架空输电线路跨河防洪评价计算与分析

苗 露

随着经济社会持续发展，区域用电负荷出现快速增长趋势，河道管理范围内输电线路工程日渐增多，此类工程会引起河道水位壅高、束水、挑流、冲刷等一系列问题，对河势稳定、防汛抢险和水利管理等带来不同程度的影响，现以景县—衡水牵引站220kV 线路跨越滏阳新河为工程实例，对跨河输电线路对河流防洪影响评价主要问题进行探讨研究。

1.工程概况

景县—衡水牵引站220kV 线路改造工程（以下简称“景县—衡水牵引站线”），起自衡水牵引站—景县220kV 线路N105 塔小号侧约50m，止于衡水牵引站-景县220kV 线路N117 塔小号侧40m，全长5.2km。全线新建杆塔15 基，单回路转角塔5 基，单回路直线塔10基，其中涉河杆塔共6 基。线路连续5档跨越滏阳新河，其中有4 基杆塔位于滏阳新河滩地，露头高度为6.0m～6.2m，杆塔均一档跨越两岸堤防。

2.评价标准

滏阳新河按照50 年一遇洪水设计，“63·8”洪水校核；根据《防洪标准》及《110kV—750kV 架空输电线路设计规范》，220kV 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。鉴于滏阳新河按“63·8”洪水校核，因此位于滏阳新河滩地的杆塔基础和导线弧垂按“63·8”洪水设防。

3.防洪评价计算

3.1 设计洪水和水位计算

3.1.1 设计洪水计算

根据《子牙河系防洪规划》及《大陆泽及宁晋泊蓄滞洪区洪水风险图编制报告》，滏阳新河规划推荐方案为邢家湾开卡、滩地不除堼方案。滏阳新河进口由艾辛庄枢纽工程控制，根据艾辛庄枢纽的水位—泄量关系，通过调蓄计算，当发生50年一遇设计洪水时，大陆泽、宁晋泊滞洪水位29.48m，相应艾辛庄泄量2784m3/s，设计流量选用2800m3/s；当发生“63·8”校核洪水时，大陆泽、宁晋泊滞洪水位31.43m，相应艾辛庄泄量5682m3/s，校核流量选用5700m3/s。

3.1.2 设计水位计算

此次设计水位直接采用已批复水位成果，50 年一遇水位为23.17m，“63·8”洪水位为25m。

3.2 壅水分析

由于部分塔基位于河道内，塔基的布设压缩了河道过流断面，阻碍了原河道行洪，在跨越位置河道断面上游将形成一定范围的壅水，根据《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017-99）、《水利动能设计手册》和《中国工程师手册》提出的相应壅水计算公式确定。

经计算，塔基壅水高度、壅水长度及阻水比计算结果见表1。

3.3 冲刷深度计算

为了研究工程后塔基附近河道的防护问题，应计算交叉断面位置处的一般冲刷，包括工程压缩河道引起的冲刷，也包括河槽在天然演变中深泓线摆动形成的集中冲刷。此次冲刷计算采用《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）中推荐的非粘性土滩地一般冲刷和局部冲刷公式计算。经计算，跨越断面河床最大冲刷深度为3.28m。

4.防洪影响分析

4.1 建设项目位置布置分析

输电线路跨越的滏阳新河位于平原区，附近无重要水利工程、险工险段等，线路5 档跨越河道，档距大于跨越处河道宽度，跨河角度满足要求，塔基位于堤防管理范围之外，且距主槽岸坎有一定安全距离，输电线路跨越滏阳新河总体布置及设计方案基本合理。

4.2 建设项目对行洪河势影响分析

当发生河道标准和工程标准洪水时，拟建输电线路涉河杆塔塔基壅水高度低，壅水影响范围小，且工程建设前后河道水流流速变化不大，因此，拟建工程对河道行洪河势影响较小。

4.3 建设项目对防汛抢险影响分析

拟建输电线路左堤堤顶路面尚未硬化，杆塔布置在堤防管理范围之外，且一档跨越堤防，导线弧垂最低高程与堤顶路面净空充足，满足规范中“跨越堤顶道路的导线与堤顶路面间最小垂直距离不小于8m”的要求，因此拟建项目不会影响水利工程规划实施。

4.4 建设项目防洪安全分析

建设项目防洪安全要求主要包括：输电线路基础是否满足河道洪水的防冲要求，以及电力导线弧垂是否满足防洪要求。

4.4.1 输电线路安全分析

为保证工程自身安全，输电线路跨河处最低导线弧垂高程（行洪范围内线路弧垂高度最低点）距离“63·8”洪水河道洪水位及冬季冰面净空需满足相关规范要求。

经分析，拟建输电线路涉河杆塔设计导线弧垂最低高程距离“63·8”洪水位净空高度均大于4m，且距离冬季冰面净空高度均大于6.5m，能够满足工程自身安全。

表1 塔基壅水高度计算结果

4.4.2 塔基安全分析

输电线路在滏阳新河右滩地内布设有杆塔，工程遇“63·8”洪水时，设计水位为25m，位于滏阳新河滩地上杆塔塔基顶高程为25.08m～25.59m，满足“塔基顶高程一般应高于设计洪水位”的要求。

考虑到洪水将对滩地内塔基造成冲刷，对塔基的稳定构成不利影响，主体设计应根据计算的最大冲刷深度（即3.28m）进行复核，必要时加大埋深，确保工程安全。

5.防治与补救措施

拟建输电线路5 档跨越滏阳新河，跨越长度大于跨越处河道宽度，跨河角度满足要求，塔基位于堤防管理范围以外，且距主槽岸坎有一定的安全距离。因此，不需要采取补救措施。

鉴于洪水的不确定等特性，为了杆塔安全，建议杆塔设计时适当考虑洪水浸泡锈蚀及漂浮物撞击等影响。

6.结论

基于工程实例计算了设计洪水和水位、壅水高度和阻水比、一般冲刷和局部冲刷深度，分析了景县—衡水牵引站线位置布设的合理性，同时分析了工程建成后对河道行洪河势的影响、对防汛抢险的影响以及建设项目自身的防洪安全，可为相关涉水工程的评价分析提供参考。