淮南市大通路變電站站址洪澇水位分析

樂紅玲

(安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088)

1 基本情況

淮南市大通路110 kv變電站，位于淮南市大通區內洞山東路與民主南路交口，站址沿著與民主南路平行的方向呈長方形布置，現狀地貌為廣場平地，平均高程38 m(85黃海高程基準面，下同)，用地總面積20畝。

變電站的新建，能有效緩解淮南市大通區電網的供電壓力，在改善當地電網結構和提高區域供電可靠性方面，都發揮著重要的作用，也為更好地服務大通區經濟社會發展進一步夯實了保障基礎。

為保證變電站的防洪安全，本文對站址處外河及內澇水位進行分析，提出站址處50年一遇的設計水位推薦采用值，為項目單位確定站址處基面高程提供必要參考，同時也為其他同類工程提供借鑒方法。

1.1 大通區概況

大通區隸屬于安徽省淮南市[1]，位于淮南市區東部，舜耕山北麓，淮河南岸，北與潘集區隔河相望，東有上窯山、高塘湖，西與田家庵區交界。處于淮河流域江淮丘陵地帶的北緣，由丘陵、河流、低山、湖泊、河灣構成了丘陵和平原兩大地貌特點，總體地勢南高北低。大通區位于中緯度地區，地處亞熱帶和暖溫帶過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤季風氣候區，氣候特點四季分明，季風顯著，光照充足，無霜期長。多年平均降雨量為950～1 000 mm，降雨年際年內分配極不均衡，且大部分集中在汛期6-9月份，占全年降雨量的60%以上。

近年來，淮南市憑借“三山三水”(“三山”指八公山、舜耕山和上窯山，“三水”指淮河、瓦埠湖和高塘湖)的有利生態環境，大力發展建設山水園林的宜居生態城市。大通區則坐擁其中的“兩山兩水”優質資源(舜耕山、上窯山、淮河和高塘湖)，依托合淮蚌城際鐵路，持續向東發展濱湖新區，打造集山水特色和新興產業聚集為一體的生態宜居城[2]。

1.2 站址概況

變電站站址位于淮南市大通區主城區內，10 km以東與高塘湖相鄰，5 km以北和淮河干流相依，西與田家庵主城區緊連，南倚舜耕山北麓與山南新城區相隔。站址位于淮南市大通區最西部，距離西邊緊連的田家庵區直線距離不到1 km，距離大通區政府直線距離僅300 m。

具體位于洞山東路與民主南路交口，現狀地貌為廣場平地，平均高程38 m。站址東側為縣道民主南路，距離約20 m，縣道路面高程與站址地面高程基本齊平；南側為洞山東路(S334省道)，距離約為30 m，路面平均高程40.3 m；西側均為淮南市建成區；北側距合淮蚌城際鐵路約1 km。

站址位置及地形如圖1和圖2所示。

圖1 大通路變電站站址位置圖

圖2 大通路變電站站址位置地形圖

2 洪澇水位分析

2.1 防洪標準

淮南市大通路變電站為110 kV，根據其重要性及防洪標準(GB50201-2014)關于110 kV及以上的高壓、超高壓和特高壓變電設施防護等級和防洪標準的規定，確定其防護等級為Ⅲ等，防洪標準為50年一遇。

2.2 外河洪水分析

2.2.1 淮河

淮河發源于河南省桐柏山[3]，流經豫、皖、蘇三省，于江蘇三江營入長江，全長1 000 km[3]。流域面積18.7萬km2，王家壩以上控制流域面積3.1萬km2，正陽關、蚌埠、洪山頭控制的流域面積分別為8.9萬km2、12.1萬km2和12.9萬km2。正陽關以上來水面積占洪山頭以上總面積的69%。正陽關是淮河上中游洪水的主要匯集點，幾乎控制了上游山區的全部來水。安徽省淮河干流上起洪河口，下至洪山頭，全長431 km，省內流域面積6.7萬km2。淮河正陽關以上河道洪水比降約6萬分之一；正陽關以下河道洪水比降為3～4萬分之一。

根據《淮河流域防洪規劃》[4]，淮河干流各主要節點的設計水位是：王家壩29.2 m，王截流28.0 m，正陽關26.4 m，渦河口23.39 m，吳家渡22.48 m，浮山18.35 m。相應淮南段主要控制斷面設計洪水位為鳳臺峽山口25.55 m，淮南田家庵24.53 m。

淮河干流正陽關以上28 km處建有臨淮崗洪水控制工程，按100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核。設計洪水位28.41 m，相應滯洪庫容85.6億m3，下泄流量7 362 m3/s；校核洪水位29.49 m，相應滯洪庫容121.3億m3，下泄流量17 965 m3/s。臨淮崗洪水控制工程將淮河中游正陽關以下淮北大堤及城市圈堤的防洪標準由不足50年一遇提高到100年一遇。

變電站站址位于淮河南岸的淮南城市圈堤保護范圍內，配合臨淮崗工程的運用，可抵御淮河干流100年一遇洪水。因此，站址選擇滿足防御淮河干流50年一遇洪水標準的要求。

2.2.2 高塘湖

高塘湖又稱窯河洼地，湖區通過窯河閘、窯河與淮河相通。在淮河中游南岸，跨淮南、鳳陽、長豐、定遠等1市3縣，南納青絡河、沛河、洛澗河等來水，北經窯河閘泄入淮河。原系淮河支流窯河河道，由于泥沙封淤河口，積水成湖。湖底高程15.0 m，正常水位17.5 m，長20.0 km，最大寬3.0 km，平均寬2.45 km，湖岸長85 km，湖面面積49.0 km2，平均水深1.73 m，蓄水量0.85億m3。為充分利用當地水資源，近年來基本控制正常蓄水位在18～18.5 m之間[5]。

高塘湖流域多年平均降水量897 mm，汛期(6～9月)降雨量一般占全年的70%左右，流域多年平均水面蒸發量為957 mm。多年平均入湖徑流量為2.48億m3。根據1993年10月安徽省水利設計院編制的《高塘湖防洪排澇規劃報告》以及實測水位資料統計分析，高塘湖50年一遇洪水位為23.5 m。已建的高塘湖排澇站，設計流量為150 m3/s，起排水位19.5 m，中等以上洪水情況下的排洪效果較為明顯，50年一遇洪水位可降低至22.5 m[6]，低于變電站站址現狀高程的38 m。

變電站站址位于淮南城市圈堤保護范圍內，主要依靠陳莊隔堤防御高塘湖流域洪水，現有陳莊隔堤按防御高塘湖50年一遇洪水標準建設，故站址選擇滿足防洪要求。

2.2.3 外洪影響分析

淮南市位于淮河中游，防洪任務十分突出，是國家第一批公布的25個重點防洪城市之一，也是安徽省重要的工業城市，是我國大型能源基地之一。根據《淮南市城市防洪規劃》(修編)[7]，淮南市原主城區防洪標準采用100年一遇，主城區擴展區濱淮片區和唐山片區，以及高塘湖新區防洪標準為50年一遇。本文研究擬新建的大通路變電站站址，位于淮南市大通區，屬于原主城區城市范圍內，原主城區由淮南城市防洪圈堤保護?；茨鲜谐鞘蟹篮槿Φ逃沙鞘醒鼗捶篮榈碳皷|部高塘湖陳莊隔堤構成。其中，沿淮城市防洪堤由黑李段、老應段、耿石段、田家庵堤圈、窯河封閉堤西段組成，全長41.22 km，可防御淮河干流100年一遇設計洪水；陳莊隔堤按防御高塘湖50年一遇洪水位建設，堤頂高程25.4 m，全長7.16 km。在淮河干流行洪區調整和建設工程完成后，通過上游臨淮崗洪水控制工程的運用，可以達到100年一遇的標準；結合高塘湖排澇站的運用，陳莊隔堤也可防御高塘湖100年一遇洪水。

綜上所述，現有的淮南市城市防洪體系滿足大通路變電站站址處50年一遇的防洪要求。

2.3 內澇洪水分析

2.3.1 匯水區概況

根據《淮南市城市防洪規劃》(修編)[7]中的分區排水規劃，新建變電站站址位于淮南市大澗溝匯水區。

大澗溝匯水區主河道發源于騎山集園藝場附近，穿過洞山東路、洞大路火車站經建設路向北并于國慶路以南約200 m處向東穿過建設路、振興路、最后過206國道入大澗溝，匯水面積22.96 km2，淮河干流為其最終澇水承泄區。匯水區整體地勢南高北低，南部為由東至西隆起不連續的低山丘陵，為一斜坡地帶，海拔約50 m以上，斜坡地帶以下交錯銜接洪沖積一、二級階地，海拔分別為25 m以下和30～40 m?！痘茨鲜谐鞘蟹篮橐巹潯?修編)[7]規劃按照30年一遇標準開挖新建撇洪溝，將龍王溝上游匯水面積3.61 km2截入大澗溝水系，將大澗溝水系匯水面積增加至26.57 km2，同時規劃擴建大澗溝排澇站，將設計流量提標至53 m3/s。

該區現狀主要問題：一是排澇設施排澇能力不足，淮河水位高時造成關門淹，影響洛河電廠及206國道；二是沿建設路段部分道路未建設過水橋涵，致使洪水無出路，從而產生大面積的內澇。

基于《淮南市城市防洪規劃》(修編)[7]中規劃的以上治澇工程設施還未實施建設的現實和區內內澇存在的現狀問題，本此分析選擇最不利工況下的匯水區來進行站址處的內澇水位分析：大澗溝匯水面積采用規劃工況下的26.57 km2，同時不考慮區內管網排水和排澇站抽排作用。

具體匯水區范圍，如圖3所示。

圖3 大澗溝匯水區示意圖

2.3.2 滯蓄容積分析

以上述大澗溝匯水區為計算單元，采用1∶10 000的航測圖量算高程～面積關系數據，進而計算高程～庫容關系。以20 m高程為匯水區起調水位，高程～面積～容積關系見表1。

表1 高程～面積～容積關系表

2.3.3 內澇影響計算

按照偏安全原則，當50年一遇洪澇遭遇最不利，澇水不能排出工況下區域內澇水位最高，本次內澇水位按此水情計算。考慮站址處距淮河干流直線距離較小，根據淮河洪水特性，以及該區域現狀工程情況，當該區域發生50年一遇降雨時，不能排出的澇水時長長達30天左右。因此，本文分析過程中，選取最大30天降雨形成的澇水作為分析時段。不考慮周邊管網排水和匯水區排澇站抽排，降雨所產生的徑流全都蓄在區域的容積內。

根據安徽省水利水電勘測設計院1995年編制的《安徽省長短歷時最大暴雨統計參數等值線圖》[8]查算，最大30 d點暴雨量均值為285 mm，最大30 d點暴雨量Cv值為0.53，Cs=3.5Cv，從偏安全計，設計暴雨本次不計點面折扣系數，設計暴雨前期影響Pa采用60 mm，計算50年一遇最大30 d點暴雨量為778 mm，按淮北平原次降雨徑流關系1號線成果[9]，通過降雨徑流關系計算徑流深為674 mm，則大澗溝匯水區50年一遇30天無外排內澇水量1 791萬m3，對應50年一遇內澇水位為25.1 m。

計算得出的內澇水位遠低于站址處現狀地面高程，考慮到變電站以南為舜耕山低山群地帶，山丘區降雨來水過程呈尖瘦狀，特別是短歷時的強降雨，可能造成過水區域水位短歷時壅高，造成一定時段的地面積水，而變電站中電氣等設施不能過水，否則容易發生安全事故及造成經濟損失?；谡局诽幀F狀平均地面高程為38 m，站址處50年一遇內澇水位采用38.5 m。

3 結 論

通過以上計算及綜合分析，變電站站址位于淮南市城市防洪保護范圍內，城市防洪標準為100年一遇，故站址選擇滿足50年一遇防洪要求。大通路變電站站址現狀地面平均高程38 m，對大澗溝匯水區30天降雨形成的洪澇水量進行計算分析，從偏安全考慮，變電站站址處50年一遇內澇水位推薦采用值為38.5 m。