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1、试谈海城河牛庄大桥设计洪水计算论文.freel,流域面积1000km2,1934年设立,1953年后有连续资料。2006年下迁950m至现在位置,流域面积变为1001km2。基本资料选用1953—2009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1953—2009年,计算100年一遇的资料系列相对较短,.freel,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行资料的插补延长。汤河水库站流域面积为1228km2,1951年、1952年实测流量分别为719、734m3/s,计算得海城站流量分别为586、598m3
2、/s,作为资料插补系列。二是依据《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5050m3/s,1888年最大洪峰流量3080m3/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经验频率计算依据中华人民共和国行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》(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验频率公式计算:PM=×100%(1)式(1)中:PM为历史特大洪水流量或实测系列中特大洪水流量经验频率(%);M为历史特大洪水流量
3、或实测系列中特大洪水流量在调查期内的序位;N为调查期年数。实测洪水流量系列经验频率按下式计算:Pm=+(1-)×100%(2)式(2)中:Pm为实测洪水流量经验频率(%);α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;mi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Ⅲ型分布。均值计算公式为:=(Xj+Xi)(3)变差系数计算公式为:Cv=(4)偏态系数计算公式为:Cs=(5)采用矩法求得各统计参数,偏差系数CS值,采用CS与Cv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选。经验频率的计算方法采用统一处理法。3设计洪水的
4、计算3.1海城站设计洪峰流量的推求根据以上资料进行海城站设计洪峰流量的频率计算,计算结果见表1。3.2项目位置以上设计洪峰流量的推求海城水文站以上流域面积1000km2,项目位置以上流域面积1310km2,因此要进行换算。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基本一致,可用面积比法确定项目位置以上设计洪峰流量1-4。基本公式为:Qp=Q海×Fp/F海(6)式(6)中:Qp为项目位置设计洪峰流量;Q海为海城站洪峰流量;F海为海城站以上流域面积;Fp为项目位置以上流域面积。项目位置100年一遇设计洪峰流量Qp100=4120×1310/1000=5397m3
5、/s;50年一遇设计洪峰流量Qp50=3380×1310/1000=4428m3/s。4设计洪水成果及合理性分析通过以上计算成果,项目位置处100年一遇的设计洪峰流量为5397m3/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,调查资料比较可信;用海城站资料换算工程项目设计洪水,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基础,对工程设计而言,防洪标准更高,对工程本身更加安全,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2740m3/s、1969年的2030m3/s、1975年的12
6、70m3/s、1970年的874m3/s,根据公式推算牛庄站洪峰流量分别为3589、2659、1664、1145m3/s。牛庄站实测对应洪水位分别为10.52、9.98、8.95、7.96m,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4428m3/s所对应的设计水位为11.12m。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3.379m,牛庄站断面水位3.044m,两断面间距1504.78m,计算得水面比降为2.23×10-4,利用水面比降推算出桥位计算断面的设计水位为11.46m。6设计洪水流速的推求根据设计洪水
7、位11.46m,求得断面总面积4368m2,其中主槽面积623m2,滩地面积3745m2;总河宽1215m,其中主槽河宽140m,滩地河宽1075m;主槽水力半径4.45m,滩地为3.48m。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=2.23×10-4。设计桥位断面河道比较顺直,水面较均一,河床断面比较规整,因此可作为稳定均匀流河段,用曼
