SL253—2000《溢洪道設(shè)計規(guī)范》得m=0.385；Ho為計入行進(jìn)流速的堰上總水頭（m）；B為溢洪道總凈寬（m），B=20m；ε為側(cè)收縮系數(shù)，與堰型、邊壁的形式、淹沒程度、作用水頭、孔寬及孔數(shù)有關(guān)，取0.95。溢洪道泄量計算成果如表1。

表1 溢洪道泄量計算成果

3.2 水庫洪水調(diào)節(jié)計算

七方地水庫原汛限水位49.50m （堰頂高程），本次除險加固設(shè)計溢洪道堰頂高程無變化，為此，調(diào)洪計算仍以原防洪限制水位49.50m作為起調(diào)水位。采用半圖解法計算，如式（2）。

式中 Q1，Q2為時段初和時段末的入庫流量（m3/s）；q1，q2為時段初和時段末的出庫流量（m3/s）；V1，V2為時段初和時段末的水庫蓄水量 （萬m3）；Δt為時段，Δt=0.5h=0.18萬s。

3.3 調(diào)洪成果

經(jīng)計算，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)P=10%時，設(shè)計洪水位50.506m，溢洪道最大泄量32.9m3/s；校核標(biāo)準(zhǔn)P=2%，校核洪水位51.377m，溢洪道最大泄量83.5m3/s。如表2。

表2 調(diào)洪成果匯總

4 建設(shè)項目影響調(diào)洪成果分析

根據(jù)光伏電站工程設(shè)計方案，本工程擠占水庫庫容部分均為光伏陣列樁基礎(chǔ)，共布設(shè)直徑300mm管樁基礎(chǔ)1.8975萬根，為影響水庫調(diào)洪庫容的主要因素。工程完工后，由于水庫庫容發(fā)生變化，故調(diào)洪輔助曲線表相應(yīng)變化，如表3。

表3 調(diào)洪輔助曲線

由于工程只改變了水庫庫容，不影響水庫設(shè)計、校核標(biāo)準(zhǔn)下的洪水過程線和水庫水位～流量曲線，故按照工程影響調(diào)整后的水庫調(diào)洪輔助曲線重新計算水庫設(shè)計、校核標(biāo)準(zhǔn)下的調(diào)洪過程。由工程影響調(diào)洪驗算分析成果可知，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)P=10%時，設(shè)計洪水位50.63m，溢洪道最大泄量33.6m3/s；校核標(biāo)準(zhǔn)P=2%，校核洪水位51.39m，溢洪道最大泄量84.5m3/s。如表4。

表4 調(diào)洪成果匯總（考慮工程影響）

對比表2和表4可知，在10年一遇設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)下，水庫調(diào)洪庫容減少0.41萬m3，溢洪道最大下泄流量增加6.1m3/s，最大水位增加0.005m；在50年一遇校核計洪水標(biāo)準(zhǔn)下，水庫調(diào)洪庫容增加0.93萬m3，溢洪道最大下泄流量增加1.0m3/s，最大水位增加0.013m。

4.1 建設(shè)項目對上、下游河道水位影響分析

本工程對水庫上游河道的壅水范圍采用壅水曲線長度計算公式進(jìn)行計算。壅水曲線全長計算如式（3）。式中 L為壅水曲線的全長（m）；ΔZ為庫區(qū)最大壅水高度（m），取0.013m；i為入庫洪水比降，以小數(shù)計，取0.001。

由式（3）進(jìn)行計算，水庫對上游河段的壅水影響范圍為26m，回水影響高度0～0.013m，由于水庫上游河道在此范圍內(nèi)無防洪保護(hù)對象，故可認(rèn)為此壅水對上游河道的水位及回水長度影響很小。

4.2 建設(shè)項目對庫區(qū)淹沒范圍影響分析

在原校核水位51.377m下，水庫最大淹沒面積100.39萬m2，在工程影響壅高水位51.39m下，水庫水庫最大淹沒面積100.86萬m2，增加淹沒范圍0.47萬m2。由于新增淹沒范圍內(nèi)均為林地、耕地等（仍屬于水庫管理范圍），無重點防洪保護(hù)對象，且淹沒歷時較短，故可認(rèn)為水庫水位壅高對此范圍的淹沒影響很小。

5 結(jié)語

光伏電站項目中光伏陣列、匯流箱、逆變器、箱變等建設(shè)內(nèi)容均采用樁基礎(chǔ)布置在水庫淹沒范圍以內(nèi)。由于工程擠占防洪庫容，故電站工程建設(shè)對水庫調(diào)洪過程產(chǎn)生一定影響，在10年一遇設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)下，水庫調(diào)洪庫容減少0.41萬m3，溢洪道最大下泄流量增加0.7m3/s，最大水位增加0.005m；在50年一遇校核計洪水標(biāo)準(zhǔn)下，水庫調(diào)洪庫容增加0.93萬m3，溢洪道最大下泄流量增加1.0m3/s，最大水位增加0.013m。根據(jù)復(fù)核計算成果可知，工程建設(shè)對水庫調(diào)洪變化的影響很小，對水庫規(guī)劃設(shè)計的除險加固工程不會產(chǎn)生不利影響。

［1］董霞，李學(xué)輝.沙里寨水庫的庫區(qū)淹沒范圍的確定［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2011（12）.

［2］賴錫軍，姜加虎，黃群，等.基于水平集的淹沒范圍數(shù)據(jù)變分同化方法［J］.應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報，2013（6）.

［3］徐銳，吳恒友，鄧敏，等.基于GIS的水庫淹沒區(qū)圖斑面積量算方法研究［J］.地礦測繪，2011（1）.

［4］江智健.芻議水庫淹沒補(bǔ)償［J］.水電站設(shè)計，2015（1）.

［5］董霞，宋蔭富.遼寧省觀音閣水庫輸水工程規(guī)模確定［J］.吉林水利，2011（8）.

（責(zé)任編輯：尹健婷）

Analysis of the influence of photovoltaic power station construction project on the submerging range of reservoir

CUI Yu-yi
（Wafangdian City Reservoir Anaphase Support Office after Resettlement， Wafangdian 116300， China）

Through the hydrological calculation and flood regulation analysis of Qifangdi Reservoir， combined with the influence analysis of photovoltaic power plant construction project on the flood regulation， discharge safety， river regime evolution in the upstream and downstream and submerging range.The result shows that the project has relatively little influence on the reservoir flood safety，this paper also provides a reference for the similar engineering design.

photovoltaic power station； flood regulation； flooding； influence

TV697.1

B

1672-9900（2017）03-0066-03

2017-03-08

崔玉乙（1983-），男（漢族），遼寧瓦房店人，工程師，主要從事水庫移民后期扶持工作，（Tel）13704171965。