220kV茂港變電站候選站址歷史最高內澇水位調查分析

2018-09-01 01:39:14王英

水利科技與經濟 2018年3期

王英

(廣東省水文局茂名水文分局，廣東茂名 525000)

1 概述

茂港220 kV變電站工程共有3個候選站址，分別是佛子嶺站址、那蓬站址和牛嶺站址。由于后兩個站址距離很近，因此按照工程的要求，本次勘測的對象只包括佛子嶺站址和那蓬站址，提供站址歷史最高內澇水位并計算相應頻率。佛子嶺和那蓬站址均在丘陵地貌的山坡上，比周邊地勢高出許多。其中，佛子嶺站址位于電白區沙院鎮大路村北側，現為果園，地處水東灣新城高地片區的規劃范圍內，場地高程在20.0～46.2 m之間；那蓬站址位于沙院鎮那蓬村北面的山丘上，現為桉樹林，地處水東灣新城規劃范圍外，場地高程在20.0～42.5 m之間。3個候選站址的具體位置見圖1。

2 水文氣象

2.1 降水特征

本工程位于茂名市電白區境內。電白區地處北回歸線以南低緯度地區，屬亞熱帶季風氣候。全年氣候溫暖，光照充足，雨量充沛，水熱同季，少霜無雪，四季如春。年平均降水量1 548.1 mm，年際變化較大，降水最多的2002年，達2 550.0 mm；降水最少的2003年，僅有850.4 mm。年內每月的降水量分配不均，4～9月份為雨季，占全年降水量的85%；最少的是11月份至第二年1月份，僅占5%。因而，常常出現春冬多旱災、夏秋多澇災。年降水量的多少也因地域的差異而不同，北部、中部雨量較多，羅坑、那霍等鎮是暴雨中心地帶；南部沿海雨量較少，嶺門、旦場等鎮是降水量最少的鎮。

圖1 220 kV茂港變電站候選站址位置示意圖

2.2 水文站點

220 kV茂港變電站工程候選站址在沿海地帶的丘陵地山坡上，候選站址所在集雨區沒有形成河流，未設立水文(位)站點。水文局在電白水東鎮有一雨量站，離建設點佛子嶺、那蓬分別為5.9和8.1 km，資料從1956年開始觀測到今，資料齊全、成果可靠，可用于分析。

3 調查分析方法

調查內容包括歷史最高內澇水位的位置、發生的大概年份、形成內澇的暴雨歷時。

調查人員進行實地勘測、走訪村民，每個備選站址處均找不同的老人在不同的地方指定，進行相互驗證，并根據可靠性確定備選站址處最高內澇水位，進行高程引測。然后根據電白雨量站的歷史資料，進行頻率分析計算，依據雨洪同頻計算出調查內澇水位的頻率[1]。

4 歷史最高內澇水位調查

4.1 佛子嶺站址

在佛子嶺站址走訪了站址所在墨斗村謝開成(79歲)和謝成球(65歲)兩位村民。

謝開成描述為：在五六年前，7～8月份，短時間內形成，并指認了淹沒最高點。通過測量，指認點高程為12.77 m。

謝成球描述為：2009年左右，6～7月份，幾個小時內降水非常大，形成內澇，并指認了淹沒最高點。通過測量，指認點高程為13.03 m。

兩者描述基本一致，指認點高程只相差0.26 m。根據描述的詳細程度及指認點的可靠性分析，認為歷史最高內澇水位采取后者，即13.03 m。

4.2 那蓬站址

那蓬站址所在嶺頭地勢高，走訪村莊村民，均表示沒有發生過內澇，在其山腳田地中近幾年曾發生過積水。本站址內澇水位調查在田地中走訪。

在那蓬站址走訪了站址所在那房村張瑞光(86歲)和陳秋群(55歲)兩位村民。

張瑞光描述為：就他所見，前幾年，月份記不清，大約幾個小時的降水，田地積水根據所指深約為0.4 m。通過測量，高程為13.67 m。

陳秋群描述為：四川地震(2008年)后，在6～7月份，由于時間不長的大降水，田地有曾見過的最多的積水，積水到其膝蓋部分。通過測量，高程為13.78 m。

兩者描述基本一致，指認點高程只相差0.11 m。根據描述的詳細程度，取用對工程最不利的數據，即歷史最高內澇水位采取13.78 m。

5 成果檢驗及頻率計算

5.1 分析方法

暴雨統計的選樣方法中，主要有年最大值法和年多個樣法。

年最大值法是從暴雨強度資料中每年各歷時選取一個最大的雨量值，即在連續的N年資料中選出N組最大值。此選樣方法無論豐水年或枯水年，每年都有一組資料被選入總降雨時間序列，合理地考慮了氣象特點，它意味著一年發生一次的年頻率。由此方法選取的樣本符合極值分布特點，按照極值理論，當降雨資料年限足夠長時，它近似于全部降雨資料選樣的統計結果。按此方法選出的降雨時間序列資料獨立性最強，選樣方法簡單[2]。

年多個樣法是將全部N年降雨資料按照不同的降雨歷時，每年每個歷時選取6～8個最大值雨樣組成統計樣本，然后不論年次，將每個歷時子樣本按大小次序排列，再從中選擇資料年數的3～4倍的最大值，作為統計的基礎資料[2]。這種取樣是對資料系列短的補充，但對樣本的獨立性有影響。

本次分析由于資料歷史系列較長，數據可靠，故采用年最大值法。

5.2 成果分析

兩個備選站址直線距離只有2 km，同屬山丘嶺頭，降水條件相同，兩站調查得到的歷史最高內澇水位發生時間基本相同。根據站址附近水文資料情況，應用電白雨量站資料(1965～2013年)來檢驗調查得到的內澇水位發生時間和可靠性，并采用雨洪同頻方法分析調查得到的歷史最高內澇水位重現期。

根據電白雨量站歷年各時段最大降水量對比圖(圖2)可知，2009年電白雨量站120～540 min各時段的最大降雨量都為歷年的最大值，查閱2009年電白雨量站降水量摘錄表，得以上各短歷時最大降雨發生在7月19日，結合調查成果，可確定最高內洪發生年份為2009年，與調查情況相符，成果可靠性。

圖2 歷年各時段最大降水量對比圖

5.3 頻率計算

通過對2009年7月19日場次降雨過程分析(降水過程見圖3)，強降雨集中在4 h內(即240 min)。選取歷年最大240 min降雨量進行頻率分析(頻率曲線圖見圖4)，由頻率圖可知，重現期為100年一遇(頻率為1%)降雨量為229.3 mm，該值與2009年7月19日最大240 min降雨量262.0 mm相差32.7 mm，認為調查所得最高內澇水位重現期為超百年一遇。