試談海城河牛莊大橋設計洪水計算

1、試談海城河牛莊大橋設計洪水計算摘要設計洪水計算是“遼寧中部工業(yè)走廊出海通道(鞍山段)跨越海城河牛莊大橋防洪影響評價重要組成局部。以海城水文站根本資料為根底,根據(jù)水利部?河道管理范圍內建立工程管理的有關規(guī)定?以及?河道管理范圍內建立工程防洪評價報告編制導那么?,對建立工程設計洪水進展分析計算,從而對跨河建筑物對防洪的影響進展評價。關鍵詞設計洪水;頻率曲線;洪峰流量;設計水位;海城河牛莊大橋1資料選用1.1根本資料的選用與審查海城河在海城市市區(qū)設有控制站,為海城水文站,站址以上河長56k,流域面積1000k2,1934年設立,1953年后有連續(xù)資料。2022年下遷950至如今位置,流域面積變?yōu)?0

2、01k2。根本資料選用19532022年,連續(xù)系列資料57年,經分析計算設計洪水成果可靠。1.2資料插補延長此次洪峰流量實測資料系列19532022年,計算100年一遇的資料系列相對較短,為此,本次分析計算中,對以下幾類資料進展了插補延長。一是與海城站相鄰的站只有湯河水庫站,資料系列更長,湯河水庫站和海城站同屬太子河下游山溪性河流代表站,兩站相距逾50k,流域面積相近,河流特性、下墊面條件及氣象特點相差不大,因此采用面積比法進展資料的插補延長。湯河水庫站流域面積為1228k2,1951年、1952年實測流量分別為719、7343/s,計算得海城站流量分別為586、5983/s,作為資料插補系列

3、。二是根據(jù)?遼河防汛資料匯編?提供的洪水調查資料,1879年最大洪峰流量50503/s,1888年最大洪峰流量30803/s,為歷史資料系列中最大的2次洪水。2設計洪水計算方法2.1經歷頻率計算根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準?水利水電工程設計洪水計算標準?(sl44-93)中的規(guī)定,當工程所在地區(qū)具有30年以上實測和插補延長洪水流量資料,并具有歷史洪水資料時,應采用頻率分析法計算設計洪水。頻率分析計算公式如下:海城站歷史調查洪水采用如下經歷頻率公式計算:p=100%(1)式(1)中:p為歷史特大洪水流量或實測系列中特大洪水流量經歷頻率(%);為歷史特大洪水流量或實測系列中特大洪水流量在調查期內的序

4、位;n為調查期年數(shù)。實測洪水流量系列經歷頻率按下式計算:p=+(1-)100%(2)式(2)中:p為實測洪水流量經歷頻率(%);為歷史特大洪水的項數(shù);l為實測洪水流量系列中按特大洪水流量處理的項數(shù);i為按實測洪水流量系列遞減次序排列的序位。2.2理論頻率曲線理論頻率曲線采用皮爾遜型分布。均值計算公式為:=(xj+xi)(3)變差系數(shù)計算公式為:v=(4)偏態(tài)系數(shù)計算公式為:s=(5)采用矩法求得各統(tǒng)計參數(shù),偏向系數(shù)s值,采用s與v的倍比關系、變差系數(shù)以及年最大洪峰流量平均值均經過優(yōu)眩經歷頻率的計算方法采用統(tǒng)一處理法。3設計洪水的計算3.1海城站設計洪峰流量的推求根據(jù)以上資料進展海城站設計洪峰流

5、量的頻率計算,計算結果見表1。3.2工程位置以上設計洪峰流量的推求海城水文站以上流域面積1000k2,工程位置以上流域面積1310k2,因此要進展換算。由于海城站沒有控制的支流只有八里河,其地理位置和下墊面條件與海城河其他支流根本一致,可用面積比法確定工程位置以上設計洪峰流量1-4。根本公式為:qp=q海fp/f海(6)式(6)中:qp為工程位置設計洪峰流量;q海為海城站洪峰流量;f海為海城站以上流域面積;fp為工程位置以上流域面積。工程位置100年一遇設計洪峰流量qp100=41201310/1000=53973/s;50年一遇設計洪峰流量qp50=33801310/1000=44283/s

6、。4設計洪水成果及合理性分析通過以上計算成果,工程位置處100年一遇的設計洪峰流量為53973/s。采用海城水文站連續(xù)58年實測資料,其系列較長,成果精度高,調查資料比擬可信;用海城站資料換算工程工程設計洪水,方法得當。又因海城站以上控制面積多為山區(qū),下游平原區(qū)洪峰模數(shù)相對較低,采用海城站設計成果為根底,對工程設計而言,防洪標準更高,對工程本身更加平安,設計洪水成果是合理的。5設計洪水水位的推求選擇海城水文站歷史最大實測洪峰流量為1985年的27403/s、1969年的20303/s、1975年的12703/s、1970年的8743/s,根據(jù)公式推算牛莊站洪峰流量分別為3589、2659、16

7、64、11453/s。牛莊站實測對應洪水位分別為10.52、9.98、8.95、7.96,由此可建立牛莊斷面水位流量關系線(圖1)。由圖1和關系曲線公式可推出設計50年一遇洪峰流量44283/s所對應的設計水位為11.12。根據(jù)牛莊站水面高程和橋位設計斷面水面高程,計算水面比降。設計橋位斷面水位3.379,牛莊站斷面水位3.044,兩斷面間距1504.78,計算得水面比降為2.2310-4,利用水面比降推算出橋位計算斷面的設計水位為11.46。6設計洪水流速的推求根據(jù)設計洪水位11.46,求得斷面總面積43682,其中主槽面積6232,灘地面積37452;總河寬1215,其中主槽河寬140,灘

8、地河寬1075;主槽水力半徑4.45,灘地為3.48。根據(jù)海城水文站資料分析確定糙率n主槽為0.029,灘地為0.036。水面比降i=(3.379-3.044)/1504.799=2.2310-4。設計橋位斷面河道比擬順直,水面較均一,河床斷面比擬規(guī)整,因此可作為穩(wěn)定均勻流河段,用曼寧公式計算主槽和灘地的平均流速。即:v=r2/3i1/2(7)式(7)中:v為平均流速;n為糙率;r為水力半徑;i為水面比降。求得設計洪峰流量時主槽平均流速為v主=1.39/s,v灘=0.95/s。7參考文獻1楊超群,尚立波.關于河道洪水計算的討論j.中國科技信息,2022(14):22,27.2楊丙魁.十里河水庫除險加固設計