橋梁防洪評價報告

1、XX線X縣段升級改造工程X大橋防洪評價報告晉科咨證：乙級004號X公司二0一五年十月X義線X縣段升級改造工程X大橋防洪評價報告審定：審查：項目負責人：報告編寫：參加人員：目錄1概述 錯誤！未指定書簽項目背景錯誤!未指定書簽評價依據(jù) 錯誤!未指定書簽技術路線及工作內容 錯誤!未指定書簽2基本Tf況 錯誤!未指定書簽建設項目概況 錯誤!未指定書簽河道基本情疝 錯誤!未指定書簽現(xiàn)有水利工麗其它設施情況 錯誤!未指定書簽3河道?ft變 錯誤！未指定書簽河道歷史演變及近期分析 錯誤!未指定書簽河道演變趨勢分析 錯誤!未指定書簽4防洪評價計算 錯誤！未指定書簽防洪標準確定 錯誤!未指定書簽設計洪水分而算

2、錯誤!未指定書簽設計洪水成果合理性分析 錯誤!未指定書簽水面線計算 二 錯誤!未指定書簽壅水計算 錯誤!未指定書簽沖刷分析計算 錯誤!未指定書簽橋梁底部高程復核計算 錯誤!未指定書簽河道過流能力分析 錯誤!未指定書簽5防洪綜合評價 錯誤！未指定書簽建設項目與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關系與影響分析 錯誤!未指定書簽。建設項目與現(xiàn)有防洪標71和技術要求分析 一二錯誤!未指定書簽。建設項目對行洪安全的影響分析 錯誤!未指定書簽。建設項目對河勢穩(wěn)定的影響分析 錯誤!未指定書簽。建設項目對現(xiàn)有防洪工程、河道整治工程及其它水利工程與設施影響分析.錯誤!未指定書E建設項目對防汛搶險的影響分析 錯誤!未指定書簽錯誤！未

3、指定書簽錯誤！未指定書簽錯誤!未指定書簽 錯誤!未指定書簽對第三人合法水事權益的影響分析 錯誤!未指定書簽6工程影響防治措施 7結論與建議結論建議1 概述項目背景中央扶貧工作會議和中國農村扶貧開發(fā)綱要 （20112020年） 明確提出：把六盤山區(qū)、秦巴山區(qū)、武陵山區(qū)、烏蒙山區(qū)、滇桂黔石漠化地區(qū)、滇西邊境地區(qū)、大興安嶺南麓山區(qū)、燕山太行山區(qū)、X山區(qū)、大別山區(qū)、羅霄山區(qū)等11 個集中連片特困地區(qū)和已經(jīng)明確實施特殊政策的西藏、四省藏區(qū)、新疆南疆三地州作為新階段扶貧攻堅主戰(zhàn)場。在新階段扶貧開發(fā)中交通必須先行，交通行業(yè)必須為集中連片特困地區(qū)盡快脫貧致富做出貢獻。乂乂線乂縣乂大橋全長131ml 3X25m

4、,橋面寬9m,公路級別為II級，樁柱直徑為1.5m,樁基位于地面以下28mm該橋在X村附近斜跨x溝。根據(jù)中華人民共和國防洪法第三十三條“在洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)內建設非防洪建設項目， 應當就洪水對建設項目可能產生的影響和建設項目對防洪可能產生的影響作出評價，編制洪水影響評價報告，提出防御措施。建設項目可行性研究報告按照國家規(guī)定的基本建設程序報請批準時，應當附具有關水行政主管部門審查批準的洪水影響評價報告”；另根據(jù)X省河道管理條例第七條“在河道管理范圍內新建、改建、擴建的所有建設項目，包括開發(fā)水利、防治水害、整治河道的各類工程和跨河、穿河、穿堤、臨河的橋梁、道路、渡口、管道、 纜線、 取水口等建筑物及

5、設施， 建設單位必須將工程建設方案和有關文件，按照管理權限，報送縣級以上河道主管機關審查同意后，方可按照基本建設程序履行審批手續(xù)”。為此，受*委托，我公司承擔了x x線x縣段升級改造工程x大橋防洪評價報告的編制工作。評價依據(jù)1中華人民共和國水法；2中華人民共和國防洪法；3中華人民共和國河道管理條例；4諂河道管理條例；水利部、國家計委河道管理范圍內建設項目管理的有關規(guī)定(水政 19927 號文)；水利部關于進一步加強和規(guī)范河道管理范圍內建設項目審批管理的通知(水建管2001618 號文 ；7河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制導則 (試行) (水利部辦公廳文件辦建管2004109 號)。1防洪

6、標準(GB50201-2014)；2水利水電工程設計洪水計算規(guī)范(SL44-2006)；3水利水電工程水文計算規(guī)范(SL278-2002)；4堤防工程設計規(guī)范(GB50286-2013)：5公路工程水文勘測設計規(guī)范(JTGC30-2002)；6X省水文計算手冊(2011.3);。1XX線x縣段升級改造工程x大橋防洪評價報告設計合同；2X省x縣x水庫除險加固工程初步設計報告； 3 近期實測 1:1000 地形圖及縱橫斷面圖。1.3 技術路線及工作內容技術路線：根據(jù)水利部頒發(fā)的河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制導則（試行）規(guī)定，在現(xiàn)場察看、充分收集工程涉及河段的水文泥沙、洪水、河道沖淤、河勢變

7、化、各橋設計方案等資料的基礎上，首先分析論證了各橋的建設對所在河道的行洪、河道沖淤、河勢變化的規(guī)律及特點，河道沖淤變化趨勢，計算了設計洪峰流量、洪水位，然后根據(jù)河道管理的有關規(guī)定及防洪要求，評價了工程建設對流域規(guī)劃、河道泄洪、河勢穩(wěn)定性和河岸的影響，并提出影響防治措施，得出結論與建議。技術路線示意圖見圖 1-1 。工作內容：外業(yè)踏勘調查、河道斷面測量；河道演變趨勢分 析；推求設計暴雨、設計洪水、設計水位；建橋后壅水高度、壅 水范圍的分析計算；沖刷分析計算；大橋建設對河道防洪的影響 分析；防洪影響綜合評價?，F(xiàn)場察看圖1-1技術路線示意圖項目資料 收集分析確定項目 防洪標準確定計算 方法和計判斷是

8、否滿足計算洪水 影響范圍根據(jù)防洪 規(guī)劃提出綜合評價 防洪影響得出結論 提出建議2基本情況建設項目概況建設項目概況及規(guī)模乂乂線乂縣乂大橋全長131橋梁為預應力混凝土箱梁，共5跨, 橋面寬9公路級別為II級，樁柱直徑為1.5m,樁基位于地面以下28ml 橋孔凈高5.5m8.0m。該橋在X村附近斜跨X溝，且號號橋墩 位于x溝溝道內，涉河長度107m,該段X?寬度為40mlx大橋右岸堤防加高3m,并對x大橋右岸原有一級公路上下方向 500m范圍內公路改建，使改建后公路與原有公路連接良好，改建后的 公路路基作為右岸堤防。公路改建前后縱斷面見圖2-1。河道基本情況流域水系圖見圖 2-2 。2-2 流域水系

9、圖1氣象項目區(qū)位于X山區(qū)及晉西黃土高原，屬溫帶大陸性氣侯。受季風 環(huán)流控制，冬寒冷干燥少雪，春干旱多風少雨，夏炎熱雨量集中，秋 季較為溫涼濕潤，總體上氣候溫和，熱量豐富，光照充足，降雨少， 且在時空分配上極不平衡。多年平均氣溫9.1 C,受地形高差影響，垂 直差異較明顯，呈西南向東北遞減趨勢；多年平均降雨量為482.9mm大部分集中在79月，降水量從東北向西北，西南遞減；多年平均蒸 發(fā)量為2149.9mm 57月蒸發(fā)量最大；多年平均濕度為 52%平均日 照時數(shù)為2654.6小時；無霜期在160天左右，無霜期由東北向西南延 長，相差在30天左右；最大凍土深度為111cm主導風向為南風，冬 季多偏

10、北風，夏季多偏南風，年平均風速2.4m/s,最大風速為22.3m/s。X溝流域內降雨少，氣候干燥，洪澇時有發(fā)生，年降水量482.9mm 降雨大多集中在79月份。多年平均蒸發(fā)量2149.9mm沿線橋梁附近設有X縣氣象站，主要氣象特征見表2-1。X縣氣象站氣象特征表表2-1項目極端最高 氣溫 (C)極端最低 氣溫 (C)多年平均 降水量(mrm多年平均日. 烝及里(mrm年平均 氣溫 (C)最大風速 (m/s) 及風向最大積雪 厚度 (cm)數(shù)值39.5-24.8482.92149.99.1022.3SSW30.02水文1)水文測站情況橋梁所在流域均為湫水河一級支溝，橋址附近無水文測站，湫水 河干

11、流上建有林家坪水文站，該站由黃河水利委員會設立和領導。1953 年7月1日建成測流，斷面地點在X省X縣林家坪鎮(zhèn)林家坪村，地理 坐標東經(jīng)110052，北緯37o42，至河口距離13km,控制流域面積1873km2 ，屬基本水文站。2）暴雨、洪水特性湫水河流域地處黃河中游，流域內除上游東北部、東部約401km2為石山林區(qū)外，其余大部分為黃土丘陵溝壑區(qū)。暴雨特性表現(xiàn)為強度大、歷時短、持續(xù)時間不長，且年際間變化大，年內高度集中，分配不均。經(jīng)對林家坪水文站的實測資料分析，59月份多年平均降雨量占年值的 80.5%。本次評價的大橋所在流域屬黃土丘陵溝壑區(qū)，其洪水特點是洪峰流量大，來勢迅猛，流量過程線峰型尖

12、瘦，陡漲陡落。年內變化較大，大部分集中在69月份。橋址位于X溝X村右岸，該段河道較順直，河梢寬4050ml現(xiàn)梢內有小水， 河道兩岸均有堤防， 左岸堤防高 2.5m 左右， 右岸堤防高3.0m左右。河道左側為農田和房屋，河道右側為一級公路。x縣地處晉西黃土高原，東倚X山，西俯黃河水，現(xiàn)轄*鎮(zhèn)*鄉(xiāng)，縣域面積 *km2。 2011 年縣域總人口 * 萬人，其中城鎮(zhèn)人口 * 萬人，城鎮(zhèn) 化率 *%。城鎮(zhèn)化率低于全國水平。2011 年底，全縣地區(qū)生產總值為*億元，比上年增長18.8%，其中第一產業(yè)增加值9.05 億元、第二產業(yè)增加值20.13 億元、第三產業(yè)增加值11.40億元。人均GDP&到6878元

13、，低于全省的平均水平?？h內主要工業(yè)有發(fā)電、采煤、煉焦、冶鐵、化肥、水泥、釀造、紡織、印刷、陶瓷、造紙、食品加工等行業(yè)，其中 2011 年規(guī)模以上工業(yè)總產值39.42 億元， 地方財政一般性預算收入4.46 億元， 農民人均純收入2658元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入 10260元。2011 年， 全縣現(xiàn)有農作物播種面積9.12 萬公頃， 其中糧食播種面積 7.21 萬公頃、油料播種面積1.53 萬公頃，蔬菜播種面積0.38 萬公頃；農作物主要有高梁、玉米、棉花、谷子、小麥、薯類、麻類、豆類等，2011年糧食總產量11.4Xl04t,水果產量12.38 Xl04t,蔬菜 產量 6.4 X 104t。

14、X縣資源豐富，已探明的礦產資源有煤、鋁等 24種，其中煤儲面 積 2570km2 ，占全縣面積的86%，總儲量311 億 t ，在三交礦區(qū)富含被稱為“國寶”的4#主焦煤。紅棗栽植近百萬畝，年產量7500 萬 kg ，其中克虎鎮(zhèn)在全國首家通過有機棗基地認證。2.2.5地質情況橋址區(qū)揭露的地層由橋址區(qū)地層由第四系全新統(tǒng)沖洪積物第三系 保德組的地層構成。各組的巖性特征及分布狀況分述如下：1）第四系全新統(tǒng) Q4卵石土：雜色。主要顆粒成份以砂巖、片麻巖、灰?guī)r為主。粒 徑不勻，磨圓度一般，呈次圓狀，顆粒間中粗砂填充，填充程度較好。稍密。稍濕。地基土承載力基本容許值 350KP2摩阻力標準值80KPa2）第

15、三系保德組N2粉質黏土：棕紅色。局部呈半膠結狀，手掰可斷，斷面粗糟，土質不均，含有鈣質結核，局部結核富集或呈鈣質結核層、堅硬。地基土承載力基本容許值250KP2摩阻力標準值50KPa粉質黏土：棕紅色。局部呈半膠結狀，手掰可斷，斷面粗糟， 土質不均，局部夾礫卵石。地基土承載力基本容許值300KPq摩阻力標準值60-70KPa。2.3 現(xiàn)有水利工程及其它設施情況X溝流域范圍內主要的水利工程為X水庫和兩岸堤防。*水庫位于湫水河東岸X溝中上游， 距X縣縣城25Km是一座以防 洪為主、兼顧灌溉的小型水利樞紐工程，控制流域面積 64K急水庫于 * 年 3 月動工興建， * 年 8 月竣工蓄水。樞紐建筑物由

16、大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成，最大壩高 31ml為均質土壩。2007年6月，X市 水利局組織專家對該水庫進行了大壩安全評價，鑒定為三類壩，屬于病險水庫， 2008 年底開始除險加固， 2010 年 2 月通過竣工驗收。水庫除險加固后，總庫容620萬m3,工程等別為w等，主要建筑物為 4級,水庫設計洪水標準為 30 年一遇，校核洪水標準300 年一遇，洪峰流量分別為386m3/s 、 651m3/s ，最大下泄流量分別為182m3/s 、 341m3/s 。河道兩岸均有堤防，左岸堤防高 2.5m 左右，右岸堤防高 3.0m 左 右。河道左側為農田和房屋，河道右側為一級公路。2.3.1 橋梁及其

17、它情況本次新建橋梁上游80m處有一座現(xiàn)有橋梁，為改建舊橋，該橋為 板橋，全長27m,共2跨，單跨13ml橋寬8.5m,橋墩高3.4m,橋底 板高程1116.90m,路面高程1117.57m。本次新建橋梁上游100m處有一座現(xiàn)有橋梁，為鄉(xiāng)村便道，該橋 為漿砌石拱橋，全長19.6m,共6跨，單跨3ml橋寬4.0m,橋墩厚0.4m, 直墻高1.3m,矢高0.8m,拱頂高程1116.14m,路面高程1117.15m。3 河道演變河道歷史演變及近期分析X溝流域內無水文測站，也缺乏河道演變歷史資料，只能根據(jù)河道特征及現(xiàn)場觀察了解定性分析河道可能演變趨勢。該流域內地形復雜，地表支離破碎，溝壑縱橫，屬典型的黃

18、土丘陵溝壑區(qū)，上游水土流失嚴重。x水庫于 1976年動工興建，1981年竣工蓄水，2009年4月除險加固。致使河道在水庫運行初期，庫區(qū)發(fā)生泥沙淤積，由于受淤積上延的影響，庫區(qū)上游的淤積程度不斷加大，而下泄水流的含沙量減少，個別年份內河道表現(xiàn)為沖刷。河道演變趨勢分析X溝建有X水庫，一方面攔截了上游河道泥沙，另一方面起到緩洪削峰及對徑流調節(jié)的作用，使各橋址處河道流量大大減小，河槽在平面上相對穩(wěn)定，主槽擺動相對較小，沖刷和淤積基本平衡。根據(jù)河道歷史演變和近期發(fā)展狀況，預計未來河道變化趨勢為：由于受到本工程進場公路路基的控制，小水時河道在平面上比較穩(wěn)定，縱向以淤積為主；當發(fā)生較大洪水時，河床發(fā)生沖刷，

19、河道縱向變形加劇，平面上主槽擺動幅度有限，河道發(fā)生大幅平面位移的可能性不大。4 防洪評價計算防洪標準確定XX線x縣段升級改造工程x橋梁全長131ml按照公路橋涵設計通用規(guī)范的劃分標準，該橋為大橋，xx線設計為II級公路， 根據(jù)防洪標準（GB50201-2014 ,本項目橋梁的防洪標準為100 年一遇洪水。由于本項目所在河段屬農村段，人口小于 20 萬，按照防洪標 準（GB50201-2014 ,河道防洪標準為10年20年，本河道防洪 標準選用 20 年一遇。設計洪水分析計算根據(jù)各橋址所在位置和流域的水文資料條件， 設計洪水的計算如 下：根據(jù)暴雨資料推求設計洪水。 橋址處設計洪水按設計斷面控制流

20、域的暴雨參數(shù)等值線圖求出設計頻率相應的設計暴雨， 由設計暴雨進行產流計算， 在根據(jù)流域地理參數(shù)查出匯流參數(shù)， 最后推求出設計洪峰流量。本次采用我省2010年編制的X省水文計算手冊（以下 簡稱手冊）進行計算。各橋址斷面上游有較大調蓄能力的水庫時， 橋址斷面設計洪水由于受上游水庫調蓄的影響，設計洪水的地區(qū)組成采用同頻率組成法。即區(qū)間洪水與橋址斷面洪水同頻率， 上游水庫為相應洪水， 或上游水庫洪水與橋址斷面洪水同頻率， 區(qū)間為相應洪水， 經(jīng)調洪演算和綜合分析，從中選取能滿足工程設計要求的，作為設計依據(jù)。天然設計洪水按無資料地區(qū)考慮，采用我省2010年12月編制的 X省水文計算手冊（以下簡稱手冊）計算

21、。1）流域參數(shù)流域特征參數(shù)包括流域面積、流域主河道長、流域平均坡度等。流域平均坡度根據(jù)以下公式計算：式中：J 流域平均坡度，m/kmZ0,Zi Zn自計算斷面開始的7&程各計算點高程，mLo,LiLn相鄰點之間距離，kmi流域參數(shù)見表4-1。流域特征參數(shù)表表4-1橋址斷面 2控制面積（km）平均縱坡（。）河長（km）X水庫64.026.311.7X設計斷面69.326.215.1設計斷面133.319.522.22）設計暴雨點暴雨設計該流域位于水文分區(qū)的西區(qū)。查手冊附圖 15至附圖24,可 得點暴雨均值H及Cv值，查手冊附表I -2可得相應頻率之Kp 值，然后計算流域的設計點暴雨。流域設計點暴

22、雨計算公式如下：式中.H各種歷時暴雨均值，mmKp一模比系數(shù)；Hp設計點雨量，mm p設計點雨量見表4-2。各種歷時暴雨均值和變差系數(shù)表4-2流域占八、面積 (km2)10min60min6h24h3d均值Cv均值Cv均值Cv均值Cv均值CvX水庫164.012.60.55260.5152.70.48620.4482.60.42X 設計斷面169.3120.56240.5352.70.48600.44800.42設計斷面149.3120.56240.5352.70.48600.44800.42284.012.60.55260.5152.70.48620.4482.60.42設計暴雨的時深關系設

23、計暴雨的時深關系，又稱為設計暴雨公式，計算式為:式中：錯誤！未找到引用源。一設計雨力，即1h設計雨量，mm/h t一暴雨歷時，h;入一經(jīng)驗參數(shù)；h p(t)各標準歷時設計暴雨，mm暴雨公式的三個參數(shù)Sp錯誤！未找到引用源。、ns錯誤！未找到 引用源。、入錯誤！未找到引用源。需要根據(jù)同頻率各標準歷時設計 雨量Hp，以殘差相對值平方和最小為目標求解，其中 Sp錯誤！未 找到引用源。的查圖誤差控制在士 5%1; 0 X0.12錯誤！未找到 引用源。當入錯誤！未找到引用源。不滿足時，適當調整查圖的均 值和Cv,至入錯誤！未找到引用源。滿足約束為止。面暴雨設計面暴雨計算公式為：式中：HpA(tb)一標準

24、歷時為3、設計標準為P、流域面積為A p ,的設計面暴雨，mmH0,A（tb）一同頻率、等歷時設計雨量在流域面積A上的平均值，mmp（A,tb）一點面折減系數(shù)；2A一流域面積，km;C, N1經(jīng)驗參數(shù)，由手冊中表 6-2直接查用或內插求得主雨歷時和主雨雨量主雨歷時的計算公式為:Sp2.5, nnstz 1 lntz式中符號意義同前。主雨歷時用數(shù)值法計算，主雨雨量用下式計算：式中符號意義同前。非主雨日的主雨歷時和主雨雨量按雨強大于2.5mm/h的標準統(tǒng)計計算。3）產流設計本次計算各河流的產流地類見表 4-3。流域產流計算又包括設計 洪水凈雨深和凈雨過程計算兩部分。各控制斷面流域產流地類表表4-3

25、橋址斷面產流地類（km2）黃土丘陵溝壑變質巖灌叢山地變質巖森林山地合計X水庫21.519.423.164.0X設計斷面58.211.169.3設計斷面79.719.434.2133.3設計凈雨深計算設計凈雨深計算采用雙曲正切模型，計算模型如下: 式中，tanh一雙曲正切運算符，tz設計暴雨的主雨歷時，h;h p,A（tz）一設計暴雨的主雨面雨量， mmRp設計洪水凈雨深，mmFaG）一主雨歷時內的流域可能損失，mm流域可能損失用下式計算。式中：S,a一為流域包氣帶充分風干時的吸收率，反映流域的綜 合吸水能力，mm/h/2;錯誤！未找到引用源。一流域包氣帶飽和時的導水率，mm/h B,p設計頻率

26、的流域前期土濕標志（流域持水度）。多種產流地類組成的復合地類流域，吸收率和導水率分別根據(jù)各 種地類的面積權重按下式加權計算。式中：S,i 一單地類包氣帶充分風干時的吸收率，mm/h/2;K,i 一單地類包氣帶飽和時的導水率，mm/h/2;。一某地類面積占流域面積的權重。主雨日凈雨過程計算求解產流歷時產流歷時tc的計算公式為:RpnsSTJ 0, n %nsSp,At s,0lntz式中：Rp 一用雙曲正切模型計算的場次洪水的設計凈雨深，mm其他符號意義同前。計算損失率n(1%tc)Sp,A ttcn nslnt計算時段凈雨hp（t） Hp,A（t） t錯誤！未找到引用源。，t tc式中：hp（

27、t）錯誤！未找到引用源。一設計時段凈雨深，mmt錯誤！未找到引用源。一計算時段，h;j一時雨型“模板”中的序位編號;匕i錯誤！未找到引用源。一為j時段的開始時刻。其他符號意義同前。把計算出的時段凈雨按序位編號安排在設計時雨型模板中的相 應序位位置，即得主雨日的凈雨過程。4）匯流設計匯流計算采用綜合瞬時單位線法和推理公式法分別計算。各河流 所在流域的匯流地類見表4-4。各控制斷面流域匯流地類表表4-4橋址斷面匯流地類（km2）黃土丘陵灌叢山地森林山地合計X水庫27.619.916.564.0X設計斷面58.211.169.3設計斷面79.719.434.2133.3(1)綜合瞬時單位線法計算參數(shù)

28、n,計算公式如下： n Ci,a(A/J)1, Ci,a式中，A流域面積，km2;J一河道比降，%。；C, a復合地類匯流參數(shù)；G, i一單地類匯流參數(shù)；B 1經(jīng)驗性指數(shù)；% i某地類的面積權重，計算m ,1。計算公式如下： 1 m,i Cza(L/JD , C2,aCi,i ， i=1,2 以小數(shù)計。C21，i=i,2式中，m ,i i =1mm/旭寸瞬時單位線的滯時，h;G, a復合地類匯流參數(shù)；G, i 一單地類匯流參數(shù)；% 經(jīng)驗性指數(shù)。用交點法求解r歷時的平均凈雨強 O步驟是假設一組i ,求得一組Qp;計算出mi,由k=m1/n可得一 組k;計算得出一組Sn (t)曲線，推算時段匯流曲

29、線 un(At,t),/一 / 一得一組洪峰流量Qp。在普通坐標系中繪制 Qp曲線與Qpi曲線， 兩條曲線交點的橫坐標即 r歷時的平均凈雨強為i ,縱坐標為最大 洪峰流量Qp用求解出的i計算mi,由k=m1/n計算k,計算Sn(t)曲線，推 算時段匯流曲線un(At,t),最后推算設計洪水過程線。所需計算公式如下：tSn(t)0 un(0,t)dt(n,m) ， m=t/k式中，B 2經(jīng)驗性指數(shù)；t一計算時段，h; h一時段凈雨深，mmA流域面積，km2;3.6 單位換算系數(shù)；M1凈雨時段數(shù)。洪峰流量計算結果見表4-5 。( 2)推理公式法推理公式法由設計暴雨、推理產流、推理匯流3 個子系統(tǒng)構

30、成。推理匯流計算包括求解洪峰流量Q流域匯流時間T及推理洪水過程線。 求解最大洪峰流量可用數(shù)值法進行求解， 根據(jù)以下公式聯(lián)立方程組求解。Ht=HP(t)-比式中：A流域面積，kmi;L河長，km;J一河流縱比降，%。；m流域匯流參數(shù)。洪峰流量計算成果見表4-5 。由此計算結果見表4-5.各控制斷面天然洪水洪峰流量成果表表4-5單位：m3/s斷面名稱頻率流域模型法推理公式法Qm(mis)W24(ff m3)Qm(r3/s)W24(H m3)X水庫1%1%4864769832%2%3993898165%5%286280596X設計 斷面1%1%78748211262%2%6503919345%5%4

31、71276675設計斷面1%1%87990214312%2%71973511735%5%510524827由上表可以看出流域模型法、推理公式法計算的成果差距比較 大，從工程安全角度考慮，本次設計計算采用推理公式成果，洪水過 程線見表4-6、表4-7和表4-8,天然洪峰流量成果見表4-9。設計斷面設計洪水過程線表表4-6單位：mn/sp=1%P=2%P=5%時間(h)油時間(h)油時間(h)油9.500.0010.002.7710.000.0010.5016.6010.500.2211.0041.611.0010.311.000.0011.5079.111.5035.811.500.4812.0

32、013212.0078.712.0015.112.5042112.5033512.5019213.00143113.00117313.0082613.50115213.5098313.5067314.0087314.0073614.0051414.5052714.5044414.5034815.0025415.0021215.0021315.5057.515.5044.815.5010016.0015.416.0011.716.0017.316.500.0016.500.0016.504.1117.000.00X水庫斷面以上各頻率設計洪水過程線表 表4-7單位：m3/sP=1%P=2%P=5%

33、時間(h)油時間(h)油時間(h)9.500.0010.003.5910.000.0010.5014.110.500.9211.0030.811.009.9211.000.0011.5053.711.5027.911.501.2312.0084.612.0055.412.0012.712.5027712.5022812.5012713.0098313.0081513.0059613.5069113.5059513.5040714.0039314.0033014.0026814.5087.614.5069.114.5012415.0023.515.0018.115.0021.915.500.00

34、15.500.0015.505.2716.000.00區(qū)間各頻率設計洪水過程線表 表4-8單位：m3/sP=1%P=2%P=5%時間(h)油時間(h)油時間(h)9.500.0010.000.5710.5010.0310.500.0011.0029.211.004.0011.5055.711.5019.111.500.0012.0092.112.0045.612.008.0712.5034512.5021812.5014513.00112513.0093213.0067413.5072413.5058013.5044214.0019714.0031814.0022514.5054.814.50

35、64.814.5036.215.000.0015.0016.715.008.2815.500.0015.500.00天然洪水洪峰流量成果表 表4-9單位：m3/s項目各頻率設計洪峰流量P=1%P=2%P=5%x水庫C。0 4/X設出!而983816596設出1而1126 1431934 1173675 827橋址斷面設計洪水由于受X水庫調蓄的影響， 設計洪水的地區(qū)組 成采用同頻率組成法。即區(qū)間洪水與橋址斷面洪水同頻率，X水庫為 相應洪水，或X水庫洪水與橋址斷面洪水同頻率，區(qū)間為相應洪水， 經(jīng)調洪演算和綜合分析，從中選取能滿足工程設計要求的，作為設計 設計洪水。該橋址處設計洪水組成經(jīng)計算分析比較

36、， 采用X水庫設計斷面 同頻率、水庫上游相應的洪水組合方式。1X水庫、區(qū)間以及設計斷面洪水計算X水庫、區(qū)間以及橋址斷面洪水按無資料地區(qū)考慮， 采用手冊 計算方法、公式不再詳述，見表 4-6、表4-7和表4-8。設計洪峰流 量成果見表4-9。2X水庫（相應）洪水過程線計算首先采用手冊計算出不同頻率的X水庫設計洪峰、洪量，然 后點繪X水庫洪峰洪量關系線（見圖 4-1）,由設計斷面處洪量與區(qū)間洪量計算出X水庫相應洪量，見表4-10 ,然后根據(jù)X水庫洪峰洪量關系線查出x水庫相應洪峰，由該洪峰以手冊計算x水庫斷面各頻率洪水過程線為基礎，推求X水庫相應過程線，X水庫相應入 庫洪水過程線見表4-11。圖4-

37、1洪峰洪量關系線不同頻率相應洪量表4-10單位：萬m3洪量組合方式1%2%5%X水庫相應426336246 1X設計斷面相應425345242X水庫（相應）各頻率設計洪水過程線表表4-11單位：吊/sP=1%P=2%P=5%時間（h）南時間（h）南時間（h）油9.000.009.500.1210.005.6310.000.0010.5018.110.501.3711.0035.311.009.6511.000.0011.5057.911.5024.911.502.0712.0088.812.0047.612.0015.212.5031012.5018912.5013013.0095013.00

38、78013.0062013.5065013.5049013.5038014.0018214.0027214.0020014.5050.214.5057.614.5036.815.000.0015.0015.115.008.9715.500.0015.500.003乂水庫設計斷面（相應）洪水過程線計算首先采用手冊計算出不同頻率的X水庫設計斷面設計洪峰、 洪量，然后點繪X水庫設計斷面的洪峰洪量關系線（見圖 4-1）, 由設計斷面處洪量與x水庫洪量計算出x水庫設計斷面相應洪量， 見表4-10,然后根據(jù)x水庫設計斷面的洪峰洪量關系線查出x水 庫設計斷面相應洪峰，由該洪峰以手冊計算x水庫 設計斷面各頻率

39、洪水過程線為基礎，推求X水庫設計斷面相應過程線，X水庫設計斷面相應洪水過程線見表4-12區(qū)間（相應）各頻率設計洪水過程線表 表4-12單位：m3/sP=1%P=2%P=5%時間（h）油時間（h）時間（h）9.500.0010.000.5210.509.1110.500.0011.0026.511.003.4311.5050.611.5016.411.500.0012.0083.612.0039.112.006.7912.5031312.5018712.5013013.00105013.0088013.0058013.5065813.5041413.5039014.0017914.0027214

40、.0020014.5049.814.5055.414.5030.415.000.0015.0014.3015.006.97155000015500004X水庫基本資料及洪水調節(jié)計算X水庫基本資料及洪水調節(jié)計算均采用X縣X水庫除險加固工程中成果。1）水位庫容曲線水庫現(xiàn)淤積高程已到了 113.3m,根據(jù)水庫多年平均來沙量6.84萬 m3,預測出2025水平年水庫淤積量為294萬m3,以此推求出林庫 2025年水位庫容曲線結果見表4-13。x水庫庫容曲線表 4-13水位（m）庫容（萬m3）原設計2025年102010512.511026.011569.5120160.00122210.05.0125

41、295.545.5130490.0220.0135755.5465.51401020.0726.02）水位泄量關系X水庫泄洪建筑物為溢洪道，溢洪道堰頂高程124.6m。水庫水位泄量關系見表4-14。X水庫水位泄量關系表表 4-14高程（m）流量（m3/s）高程（m）流量(m3/s)124.60130.6232125.616131.12262126.646131.6290127.684132.6350128.35117133.6413128.6129134.6479129.6178135.65464）設計斷面設計洪水X水庫洪水經(jīng)調節(jié)計算后其下泄過程考慮傳播后與區(qū)間洪水疊加即得設計斷面設計洪水見表

42、4-15 和表 4-16 ，橋址斷面設計洪峰流量見表 4-17 。設計洪水過程線表（區(qū)間同頻）表 4-15 單位：h、m3/sP=1%P=2%P=5%時段入庫 洪水水庫下泄水庫下泄傳播到設計斷面洪水區(qū)間洪 水設計洪 水時段入庫 洪水水庫下泄水庫下泄傳播到設計斷面洪水區(qū)間 洪水設計洪水時段入庫 洪水水庫下泄水庫下泄傳播到設計斷面洪水區(qū)間洪 水設計洪 水9.00.00.00.00.00.09.00.00.00.00.00.09.00.00.00.00.00.09.50.00.00.00.00.09.50.00.00.00.00.09.50.00.00.00.00.010.03.20.30.00.6

43、0.610.00.00.00.00.00.010.00.00.00.00.00.010.512.71.80.310.010.310.50.80.10.00.00.010.50.00.00.00.00.011.027.65.31.829.231.011.08.61.00.14.04.111.00.00.00.00.00.011.548.18.55.355.861.111.524.33.91.019.220.211.51.10.10.00.00.012.075.812.88.592.0100.512.048.28.03.945.649.512.011.21.30.17.87.912.5230.03

44、0.312.8345.0357.812.5197.917.98.0218.7226.712.5111.39.01.3141.5142.813.0920.0130.330.31125.61155.913.0700.088.617.9932.3950.213.0560.051.39.0717.8726.813.5600.0260.4130.3725.0855.313.5520.0203.488.6580.4669.013.5330.0127.751.3429.8481.114.0352.1302.4260.4197.2457.614.0286.4239.8203.4318.2521.614.023

45、5.1162.4127.7219.1346.814.578.5284.9302.454.8357.214.560.0227.0239.864.8304.614.5109.1164.2162.435.2197.615.021.0239.7284.90.0284.915.015.7190.6227.016.7243.715.019.2141.7164.28.0172.215.50.0197.4239.70.0239.715.50.0148.5190.60.0190.615.54.6113.2141.70.0141.7設計洪水過程線表（水庫同頻）P=1%P=2%P=5%表 4-16 單位：h、m3/

46、sP=1%P=2%P=5%時段入庫 洪水水庫下泄水庫下泄傳播到設計斷面洪水區(qū)間洪 水設計洪 水時段入庫 洪水水庫下泄水庫下泄傳播到設計斷面洪水區(qū)間 洪水設計洪 水時段入庫洪 水水庫下泄水庫下泄傳播到設計斷面洪水區(qū)間洪 水設計洪 水9.00.00.00.00.00.09.00.00.00.00.00.09.00.00.00.00.00.09.50.00.00.00.00.09.50.00.00.00.00.09.50.00.00.00.00.010.03.60.30.00.50.510.00.00.00.00.00.010.00.00.00.00.00.010.514.12.00.39.09.3

47、10.50.90.10.00.00.010.50.00.00.00.00.011.030.96.02.026.228.211.09.91.00.13.53.611.00.00.00.00.00.011.553.79.16.050.056.011.528.03.91.016.717.711.51.20.10.00.00.012.084.713.99.182.591.612.055.58.03.939.743.612.012.81.50.16.76.812.5277.636.213.9309.3323.212.5228.017.98.0190.4198.412.5127.39.81.5130.01

48、31.513.0983.1150.636.21020.01056.213.0815.888.617.9820.0837.913.0596.157.69.8580.0589.813.5691.8289.0150.6649.9800.513.5595.0203.488.6414.0502.613.5407.5146.957.6390.0447.614.0393.2339.2289.0176.8465.814.0330.0239.8203.4277.1480.514.0268.9190.9146.9200.0346.914.587.6319.2339.249.2388.414.569.1227.02

49、39.856.4296.214.5124.8191.8190.930.3221.215.023.5267.6319.20.0319.215.018.1190.6227.014.6241.615.021.9164.1191.86.9198.715.50.0219.4267.60.0267.615.50.0148.5190.60.0190.615.55.3130.3164.10.0164.1設計洪峰流量成果表表4-17單位：m3/s組合方法各頻率設計洪峰流量1%2%5%區(qū)間同頻1156950727水庫同頻1056837589由上表可得，兩種組合方法計算得結果較接近，從工程不利原則考慮，選擇區(qū)間同頻

50、的洪水組合方式作為設計洪水。設計洪水成果合理性分析根據(jù)x省水利水電勘測設計研究院編制的 x縣北煤炭鐵路專用 線跨越X溝防洪評價報告（以下簡稱專用線防洪評價）設計斷 面控制流域面積位于本次設計斷面下游，控制流域面積154km2, 100年一遇洪峰流量為1142m3/s, 50年一遇洪峰流量為931m3/s, 20年一 遇洪峰流量為652m3/s,本次設計斷面控制流域面積133.3km2, 100 年一遇洪峰流量為1156m3/s, 50年一遇洪峰流量為950m3/s, 20年一 遇洪峰流量為727m3/s,本次設計洪水比專用線防洪評價成果較 大是因為下游河道縱坡較小，洪峰在洪水傳播過程中坦化變小

51、。水面線計算橋梁河段屬于緩坡河道，則水面曲線從下游向上游推算，控制斷 面選擇在下游比較順直的河段。由于在測量和計算中所選控制斷面都 比較順直，當較大洪水通過河段時在一定程度上具備了恒定均勻流的 特征，所以控制斷面洪水位采用下列恒定均勻流公式通過試算確定。根據(jù)計算需要，本次在橋址及上下游共布設了 6個橫斷面(見附圖)，由測量成果知，該河段縱比降為 13%。計算原理天然河道的河寬、河底高程沿程變化都比較大，因此河道設計洪 水位計算按明渠恒定非均勻流進行水力計算，采用試算法推求天然河 道的水面曲線。取相距為s的兩個漸變流斷面1和2(其中斷面2為下游斷面)， 根據(jù)能量方程推求水面線。式中乙、矽和z2、

52、v2分別為斷面1和2的水位和流速， 是動能修正系數(shù)，hw為斷面1和2之間的水頭損失，hw hf hj。,Q2hhf =2 s沿程水頭損失hf可近似地用均勻流公式計算，即 K ,式中K為斷面1和2的平均流量模數(shù)，計算時，取2122K -（K12 K；）謝才系數(shù)C可用曼寧公式計算。局部水頭損失 hj是由于過水斷面沿22v2 V1、 hj ()一程變化所引起的，可由公式2g 2g計算，式中 為河段的平均局部水頭損失系數(shù)，一值與河道斷面變化情況有關。在順直河段，=0；在收縮河段，水流不發(fā)生回流，其局部水頭損失很小，可以忽略，取=0;在急劇擴散河段，可取 =-(1.51.0);在逐漸擴散河段，取 =-(

53、0.30.5)。將hf和hj的關系式代入能量方程得Q v將 A代入后有上式等號右邊為已知量，以B表示，左邊為乙的函數(shù)，以“乙)表 示，即得計算時，假設一系列z1,計算相應f(zi),當f(zi) B時的z1即為 所求。計算水面線時河道糙率n主要根據(jù)對河道實地調研的情況，現(xiàn)狀 河道河床內多為黃土土夾砂卵石。綜上考慮并結合李煒主編第二版水力計算手冊P363頁表8-1-4 天然?即！糙率n值表，綜合分 析河道段糙率采用0.04。4.4.3建橋前天然水面線計算經(jīng)計算，各斷面100年和20年一遇設計洪水水面曲線計算結果 見表4-18和表4-19。100年一遇洪水水面線計算成果表 4-18樁號河底高程(m

54、)水位(m)最大水深(m)流速(m3/s)水面寬(m)縱坡(%0 )備注0+01108.181113.114.934.7565.16.70+1371109.091114.175.085.8357.213.60+2461110.571115.585.016.2446.714.3X大橋0+3031111.381116.354.966.0351.823.1X大橋0+3561112.611117.304.695.7260.612.30+4401113.641118.344.705.7559.820年一遇洪水水面線計算成果表 4-19樁號河底高程（m）水位（m）最大水深（m）流速(m3/s)水面寬（m）

55、縱坡（o）備注0+01108.181112.073.894.6242.86.70+1371109.091112.873.785.4842.513.60+2461110.571114.383.815.5242.214.3X大橋0+3031111.381115.113.725.4743.323.1X大橋0+3561112.611116.113.505.4344.112.30+4401113.641117.143.495.4344.14.4壅水計算水力計算手冊中對橋梁的局部損失系數(shù)無定量描述，且根據(jù) 水面曲線公式無法確定最高壅水水位的具體位置，因此計算壅水高度 采用公路橋位勘測設計規(guī)范（JTJ062

56、-91）公式，然后通過對水 流特性的分析計算出建橋后的水面曲線。壅水分析計算橋前最大壅水高度計算公式如下： Z= （ （V m V 0 ）式中：刀一系數(shù)，反映?灘路堤阻斷流量（Q阻）與設計流量（Q設）的比值。當 100% 10%時，刀取0.05。Q殳Q設一設計流量，Q設=Q泓+ Q灘；V o斷面平均流速，V o= 9 , 3。= 3泓+ 3灘；V m一橋下平士流速（m/s）；取V m= XV om2j橋墩處在過水河糟內，地面以上為直徑為1.5m的柱式墩。計算公式：式中：Zg一任意斷面處的壅水高度，m;Lg 一任意斷面至最大壅水斷面的距離，mi 一水面比降；其他符號意義同前。4.4.3壅水曲線長

57、度計算公式：L=式中：L壅水曲線長度，m;其他符號意義同前。根據(jù)上述公式計算壅水高度和長度，發(fā)生不同頻率洪水時壅水高 度和長度計算結果見表4-20表4-21。100年一遇洪水壅水高度及長度表 4-20樁號水位（m）流速(m/s)壅水高度（m）壅水長度（m）建橋后水位（m）備注0+01113.114.751113.110+1371114.175.831114.170+2461115.586.240.1827.61115.76x大橋0+3031116.356.030.1624.41116.50 x大橋0+3561117.305.721117.300+4401118.345.751118.3420年

58、一遇洪水壅水高度及長度表 4-21樁號水位（m）流速(m/s)壅水高度（m）壅水長度（m）建橋后水位（m備注0+01112.074.621112.070+1371112.875.481112.870+2461114.385.520.1523.11114.53x大橋0+3031115.115.470.1421.81115.25x大橋0+3561116.115.431116.110+4401117.145.431117.14通過計算可得，發(fā)生100年一遇洪水時，最大壅水長度27.6m,X舊橋在新建x大橋上游80m處，不在X大橋影響范圍之內，發(fā)生20年一遇洪水時，最大壅水長度 23.1m。4.5沖刷

59、分析計算水流平行岸坡的沖刷計算水流平行于岸坡產生的沖刷按水力計算手冊中 8-4-59式計算。公式如下:式中：hB一局部沖刷深度，m;hp一沖刷處的水深（近似設計水位最大深度代替），mV）一平均流速，m/s；V一河床面上允許不沖流速（m/s）,取1.0m/s;n一系數(shù)，與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取0.25根據(jù)以上公式及參數(shù)，當發(fā)生不同頻率洪水時，計算河道水流對河岸的沖刷深度，計算結果見表 4-22。護岸沖刷結果表表 4-22頻率最大水深（m）平均流速（m/s）允許不沖流速（m/s）絕對沖深（m）1%5.016.241.02.915%3.815.521.02.03由上表可知河床絕對沖刷深度

60、（P=5%為2.03m,沖刷深度較大, 建議對堤防基礎進行加固。4.5.2河床沖刷計算公式在自然情況下，河道中水流驅使床面泥沙運動，泥沙運動后的床 面形態(tài)又影響水流結構，河流總是處在不斷的變化和發(fā)展過程中。 當 河流上興建大橋后，河床演變將變得更加迅速和劇烈，由于受墩、臺 的擠壓作用，橋位上游常產生水位升高、流速減緩、水流狹沙能力降 低等現(xiàn)象，橋位處則因斷面縮窄，流速增大而產生沖刷。河床沖刷由般沖刷和局部沖刷兩部分組成般沖刷和局部沖刷計算采用公路工程水文勘測設計規(guī)范（JTGC30-2002和公路橋涵設計手冊？ 橋位設計中推薦的非粘性土河床的有關公式進行。1河梢部分一般沖刷計算公式（64-1修正