洪湖市峰口光伏电站洪水影响水文分析计算

洪湖市峰口光伏电站洪水影响水文分析
计算
摘要：通过收集、整理和分析本项目所在区域水文资料，分析确定洪水影响
计算的方法和内容，采用平均排除法等复核设计洪涝流量、水位。

关键词：洪水影响，水文分析，设计暴雨，实测资料分析，暴雨等值线分析，设计洪水，施工期水位计算。

1.项目位置
本项目为新建200兆瓦光伏电站，位于洪湖市峰口镇，属长江干
流左岸一级支流内荆河四湖流域中下区、峰白河-内荆河-洪排河-高
潭口泵站排区。

2.项目区防洪排涝标准
项目所在地峰白河-内荆河水系属于高潭口排区，项目区水利工程防洪标准为10年一遇、排涝标准是10年一遇三日暴雨五日排完。

据
峰口镇水利站确认，实际约达20年一遇最大24h暴雨二日排完。

3.设计暴雨
设计暴雨采用实测资料和湖北省暴雨等值线图计算两种方法计算，成果采用合理值。

（1）用实测资料分析
以峰口站实测资料作暴雨设计，各频率最大1d降水成果如下：
1天时，均值为92.51，C
为0.40，C S/C V为3.5，时，重现期P%
V
为1、2、10年时，暴雨值分别为229.2mm、206.6mm，176.5mm 新中国成立以来，国家水文观测及资料整编不断发生变化。

早期水文观测时段降水量没有时间滑动，表4-1设计参数为最大1日降水量，而工程设计采用数值为最大24h暴雨。

根据实测资料分析，本地区最大24h与最大1日暴雨量换算系数为1.20，则100年一遇最大24h暴雨量为：229.2×1.2=275.6 mm。

50年一遇最大24h暴雨量为：206.6×1.2= 248.2mm。

20年一遇最大24h暴雨量为：176.5×1.2=211.8mm
（2）用《湖北省暴雨等值线图》分析
2008年，湖北省水文水资源勘测局编制了《湖北省暴雨等值线图》，对湖北省实测暴雨资料进行了分析计算，并进行了面上合理性检查，确定了科学参数。

其24小时暴雨等值线和C V值见图1、图2。

图1 项目区及附近24h暴雨等值线图图2 项目区及附近24h暴雨C V图
查图得参数：
均值130mm；
C V=0.40；C S/C V=3.5；
采用P-Ⅲ型曲线计算100年、50年、20年一遇最大24小时降水量分别为300.11mm、270.69mm、230.79mm。

以50年一遇为例，比较两种方法计算结果，采用新堤站实测资料计算成果
偏小8.4%，为安全起见，采用《湖北省暴雨等值线图》计算成果。

即100年、50年、20年一遇最大24小时降水量分别为300.11mm、270.69mm、230.79mm。

4.设计洪水
项目区属于峰口镇的排区范围内，洪涝排水流量核算分三方面：一是设计排
水标准为 10年一遇最大3d暴雨5d 排完；二是项目排水标准为20年一遇最大
24h 暴雨2d 排完；三是超标准洪水排水标准 50年一遇最大3d暴雨5d 排完。

平原区汇流块由于地势低洼，其汇流过程已不是天然汇流，必须提排方式来
解除渍涝灾害，即其汇流为人工驱动汇流。

峰白河范围内现有提排站5处，共计
流量34.6m3/s，在进行汇流计算时，沿程提排流量可直接叠加;峰口闸排涝流量
为30m3/s，自排入老内荆河、洪排河，汇流计算时可直接削减。

根据地形图、卫星及现场调查勘测等资料，峰白河概化计算的土地类型利用
组成具体为：水田42.22km2,占比77%；旱地5.00 km2，占比9%；鱼塘7.80 km2，占比14%。

采用平均排除法复核设计排水流量，其计算公式为：
计算成果如下：
峰口排区概化计算面积为55.02 km2，10年一遇最大3天暴雨5天排安，排
水流量为35.38m3/s；
20年一遇最大1天暴雨2天排安，排水流量为42.44m3/s；
50年一遇最大3天暴雨5天排安，排水流量为51.45m3/s；
100年一遇最大3天暴雨5天排安，排水流量为58.09m3/s；
概化计算区排涝模数约0.38m3/s/ km2，大于《四湖流域综合规划》中的排涝模数0.2m3/s/ km2，说明本排区排涝标准高于四湖流域，这与实际调查相符，即峰口排区排涝标准约达20年一遇1日暴雨2日排完。

5.设计水位复核分析
内涝水位可采用项目区场地平均高程26.58m（85黄海平均
24.75m，24.00m~25.50m）叠加相应排涝标准下的暴雨量，并扣除排区内泵站的排涝流量进行复核，公式如下：
经计算，项目区10年一遇最大三日暴雨五日排完的内涝水位为26.76m，20年一遇最大24h暴雨两日排完的内涝水位为27.18m。

经调查,峰口闸排区历史最高内涝水位内院26.50m、峰口闸27.20m （2020年）。

核算结果与现状相符。

(2).设计水位复核分析
本次复核水位选取了三种防洪标准下的设计水位进行分析：一是设防标准10年一遇；二是设防标准50年一遇；三是设防标准100年一遇。

以此来分析在项目设防标准高于水系标准的情况下，复核本项目的防洪能力。

水面线的推求采用能量守恒原理进行，其基本公式为：
水面线的计算采用逐段试算法进行，从起算断面开始，逐段往上或往下推算，试算的步骤是假设一系列所求断面的水位值，求得能满足能量方程式的Z 值，即为所求断面的水位。

具体分析如下：
项目区 10 年一遇设计水位复核
项目区属于峰口排区的范围，因此，以最不利工况考虑，项目区10 年一遇防洪水位可取峰口闸的最高运行水位26.50m。

项目区50年一遇设计水位复核
根据现场踏勘及收集资料，峰口闸的设计排涝流量为30m3/s，当发生50年一遇设计洪水时，由于峰口闸的排水能力不能满足要求，因此，自排和提排需同时考虑，自排可由洪排河向洪湖自流，提排由高潭口泵站提排入东荆河、长江。

此时，项目区主要受洪排河最高水位为27.35m等影响，项目区将断电限排。

比较峰白河50 年一遇三日暴雨五日排完和100年一遇三日暴雨五日排完的内涝水位以及调查历史最高水位，综合分析得出，项目区100年一遇设计水位复核值为27.85m。

6.施工期水位计算
采用平均排除法复核设计排水流量，根据峰口镇排区内各种土地利用组成，考虑当地不同地形的实际调蓄能力，按排涝能力计算公式进行计算现状产水量及排涝流量，5年一遇最大 24h 雨量为
166.67mm，通过计算，5年一遇最大 24h 暴雨 3 日排完的排涝流量为 27.97m3/s。

项目区施工期水位5年一遇最高施工水位为26.80m。

参考文献
[1] 《实用水文统计学》，中国水利水电出版社，北京，2017.6。