秦巴山区桥涵设计洪水流量计算方法的研究.pdf

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1、分类号：U44210710-2015221009专业硕士学位论文秦巴山区桥涵设计洪水流量计算方法的研究苏慧敏导师姓名职称折学森教授周志军教授专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月12日学位授予单位长安大学ResearchonTheCalculationMethodofBridgeAndCulvertDesignFloodFlowinQinbaMountainAreaAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SuHuiminSupervisor

2、：Prof.SheXue-senProf.ZhouZhi-junChang’anUniversity,Xi’an,China摘要秦巴山区地形地貌较为复杂，降水充沛，灾害频发，随之发生的公路桥涵水毁现象十分严重。为改善秦巴山区高速公路桥涵的水毁状况，探索出适合于该地区桥涵水毁特点的洪水流量计算方法，本文以秦巴山区为研究背景，通过现场调研和理论分析，基于传统洪水流量计算方法，分析主要致灾因子的灵敏度，有针对性地进行参数优化，提出更具秦巴山区特点的优化算法。研究内容如下：（1）从地理环境、降雨影响、水毁机理等方面对秦巴山区进行介绍，选取陕西定汉线坪坎至汉中段作为重点调

3、查区域，探讨影响秦巴山区高速公路桥涵水毁的因素。结合汉中、安康、商洛地区的实际水毁现状，分析并总结不同桥涵水毁类型的占比情况及其致灾机理。（2）引入灵敏度系数这一概念，采用灵敏度系数作为衡量参数灵敏度的标准。选用局部敏感性分析方法，对单参数进行±0.5%、±1%、±2%等不同程度的扰动，分析各参数的灵敏度，以此检验各单因子对公式影响程度的大小。（3）对计算桥梁洪水流量的传统方法：单因素法、面积比拟法、综合参数法进行介绍，选取主要影响因素进行灵敏度分析，结果为：QF1>QH1>QJ1，即流域面积对洪水流量的影响最大，其次为点暴雨量，河道比降的影响最小。修正灵敏度较

4、大的参数，提出优化算法，运用于工程实例，以推理公式法的计算结果作为参照。与传统计算方法相比，优化算法可分别缩小误差：7.76%、3.62%、13.97%。（4）对计算涵洞洪水流量的传统方法：径流形成法、推理公式法进行介绍，选取主要影响因素进行灵敏度分析，结果为：Qh1Q01=Q1=Q1=Q1>QA1>Qz1，即径流厚度对洪水流量的影响最大，其次为地貌系数、降水影响折减系数、洪水传播折减系数等，植物截留径流厚度的影响最小。对于植物截留径流厚度z，本文结合秦巴山区自身特点和全国通用取值表格，细化取值区间，给出针对秦巴山区的植物截留径流厚度推荐取值；对、

5、、、等参数进行赋值，简化计算过程。最后，提出优化算法，运0用于工程实例，以推理公式法的计算结果作为参照。与传统计算方法相比，优化算法可缩小误差4.25%。关键词：秦巴山区，桥涵水毁，洪水流量，灵敏度，优化算法，误差iAbstractTheQinbamountainshavecomplicatedterrainandabundantrainfall,whichmakenaturaldisastersoccurfrequently,andtheflooddamageinthebridgeandculvertsalongthehighwayisserious.In

6、ordertoimprovetheanti-waterdamageabilityofQinbamountainshighwaybridges,andexplorethecalculationmethodofdesignfloodflowsuitableforthecharacteristicsofQinbamountainsbridgeandculvertswaterlogging.Basedonthis,wesetQinbamountainsastheresearchbackground,throughon-siteinvestigationandtheore

7、ticalanalysis,basedonthetraditionalfloodflowcalculationmethod,analyzedthesensitivityofthemajordisasterfactors,andtheparameterswereoptimizedinatargetedmanner.Finally,anoptimizationalgorithmwithmorecharacteristicsintheQinbaMountainswasproposed.Themaincontentswereasfollows:（1）Introducin

8、gthenaturalg