436-SA24001C-W0101 水文气象报告.docx
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1、436-SA24001C-W0101*500kV线路工程初步设计阶段(线路长度39.50km)勘测部分第一卷第二册水文气象报告*电力设计有限公司二。二四年三月长沙1概述11. 1工程概况11.2法律法规及规程规范12地形麻及气候特征21.1 地形地貌22. 2气候特征22.3沿线气象站概况33水文943. 1流域概况43. 2跨越河流43. 3跨越渠道74设计风速及风区划分94. 1大风成因94. 2大风调查94. 3风速计算114.1 已建线路设计风速及运行情况144.2 风区分布图1446风区划分155设计冰厚及冰区划分155. 1凌冰成因155.2覆冰调查175.3已建线路设计冰厚205
2、. 4覆冰计算205.5冰区分布图215 .6覆冰取值及冰区划分226 aw形微气象226. 1微地形微气象分类226.2沿线微地形微气象分析237常规气象条件247. 1气温247.2雷暴日数247. 3主导风向248结论258. 1水文259. 2气象251概述1.1 工程概况本工程为*50OkY线路工程,新建线路长度约39.5km,线路途经湖南省湘潭市湘津县、雨湖区。设计基准风速取27ms,设计覆冰取15皿沿线海拔在5012On1.之间.跨越的河流主要为涟水、花园河等,跨越的干渠主要有貂山灌区南干渠、右干渠,及金星渠、友谊渠、胜利渠等小型渠道。根据水利主管部门要求,本工程跨越河流应尽量避
3、免在河道管理范围内立塔,跨河塔位离岸边或堤脚线建议保持30-50m以上距离,本工程跨越的涟水、花园河等河流需开展防洪影响评价,并报水行政主管部门审批后方可施工。木1:程跨越的涟水为通航河流,现状为Vn级航道,规划为川级航道。根据内河通航标准,最大船舶空载空高度(铝桅高)按IsOm考虑,另加船舶航行安全高度和电气安全高度,结合航道主管部门要求,涟水跨越处净空高度(弧垂最低点距最高通航水位)应不小于24m。木工程应开展航道通航条件影响评价,通航水位通航净空高度等最终结论以航道主管部门批复的航道通航条件影响评价报告为准。本程50年一遇离地IOm1.IOmin平均最大风速推荐采用27ns:50年遇离地
4、IOm高设计冰厚推荐采用15mm,局部按25mm验算。除特殊说明外,本报告所述水位及高程系统均为1985国家高程基准。1.2 法律法规及规程规范中华人民共和国防洪法(2016.07.02)中华人民共和国河道管理条例(2017.03.01)G防洪标准(GB50201-2014)电力工程气象勘测技术规程(D1.T5158-2021)电力工程水文技术规程(D1./T5084-2021)地面气象观测规范(QX/T45-2007)架空输电线路覆冰勘测规程(D1./T5509-2015)水文调查规范(S1.196-2015)内河通航标准(GB50139-2014)建筑结构荷载规范(GB50009-2012
5、)G330kV750kV架空输电线路勘测标掂(GB/T50548-2018)GI1.OkV750kV架空输电线路设计规范(GB50545-2010)中垂冰区架空输电线路设计技术规定(Q/GDW182-2008)湖南电网风区分布图(2020年)湖南电网冰区分布图(2022年)湖南省水利工程管理条例(2021年5月27)2地形地貌及气候特征2.1 地形地貌湖潭市境内为典型的低山一丘陵地貌,属伪山、衡山、涓水盆地相间的盆岭山系,地貌轮廓是北、西、南地势较高,有韶峰、褒忠山、昌山、晓成山四山为主体的中低山环绕:中、东部地势低平,有湘江和涟、涓两水为主体的水系分布,全市以“四山江两水”为骨架组成了向东北
6、开口的山丘盆地地势。全市最高点位于西部的褒忠山,海拔793m,最低点在昭山脚下的金马洲,海拔30.7m。境内大致可以分为构造侵蚀低山-丘陵地貌、构造侵蚀剥蚀中低丘陵地貌、侵蚀堆积河谷平原地貌三种地貌类型。本工程沿线地形地貌主要为山地、丘陵和平地。2.2 气候特征湖南为大陆性亚热带季风湿洞气候,气候具有三个特点:第一、光、热、水资源丰富,三者的高值乂基本同步。第二、气候年内与年际的变化较大。冬寒冷而熨酷热,春温多变,秋温陡降,春夏多雨,秋冬干旱。气候的年际变化也较大。第三、气候垂直变化最明显的地带为三面环山的山地,尤以湘西与湘南山地更为显著。本工程途径湖南省湘潭市湖漂县、湖乡市、韶山市、雨湖区,
7、所在区域属亚热带季风性湿润气候,季风影响很大,主要气候特征为:气候温暖,3水文条件3.1 流域概况本线路位于湘江流域涟水水系。湘江为湖南省第大水系,发源于广西临桂县海洋山龙门界,始称海洋河。流向东北,经广西兴安、全州先后纳漠川水、灌江、万乡河后由叉江进入湖南省东安县。至零陵与消水汇合后,经祁阳、衡阳先后汇入春陵水、蒸水、耒水诸大支流。自此北流会泳水、泳水至株洲市后,西折形成大弯会涓水、涟水,经湘潭纳靳江,至长沙,先后纳浏渭河、捞刀河、i为水,更北行至湘阴县濠河口入洞庭湖。全氏856km,流域面积4913km,河道平均坡降0.134%。.涟水是湘江左岸的一级支流,位于湘江下游,其发源于新邵县观音
8、山南麓,由新邵县落马江进入娄底市境内,自西向东,流经涟源市、娄星区、开发区、在娄星区梨头咀汇合孙水注入水府庙水库,经双峰县、湘乡市、雨湖区、湘潭县,至湘潭县河口汇入湘江。涟水沿途纳孙水、湄江、测水等支流89条,全长约232km,流域面积7155km,河流坡降0.46%。.线路沿途主要跨越涟水、花园河(幸福渠)等,跨越的干渠主要有用山灌渠南干渠、别洪渠、友谊渠、相山灌渠北干渠。3.2 匿越河流3.2.1涟水本线路跨越涟水位置示意图见图3.2-1,现场照片见图3.2-2。图3.2T线路跨越涟水位置示意图图3.2-2线路跨越涟水现场照片本工程涟水跨越处河道管理范围线按堤脚线外扩IOm确定,根据水利部
9、门要求,跨越塔位应避开河道管理范围,并适当考虑工程留用地范围,建议陶河塔位离堤脚距离保持50m以上。涟水为通航河流涟水现状为Vn级航道,根据湖南省“江湖四水”水运发展规划,规划为川级航道。根据内河通航标准,通航净空高度二最大船舶空载高度+船舶航行安全高度+缆线安全富裕高度,最大船舶空载高度(船桅高)按In级航道(100Ot级)10.0m考虑,另加船舶航行安全高度2m)和缆线安全富裕高度(6m)。根据航道主管部门要求,结合湖南省以往跨河缆线航道通航条件影响评价报告的经验,涟水跨越处净空高度(弧垂最低点距最高通航水位)应不小于24m。经初步估算,500kV昭山换鹤岭线路跨越涟水处最高通航水位(20
10、年一遇洪水位)约为41m。本工程跨越涟水需开展防洪影响评价,并报水行政主管部门审批后方可施工.本工程跨越涟水应开展航道通航条件影响评价,通航水位、通航净空高度等最终结论以航道主管部门批红的航道通航条件影响评价报告为准。3.2.2花园河木工程于湘潭市雨湖区姜畲镇煤炭庵附近跨越花园河(见图3.2-3),跨越处主河道宽约20m,两岸为农田,地势较平坦,跨越河段微弯,河势基本稔定。线路跨越花园河处河道管理范闱线按岸边向外延伸Iom划定,根据水利部门要求,花园河跨越处应尽量避免在河道管理范围内立塔,建议跨河塔位离岸边(堤脚)距离保持30m以上。木工程跨越花园河需开展防洪影响评价,并报水行政主管部门审批后
11、方可施工。图3.2-3跨越花园河位置示意图3.3厝超渠道3.3.1韶山灌区干渠韶山灌区干渠分为总干渠、南干渠、北干渠。本工程于湘潭县境内1次跨越南干渠,于雨湖区境内1次躅越右干渠。线路跨越南干渠、北干渠位置示意图见图3.3-1、图3.3-2。本工程南干渠、北干渠跨越处渠道宽约5-20m,线路可一档跨越,跨河塔位建议离渠边保持30m以上。线路最终跨河方案需报湖南省韶山灌区I:程管理局备案审批后方可施I,图3.3-1线路跨越南干集位置示意图图3.3-2线路痣越右干渠位置示意图3. 3.2其他渠道本工程线路还跨越别洪渠、友谊渠等小型渠道,线路可一档跨越,跨河塔位建议离渠边保持30m以上。4设计风速及
12、风区划分4.1大风成因大风可分为寒潮大风、雷雨大风、飕和龙卷风等。本段线路沿级地区内的大风多为寒潮大风和雷雨大风,飕、龙卷风少见。寒潮大风多出现在冬、春两季,其影响范闱大,风向稳定,危害程度较轻。雷雨大风多出现在49月,在春末、盛夏至秋初,由于中小尺度对流天气系统或局地受热强烈引发的空气对流旺盛,积云迅速发展成积雨云,进而继续发展为雷暴系统,出现雷鸣电闪、风雨交加,形成局地性雷雨大风,多发生在山地、丘陵,范围较小,但受中、高空气流的引导,会沿山脉、河谷移动,影响范围常呈带状,可持续几小时,影响一县甚至数县。在雷暴中心区内,由于雷雨云的强烈拢动,风向常常多变。雷雨大风多出现午后到傍晚,对局部地区
13、影响时间较短,一般儿分种到一二十分钟即消失,但瞬时风力较大,一般达89级,最大可达12级,且常伴随冰筏同时出现。沿线各地大风多发生在春、夏季节。春季是冬熨过渡季节,北方冷空气频繁南下,易形成春季大风:夏季气温高、湿度大、地面受热不均,空气在垂直方向上容易产生不稳定状态,从而生成局地性小气旋,造成地方性的雷雨、大风、冰雹天气:夏季受西南低涡影响,高空大风动量下传,也会形成区域性雷雨大风。4. 2大风调查湘潭境内春季和夏季多东南风,盛夏多南风,秋冬季多西北风,风速大于17ms或瞬时风力8级以上的大风,每年均有出现,平均每年78次,全年以3、4、8、H月出现的机率域高,为56%。1952年45月,湘
14、潭县6个区遭大风袭击,倒屋453间,死6人;湘乡亦遭大风灾。1955年4月13日17时,湘潭市区暴风骤雨加冰窗,窗大者如球,倒屋69栋;湘潭易俗河大风成灾,倒屋192间。湘乡出现大风次数最多的是1959年,共24天,最少的是1969年,只出现1天,全年平均大风日12.2天。发生的时段,多在春夏之交,行经路线多从市境东北方而来,主气流多沿白田、月山、泉塘、城关、东山、呈逆时针弧形线路,有时也从金薮经大乐、翻江、谷水至棋梓桥,形成一线大风,其特点是突发性,历史短,破坏大。1961年8月2427日,湘潭县出现大风,花石、留田、龙口等15个乡毁屋12349间,倒屋1150间。湘乡1967年4月及197
15、3年4月的两次龙卷风,毁屋拔木,人畜伤亡,损失很大。1976年4月22日,强寒流入侵,全省68个县(市)出现7级以上大风,韶山、平江、湘乡均达12级,韶山瞬时最大风速39米/秒。1983年4月25日下午和晚上,湘潭市先后两次出现雷雨大风,最大风速达26米/秒。湘潭县有42个乡镇受灾,灾情严重的有双板桥、黄荆坪、方上桥、易俗河等15个乡镇,倒屋2114间,27个乡镇通讯线路中断,100O公顷农作物受损,1700公顷秧田受影响。1986年4月10日,湘潭市部分地区出现大风、暴雨夹冰香,最大风速25米/秒以上,持续半个多小时,湘乡的崇山、谷水、新铺、棋梓、潭市和湘潭县的歇马、霞岭等地为霍灾中心,全市
16、遭冰窗袭击的有76所中小学,70个乡镇,倒屋630间,死伤牲畜425头,0.65万公顷秧IU及小麦、豆类、油菜等受损。1992年4月21,湘潭市部分乡镇遭龙卷风、冰霍和击雨大风袭击,持续40分钟,中心风力达12级,冰窗最大粒重1.23千克,最大直径200玄米,湘乡的栗山、横铺,湘潭县的黄荆坪、锦石等68个乡镇受灾,毁坏经济作物和蔬菜2.2万公顷,倒屋8028间,死大牲畜1501头,吹断电杆1980根,直接损失达3900多万元。1997年10月19日,湘乡市白田镇五星、高丰、高冲3个村在长约5千米、宽约0.5千米的地带自北向南遭陶线袭击,出现雷雨大风和冰程,风力达10级,持续约20分钟,3个村伤
17、50人,毁屋179间,吹断树木150株,倒电杆210根。同日韶山市大坪乡亦遭雷雨大风袭击,造成较大经济损失。经咨询湖南省电力公司防灾减灾中心、湘潭市供电公司运维人员,沿线基本没有大风引起的22OkY及以上线路倒塔或者断线事故.对沿线居民也进行了液冰调杳,调查情况如卜丁湘潭县射埠镇横塘村吴先生:这里很少刮大风,也没听说过因为大风电线杆倒了。湘潭县河口镇石泉村周先生:在我印象里没见过有因为大风,吹断电线杆的情况。雨湖区鹤岭镇罗家冲罗先牛.:这几年冰雹有过几次,但是大风的情况很少,没见过。4. 3风速计算4. 3.1数理分析由于各气象台站的仪器、观测次数、风速时距、观测高度等不尽相同,必须时原始资料
18、作必要的数理统计分析。(1)次时换算气象站实测最大风速,分为自记IOmin平均最大风速和定时观测的2min平均最大风速,定时观测的2min平均最大风速应进行观测次数和风速时距订正,订正我用G电力工程气象勘测技术规程(D1./T5158-2021)的经验公式,即:Vgn=a%r+b(4.3-1)式中:VstainIOmin平均最大风速,m/svt,1.定时2min平均或瞬时最大风速,m/sa、b系数(2)高度换算气象台(站)最大风速的原始风仪高度可能不同,同台站不同年代的仪高亦不一致,故应将各气象站的历年最大风速统一订正为距地Iom高处的风速。高度订正采用电力工程气象勘测技术规程(D1./T51
19、58-2021)的指数公式,即:vio=vh(iozh(43_2)式中:。一距地IOm高处的风速(m/s);ZH风速仪距地面高度m);Y,一风速仪观测风速值(m/s);一与地面粗糙度系数,本工程线路所经区域属B类地区,=0.15(3)频率分析计算对收集到的历年最大风速经过高度和时距换算统后,需要用有关概率统计的方法求出最大风速分布的频率。风速概率统计的方法多种多样,如正态分布的经验频率法、皮尔逊川型分布、极值I型分布。本工程采用极值I型对风速系列样本进行数理统计分析。极值I型概率分布计算公式如下:Vp=V+-1.n(-1.nP)-C2JxS(4.3-3)式中:频率为P的设计风速(m/s):记一
20、历年大风的平均值(m/s):Cy=(X,.-1.)j/(H-I)Ki=VNC一变差系数,,:,一离差系数:C1.、Ca1一系数;S=历诟7S一均方差,:P一重现期(50年一遇,P=O.02);n-统计风速的总次数。4. 3.2气象站风速计算根据电力工程气象勘测技术规程(D1./T5158-2021),将收集到的沿线气象站历年最大风速系列,经过风速次时与离地高度换算,采用极值1型曲线频率计算,得到湘潭市、湘乡市、韶山市50年一遇高地IOm高Iomin平均最大风速分别为为23.3m/s、24.加/s、24.5ms沿线气象站多位城郊附近,由r受周围环境及人类活动影响较大,风速观测资料仪仅对县城周围平
21、地地形有一定代表性本工程路径大多位于丘陵地区,工程实际地点风速要大于气象站风速。根据33OkV75OkY架空输电线路勘测标准(GB/T50548-2018),设计风速应在气象站计算风速基础上增大10%安全修正值。湘潭市、湘乡市、韶山市气象站50年遇离地IOm高IOmin计算最大风速及修正后的风速成果见表4.31。表4.3-1气象站设计风速计算成果表站名气象站50年一遇计算风速(m/s)山地修正系数修正后设计风速(ms)湘潭市23.31.125.3湘乡市24.11.126.5韶山市24.51.127.04.3.2基本风压换算风压资料计算最大风速是确定设计风速的个重要参考因子,根据建筑结构荷载规范
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