新能源電站防洪分析研究

崔吟　李偲松

摘 要：新能源（光伏）電站建設于自然生態地面，受到周圍水庫泄洪、山坡匯水的影響，需要考慮相應的防洪設施。本文對浙江省麗水市某新能源（光伏）電站及周邊的來水進行了詳細的分析研究，對于電氣設備所在的電站場區、場區內自然水系及水系與道路交叉處的橋涵的防洪標準進行了分別說明，并提出了整個地面電站防洪設施建設的對策。

關鍵詞：新能源 電站 光伏 防洪

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0044-02

本文以浙江省麗水市某新能源（光伏）電站為例，對防洪進行了詳細的分析研究，并提出整個地面電站防洪設施建設的對策。

1 電站場址概況

浙江省麗水市某新能源（光伏）電站，海拔高度介于165～193m之間。工程從西北向東南劃分為A、B、C三個區域。

2 洪水分析

2.1 小流域設計洪水

2.1.1 計算原理

當tc≥τ時，為全面匯流，洪峰流量計算公式為：

當tc<τ時，為部分匯流，洪峰流量計算公式為：

式中：

Qm—洪峰流量（m3/s）；F—流域面積（km2）

n—暴雨衰減指數，當τ≤1h，取n=n1，1<τ≤6h，取n=n2，6<τ≤24h，取n=n3

Sp—設計頻率的雨力（mm/h）；H24p—設計頻率P的最大24h雨量，mm。

τ—全面匯流時間（h）；μ—穩定下滲率（mm/h）

L—河長（km）；m— 匯流參數；Nc—糙率。

2.1.2 計算結果

F1區域：50年及10年一遇洪峰流量分別為17m3/s和11.4m3/s；

F2區域：50年及10年一遇洪峰流量分別為11.7m3/s和7.1m3/s；

F3區域：50年及10年一遇洪峰流量分別為7.5m3/s和4.5m3/s。

2.2 附近水庫影響

該水庫不考慮蓄容作用，50年一遇下泄洪峰流量為42m3/s，10年一遇下泄洪峰流量為28m3/s。

2.3 水系流量統計

西側水系計算時將斷面以上集雨面積進行合并，計算各不同設計頻率設計洪峰，西側、東側水系50年一遇洪峰流量分別為27.8m3/s，18m3/s；西側、東側水系10年一遇洪峰流量分別為11.4m3/s，11m3/s。

因有地表漫流，分支等情況實際存在，經核算，西側水系需扣減8.1m3/s，東側水系需扣減2m3/s，實際到達場區設計流量如下：西側水系流量為27.8m3/s，東側水系流量為9.0m3/s。

3 50年一遇防洪標準的說明

3.1 相關規范

《光伏發電站設計規范》4.0.3條規定：規劃容量30MW的光伏發電站防洪標準（重現期）為50年一遇的高水（潮）位。

3.2 計算說明

以恒定均勻流模型對所有較低處電氣設備進行水位核算：

A=B*h X=B+2*h R=A/X

參數說明如下：

B—底寬；h—有效水深；C—謝才系數；n—糙率；i—縱坡；A—過流斷面積

X—濕周；R—水力半徑；V—流速；Q—流量。

結果為：#9箱變附近最高水位約為177.73m，#9箱變基礎頂面標高為178.19m，高出最高水位0.46m。#8箱變與#9箱變處于同一橫斷面，但#8箱變基礎頂面標高為188.40m，因此不受洪水影響。#10箱變附近最高水位約為176.62m，#10箱變基礎頂面標高為177.7m，高出最高水位1.05m。#14、#15箱變附近最高水位約為175.46m，#14、#15箱變基礎頂面標高分別為176.47m、176.62m，分別高出最高水位1.01 m、1.16m。#16、#17箱變附近最高水位約為173.42m，#16、#17箱變基礎頂面標高分別為174.62m、174.65m，分別高出最高水位1.2m、1.23m。

經測算，50年一遇洪水發生時不會對區域內電氣設備產生影響。

4 水系防洪標準的說明

4.1 相關規范

《灌溉與排水工程設計規范》3.3.5條規定，灌區內必須修建的排洪溝（撇洪溝），其防洪標準可根據排洪流量的大小，按重現期5～10年確定。本設計按照上限執行。

4.2 公式說明

本次計算使用的公式為均勻流公式，溝道斷面采取梯形斷面。

Q=A*V V= R=A/X A=m*h2+B*h

X=

參數說明如下：

B—溝道底寬；h—有效水深；m—邊坡系數；n—糙率；i—縱坡；A—過流斷面積

X—濕周；R—水力半徑；V—流速；Q—流量。

4.3 水系設計計算

西側水系材質為漿砌塊石，東側水系采用土溝道，溝道底寬均為1.5m，深度1.5m，邊坡取1，漿砌塊石溝道粗糙系數取0.017，土溝道粗糙系數取0.025，計算可知西側水系過流量達到28.46m3/s，東側水系過流量達到9.05m3/s，滿足過流量要求。西側段坡度較大，需采用不同的工程措施，如放緩坡度，采用局部跌水的工程措施，局部沖刷較大處需要對石料質量進行嚴格控制。東側需結合原有地形，坡度較大及急彎轉角處考慮采取護底護坡。

4.4 橋孔設計

西側采用1座3孔混凝土橋涵，單孔凈寬2m，凈高1.8m，東側采用1座混凝土單孔橋涵，凈寬2m，凈高1.8m。經計算，西側3孔橋涵的過流量達到60m3/s，東側橋涵的過流量達到20.63m3/s，均可以滿足50年一遇過水流量的要求，在水系和橋涵連接處采用漸變段進行銜接，有效加快引流。

5 結語

（1）按照《光伏發電站設計規范》要求，本工程光伏發電設備保證50年一遇的防洪標準。

（2）按照《灌溉與排水工程設計規范，》要求，水系設計滿足10年一遇的防洪標準。

（3）將B、C區域內水系與道路交叉處均改造為橋涵，滿足50年一遇過水流量的要求。

（4）經計算，采取水系及橋涵的防洪設施對于保護電站內電氣設備是安全可靠的。

參考文獻

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