试谈海城河牛庄大桥设计洪水计算

1、试谈海城河牛庄大桥设计洪水计算摘要设计洪水计算是“辽宁中部工业走廊出海通道(鞍山段)跨越海城河牛庄大桥防洪影响评价重要组成局部。以海城水文站根本资料为根底,根据水利部?河道管理范围内建立工程管理的有关规定?以及?河道管理范围内建立工程防洪评价报告编制导那么?,对建立工程设计洪水进展分析计算,从而对跨河建筑物对防洪的影响进展评价。关键词设计洪水;频率曲线;洪峰流量;设计水位;海城河牛庄大桥1资料选用1.1根本资料的选用与审查海城河在海城市市区设有控制站,为海城水文站,站址以上河长56k,流域面积1000k2,1934年设立,1953年后有连续资料。2022年下迁950至如今位置,流域面积变为10

2、01k2。根本资料选用19532022年,连续系列资料57年,经分析计算设计洪水成果可靠。1.2资料插补延长此次洪峰流量实测资料系列19532022年,计算100年一遇的资料系列相对较短,为此,本次分析计算中,对以下几类资料进展了插补延长。一是与海城站相邻的站只有汤河水库站,资料系列更长,汤河水库站和海城站同属太子河下游山溪性河流代表站,两站相距逾50k,流域面积相近,河流特性、下垫面条件及气象特点相差不大,因此采用面积比法进展资料的插补延长。汤河水库站流域面积为1228k2,1951年、1952年实测流量分别为719、7343/s,计算得海城站流量分别为586、5983/s,作为资料插补系列

3、。二是根据?辽河防汛资料汇编?提供的洪水调查资料,1879年最大洪峰流量50503/s,1888年最大洪峰流量30803/s,为历史资料系列中最大的2次洪水。2设计洪水计算方法2.1经历频率计算根据中华人民共和国行业标准?水利水电工程设计洪水计算标准?(sl44-93)中的规定,当工程所在地区具有30年以上实测和插补延长洪水流量资料,并具有历史洪水资料时,应采用频率分析法计算设计洪水。频率分析计算公式如下:海城站历史调查洪水采用如下经历频率公式计算:p=100%(1)式(1)中:p为历史特大洪水流量或实测系列中特大洪水流量经历频率(%);为历史特大洪水流量或实测系列中特大洪水流量在调查期内的序

4、位;n为调查期年数。实测洪水流量系列经历频率按下式计算:p=+(1-)100%(2)式(2)中:p为实测洪水流量经历频率(%);为历史特大洪水的项数;l为实测洪水流量系列中按特大洪水流量处理的项数;i为按实测洪水流量系列递减次序排列的序位。2.2理论频率曲线理论频率曲线采用皮尔逊型分布。均值计算公式为:=(xj+xi)(3)变差系数计算公式为:v=(4)偏态系数计算公式为:s=(5)采用矩法求得各统计参数,偏向系数s值,采用s与v的倍比关系、变差系数以及年最大洪峰流量平均值均经过优眩经历频率的计算方法采用统一处理法。3设计洪水的计算3.1海城站设计洪峰流量的推求根据以上资料进展海城站设计洪峰流

5、量的频率计算,计算结果见表1。3.2工程位置以上设计洪峰流量的推求海城水文站以上流域面积1000k2,工程位置以上流域面积1310k2,因此要进展换算。由于海城站没有控制的支流只有八里河,其地理位置和下垫面条件与海城河其他支流根本一致,可用面积比法确定工程位置以上设计洪峰流量1-4。根本公式为:qp=q海fp/f海(6)式(6)中:qp为工程位置设计洪峰流量;q海为海城站洪峰流量;f海为海城站以上流域面积;fp为工程位置以上流域面积。工程位置100年一遇设计洪峰流量qp100=41201310/1000=53973/s;50年一遇设计洪峰流量qp50=33801310/1000=44283/s

6、。4设计洪水成果及合理性分析通过以上计算成果,工程位置处100年一遇的设计洪峰流量为53973/s。采用海城水文站连续58年实测资料,其系列较长,成果精度高,调查资料比拟可信;用海城站资料换算工程工程设计洪水,方法得当。又因海城站以上控制面积多为山区,下游平原区洪峰模数相对较低,采用海城站设计成果为根底,对工程设计而言,防洪标准更高,对工程本身更加平安,设计洪水成果是合理的。5设计洪水水位的推求选择海城水文站历史最大实测洪峰流量为1985年的27403/s、1969年的20303/s、1975年的12703/s、1970年的8743/s,根据公式推算牛庄站洪峰流量分别为3589、2659、16

7、64、11453/s。牛庄站实测对应洪水位分别为10.52、9.98、8.95、7.96,由此可建立牛庄断面水位流量关系线(图1)。由图1和关系曲线公式可推出设计50年一遇洪峰流量44283/s所对应的设计水位为11.12。根据牛庄站水面高程和桥位设计断面水面高程,计算水面比降。设计桥位断面水位3.379,牛庄站断面水位3.044,两断面间距1504.78,计算得水面比降为2.2310-4,利用水面比降推算出桥位计算断面的设计水位为11.46。6设计洪水流速的推求根据设计洪水位11.46,求得断面总面积43682,其中主槽面积6232,滩地面积37452;总河宽1215,其中主槽河宽140,滩

8、地河宽1075;主槽水力半径4.45,滩地为3.48。根据海城水文站资料分析确定糙率n主槽为0.029,滩地为0.036。水面比降i=(3.379-3.044)/1504.799=2.2310-4。设计桥位断面河道比拟顺直,水面较均一,河床断面比拟规整,因此可作为稳定均匀流河段,用曼宁公式计算主槽和滩地的平均流速。即:v=r2/3i1/2(7)式(7)中:v为平均流速;n为糙率;r为水力半径;i为水面比降。求得设计洪峰流量时主槽平均流速为v主=1.39/s,v滩=0.95/s。7参考文献1杨超群,尚立波.关于河道洪水计算的讨论j.中国科技信息,2022(14):22,27.2杨丙魁.十里河水库除险加固设计