光伏复合项目防洪评价分析

□贾丽娅

科技创新

光伏复合项目防洪评价分析

□贾丽娅

根据光伏复合项目特点和对洪水影响程度，选择合适的评价方法、计算方法，确定建设项目防洪标准，计算设计洪水、水位、冲刷深度等，分析光伏复合项目与洪水相互影响及程度，对河道、蓄滞洪区造成的不利影响提出防洪补救措施，同时对光伏复合项目自身防洪安全进行评价。

光伏复合；防洪评价；水力模型计算

平乡县40MW光伏复合项目属于大型光伏发电项目，其建设能合理有效开发利用平乡县域内太阳能资源，优化能源结构，加快当地光伏产业发展，满足人民用电需求。

1.工程概况

平乡县40MW光伏复合项目规划总容量为40MW，分为12个3.15MW光伏发电分系统、1座35kV开关站，采用1回35kV出线接入贾庄站35kV母线，线路长度为5.4km。项目占地面积为584161m2，跨越宁晋泊蓄滞洪区。

2.评价方法与评价标准

2.1 评价方法

按照防洪评价的技术路线和评价分析方法要求，需要进行设计洪水和行洪情势分析，内容包括：设计洪水分析、洪水位推算、壅水计算及冲刷计算等。

2.1.1设计洪水

根据相关规划，大陆泽及宁晋泊蓄滞洪区中艾辛庄设计洪水仍采用《海河流域防洪规划》（国函〔2008〕11号）和《子牙河流域设计洪水补充分析报告》（1990年）中的设计洪水成果。

2.1.2水位分析计算

由于蓄滞洪区行洪面积大、水流情况复杂，为准确分析滞洪区内水位、流量、流速等要素变化情况，需要采用二维非恒定流数学模型方法进行分析计算。

2.1.3送出线路最低弧垂高程计算

送出线路导线弧垂是否满足汛期河道堤防防汛抢险和水上救生安全要求，需要计算线路允许最低弧垂高程。

2.1.4壅水计算

根据二维数学模型计算成果，采用典型位置（如开关站位置水流上游侧）项目建设前后的水位差分析计算。

2.1.5冲刷深度分析计算

此次冲刷计算采用《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）中推荐的“65·1”修正公式，包括非黏性土的主槽和滩地的一般冲刷及局部冲刷。

2.2 评价标准

此次光伏电场设计规划容量为40MW，属于大型光伏发电系统，防洪等级为Ⅱ级，光伏电场设计防洪标准为50年一遇。

根据行业标准，工程35kV开关站防洪标准为50年一遇，35kV输电线路杆塔基础防洪标准为20年一遇，架空输电线路防洪标准为100年一遇。

考虑蓄滞洪区设计运用标准为50年一遇，“63·8”洪水校核，35kV输电线路杆塔基础设计防洪标准提高至50年一遇，架空输电线路设计防洪标准提高至“63·8”洪水。

综合建设项目及宁晋泊蓄滞洪区防洪标准，此次评价标准包括50年和“63·8”洪水两个标准。

3.洪水影响评价计算

3.1 水力模型计算

大陆泽及宁晋泊蓄滞洪区内洪水分析采用丹麦水动力学研究所（DHI）开发的MIKEv2014版软件，建立二维非恒定流洪水演进数学模型。模型计算区南至邯黄铁路，西部边界李阳河以南为京深高速公路，李阳河以北为40m等高线，北部边界为宁晋泊北围堤，东部边界为老漳河左堤。模型计算区南北长度86km，东西长度50km，总面积约3190km2。

由模型计算结果可知，安全建设配套完成前，东围堤分洪时，当遇50年一遇标准洪水时，项目区为非淹没区。遇“63·8”洪水时，项目区附近最高洪水位为30.3m，35kV开关站最大滞洪水深2.99m；光伏阵列及箱式变压器最大滞洪水深2.91m；送出线路沿线最大滞洪水深2.17m；管理道路最大滞洪水深2.91m，最大流速均为0.1m/s。

规划工况下，巨鹿安全区建设采取老小漳河之间修筑北围堤方案，自县城北侧沿滏漳灌区北侧（滏漳渠北侧）布置长16.3km东西走向的防洪大堤，西连小漳河右堤，东接东围堤。由模型计算结果可知，规划工况下工程位于巨鹿安全区内，50年及“63·8”标准洪水时，工程区均为非淹没区。

3.2 壅水分析计算

根据模型计算成果，工程修建前后光伏阵列、箱式变压器及送出线路沿线最大水位一致，没有发生变化；开关站处最大壅水高度仅为0.01m，水位、流速没有发生变化。因此，项目建设对蓄滞洪区未产生明显壅水影响。

3.3 河势影响分析计算

工程占地面积13221.25m2，相对于整个宁晋泊蓄滞洪区面积852.80km2，占比约为0.016‰，工程对蓄滞洪区的阻水非常小。检修路高出地面0.1m；进站道路路面设计标高与现状地坪标高齐平为28.61～29.13m，满足《河北省河道管理范围内建设项目防洪评价技术审查规定》关于“路面高程局部低洼处不得高出滩地30cm”的要求。因此，工程建设基本不会对蓄滞洪区的流速、水位造成影响。且工程距离蓄滞洪区分洪口门较远，没有位于分洪主流区内，不会对区内洪水流势有不利导流作用。

3.4 冲刷计算

根据设计单位提供的地质勘察资料，工程沿线地层主要为耕植土及粉土，中值粒径取0.07mm，墩形系数取1。根据数学模型计算的水深、流速成果，采用《公路工程水文勘测设计规范》非黏性土滩地一般冲刷及局部冲刷深度计算公式，经计算，现状“63·8”洪水最大冲刷深度为0.45m。

3.5 蓄滞洪影响分析计算

工程占整个宁晋泊蓄滞洪区面积比约为0.016‰，现状工况下，“63·8”洪水时，项目体积约1.17万m3，相对整个蓄滞洪区蓄洪容积26.90亿m3，占比约为0.005‰。由此可见，工程占地面积及占地容积相对于整个蓄滞洪区比例较小。因此，工程建设对宁晋泊蓄滞洪区基本没有影响。

4.洪水影响评价分析

4.1 淹没影响分析

现状工况下，项目区淹没影响分析。现状50年一遇洪水时，项目区为非淹没区，故工程不会受到洪水淹没影响；现状“63·8”洪水时，35kV开关站站内最大淹没水深为0.8m；架空的光伏组件不受淹没；架空的箱式升压变压器不受淹没；送出线路杆塔塔基最大淹没深度为1.97m；管理道路均受淹没。

规划工况下，项目区位于巨鹿安全区内，当遇50年及“63·8”标准洪水时，项目区为非淹没区。

4.2 冲刷影响分析

4.2.1杆塔冲刷分析

现状工况下，遇50年一遇洪水时，拟建送出线路沿线不受淹，遇“63·8”洪水时，最大冲刷深度为0.29m。杆塔基础设计埋深为1.85～4.2m；建议电力设计部门应充分考虑冲刷深度对塔基的影响，使杆塔基础满足抗冲稳定的安全要求，确保送出线路的正常运行。

规划工况下，项目区位于巨鹿安全区内，拟建送出线路遇50年一遇及“63.8”标准洪水时，杆塔均不受淹。

4.2.2电缆敷设

此项目采用地埋电缆，长度为0.65km。根据“冀水建管〔2016〕132号文”穿河建设项目技术规定，采用大开挖方式穿越蓄滞洪区时，埋深应不小于冲刷线以下1.5m。因此，电缆敷设埋深不小于“63·8”洪水最大冲刷线以下1.5m（“63·8”洪水最大冲刷深度分别为0.25m、0.29m），即埋深分别不小于1.75m、1.79m。

4.3 工程安全分析

根据模型计算成果，发生50年一遇洪水时，项目区位于非淹没区，开关站不受淹没，满足开关站、杆塔自身防洪安全的要求。

现状工况下，当遇“63·8”洪水时，拟建送出线路设计导线弧垂距离蓄滞洪区“63·8”水面线最小净空为7.89m，满足规范规定的“不小于6.5m”的要求。规划工况下，当遇“63·8”标准洪水时，拟建送出线路沿线位于非淹没区。

5.消除或减轻洪水影响措施

现状“63·8”洪水时，35kV开关站、送出线路会被淹没，建议设计考虑洪水淹没影响并采取相应的防冲、防侵蚀和防止漂浮物撞击的措施。

6.结论

项目位于宁晋泊蓄滞洪区内，工程设计防洪标准满足相关规范要求，且项目占用蓄滞洪区面积及容积比例较小，对蓄滞洪区运用基本无影响。50年一遇洪水时，项目区位于非淹没区无冲刷；发生“63·8”量级洪水时，工程设计中应充分考虑淹没水深大的因素，增强抗浸泡锈蚀及漂浮物撞击影响，充分考虑冲刷深度对基础的影响，使基础满足抗冲稳定的安全要求，确保项目正常运行。□

2022-05-19

贾丽娅，女，汉族，宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司河北分公司，工程师。