第五章 沿海垦区简介

1、 淮盐高速公路桥涵水文计算沿海垦区目 录第一章 沿海垦区水系简介 2 一、自然地理概述 2 二、气候、降雨特征 2第二章 沿海垦区水系水文计算 3 第一节 德喜河水文计算 3 第二节 中心河水文计算 10 第三节 步凤河水文计算 17第一章 沿海垦区简介一、自然地理概述沿海垦区分布于苏北灌溉总渠以南、串场河以东地区，由长江、淮河、黄河的合力冲积而成。在形成过程中，由于海流和河流影响，形成高差不足1m的微地貌。地势由东南向西北缓缓倾斜，受海潮顶托，水流平缓，曲流非常发育，有许多河道曲率极大。地质方面，海堤一线水工建筑物地基持力层土质大致以滨海闸为界，其北为淤土，其南为细砂和粉砂，局部砂壤土。地区

2、的主要农业土壤有潮土类和盐土类，主要种植棉花和薄荷、留兰香、罗布麻等经济作物。二、气候、降雨特征沿海垦区位于中纬度华中区，气候温和，一年四季分明。降水量年内分布很不均匀，69月来连续四个月雨量较大，约占全年降水量的65%，7月份降水量最多，约占全年降水量的24%。秋冬季降雨量较少，易出现秋旱和春旱，空梅常出现夏旱，梅后少雨则出现伏旱。 第二章 沿海垦区水文计算淮盐高速公路路线跨越沿海垦区，与垦区内三条主要河流（德喜河、中心河、步凤河）相交，需设桥涵构造物。现对其设计流量、设计洪水位及流速等进行水文计算。第一节 德喜河水文计算一、德喜河简介德喜河为沿海垦区排水河道，南起友谊，北至德喜。与路线交叉

3、段河段河道顺直，路线前进方向一侧为斗龙港至伍佑镇的碎石路。河道两侧边坡杂草丛生，河底有淤泥。德喜河河道全长约5.5 Km，河口宽25米，河底宽约10米，河坡1：2，正常水深在1.5米左右。德喜河汇水面积6.2 Km2，河流比降为J=1/15287=0.007%二、设计流量此河段与路线交叉处上游约6.2 Km2周围地块汇入德喜河，取F=6.2 Km2、J=0.007%（比降计算见下），按江苏省暴雨洪水图集推荐方法可计算得周围地块汇入百年一遇洪水流量42 m3/s。H2=2.9，H1=2.8，H0=2.7（m），L2=1205.6，L1=1625.3，总长L=2830.9（m）J =（2.9+2.

4、8）×1205.6+（2.8+2.7）×1625.3-2×2.7×2830.92830.92=0.007% （1/15287） （一） 设计暴雨1、设计点暴雨量的推求由该流域中心地点，查图十六，得该流域最大三日暴雨均值H=162 mm，查图十五得该地最大24小时暴雨变差系数Cv值0.62，则最大三日暴雨Cv=0.57（比24小时小0.05），查表（二十一）Cs=3.5Cv，P=1%时，Kp=3.06，则该流域百年一遇设计最大三日点暴雨量：Ho=H×Kp=162×3.06=495.72 mm2、设计最大三日面暴雨量：查图（十九）得，三日

5、点面折算系数K=0.999，算得该流域1/100最大三日面平均雨量：H1/100=0.999×495.72=495.224 mm。3、设计最大三日面净雨量：采用Pa=a×Imax， 其中a=0.65，Imax=95，则Pa= a×Imax =95×0.65=61.75 mm。查图（二十四），Cp=20，Ci=115，P=495.2 mm，Pa=61.75 mm，则RIII = （P+ Pa - Cp ）3+ Ci 3 （1/3） - Ci = （495.2+61.75-20 ）3+1153 （1/3） - 115=423.727 mm4、设计最大三日面净

6、雨过程查表（十），算得设计最大三日面净雨过程如下：时段=6小时123456净雨分配（%）10104040净雨量（mm）42.442.4169.5169.5（二）总入流槽蓄法推求设计洪水1、查苏北平原区F/JMm查算图（三十七），计算设计洪峰流量。由图查得Mm=0.0158（m3/s/Km2），则 设计洪峰流量Qm=Mm× RIII ×F=0.0158×423.727×6.2=41.006（m3/s）2、由苏北平原区三日净雨100毫米排水模数过程线表推求设计洪峰流量及设计洪水过程。查表（十九），计算出该流域的100毫米排水模数过程线，进而计算出相应的设计洪

7、水过程线，见下表：本流域F/J=9.36。表中Qi=Mi× RIII ×F /100。设计洪水过程计算表时段t=6小时净雨100毫米排水模数过程线设计洪水流量过程线（m3/s）F/J=5.18F/J=11.3F/J=9.3600.0000.0000.0000.00010.1860.1850.1854.81020.4290.3790.39510.24730.2030.2040.2045.28640.0660.0860.0802.06850.7640.7750.77220.02361.7211.5311.59141.29570.8140.8240.82121.30380.263

8、0.3450.3198.28190.0850.1450.1263.271100.0280.0610.0511.312110.0090.0250.0200.517120.0030.0110.0080.220130.0010.0040.0030.079140.0000.0020.0010.035150.0000.0010.0010.018160.0000.0000.0000.000推得设计洪峰流量为41.295 m3/s与查图计算（41.006 m3/s）一致。综上计算，取设计百年一遇设计流量为42 m3/s。三、设计洪水位按任艺宏编制的形态法程序计算，设计流量取Q1/100=42 m3/s，洪水

9、比降取0.007%。由外业调查资料显示：德喜河河床较为平整、顺直，河道规整，两岸为土质，较为平整，综合考虑河段特征，取河槽糙率0.02，河滩糙率0.04，即Mc=50、Mt=25。于是可算得设计洪水位为2.579 m。 输 入 数 据 <文件说明>德喜河洪水水位计算注：以下桩号为水文断面计算桩号，与桥位处实际桩号不同。<控制参数> 水位流量计算：已知流量计算水位 屏幕绘制图形：考虑屏幕绘图因素 生成绘图文件：考虑绘图文件因素 变化点总点数： 7 <设计参数> 已知设计流量： 42.000 河床比降()： 0.007 左槽滩分界桩： K0+003.500 右槽

10、滩分界桩： K0+016.500 左侧河滩糙率： 25.000 主槽河床糙率： 50.000 右侧河滩糙率： 25.000<桩号高程> 点号 桩 号 高 程 1 K0+000.000 2.800 2 K0+003.500 0.400 3 K0+005.500 -1.100 4 K0+013.500 -1.100 5 K0+016.500 0.400 6 K0+021.500 2.200 7 K0+024.000 4.200 计 算 结 果 设计水位： 2.579 设计流量： 42.004 最大水深： 3.679左滩流量： 0.674 主槽流量： 39.888 右滩流量： 1.441

11、左滩面积： 3.462 主槽面积： 44.078 右滩面积： 6.485左滩流速： 0.195 主槽流速： 0.905 右滩流速： 0.222四、桥面控制标高1、设计资料设计流量Qp=42 m3/s， 河槽流量Qc= 40 m3/s， 河滩流量Qt=1.44 m3/s河槽宽度Bc=13 m， 水面风速Vw=20 m/s，设计洪水水位Hs=2.579 m此处桥面控制标高，未完全考虑纵坡等影响因素，仅就水文计算桥面标高所需最低控制高程，供布孔时参考。2、拟定桥孔长度使用河槽宽度公式计算本河段属稳定性河段，采用桥位规范式（8.2.1-1）计算。Lj=K(Qp/ Qc)nBc查桥位勘察规范表8.2.1

12、-1，得K=0.84，n=0.90，则桥孔净长计算：Lj=K(Qp/ Qc)nBc = 0.84(42/ 40)0.913 =11.439m参照桥位处河流横断面和现场勘察意见，确定将一岸桥台前缘布置于K98+786处，采用3孔16米，则另一桥台前缘位于桩号K98+834处，中心桩号K98+810。3、确定桥面标高1）壅水高度德喜河河床淤泥较多，易于冲刷，且桥位处并未压缩河床，故此可不计此部分高度。2）波浪侵袭高度 由于桥位附近波浪高难以调查，采用桥位勘测规范公式（附14.4）计算。桥位处河段缺少风速、风向、浪程等资料，计算取用浪程D=500 m，平均水深h=44.078/13=3.391 m，

13、风速取Vw=20 m/s（相当于八级风速），则 gh/Vw2=9.8×3.391/20/20=0.083 0.7（gh/Vw2）0.7=0.7×（0.083）0.7=0.123 gD/Vw2=9.8×500/20/20=12.25 0.0018（gD/Vw2）0.45=0.00556g/Vw2=9.8/20/20=0.0245hL1% =2.3×0.13× th 0.7（gh/Vw2）0.7 × th 0.0018（gD/Vw2）0.45 / 0.13 / th 0.7（gh/Vw2）0.7 /（g/Vw2）=2.3×0.1

14、3× th （0.123）× th 0.00556/ 0.13 / th（0.123） / 0.0245=0.502 m依据桥位勘测规范，推求桥面高程时，取计算浪高的三分之二及入。4、计算水位 本河流无流冰、流木和较大的漂浮物，其他可引起水位升高的因素均可略去不计，可计算： Hj=Hs+h=2.579+2×0.502/3=2.914 m5、计算桥面标高 本河道不通航，桥面高程计算为： Hqm=Hj+hj+hD 其中：Hj=2.914 m（计算水位） hj=0.5 m（桥下净空高度，见桥位勘察规范表（8.4.5-1） hD=1.15 m（桥梁上部构造建筑高度，含铺装

15、） 则桥面控制标高：Hqm=2.914+0.5+1.15=4.564 m第二节 中心河水文计算一、中心河简介中心河两侧河岸平整，河道顺直，在堤上植有杨树。河中可通行较大机动船，路线前进方向岸有一机耕土路。该河南起黄坝，北至陆桥。水面宽约17米，河坡1：2，正常水深在2.0米左右，汇水面积约4.5Km2，河流比降为J=0.024%（1/4253）。二、设计流量此河段与路线交叉处上游约4.5Km2周围地块水流汇入二条沟，取F=4.5Km2、J=0.024%（比降计算见下），按江苏省暴雨洪水图集推荐方法可计算得周围地块汇入百年一遇洪水流量39 m3/s。比降计算：H2=5.0，H1=4.9，H0=4

16、.8（m），L2=918.2，L1=203.5，总长L=1121.7（m）J =（5.0+4.9）×918.2+（4.9+4.8）×203.5-2×3.7×1121.71121.72=0.024%（1/4253） F/ J=4.5/2.4=1.914（一） 设计暴雨1、设计点暴雨量的推求由该流域中心地点，查图十六，得该流域最大三日暴雨均值H=163mm，查图十五得该地最大24小时暴雨变差系数Cv值0.63，则最大三日暴雨Cv=0.58（比24小时小0.05），查表（二十一）Cs=3.5Cv，P=1%时，Kp=3.1，则该流域百年一遇设计最大三日点暴雨量：

17、Ho=H×Kp=163×3.1=505.3mm2、设计最大三日面暴雨量：查图（十九）得，三日点面折算系数K=0.999，算得该流域1/100最大三日面平均雨量：H1/100=0.999×505.3=504.795 mm。3、设计最大三日面净雨量：采用Pa=a×Imax， 其中a=0.65，Imax=95，则Pa= a×Imax =95×0.65=61.75 mm。查图（二十四），Cp=20，Ci=115，P=504.795 mm，Pa=61.75 mm，则RIII = （P+ Pa - Cp ）3+ Ci 3 （1/3） - Ci =

18、 （504.8+61.75-20 ）3+1153 （1/3） - 115=433.237 mm4、设计最大三日面净雨过程查表（十），算得设计最大三日面净雨过程如下：时段=6小时123456净雨分配（%）10104040净雨量（mm）43.343.3173.3173.3（二）总入流槽蓄法推求设计洪水1、查苏北平原区F/JMm查算图（三十七），计算设计洪峰流量。由图查得Mm=0.019（m3/s/Km2），则 设计洪峰流量Qm=Mm× RIII ×F=0.019×433.237×4.5=37.04（m3/s）2、由苏北平原区三日净雨100毫米排水模数过程线表

19、推求设计洪峰流量及设计洪水过程。查表（十九），计算出该流域的100毫米排水模数过程线，进而计算出相应的设计洪水过程线，见下表：本流域F/J=1.91。表中Qi=Mi× RIII ×F /100。设计洪水过程计算表时段t=6小时净雨100毫米排水模数过程线设计洪水流量过程线（m3/s）F/J=1.83F/J=2.91F/J=1.910000.0000.00010.1830.1860.1833.57220.4920.4640.4909.54930.1890.1960.1903.69540.0350.0490.0360.70450.7390.7550.74014.43261.96

20、81.861.96038.20470.7560.7860.75814.78480.1410.1950.1452.83190.0260.0480.0280.540100.0050.0120.0060.108110.0010.0030.0010.0231200.0010.0000.00213000.0000.000推得设计洪峰流量为38.2 m3/s与查图计算（37.0 m3/s）一致。综上计算，取设计百年一遇设计流量为39 m3/s。三、设计洪水位按任艺宏编制的形态法程序计算，设计流量取Q1/100=39 m3/s，洪水比降取0.024%。由外业调查资料显示：中心河为粘土质河床，河床平整、顺直，

21、河道规整，两岸为土质，较为平整，长有杂草，综合考虑河段特征，取河槽糙率0.02，河滩糙率0.04，即Mc=50、Mt=25。于是可算得设计洪水位为1.81 m。 输 入 数 据 <文件说明>中心河洪水水位计算注：以下桩号为水文断面计算桩号，与桥位处实际桩号不同。<控制参数> 水位流量计算：已知流量计算水位 屏幕绘制图形：考虑屏幕绘图因素 生成绘图文件：考虑绘图文件因素 变化点总点数： 12 <设计参数> 已知设计流量： 39.000 河床比降()： 0.024 左槽滩分界桩： K0+027.500 右槽滩分界桩： K0+053.400 左侧河滩糙率： 25.

22、000 主槽河床糙率： 50.000 右侧河滩糙率： 25.000<桩号高程> 点号 桩 号 高 程 1 K0+026.000 3.400 2 K0+027.000 3.400 3 K0+027.500 3.400 4 K0+032.000 1.000 5 K0+036.000 -0.400 6 K0+040.000 -1.000 7 K0+043.000 -1.000 8 K0+046.000 -0.500 9 K0+049.000 1.000 10 K0+052.400 3.200 11 K0+053.400 4.400 12 K0+058.400 4.400 计 算 结 果

23、设计水位： 1.810 设计流量： 38.966 最大水深： 2.810左滩流量： 0.000 主槽流量： 38.966 右滩流量： 0.000左滩面积： 0.000 主槽面积： 37.995 右滩面积： 0.000左滩流速： 0.000 主槽流速： 1.026 右滩流速： 0.000四、桥面控制标高1、设计资料设计流量Qp=39 m3/s， 河槽流量Qc= 39 m3/s， 河滩流量Qt=0.00 m3/s河槽宽度Bc=20.0 m， 水面风速Vw=20 m/s， 设计洪水水位Hs=1.81 m此处桥面控制标高，未完全考虑纵坡等影响因素，仅就水文计算桥面标高所需最低控制高程，供布孔时参考。2

24、、拟定桥孔长度使用河槽宽度公式计算采用桥位规范式（8.2.1-1）计算。Lj=K(Qp/ Qc)nBc查桥位勘察规范表8.2.1-1，得K=0.84，n=0.9，则桥孔净长计算：Lj=K(Qp/ Qc)nBc = 0.84(39/ 39)0.922.5 =19.0m参照桥位处河流横断面和现场勘察意见，确定将一岸桥台前缘布置于K100+796处，采用3孔16米，则另一桥台前缘位于桩号K100+844处，中心桩号K100+820。3、确定桥面标高1）壅水高度中心河河床淤泥较多，河滩、河槽无明显分界，河底易于冲刷，且本桥路堤并未阻断过水面积，桥下壅水高度可不计。2）波浪侵袭高度 由于桥位附近波浪高难

25、以调查，采用桥位勘测规范公式（附14.4）计算。桥位处河段缺少风速、风向、浪程等资料，计算取用浪程D=500 m，平均水深h=37.995/20=1.9 m，风速取Vw=20 m/s（相当于八级风速），则 gh/Vw2=9.8×1.9/20/20=0.0465 0.7（gh/Vw2）0.7=0.7×（0.0465）0.7=0.0818 gD/Vw2=9.8×500/20/20=12.25 0.0018（gD/Vw2）0.45=0.00556 g/Vw2=9.8/20/20=0.0245hL1% =2.3×0.13× th 0.7（gh/Vw2）

26、0.7 × th 0.0018（gD/Vw2）0.45 / 0.13 / th 0.7（gh/Vw2）0.7 /（g/Vw2）=2.3×0.13× th （0.0818）× th 0.00556/ 0.13 / th（0.0818） / 0.0245=0.481 m依据桥位勘测规范，推求桥面高程时，取计算浪高的三分之二及入。4、计算水位 本河流无流冰、流木和较大的漂浮物，其他可引起水位升高的因素均可略去不计，可计算： Hj=Hs+h=1.81+2×0.481/3=2.13 m5、计算桥面标高 本河道为等外航道，桥面高程计算： Hqm=Hj+hj

27、+hD 其中：Hj=2.13 m（计算水位） hj=2.5 m（桥下净空高度，见桥位勘察规范表（8.4.5-1） hD=1.15 m（桥梁上部构造建筑高度，含铺装） Hqm=Hj+hj+hD=2.13+2.5+1.15=5.78 m第三节 步凤河水文计算一、步凤河简介步凤河南起斗龙港北至中南，河道全长约12Km，河道顶宽20米，底宽约10米，河坡1：4，正常水深在2.0米左右。姚河汇水面积3.3Km2，河流比降为J=0.012%。二、设计流量此河段约3.3 Km2周围地块汇入步凤河，取F=3.3 Km2、J=0.012%，按江苏省暴雨洪水图集推荐方法可计算得周围地块汇入百年一遇洪水流量28 m

28、3/s。（一） 设计暴雨1、设计点暴雨量的推求由该流域中心地点，查图十六，得该流域最大三日暴雨均值H=164 mm，查图十五得该地最大24小时暴雨变差系数Cv值0.64，则最大三日暴雨Cv=0.59（比24小时小0.05），查表（二十一）Cs=3.5Cv，P=1%时，Kp=3.15，则即该流域百年一遇设计最大三日点暴雨量：Ho=H×Kp=164×3.15=516.6 mm2、设计最大三日面暴雨量：查图（十九）得，三日点面折算系数K=0.999，算得该流域1/100最大三日面平均雨量H1/100=0.999×516.6=516.1 mm。3、设计最大三日面净雨量：采

29、用Pa=a×Imax， 其中a=0.65，Imax=95，则Pa= a×Imax =95×0.65=61.75 mm。查图（二十四），Cp=20，Ci=115，P=516.1 mm，Pa=61.75 mm，则RIII = （P+ Pa - Cp ）3+ Ci 3 （1/3） - Ci = （516.1+61.75-20 ）3+1153 （1/3） - 115=444.458 mm4、设计最大三日面净雨过程查表（十），算得设计最大三日面净雨过程如下：时段=6小时123456净雨分配（%）10104040净雨量（mm）44.444.4177.8177.8（二）总入流槽

30、蓄法推求设计洪水1、查苏北平原区F/JMm查算图（三十七），计算设计洪峰流量。由图查得Mm=0.0182（m3/s/Km2），则 设计洪峰流量Qm=Mm× RIII ×F=0.0182×444.458×3.3=26.69（m3/s）2、由苏北平原区三日净雨100毫米排水模数过程线表推求设计洪峰流量及设计洪水过程。查表（十九），计算出该流域的100毫米排水模数过程线，进而计算出相应的设计洪水过程线，见下表：本流域F/J=2.75。表中Qi=Mi× RIII ×F /100。设计洪水过程计算表时段t=6小时净雨100毫米排水模数过程线设计

31、洪水流量过程线（m3/s）F/J=1.83F/J=2.91F/J=2.750000.0000.00010.1830.1860.1862.72220.4920.4640.4686.86630.1890.1960.1952.86040.0350.0490.0470.68850.7390.7550.75311.03961.9681.861.87627.51570.7560.7860.78211.46380.1410.1950.1872.74390.0260.0480.0450.656100.0050.0120.0110.161110.0010.0030.0030.0401200.0010.0010.

32、01213000.0000.000推得设计洪峰流量为27.5m3/s与查图计算（26.69m3/s）一致。综上计算，取设计百年一遇设计流量为28 m3/s。三、设计洪水位按任艺宏编制的形态法程序计算，设计流量取Q1/100=28m3/s，洪水比降取0.012%。由外业调查资料显示：中心河河床为淤泥质粘土，易冲刷，河底较为平顺，两岸为土质，平整，有杂草，综合考虑河段特征，取河槽糙率0.02，河滩糙率0.04，即Mc=50、Mt=25。于是可算得设计洪水位为1.472m。 输 入 数 据 <文件说明>步凤河洪水水位计算注：以下桩号为水文断面计算桩号，与桥位处实际桩号不同。<控制参

33、数> 水位流量计算：已知流量计算水位 屏幕绘制图形：考虑屏幕绘图因素 生成绘图文件：考虑绘图文件因素 变化点总点数： 8 <设计参数> 已知设计流量： 28.000 河床比降()： 0.012 左槽滩分界桩： K0+018.500 右槽滩分界桩： K0+037.500 左侧河滩糙率： 25.000 主槽河床糙率： 50.000 右侧河滩糙率： 25.000<桩号高程> 点号 桩 号 高 程 1 K0+012.500 3.300 2 K0+018.500 1.300 3 K0+019.500 1.000 4 K0+024.000 -0.800 5 K0+028.500 -1.200 6 K0+033.000 -0.800 7 K0+037.500 1.000 8 K0+052.500 4.600 计 算 结 果 设计水位： 1.472 设计流量： 27.989 最大水深： 2.672左滩流量： 0.002 主槽流量： 27.939 右滩流量： 0.048左滩面积： 0.044 主槽面积： 34.916 右滩面积： 0.464左滩流速： 0.051 主槽流速： 0.800 右滩