本文摘要:摘要:在分析对比电力工程和水利水电工程防洪标准基础上,提出将电力工程防护等级I、II、III级与水利水电工程等别II、III、IV等进行对应,据此提出了上游水利水电工程对电力工程影响的溃决判别标准的建议。当电力工程以水库、拦河水闸蓄水为水源时,提出了根
摘要:在分析对比电力工程和水利水电工程防洪标准基础上,提出将电力工程防护等级I、II、III级与水利水电工程等别II、III、IV等进行对应,据此提出了上游水利水电工程对电力工程影响的溃决判别标准的建议。当电力工程以水库、拦河水闸蓄水为水源时,提出了根据电力工程防护等级确定供水重要性,进而确定供水水库、拦河水闸应达到的等别和防洪标准的建议。
关键词:防洪标准;防护等级;电力工程;水利水电工程;溃决;水源
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0引言
防洪标准是在权衡防洪保护对象的重要性和采取防御洪水措施的经济合理性后,制定的防御不同等级洪水的标准[1]。防洪标准在电力工程和水利水电工程规划、设计、施工和运行管理中发挥着重要作用。对于电力工程和水利水电工程防洪标准的规定,可见于现行国家标准和行业标准中。水利水电工程有着兴利防洪的作用,但其如发生超标准洪水时,溃决可能造成灾害性后果,应通过复杂的溃决洪水计算进一步研究溃决洪水的影响,所以对应于某防洪标准的电力工程,当其受水利水电工程保护或影响时,如电力工程位于水库、拦河水闸下游,水库、拦河水闸的防洪标准需要达到多高的洪水标准时,可以不考虑其溃决的影响问题,一直是电力工程勘测设计重视的问题。
当电力工程以水库、拦河水闸蓄水为水源时,水库、拦河水闸防洪标准需要达到多高的洪水标准才能满足电力工程的用水可靠性要求,也是水源条件落实过程中关注的问题。针对这些问题,现行国家标准GB50660—2011《大中型火力发电厂设计规范》[2](简称《大火规》)和现行行业标准DL/T5084—2012《电力工程水文技术规程》[3]及有关标准作出了相应规定,但有关规定要求不一致,工程实践中仍一直存在很大的争议[4-5]。为保证电力工程安全可靠和经济合理,本文对电力工程与水利水电工程的防洪标准的关系进行深入分析,提出了相应建议,可供相关规范修编和工程勘测设计参考。
1现行规范关于电力工程和水利水电
工程防洪标准的规定防洪标准与防洪保护对象的重要性相关,防洪保护对象相对越重要,防洪标准相对越高。国家标准GB50201—2014《防洪标准》[1]第7.1.1条规定了对于火电厂应按规划装机容量分为三个防护等级,相应防洪标准要求见表1;第7.3.2条规定了高压和超高压变电设施应按电压等级分为三个防护等级,相应防洪标准要求。
GB50201—2014及其它有关规程规范没有规定换流站的防洪标准。考虑到换流站工程造价和重要性都很高,建议按±400kV及以上电压的换流站采用防护等级I级,±400kV以下采用II级。国家标准GB50201—2014[1]第11.1.2条规定,水利水电工程的等别应按承担的任务和功能类别确定:当承担防洪任务时,应根据其保护对象的重要性确定;当承担供水任务时,应根据其供水对象的重要性确定。当位于电力工程上游的水利水电工程防洪标准偏低时,电力工程应考虑上游水利水电工程溃决引起或与区间洪水叠加的洪水影响,但对于如何判定该水利水电工程防洪标准是否满足下游电力工程防洪要求,即如何判定作为保护对象的电力工程的重要性,现行国家标准GB50201—2014没有规定。对于以水库、拦河水闸等水利水电工程蓄水为水源时,作为供水对象的电力工程重要性如何判别,现行国家标准GB50201—2014也没有规定。
2位于电力工程上游的水利水电工程溃决判别标准
2.1现行技术标准的相关规定的讨论
国家标准GB50660—2011[2]第4.3.15条第4款规定:“火力发电厂位于水库下游且水库的防洪标准低于电厂防洪标准或水库为病险水库时,在水库溃坝形成的洪水对厂区产生影响的情况下,应采取相应的工程措施”。该条文中的水库防洪标准未指明是校核标准还是设计标准。如该防洪标准是指设计标准,则当水库设计标准虽未超过电厂防洪标准,但该水库校核标准较高,如2000年一遇或10000年一遇时,仍应考虑溃坝影响,这可能过高地估计了水库溃决的风险;如该防洪标准是指校核标准,则对于等级最低的山区、丘陵区小(二)型水库都可以电厂防洪满足要求,下游电厂的防洪风险更大。
行业标准DL/T5084—2012第5.4.2条[3]规定:“当上游水库、水闸溃坝对电力工程有影响时,水库、水闸防洪标准中校核标准应高于电力工程防洪标准一个或一个以上等级,否则应计算水库溃坝洪水。防洪标准等级应符合现行国家标准GB50201—2014的规定。”该规定修改了原行业规范DL/T5084—1998的规定:“当上游水库实际设计洪水低于电力工程的设计洪水标准时,应考虑溃坝影响”,采用了以水库、水闸的校核标准作为判断依据,即采用了水库、水闸的“保坝标准”作为判断依据,更为符合水利水电工程设计的本意与原则。但该条文仅规定了水库、水闸校核标准至少应比电力工程防洪标准提高一个等级,对于该“等级”的理解需要对照国家标准GB50201—2014的相关规定,不够明确[4-5]。
2.2电力工程和水利水电工程防洪标准的对比分析
根据国家标准GB50201—2014[1]的规定,水利水电工程防洪标准确定首先根据其工程规模、效益和在经济社会中的重要性,确定等别,然后根据相应的等别确定水工建筑物的级别,再由级别确定防洪标准,所以问题的关键是如何确定水库工程的等别。根据GB50201—2014水利水电工程的等别分为5等,但对于电力工程的防护等级只分为3级或4级两种。如果水利水电工程的等别与电力工程的防护等级能够相对应,则两者的防洪标准也就可以相互对应。
3当电力工程以水库、拦河水闸蓄水为水源时的水库水闸防洪标准取值
3.1现行技术标准相关规定的讨论
根据国家标准GB50660—2011[2]第4.2.3条第2款“当从水库取水时,水库防洪标准不应低于100年一遇设计,1000年一遇校核。当水库防洪标准不能满足电厂取水要求时,应论证采取其他措施保证火力发电厂的取水可靠”。可作为大中型火力发电厂水源的山区和丘陵区水库应为不低于III等,对于平原区、滨海区水库应为不低于II等。该条规定没有区分水库的不同类型,导致同样等别的水库,可能有的满足要求,有的不满足,这与GB50201—2014关于水利水电工程防洪标准确定要求不相符合。
现行行业标准DL/T5084—2012[3]第5.11.2条规定,“电厂水源地为水利工程(水库、拦河水闸等)时,水利工程的防洪标准应满足现行国家标准GB50201—2014规定的工程等别不低于II等的工程防洪标准。如不能满足时,应进行专题论证水源的防洪安全对电厂的影响。”该条规定将作为电厂水源的水利工程等别定为II等,照顾到了不同类型的水利工程,但对于中小型电力工程要求可能偏高。
3.2当电力工程以水库、拦河水闸蓄水为水源时的水库水闸防洪标准取值建议
电力工程供水保证率的高低,反映了供水的重要性。根据《大火规》和GB50049—2011《小型火力发电厂设计规范》[6](简称《小火规》)的规定,大中型火力发电厂供水保证率为97%[2],小型火力发电厂为95%[7]。变电站的设计规范未规定供水保证率[7-9],换流站则规定了供水保证率为97%[10-11]。根据现行行业标准DL/T5143—2018[12]第3.2.6条规定,“当采用地表水作为供水水源时,水源设计枯水流量的保证率宜采用90%~97%,且应设置安全可靠的取水措施;当有生产用水时,设计枯水流量的保证率宜采用97%,当不满足要求时,应对水源安全性进行论证后确定。”所以,电力工程规模越大或在电力系统中越重要,电力工程防护等级越高,供水重要性越高,相应供水保证率越高。
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