1000KV 特高压交流输变电工程线路工程穿越青甸洼蓄滞洪区模拟计算分析

马志维

摘要：特高压的概念。特高压输电线路穿过青甸洼蓄滞洪区，属于非防洪建设项目，需要对其建设前后的影响进行分析。本文建立了青甸洼二维非恒定流模型，对输电线路建设前后的蓄洪过程及洪水演进过程进行了模拟分析计算。

关键词：特高压；边界条件；蓄滞洪区；

1 基本概况

特高压电力线路在赵庄与小王各庄村之间跨越州河后进入青甸洼，在青甸村南进入青甸洼本洼，至周庄进洪渠进口出本洼，然后沿进洪渠南侧至南周庄分洪闸南侧跨越泃河出青甸洼蓄滞洪区。蓄滞洪区内线路总长15.65km，布设杆塔30个。

青甸洼蓄滞洪区，为纳入国家蓄滞洪区名录的正式滞洪区。青甸洼分本洼和外围周边洼地。本洼面积22km2，滞洪量0.62亿m3。全部洼地面积152km2，滞蓄洪量2.56亿m3。滞洪区启用标准为10～20年一遇。

青甸洼主要承担泃河超标准洪水的分洪任务。泃河三河站20年一遇设计流量为1330m3/s，由引泃入潮下泄830m3/s，其余500m3/s尽量利用引泃入潮及泃河原河道下泄。当不与下游设计洪、沥水遭遇时，泃河原河道最大下泄量为250m3/s，引泃入潮最大下泄量为1080m3/s；当与下游设计洪、沥水遭遇时，利用桑梓分洪道向青甸洼固定滞洪区分洪。

2 清甸洼洪水模型建立

（1）模型的范围、糙率及内部边界条件

①模拟范围及地形剖分

模拟范围为：北至引秃入周引水渠，东至州河右堤，西部及南部至泃河左堤。模拟区总面积322.16km2。模拟区地形均采用2004年实测1：1万比例尺地形图，按等间距200m的矩形网格进行地形剖分，模拟区共采集地形点8054个。

②糙率确定

糙率是反映地面阻水程度的参数，本次参照以往模型率定成果按经验选取。计算单元全部为村庄时，取 0.12；计算单元全部为树林时，取0.08；计算单元全部为农田时，取0.06～0.07；全部为河道时，取0.035～0.04。当计算单元内有两种或两种以上覆盖物时，按上述取值原则综合选取。

③内部边界条件

模拟区内津蓟高速公路、青甸洼本洼周边围堤作为模拟阻水堤防。津蓟高速公路按非溃决堤防考虑，本洼周边围堤为土堤，按可溃决堤防。跨越阻水边界的过水建筑物，如公路桥涵、涵洞等，起到连接边界上下游水流的作用，按堰流公式计算过水流量。

（2）洪水入流与出流条件

①入流条件

包括泃河分洪洪水和直接汇入青甸洼漳河及其支流洪沥水。对于泃河分洪洪水，南周庄分洪闸分洪过程按150m3/s控制，其余洪水由桑梓分洪口门分洪入青甸洼。漳河及其支流洪沥水按漳河、秃尾巴一二支和平原沥水3部分考虑，均概化为从模拟区北部边界汇入。

②出流条件

下游边界条件为模型的出流。青甸洼的退洪口为邵庄闸，当遇下游蓟运河洪水遭遇不退水，蓟运河洪水消退后，提开邵庄闸退水入州河，而后通过蓟运河入海。

3.模拟计算分析

（1）洪水总体滞蓄形势

按前述模型边界条件，对100年一遇洪水在青甸洼的滞蓄过程进行了模拟分析。100年一遇洪水泃河向青甸洼分洪总量为1.27亿m3，周边河道产水量0.70亿m3，最高滞洪水位5.50m，最大蓄水量1.97亿m3。

（2）洪水淹没历时

按1962年典型洪水过程分析，青甸洼洪水完全消退时间为60天。

4.塔位壅高、冲刷以及弧垂高度分析

（1）塔基壅水分析

特高压动力线路在青甸洼内共布设塔基30个，线路总长度63.5km，平均档距（两塔之间距离）520m。每个塔共布设塔柱4个，塔柱直径或边长在1.8～2.5m之间，在青甸洼范围内塔柱平均直径为1.9m。在电力线路垂直水流方向布置的条件下，塔柱对行洪的阻水影响最大，按这一条件分析，其阻水比为0.21%，按桥梁壅水公式分析，塔柱壅水高度不足0.1mm，基本没有壅水影响。

另外，本次评价又采用等效糙率法，采用二维不恒定流模型对塔基阻水影响进行了模拟计算，经与无塔柱的模拟结果对比分析，塔柱所在网格单元及其附近的最高洪水位和流速基本一致，最高洪水差异也为0.1mm左右，最大流速没有差异。

（2）冲刷分析

根据电力部门提供的地质资料，青甸洼蓄滞洪区内电力线路沿线表层土0～1.7m为壤土。根据二维不恒定流模型计算的稳定行洪期的最大流速在0.05～0.29m/s之间，最大流速小于相应土质的冲刷流速，电力线路沿线不会发生系统冲刷。但是，由于塔墩对水流有一定扰动，塔墩附近有可能产生局部冲刷现象。采用《1000KV架空输电线路勘测设计规范》（GB 50741-2012）中的粘性土局部冲刷计算公式计算，流速0.30m/s时，塔柱周边局部冲刷深度0.3m。一般塔柱承台顶面埋置深度为1.0m，承台厚度在1.5～1.0m，可见，一般区域的局部冲刷不会对塔基安全产生影响。

（3）输电线路弧垂高度分析

输电线路距堤顶路面距离以及动力线最大弧垂距蓄滞洪区设计洪水位距离是防汛抢险和避险救灾评价的依据，为此对本淀周边堤防堤顶路面距输电线距离，以及淀区内各档弧垂距设计洪水位距离进行了统计分析。青甸洼蓄滞洪区输电线路各档最大弧垂距100一遇设计洪水位距离。各档最大弧垂距100一遇设计洪水位距离均大于21m，满足抢险动力船通航要求。endprint