基于旺村水電站的水光互補項目防洪評價分析

羅思聰

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

0 引言

隨著清潔能源的發展和應用，水光互補項目作為一種新型的能源利用方式逐漸受到關注[1]。然而，在項目實施過程中，洪水對項目的影響是一個重要的考慮因素。因此，本文以旺村水電站為背景，通過對河道基本情況、洪水影響評價范圍和涉河項目建設原則的介紹，以及防洪影響計算和分析評價，旨在為水光互補項目的防洪措施提供科學合理的指導和參考。

1 工程概況

旺村水電站是一座綜合水利樞紐工程，以發電為主，兼具航運等綜合功能。工程位于18261km2的控制集雨面積壩址上，擁有0.994 億m3的庫容。水電站等別為Ⅱ等，規模為大（2）型，裝機容量為3×20MW。主要建筑物包括左岸重力壩、溢流壩、發電廠房等。

旺村光伏項目利用水電站周邊閑置土地建設光伏電站，占地155 畝，裝機容量為10MWp。項目采用雙面雙玻半片高效組件，共有18520 塊540Wp 的光伏組件。項目采用分塊發電集中并網方案，將系統分成5 個2.0MWp 的光伏發電方陣。主要設備包括高效光伏組件、組串式逆變器等。

光伏項目位于旺村水電站左右兩岸一級臺階上，右岸上游用地35 畝，右岸下游用地75 畝，左岸用地45 畝。防洪水位按30年一遇洪水設計為27.80m。項目建設范圍屬于河道管理范圍，需進行防洪影響評價。

2 河道的基本情況

2.1 河道自然條件

桂江，珠江流域西江水系的第三大支流，發源于廣西興安縣貓兒山，總長約438 公里。流域總面積18729 平方公里，其中廣西占18119 平方公里，湖南占610 平方公里。海拔300m 以上山區占52%，巖溶地區占48%。旺村水電站位于桂江上游，控制集雨面積18261 平方公里，占流域面積的97.5%。

桂江流域氣候溫和、雨量充沛，多年平均降雨量1371.5mm，蒸發量1363.5mm。多年平均氣溫21.1℃，極端最高氣溫39.7℃，極端最低氣溫-3℃。多年平均相對濕度79%，多年平均風速1.4m/s。這些自然條件對旺村水電站水光互補項目的防洪評價分析具有重要意義。

2.2 河道治理現狀

旺村光伏項目位于梧州市旺村水電站大壩兩側，河段分布著2 個鄉鎮、1 個社區和6 個行政村。河岸穩定性較差，蓄水前已進行防護。上游830m 處有安鄰工業取水口，距離項目180m。下游防洪設施包括2.54 公里防洪堤、平簪溝口防洪排澇閘以及左岸3.56 公里防護標準為5年一遇洪水的防洪土堤。項目需考慮這些防洪設施及標準對光伏電站的影響。

3 洪水影響評價范圍與涉河項目建設原則

3.1 洪水影響評價范圍

旺村水電站的水光互補項目洪水影響評價范圍主要包括項目所在地的上下游河段，以及可能受工程項目影響的相關區域。評價范圍縱向延伸自壩址上游至下游約10公里，橫向范圍涵蓋左右岸沿岸附近區域。評價目標為分析項目對周邊洪水情勢的影響，確保工程建設和運行過程中的防洪安全。此外，還需評估項目對下游河道整治、農田灌溉、生態環境等方面的影響，以保障區域水資源的合理利用和可持續發展。總體而言，洪水影響評價范圍綜合考慮了工程周邊的自然、社會和經濟因素，以確保項目實施過程中的防洪安全及環境影響最小化。

3.2 涉河項目建設原則

旺村水電站水光互補項目建設充分考慮防洪因素，遵循國家和地方的防洪標準及法規要求，以科學基礎資料為依據進行項目規劃，優化布局降低洪水影響。項目充分發揮水資源優勢，實現水光互補，提高水資源利用效率，并在建設過程中注重生態環境保護，合理規劃用地，盡量減少對耕地的占用。同時，項目注重投資效益，促進地方經濟發展，并保障與周邊環境、設施的協調，實現合理配套。在規劃、設計和實施過程中充分聽取公眾意見，確保項目的可行性和合理性。綜合而言，旺村水電站水光互補項目建設將確保防洪安全、生態環境保護和社會經濟效益，并充分遵循相關原則。

4 防洪影響計算

4.1 上游壅水計算

建成后，旺村光伏項目的建筑物占用了部分水電站的庫容，導致水電站的總庫容減小。水電站設計的500年一遇校核洪水位為31.26m，而旺村光伏項目占用的庫容水位都在21.0m 以上。因此，需要對光伏項目占用的21.0-32.0m 水位范圍內的庫容進行評價。根據1/10000 地形圖重新核算旺村水電站水庫的庫容，發現旺村光伏項目占用了水電站總庫容的0.031%，如表1 所示。

表1 旺村光伏項目占用水庫庫容統計

根據以上信息，可以進一步進行上游壅水計算，以評估旺村水電站光伏項目對防洪能力的影響。

4.2 下游壅水計算

依據《廣西梧州市城市防洪規劃報告》，項目所在地的防洪標準為20年一遇洪水。項目下游26.92m 高程以下最不利斷面過水面積減小約349.03m2，減少比例約3.5%，如圖1 所示。

圖1 項目建設前后河道最不利過洪斷面對比圖

根據對旺村水電站壩址下游水位流量關系的分析，發現在相同流量情況下，下游水位主要受西江洪水頂托的影響，隨著頂托水位的升高而升高。與此相比，過洪斷面的減少對下游水位的影響較小。盡管旺村光伏項目建成后最不利的過洪斷面面積將減少約3.5%，但考慮到過洪斷面并非決定性因素，光伏項目對于下游30年一遇洪水的水位影響較小。

4.3 光伏陣列沖刷計算

在30年一遇洪水發生時，光伏項目存在預制管樁基礎沖刷破壞的風險，需評估河道沖刷深度。光伏組件的樁長為5-11m，入土深度為2.5-4m。選取水電站上下游典型斷面作為計算依據，以確保光伏組件樁基礎的安全性，根據《堤防工程設計規范》（GB 50286-2013）規定，光伏陳列在設計標準的洪水沖刷下不會受到破壞。斷面1 和斷面2的沖刷深度分別為1.08m 和1.16m（詳見表2），光伏陳列的最小埋深為2.5m，滿足河槽的沖刷要求。

表2 典型斷面沖刷計算成果

4.4 河道演變分析

河道演變分析需要考慮河道的演變趨勢、洪水對河道的沖刷影響以及光伏項目在洪水條件下的安全性[2]。該分析應包括對河道內部流態的變化、河床和岸坡的穩定性以及可能導致的地質災害等內容。此外，還需評估洪水對預制管樁基礎的沖刷風險，特別是在30年一遇洪水發生時的情況下，光伏組件樁基礎的安全性。綜合考慮水電站的洪水調度方案、河道治理工程以及光伏項目的設計標準，以確保水光互補項目在洪水條件下的安全性和穩定性。

5 防洪影響分析評價

針對旺村水電站水光互補項目，重點評估其對防洪工作的影響。首先，需要分析項目建設與相關規劃的一致性，確保其不會影響當地防洪規劃和布局。其次，對防洪標準進行嚴格評估，以確保項目符合國家防洪標準，能夠有效抵御可能發生的洪水威脅。同時，還需評估項目對河道行洪和河勢穩定的影響，確保不會引起河道水流調整、河勢變動等問題。另外，對現有水利工程和設施的影響進行評估，以確保項目建設不會對周邊水利設施產生負面影響。最后，項目建設對防汛搶險和第三方合法水事權益的影響也應得到充分評估，確保項目不會影響防洪搶險工作和其他相關利益方的合法權益。

6 防治對策

6.1 建設項目影響防治對策

為有效應對水光互補項目可能帶來的防洪影響，需采取一系列防治措施。應加強與相關規劃的銜接，確保項目建設與當地防洪規劃一致，并根據實際情況對規劃進行必要調整[3]。其次，需嚴格按照國家防洪標準進行設計和建設，包括提高堤防標準、設置洪水過流區等，以增強抵御洪水的能力。同時，應制定河道行洪管理方案，合理調整水流，減少對下游地區的不利影響。此外，需要加強現有水利工程和設施的巡查和維護，確保其正常運行，及時發現并解決潛在安全隱患。還應建立健全的防汛搶險體系，完善搶險設備和通道，提高防災減災的能力。最后，對可能受到影響的第三方合法水事權益方，應進行充分溝通，協商解決相關影響，并采取補償和保護措施，確保其合法權益不受損害。

6.2 洪水對建設項目影響防治對策

針對洪水對水光互補項目的可能影響，需采取一系列防治措施來減輕其影響。首先，需要加強洪水監測和預警系統，及時獲取洪水信息，并進行準確預測和預報，以便及時采取相應的防范措施[4]。其次，應加強項目區域內的防洪設施建設，包括提高堤防的抗洪能力、加固排澇設施等，以保護項目區域的安全。同時，還應考慮設置洪水過流區，引導洪水流向，降低對建設項目的沖擊力。此外，需加強現有水利工程的巡查和維護，確保其正常運行，避免洪水造成的災害加劇。還應建立健全的搶險體系和緊急救援預案，提高應急響應能力，最大限度減少洪水災害帶來的損失。最后，與周邊地區的合法水事權益方進行充分溝通，協商解決可能引起的利益糾紛，確保項目建設與周邊利益方的共贏。

7 結語

水光互補項目在旺村水電站的建設中，洪水防治是一個重要的考量因素。通過綜合評價分析，可以采取一系列科學有效的防治措施，如加強規劃銜接、提高設計標準、完善河道管理、健全防汛搶險體系等，來減輕洪水對項目的影響。同時，與周邊利益方充分溝通，協商解決可能的利益沖突，確保項目的順利實施。通過綜合防洪措施的落實，旺村水電站水光互補項目能夠在保障洪水安全的前提下，為可持續發展作出貢獻，實現環境與經濟的雙贏。