中煤哈密一通道80万千瓦风电项目防洪影响分析

谢 伟

（哈密水文勘测局,新疆 哈密 839000）

中煤哈密一通道80万千瓦风电+20万千瓦光伏多能互补项目,主要任务是发电。光伏片区范围内发育3条较大冲沟及若干条小冲沟。为了确保项目安全运行,需要对中煤哈密一通道80万千瓦风电+20万千瓦光伏多能互补项目进行洪水影响评价。

1 概况

中煤哈密一通道80万千瓦风电+20万千瓦光伏多能互补项目场址位于新疆哈密市伊州区的南湖乡境内。风电场呈矩形,占地面积约175.60 km2,拟安装160台5 MW风力发电机组,总装机容量为800 MW,设立在缓坡顶上,海拔高程约978.20 m～1003.28 m,东南高西北低,中间有两条小冲沟穿过。20万千瓦光伏发电项目场地位于风电场的西南角,属于集中式大型并网光伏电站。光伏阵列由63个子方阵组成。采用顺势就坡布置形式。

2 设计洪水

中煤哈密一通道80万千瓦风电+20万千瓦光伏项目区,地势东南高西北低,自东南向西北倾斜,属哈密盆地南部剥蚀平原,为戈壁荒地。项目区内无常年地表水流,场区范围内自西向东主要分布有3条季节性山洪冲沟,分别命名为1号洪沟、2号洪沟和3号洪沟,基本特征见表1。3条洪沟分别流经光伏区域、1号升压站及2号升压站,项目区位于吐哈盆地东段南部的戈壁荒地,多年平均降水量在25 mm左右。夏季受短历时暴雨,能小范围造成暴雨洪水。项目断面设计洪水情况见表2。风电项目和光伏发电项目的防洪标准为50年一遇；220 kV升压站的防洪标准为100年一遇；风场道路防洪设计标准为5年一遇。分别采用洪峰模数法、综合频率曲线法、区域洪峰模数法进行计算[1],计算结果见表2。

表1 项目区设计洪峰流量与洪水位成果表

表2 项目区设计洪峰流量计算成果对比表

由于各类条件限制,洪水计算结果相差较大,认真分析项目区3条洪沟的河流特性、下垫面及洪水的形成条件,其中地区洪峰流量模比系数综合曲线法是采用洪水调查值计算成果,计算成果切合实际,本次推荐采用地区洪峰流量模比系数综合曲线法计算成果作为项目区3条洪沟的设计洪水成果。根据项目防洪标准,设计洪峰流量和设计洪水位取值见表1。

3 洪水对建设项目影响分析

3.1 淹没影响分析

根据可行性研究报告,本项目需要保证风电场址塔架基础和光伏电站不受50年一遇洪水影响；1、2号升压站不受100 年一遇洪水影响。本项目风电机组一般设立在山脊或山顶上。1号升压站坐落在缓坡顶上,220 kV升压站和预留35 kV升压站海拔高程在842 m左右,办公区及生活区海拔高程在840 m左右。2号升压站坐落在缓坡顶上,220 kV升压站海拔高程920.45 m～921.75 m,预留35 kV升压站海拔高程在921.15 m～922.66 m,办公区及生活区海拔高程在922.41 m～923.42 m。光伏发电场设立在缓坡顶上,海拔高程约984.06 m～1003.28 m。风电场道路在跨越冲沟处设置混凝土过水路面,过水路面两侧采用砌护保护路基,风场道路防洪设计标准为5年一遇。项目分布情况见图1～图3。

图1 光伏发电场与1号洪沟断面位置图

从图1看出：光伏电场位于1号洪沟断面东面的缓坡上,1号洪沟沟底高程982.57 m,100年一遇洪水位983.27 m,50年一遇洪水位983.19 m；光伏电场在1号洪沟断面以上最低点高程为984.06 m,高于1号洪沟100年一遇的洪水位0.79 m,50年一遇的洪水位0.87 m,加上固定式支架距地高度为0.5 mm,因此,1号洪沟的洪水对光伏电场没有影响。

从图2看出：1号升压站位于2号洪沟断面北面的缓坡顶端,2号洪沟沟底高程835.21 m,100年一遇洪水位837.04 m,50年一遇洪水位836.73 m；1号升压站最低点高程为840 m,高于2号洪沟100年一遇的洪水位2.96 m,50年一遇的洪水位3.27 m,因此,2号洪沟的洪水对1号升压站没有影响。

图2 1号升压站与2号洪沟断面位置图

从图3看出：2号升压站位于3号洪沟断面东面的缓坡顶端,3号洪沟沟底高程915.93m,百年一遇洪水位916.62 m,50年一遇洪水位916.50 m；2号升压站最低点高程为920.45 m,高于3号洪沟100年一遇的洪水位3.83 m,50年一遇的洪水位3.95 m,因此,3号洪沟的洪水对2号升压站没有影响。

图3 2号升压站与3号洪沟断面位置图

风电场风电机组一般都设立在山顶或者山脊上,因此戈壁荒漠的洪水对风电机组基础没有影响。由于本项目区洪水总量较小,洪水来源较为分散,通过分析可知洪水对建设项目不会产生淹没影响。

3.2 冲刷与淤积影响分析

由于本项目风电机组、升压站和光伏电站等设施不侵占沟道,因此不会产生冲刷影响,不需要进行冲刷计算。风电场道路在跨越冲沟处设置混凝土过水路面,没有增加沟道阻水面积,故也无需进行冲刷计算。

本项目所在区域属戈壁荒地,项目区内无常年地表水流,区内发育3条较大冲沟及若干条小冲沟,由于干旱少雨,沟道处于天然状态,冲沟河势变化稳定。根据工程布置方案,由于本项目风电机组、升压站和光伏电站等基础设施不侵占沟道,建设项目对沟道淤积不产生影响。

4 建设项目对防洪的影响评价

4.1 法规规划适应性评价

中煤哈密一通道80万千瓦风电+20万千瓦光伏多能互补项目场址位于新疆哈密大南湖地区,风电场场址中心距哈密市直线距离约99 km。本工程属清洁能源开发项目,符合国家产业政策和清洁生产原则,符合城市土地利用规划及电网规划的要求,符合当地环境保护规划和经济发展规划的要求。项目建成营运后对建设资源节约型、环境友好型、生态型社会、提高人民生活水平等均具有重要意义,具有显著的环境效益和社会经济效益。

4.2 河道行洪影响评价

本项目区域地势为东南高西北低,自东南向西北倾斜,属哈密盆地南部剥蚀平原,为戈壁荒地。项目区内无常年地表水流,场区范围内发育3条较大冲沟及若干条小冲沟,夏季受短历时暴雨,能小范围造成洪水[2]。据水文分析,项目区1号洪沟（光伏区域）50年一遇洪水为17.1 m3/s,100年一遇洪水为26.0 m3/s；项目区2号洪沟（1号升压站）50年一遇洪水为127 m3/s,100年一遇洪水为223 m3/s；项目区3号洪沟（2号升压站）50年一遇洪水为28.2 m3/s,100年一遇洪水为42.8 m3/s。

由于本项目风电机组一般设立在山脊或山顶上,升压站和光伏电站坐落在缓坡顶上,风电场道路在跨越冲沟处设置混凝土过水路面,没有增加沟道阻水面积,因此,对沟道行洪没有影响。

4.3 河势影响分析

项目区属哈密盆地南部剥蚀平原,为戈壁荒地,地貌单元属波浪起伏状戈壁平原及缓丘,地形开阔,起伏不大。通过对项目区域冲沟调查,该区域气候干旱,降水稀少,冲沟河势无论年际还是年内变化均较稳定。根据工程布置方案,由于本项目风电机组、升压站和光伏电站等基础设施不侵占沟道,对沟道河势稳定及变化不产生影响。

4.4 蓄滞洪与雍水影响分析

项目区地处哈密市低山丘陵区,夏季会发生短历时较大强度的暴雨,因地势南高北低,水流顺坡汇入河道,从而形成洪水下泄,洪水沿河道下泄至下游天然低洼地带（终点）,通过下渗和蒸发全部损失。工程范围内无滞洪任务,不涉及蓄滞洪区影响问题,因此,不需进行蓄滞洪影响分析计算。

根据工程布置方案,由于本项目风电机组、升压站和光伏电站等基础设施不侵占沟道,因此不会产生雍水影响,不需要进行壅水计算。风电场道路在跨越冲沟处设置混凝土过水路面,没有增加河道阻水面积,故也无需进行壅水计算。

4.5 防洪工程影响评价

拟建工程区域设计塔架基础的防洪设计标准为50年一遇,220 kV升压站的防洪设计标准为100年一遇。主要是利用天然河道对有洪水影响的区域修建防洪工程,根据现场调查,项目区内无常年地表水流,现状无任何水利工程与防洪工程,除本工程外暂无其他水利规划安排。项目建设对项目区防洪工程没有影响。

4.6 其他设施的影响

由于拟建工程影响范围内无其它具有合法水事权益的用户,因此,本报告不另行提出对其影响的分析。

4.7 防洪抢险和水上救生影响评价

项目区地处哈密市南部低戈壁山丘陵区,项目区现状无任何水利工程与防洪工程。拟建工程运行期不占用防汛抢险通道,对防洪抢险不会产生不利影响。

根据现场查勘,项目区附近无通讯设施和汛期临时水尺等防汛设施,故工程建设不存在对防汛设施的影响。

5 结论

中煤哈密一通道80万千瓦风电+20万千瓦光伏项目属清洁能源开发项目,具有显著的环境效益和社会经济效益。经过分析探讨,拟建工程均按防洪标准设立在山脊或山顶上、缓坡顶上,风电项目和光伏发电项目的防洪标准为50年一遇,220 kV升压站的防洪标准为100年一遇,风场道路防洪设计标准为5年一遇,不会受到洪水淹没和洪灾。本项目设计防洪标准符合相关防洪标准要求,对项目区沟道的行洪能力、河道稳定不会产生影响,不涉及蓄滞洪区运用影响问题,不造成对第三方合法水事权益的影响,项目区不会发生洪水淹没的风险,项目建设对沟道冲刷与淤积不产生影响。结果可为类似工程防洪研究提供借鉴。