±800kV特高压直流输电工程对洪水影响评价

刘修水

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

1 工程概况

内蒙古锡盟～江苏泰州±800kV特高压直流输电线路工程是国家实施北电南送的重点工程，工程建设投运后，将实现北部资源优势转化为能源优势，满足东南部地区社会发展对电力增长的需求，且有利于缓解日趋严重的雾霾污染问题。该输电线路起于内蒙古自治区锡林浩特市境内锡盟换流站（毛登站址），途径内蒙古、河北、天津、山东、江苏5省，止于江苏省盐城市泰州换流站（杨师村站址），全线总长1619.7km。该项工程等级为Ⅰ级，防洪标准为100年一遇洪水。

项目开辟了特高压北电南送的通道，有利于西北部煤电基地能源的有序开发及电力外送。随着京津冀协同发展的逐步推进，京津冀地区的负荷将会快速增长，项目的实施将较大地满足对电源增长的需求，实现更大范围的资源优化配置。

2 建设项目概况

内蒙古锡盟～江苏泰州±800kV特高压直流输电工程天津段路径总长196.153km，线路经过天津市蓟县、宝坻区、武清区、西青区、静海区、河北省廊坊市6个地市级行政区。全线以平地为主，沿线树木较多。线路天津段跨越河道18条，蓄滞洪区5个。依据《中华人民共和国防洪法》规定：在洪泛区、蓄滞洪区内建设非防洪建设项目，应当就洪水对建设项目可能产生的影响和建设项目对防洪可能产生的影响作出评价，编制洪水影响评价报告，提出防御措施。

3 评价范围

内蒙古锡盟～江苏泰州±800kV特高压直流输电线路天津段自东北向西南区跨越的防洪工程包括金水河、州河、青甸洼蓄滞洪区、漳河、泃河、武河、引泃入潮、潮白新河、青龙湾减河、北运河、北京排污河、龙河、新龙河、永定河泛区、永定河、中泓故道、中亭河、东淀蓄滞洪区、大清河、文安洼蓄滞洪区、子牙河、黑龙港河和贾口洼蓄滞洪区。本文针对以上防洪工程进行评价［1］。

4 评价内容

4.1 洪水影响评价

4.1.1 水文分析计算

根据海河流域防洪规划和相关成果，分析确定三河站、海子水库、官厅水库、于桥水库、梁各庄、大清河南支枣林庄站、北支白沟站、白沟河东茨村站、南拒马河北河站及代表南北支之和的新镇站等水文站现状及规划调度方案情景下的设计洪水洪峰、洪量成果及相应洪水过程线。

4.1.2 洪水模拟计算

（1）对线路跨越金水河、州河、漳河、泃河、武河、引泃入潮、潮白新河、青龙湾减河、北运河、北京排污河、龙河、新龙河、永定河、中泓故道、中亭河、大清河、子牙河和黑龙港河采用河道恒定均匀流公式，推算河道在设计流量下及平堤顶情况下的水位和流速。

（2）对河道内设有输电线路杆塔的州河、武河、北运河和子牙河，建立河道一维恒定非均匀流水文模型，推算河道水面线成果，计算河道水位、流速。分析输电线路建设先后水位和流速的变化情况及冲刷情况。

（3）建设项目跨越青甸洼、永定河泛区、东淀、文安洼、贾口洼蓄滞洪区，采用水力数学模型进行计算分析，分析建设项目引起的水流流态变化及工程区冲刷情况。

（4）构建蓄滞洪区地形数据高程模型，确定模型的内部和外部边界条件，包括模型内的口门、桥梁、安全区及上游入流、下游出流边界条件。采用有限体积算法构建蓄滞洪区二维非恒定流数值模型。利用数值模型对输电线路杆塔建设前后蓄滞洪区行滞的洪水进行模拟，提出流场分布图、水位、水深分布图，分析水位壅高、流速变化及冲刷情况。

（5）建立青甸洼蓄滞洪区、津南五洼蓄滞洪区、永定河泛区的数据高程地形模型；确定边界条件，建立二维非恒定流数值模型，模拟不同标准洪水的演进，评价建设项目对洪水的影响和洪水对杆塔的影响等。

4.2 建设项目对洪水的影响评价

依据计算成果，分析评价建设项目对河系防洪泄洪、河势稳定、河岸堤防等水利工程设施、防汛抢险的影响及分析论证建设项目的防御洪涝标准及其措施等。

依据《洪水影响评价报告编制导则》及《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则 （试行）》所要求的内容及深度，根据洪水影响评价定性及定量分析，客观公正地进行防洪影响评价，编制洪水影响评价报告，提出评价结论及建议、减免措施。

5 评价标准

根据GB50201—2014《防洪标准》，35kV以上的高压和超高压输变电设施，其电压分为3个防护等级，其中800kV特高压输配电设施防护等级为Ⅰ级，其防洪标准为100年一遇［2-3］。

6 洪水分析

由于工程跨越河道和滞洪区数量较多，本文仅以跨越青甸洼蓄滞洪区为例进行分析。

6.1 基本情况

青甸洼蓄滞洪区属于海河流域蓟运河水系，位于蓟县西南部，是蓟运河两大支流州河、泃河汇流夹角区，东临州河右堤，南倚泃河左堤。洼内地势北高南低，最低高程4.0m（大沽高程）。蓟运河的滞洪洼甸，在北三河防洪体系中具有重要作用，是保护宝坻县城、津蓟铁路、津蓟高速公路、津围公路等重要地区和设施防洪安全的必不可少的蓄洪工程。青甸洼蓄滞洪区担负着蓟运河防洪标准内洪水的滞蓄任务，可使蓟运河下游的防洪能力达到20年一遇，是蓟运河地区的重要防洪安全保障［4-5］。

6.2 数学模型构建

青甸洼蓄滞洪区除承纳泃河超标准洪水外，尚有漳河、秃尾巴河等中小河流直接进入蓄滞洪区。

根据滞洪区情况和塔基工程线路要求，模型范围确定为西起泃河南周庄闸，东到州河右岸，东西长15km；南以泃河左堤为边界，北至青甸洼顶高地，南北最大宽度16km。二维蓄滞洪区剖分为4189个结点、5088个单元和9276个通道。

模型网格如图1，甸洼洪水启用后线路工程前后特征单元最大水深、水位、流速比较如表1。

图1 模型网格

表1 最大水深、水位、流速比较

续表1

7 结语

（1）青甸洼蓄滞洪区运用机遇为10～20年，评价项目的防洪标准高于青甸洼蓄滞洪区的防洪标准，因此青甸洼蓄滞洪区的运用不会对区内特高压线路产生影响。

（2）本评价按机动抢险船水面以上净高4.5m考虑，要求电力线路距100年一遇设计洪水位最小距离不小于15.0m。电力线路沿线各档最大弧垂距20年一遇设计洪水距离，青甸洼蓄滞洪区内在17.36～45.26m之间，均大于15.0m，满足动力线安全输电要求。

（3）蓄滞洪区内杆塔采用墩柱式基础，阻水比不足0.001%，壅水高度不足0.0968m，对行洪基本没有影响。31个塔基占用蓄滞洪区容积0.15万m2，不足容积的百万分之八，对蓄滞洪区的运用基本没有影响。

（4）根据模型计算结果，天津段特高压线路在青甸洼内，当青甸洼运用时，线路杆塔淹没范围在0.07～3.34m之间。各杆塔在淹没线以下应做好防腐措施。

（5）蓄滞洪区内行洪历时较长，塔基会受到长时间浸泡，杆塔在洪水位以下涂抹防腐、防碳化涂料，防止由于洪水浸泡腐蚀杆塔材料。局部冲刷对塔基安全产生影响，应采取相应的措施进行减免。