专题8水文气象及覆冰专题报告精讲Word格式文档下载.docx
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1刖言
本次丛塘〜浏阳南220kV线路工程,单回路架设,场地位于湖南省浏
阳市,西北起自丛塘220kV变电站,东南终至浏阳附近的浏阳南220kV
变电站,线路全长42.50km。
浏阳位于湘中东部,北纬27°
51'
至28°
34’,东经113°
II‘至
114°
15’之间。
东面是山区,属湘赣边界山区的一部份。
西部是丘陵盆
地,为湘东丘陵盆地。
整个地势自东北向西南倾斜,由北向南成山岭山谷交错平行排列。
山地丘陵多于盆地平原,植被面良好。
东面山区有连云山、大围山两山盘踞,两山主峰均在1600米以上,地势复杂,山峦重
叠,绵延起伏。
500米以上的山峰有180多座。
山区树木繁茂,雨量充沛,气候凉爽,风景秀丽。
沿溪流两岸,田园成片,山清水秀。
西部盆地平原与长沙县共处于湘中较大盆地之一的“长浏盆地”之中,地势平坦,河流密布,芳原田野。
盆地雨量丰富,光照充足,无霜期长,是农作物及花卉主种区。
在山区与盆地交接的中部地区,东北、西南走向的山脉之间有大片谷地平原,具有平行山谷山地地形的主要特征:
谷地西北部有一线峰峦挺拔的山谷,形成一道天然屏障,使得这一地区气候冬季温和,夏季凉爽。
本工程线路在万丰水库以西,地形地貌以平原和丘陵为主,线路海拔高程约在50〜100m在万丰水库以东,线路海拔高程在100〜400m左右,以低山为主。
2水文
本工程线路,自丛塘220kV变电站出线约3km后在龙王潭河段跨越捞
刀河,跨越河段顺直,跨越河段右岸为水田,左岸设有堤防。
线路继续行进6.5km后在六十岭河段再次跨越捞刀河,跨越河段右岸为山体,左岸地势较平缓开阔。
在约23km处,线路沿万丰水库北侧约400m处通过。
线路在距浏阳南220kV变电站4.5km竹背村处跨越浏阳河,跨越河段
顺治,两岸均为自然河堤,右岸为山体,左岸为水田。
万丰水库
浏阳河(竹背村)
图2-1线路附近河水情况
捞刀河,为湘江一级支流,位于湖南省长沙市境内,发源于浏阳市石柱峰北麓的社港镇周洛村,流经浏阳市社港镇、龙伏乡、沙市镇、北盛镇和永安镇,长沙县春华镇和黄华镇,开福区捞刀河镇,于长沙城北洋油池汇入湘江。
全长141公里,流域面积为2543平方公里。
据调查,历史上捞刀河曾多次发生大洪水,其中1996年洪水最大;
1996年捞刀河河道全部行洪,两岸滩地淹没水深1.5〜2m滩地最大冲
坑0.5m,河槽最大冲坑2—4m左右。
线路跨河段上游约650m处为捞刀河支流与捞刀河汇合处,1996年洪水时,由于洪水冲刷,该处约10〜20m
的河岸塌落。
综合以上情况分析,发生大洪水时,线路跨河段主河槽仍
有可能发生大范围的摆动或裁弯取直,预计未来50〜100年内跨河段主
河槽的摆动范围按整个河道考虑,主河槽一次最大冲刷深度按2〜4m考
虑。
浏阳河位于湖南省东部,是湘江的一级支流,发源于罗霄山脉的大围
山北麓,有大溪河和小溪河两个源流。
全长共222公里,流域面积3211
平方公里,流经浏阳市、长沙县市共40个乡镇,最后在长沙市的陈家屋
场注入湘江。
每年5〜7月为主汛期。
根据线路跨越浏阳河较近处的双江口水文站资料,最高洪水位77.45m(1995.6.22),50年一遇设计洪水位
(2%为80.08m,30年一遇设计洪水位(3.33%)为79.29m,20年一遇
设计洪水位(5%为78.66m,10年一遇设计洪水位(10%为77.45m,5
年一遇设计洪水位(20%为76.00m,水化学类型以HCO-CaPMg-型最为常见。
据调查,浏阳河竹背河段洪水季节每年都会淹没左岸水田,淹没水深约70cm其中1998年洪水最大,淹至调查村民居住房屋坪,持续一天夜后自然消退。
与线路相交处,捞刀河、浏阳河均不通航。
万丰水库于1958年人工建造,位于连云山脉蕉溪岭脚下,南边紧靠
319国道,北侧有106国道和正在建设中的大浏高速,南临正在建设中的
长浏高速。
占地1500余亩,水库集雨水面积28.95平方公里,总库容1016
万m3灌溉下游蕉溪乡、北盛镇农田12000亩,是浏阳市规模最大的小型水库。
自建成以来运行良好,未发生溢库、决堤等现象。
近年来当地正进行万丰水库核心景观区建设,水库大坝安全稳定。
因拟建线路位于
水库北侧约400m左右的山体上,且塔位与水库坝体高差大于50米,可
以不考虑水库对塔位影响。
本工程线路除跨越以上河流外,其余地段跨越若干溪流、沟谷,线路走线均在地势较高的山脊、山腰地区,涉及的跨越均为地势狭窄的小沟小河,对线路不构成影响。
拟建线路应避开了河流规划的水利设施及坝址地区,同时杆塔位置地势应选在高处,应避开冲沟、洼地及河道转弯处,以使线路不受洪水影响。
3气象
3.1气候特点
浏阳位于北纬30°
以南,属亚洲近海内陆地区,冬、夏两季盛行两种相反方向的气流,冬季风向偏北,夏季风向偏南,这种一年中风向发生规律的季节更换现象,称为季风。
浏阳是受季风影响显著的地区之一。
受季风影响,冬季气候较为寒冷,夏季潮湿而炎热。
4〜6月受太平洋、
印度洋热带海洋面气候影响,雨季出现。
7月上旬夏季风势力增强,雨带移至淮河以北,长江以南处于雨带后部,将进入炎热少雨盛夏,月平均气温可达29度以上,最高气温可达39C至41C。
10月份,夏季风回移到东南沿海一带,这个时候,冷空气频繁出现全市炎热的地面,暑热迅速消退,秋凉天气伴随而来。
总体说来,浏阳市属中亚热带季风湿润气候,雨量分布各地差异不一。
东部山区为较大的雨量中心,年降雨量在
1700〜1800毫米,山区达2200毫米。
中部平行山谷地雨量次于东部,年
雨量1500〜1600毫米。
西部盆地平原的雨量少于中部,年雨量在1500
毫米以下。
东半部以中低山为主,气候夏凉冬冻,光照偏少,降水量偏多。
中部、南部地区则由于有连云山作天然屏障,气候冬少严寒,夏少酷暑,光照充足,雨量适中,而北部处于长浏盆地之中,属湘中丘陵盆地气候类型,雨量时空分布明显,高温、酷暑多于山区。
全市气候特征为:
热量充足,降水丰沛,光照较足,气候变化随山地垂直差异明显。
春季温和,暮春夏初雨多,盛夏晴朗高温,秋季凉而不寒,冬季寒冷,但严寒期短。
3.2气候划分
线路主要位于浏阳西部的浏阳河中下游及捞刀河流域谷地盆地。
根据
《湖南省浏阳市气象志(1956〜2003)》,属于亚热带夏长炎热盆地谷地气候区,由于受亚热带季风气候控制非常明显,夏季异常炎热,且时间维持4个月以上,高温时段极为明显。
3.3气候特征值
本工程线路处于浏阳市境内,根据路径方案走向与气象站的相对位置,浏阳气象站是距离线路最近的国家气象站,对线路具有一定的代表性。
站名
北纬
东经
海拔(m)
浏阳气象站
28°
06'
112°
23'
101.1
表3.3-1
气象站基本情况表
根据浏阳气象站的气象资料统计计算,提供线路设计需求的气象条件。
项目
数值
出现时间(年月曰)
平均气压(Pa)
101216.7
气温(C)
平均气温
16.8
极端最咼气温
40.7
1971.07.26
极端最低气温
〜12.0
平均相对湿度(%
81
年平均降水量(mm
1362.3
年平均蒸发量(mm
1197.9
平均无霜期(d)
271.8
平均风速(m/s)
1.4
其他天气现
象
年最大冻土深度(cm)
年最大积雪厚度(cm)
29
年平均雷暴日数(d)
55.8
年最多雷暴日数(d)
77
年平均日照日数(d)
1665.9
年平均雨淞日数(d)
1.3
年最多雨淞日数(d)
年平均雾淞日数(d)
0.2
年最多雾淞日数(d)
2
连续最长雨淞时数(h)
129.9
连续最长雾淞时数(h)
9.7
浏阳气象站多年气象特征值统计表
表3.3-2
3.4设计风速
受地形影响,
米/秒,夏季为
为1.2米/秒。
浏阳地区风变化平缓。
春季月平均风速为1.3〜1.51.4—1.5米/秒,秋季为1.4—1.6米/秒,冬季
月最大风速多出现在春季,可达8〜12米/秒,风向
多为西南风。
夏秋时节的最大风速为10~12米/秒左右,风向多为西北。
冬季的最大风速为7~10米/秒,风向多为西北。
少于2米/秒和缓风
的时段较为多见,占全年各月的30〜40%,冬季可达42%,年最大风速
12米/秒。
统计浏阳气象站全年及冬季风向频率,统计成果为:
全年盛行风向为
WWNW相应频率为5%全年风向玫瑰图见图3.4.1-1;
冬季盛行风向为WWNW相应频率为6%冬季风向玫瑰图见图3.4.1-2。
图341-1
图341-2
342大风调查
风速大于17m/s,每小时风力达8级以上的称为大风。
浏阳大风多
发生在春、夏季节。
春季是冬夏过渡季节,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。
据《湖南省浏阳市气象志(1956〜2003)》,1968年8月6日出现20
米/秒东南风。
1975年9月8日下午,突刮8级大风,刮断树木以及电线
杆多处;
8月17日16时,永安境内出现龙卷风,人站立不稳,一社员曾
被风旋过一水塘,打谷机卷入空中数米,树木连根拔起。
这次龙卷风,
共造成人员伤亡85人,其中3人死亡,重伤34人,轻伤48人,大风所
经之地,大部分房屋被破坏;
1986年4月10日,三口、淳口两地出现大
风,共有13人死亡,42人受伤,倒塌房屋3150间,损坏烤烟300多亩。
1991年5月18日发生龙卷风,风力8级以上,大围山、张坊、官渡等
区(镇)持续时间40分钟,共吹倒树木4000多株,倒毁房屋82间,死
亡1人,伤413人。
3.4.3设计风速
根据《110〜750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)的规
定,设计气象条件应根据沿线气象资料的数理统计结果,参考《建筑结
构荷载规范》(GB50009—2012)的风压图以及附近已有线路的运行经验
确定,220kV线路基本风速和设计冰厚的重现期取30年。
确定基本风速
时,应按当地气象台站10min时距平均的年最大风速为样本,采用极值
I型分布作为概率模型,风速离地面高度取10m对于山区线路,宜采用
统计分析和对比观测等方法,由邻近地区气象台站的气象资料推算出山
区的基本风速,并结合实际运行经验确定,如无可靠资料,宜将附近平
原地区的统计值提高10%选用。
220kV输电线路基本风速不宜低于
23.5m/s,必要时还宜按稀有风速条件进行验算。
根据浏阳气象局资料,境内多年平均最大风速20.7m/s,主导风向
SSE瞬时最大风速25.1m/s(1971年5月)。
结合气象站风速资料、最大风速及大风调查,参考已建线路的设计及
运行情况,考虑线路在山区走线的运行安全,并考虑线路设计优化,建
议本工程线路基本风速取23.5m/s,验算风速取27m/s。
表3.4.3-1拟建线路附近已建成线路设计风速及运行情况表
序号
线路名称
电压等级
(kV)
长度
(km)
基本风速
(m/s)
投运日期
运行情况
1
原220kV丛塘
〜集里I回
220
37.5
23.5
2007.7
未发生
风灾
220kV丛塘
〜集里n回
40.1
2011.11
3.5雷暴日取值
浏阳地处亚热带气候区,属多雷地区,年雷暴日出现日数在30〜70
天左右,最常见为直击雷。
在雷雨季节,雷暴造成的灾害事故常有发生。
据统计,每年都有人和牲口、电器等受到雷击,人身安全、高层建筑、
高危行业受到严重威胁。
多发地带为连云山南北两侧,三口、淳口以及
南区大瑶、太平桥境内,出现时段为春季初至秋季,夏季集中。
根据浏阳气象站年平均雷暴日数统计值,参照已建线路的设计标准,
结合当地电力部门的线路运行情况和经验,为了保证本工程线路的安全
运行,建议全线雷暴日数采用60日/年。
3.6设计覆冰361冰冻概况
冰冻是指过冷却水、水汽在地面或物体表面冻结而成的坚硬冰层。
如,
雨淞、雾淞、霜冻。
沿线出现时段一般在I〜2月,个别年份在12月,
维持时间为3〜5天,最长可达10〜15天。
据统计,冰冻维持时间较长
的几个年份分别为:
1956年〜1957年达17天,1959年〜1960年达2I
天,最多年份1963年〜1964年达26天。
1983年12月至1984年元月,
冰冻日数达27天。
2007年12月至2008年2月,冰冻日数达60天。
3.6.2导线覆冰
导线覆冰是发生在大气底部一薄层里的特殊天气现象,它在近地层
5km内,垂直方向上的层结较为特殊,整个气层呈现高层(约3000〜5000m)
冷,为冰晶层,气温一般低于〜10C;
中层(约1500〜3000m)暖,为融化
层,气温一般高于0C;
低层(约1500〜2000m以下)冷,为冻结层,气温
低于0C。
高层的冰晶、雪花降落至暖层被融化为液态水,并与暖层的水
滴一起降至冷层,由于加速度原理,部分来不及凝结,变成过冷却水滴
和毛毛雨滴,部分则变成雪花降落至地面。
暖层的厚薄和维持时间决定
覆冰的大小,暖层厚维持时间长,则覆冰大。
在高程较高的山区,处于
低冷层上部的云雾之中,气温较低,一般为〜5C左右,有时达〜10C以
下,过冷却水滴、毛毛雨滴和雾滴易凝附在导线上形成雨、雾淞型的导
线覆冰。
导线覆冰的大小与冷暖空气的强盛与否有关,即与低温,雨、雪、雾
天气持续时间有关;
与咼程有关,在一定咼程咼度内,比周围相对突出
的高地,气温比周围低,空气容易饱和而凝结出更多水滴;
与风口、垭
口、突出的坡地等微地形有关。
363覆冰调查
线路沿线有覆冰情况,但由于该地区海拔相对较低,地形起伏不大,
覆冰天气虽然出现较为频繁,但很少出现灾害性覆冰过程,覆冰时间分
布为当年12月至次年2月份,2008年1月〜2月的冰灾过程中,区域内
覆冰增大异常,造成线路局部受损,是有记录以来最为严重的一次凝冻
灾害,根据气象部门统计,本次冰灾的重现期超过100年一遇。
本工程区域内已建线路多在海拔在300m以下,均按15mn设计,运行
良好,未发生过覆冰断线、倒杆事故。
走访当地群众,覆冰情况如下:
1)万丰水库附近谢家冲的村民李大洪:
2008年冰灾时结冰严重,
些树干上结冰,冰的颜色发白。
山上的树木、毛竹因为枝干积冰被压断。
万丰水库以东的山里面,风要稍大一些,结冰也稍厚一些。
2)蕉溪岭隧道附近的麒麟坡村民王传福:
最冷的冬季屋檐下结冰约
0.4米,附近电线上有轻微覆冰,水沟结冰,路面有结冰但不严重。
3)浏阳河沿岸的陈家大屋陈建飞:
线路经过处基本每年都有冰冻天
气,但持续时间很短,未出现电线被压断的现象。
2008年覆冰灾害是本区有气象记录以来最为严重的一次低温凝冻天
气过程,线路运行管理相关部门得知,尽管在蕉溪岭隧道附近曾出现最
大直径37mm勺覆冰,但未发生塔毁线段等影响线路运行的情况,以往虽
也发生过较大凝冻天气过程,但都不及2008年的强度大、时间长。
由此
可见,2008年1~2月的覆冰天气过程为极端天气,存在很大偶然性。
本工程线路在万丰水库以西,地形以平原和丘陵为主,线路海拔高程
约在50〜100m在万丰水库以东及以东线路海拔高程在100~400m左右,
结合沿线调查,沿水库湿度较大,容易凝结成水蒸气,产生结冰,为易
覆冰区,设计时可采取适当措施,如采用加强型导线等。
按湖南一般线
路设计气象条件,结合该地区已有线路的运行经验(见下表),整个线路
设计覆冰可取15mm
表3.6.3-1拟建线路附近已建成线路设计覆冰及运行情况表
设计覆冰厚
度(mm)
投运
日期
15
冰灾
4结论及建议
(1)本工程线路跨越捞刀河、浏阳河,应注意杆塔位置地势应选在
高处;
经过的万丰水库及以东为易覆冰区,设计时可采取适当措施;
涉
及的跨越均为地势狭窄的小沟小河,对线路不构成影响,但是在确定塔
位时应避开冲沟和洼地及河道转弯处。
(2)本工程基本风速取23.5m/s,验算风速取27m/s。
(3)本工程的雷暴日为60日/年。
(4)本工程线路按15mn冰区考虑,全线覆冰建议按15mm
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