舞水大桥防洪评价报告.doc

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1、国水电设证乙级181108-SY国水电勘证乙级181108-KY工咨乙证第1032523010号湖南省 芷江县舞水大桥防洪评价报告怀化市水利电力勘测设计研究院二七年六月十日院 长 肖湘纯总工程师 邹明强项目负责人 彭知任设计人员 彭知任 彭国良 王少波 目 录前 言1 概述1.1 项目背景1.2 评价依据1.3 技术路线及工作内容2 基本情况2.1 建设项目概况2.2 河道基本概况2.3 现有水利工程及其它设施情况2.4 水利规划及实施安排3 河道演变3.1 河道历史演变概况3.2 河道近期演变分析3.3 河道演变趋势分析4 防洪评价计算4.1 水文分析计算4.2 壅水分析计算4.3 河势影响

2、分析计算5 防洪综合评价5.1 工程与现有水利规划的关系及影响分析5.2 工程与现有防洪标准有关技术要求和管理要求的适应性分析5.3 工程对行洪安全的影响分析5.4 工程对河势稳定的影响分析5.5 工程对现有堤防、护岸及其他水利工程设施的影响分析5.6 工程对防汛抢险的影响分析5.7 工程对水质的影响分析5.8 工程对第三人合法水事权益的影响分析6 工程影响防洪措施与工程量估算6.1 法律法规依据6.2 防治措施6.3 防治措施的工程量7 结论与建议7.1 结论7.2 建议附 图附图1 沅水流域水系图附图2 舞水干流(湖南境内)水利水电工程位置示意图附图3 芷江县城舞水大桥地理位置示意图附图4

3、 芷江县城市防洪工程总体布置示意图附图5 芷江县城舞水大桥河段示意图附图6 芷江县城舞水大桥桥位平面图附图7 芷江县城舞水大桥桥型布置图附图8 芷江县城舞水大桥立面及河道断面示意图附图9 芷江水文站河道横断面图附图10 龙津桥河道横断面图附图11 老渡口河道横断面图附图12 七里桥电站坝址下游河道横断面图1 概述1.1 项目背景芷江县城舞水大桥位于湖南省芷江县北部、芷江宾馆及县政府(一建预制场)处,为连接河东老城区与河西桃花溪、跨越舞水河的桥梁工程,全长287.5m,桥面宽22m。芷江县地处湖南省西部,距交通枢纽城市、湘黔铁路、枝柳铁路、怀渝铁路的交汇点怀化市仅37km;320国道、湘黔铁路、

4、上瑞高速公路依县城而过,横贯县境东西。芷江机场的开通,把芷江同省会城市长沙及广州、深圳等沿海发达城市直接相连。随着怀化市“五省周边中心城市”的辐射带动,芷江县“围怀兴芷”、“一个中心目标,加速四个推进,加大四个力度”经济发展战略的实施、省级历史文化名城的申报成功、两年一度的“芷江国际和平文化节”的成功召开,受降历史文化名城旅游品牌的不断发展提升,芷江城市化进程加快;芷江机场的通航,旅游观光投资的人将络绎不绝,随着经济的加速发展和城市人口短期内快速增长,原有的交通基础设施严重滞后,既不能满足快速增长的城市人口生产、生活、旅游、休闲的要求,也远远跟不上日益优化的政策投资环境的需要,严重阻碍着城市的

5、发展。根据县政府提出的“打造江南名镇,构建和谐芷江”和“升东扩西”的发展思路,舞水大桥作为县城路网骨架“五纵四横”的主要干道之一,是扩西工程的第一站,它的建成将极大地提高河西城市建设的进程,为芷江镇提质扩容夯实基础,必将推动芷江新一轮经济的腾飞。2006年5月,怀化市公路勘察设计芷江县交通局的委托,承担了芷江县城舞水大桥的工程地质勘察和一阶段施工图设计工作,于2006年5月2930日组织人员进场进行野外勘察,并从芷江县水利局、芷江县建设局等机关单位收集有关资料。岩土工程勘察人员于2006年6月1日进入勘察现场进行勘察工作,历时41天,于7月10日完成勘察任务。外业期间,共完成工程地质钻孔12个

6、,累积进尺365m,取岩样8组,水们2组。2006年8月编制完成了芷江县城舞水大桥工程地质勘察报告和芷江县城舞水大桥施工图设计。中华人民共和国水法第四章三十八条规定:“在河道管理范围内建设桥梁、码头和其他拦河、跨河、临河建筑物、构筑物,铺设跨河管道、电缆,应当符合国家规定报经的防洪标准和其他有关技术要求,工程建设方案应当依照防洪法的有关规定报经有关水行政主管部门审查同意。” 中华人民共和国防洪法第三章二十七条也有类似规定,并且中华人民共和国河道管理条例第二章十一条规定:“修建开发水利、防治水害、整治河道各类工程和跨河、穿河、穿堤、临时的桥梁、码头、道路、渡口、管道、缆线等建筑物及设施,建设单位

7、必须按照河道管理权限,将工程建设方案报送河道主管机关审查同意后,方可按照基本建设程序覆行审批手续”。受湖南省芷江县水利局委托,我院承担了芷江县城舞水大桥防洪评价工作,本报告对芷江县城舞水大桥设计方案进行洪、水流流态、河势影响分析工作,为交通部门和河道管理单位和水利行政主管部门提供科学可靠的审批依据。1.2 评价依据1.2.1 法律法规和政策依据中华人民共和国水法;中华人民共和国防洪法;中华人民共和国河道管理条例;水利部、国家计委水政19927号河道管理范围内建设项目管理的有关规定;湖南省实施办法;湖南省实施办法(2004年5月31日)。1.2.2 防洪评价技术标准依据中华人民共和国国家标准防洪

8、标准(GB50201-94);水利工程水利计算规范(SL104-95);水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-93);中华人民共和国国家标准水位观测标准;中华人民共和国行业标准河流流通量测验规范(SL58-93);水力计算手册;水利部2004年7月颁布的河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则(试行)(办建管2004109号)。1.2.3 有关规划、设计文件舞水流域规划报告(1998);芷江县城防洪工程可行性研究报告及其批复意见;湖南省芷江县七里桥水利水电工程防洪评价报告及其批复意见;芷江县舞水大桥工程可行性研究报告及其批复意见;芷江县舞水大桥工程地质勘察报告;芷江县舞水大桥施工图设计。1

9、.2.4 设计合同2006年8月我院与芷江县水利局签定的技术服务合同。1.3 技术路线及工作内容本评价报告以芷江县舞水大桥工程可行性研究报告、地质勘察报告和施工图设计、舞水流域规划报告、芷江县城防洪工程可行性研究报告、七里桥水利水电工程防洪评价报告为依据,对舞水大桥建设可能对桥位上下游河段行洪的影响分析,包括壅水分析、对下游河槽及芷江城市防洪工程的影响等。主要工作内容包括:桥梁建设对河势的影响,对河道行洪的影响,对上下游河床及防洪堤的影响,对芷江城市防洪工程的影响,对芷江水文站的影响等。2 基本情况2.1 建设项目概况芷江县城现有一条国道320通过,由于历史原因,基本上采取了以线带点的布局,交

10、通网络布局不合理,公路等级较低,路况差,且由于受舞水之阻西部与县城不能形成完整的交通运输网络。随着城市规模的日益发展壮大,以及国道、省道交通量的增加,过境车辆与城市交通混杂堵塞严重,制约了交通运输能力和县区经济的发展,同时,随着芷江机场的建设,320国道芷江区域的交通瓶颈更加明显,本项目的实施,将有效地优化区域路网结构和布局,改善区域交通条件,消除国省道芷江县城区的交通瓶颈,保证国产畅通,缓解城区交通压力,有效推动芷江县及邻近县市的经济往来,促进区域经济的发展,对芷江县的城市发展具有十分重要的意义。芷江县城舞水大桥桥位平面图见附图3。2.2 河道基本情况2.2.1 流域概况沅江:沅江是我省四大

11、水系之一,地处湖南西部,有南、北二源。南源龙头江发源于贵州云雾山;北源重安江发源于贵州麻江县。沅江沿途接纳渠水、舞水、巫水、辰水、溆水、酉水等支流,最后在常德的德山注入洞庭湖。省境外面积占流域面积的42.7%。流域四周有高原山地环绕,由于抵制和地貌条件的影响,流域南北较长,东西较窄,大体呈西南斜向东北的矩形,干流蜿蜒于高原山地之间,河网发育,支流较多,省内5km以上的支流1491条。沅江及其主要支流特征见表2.2.1-1。沅水流域水系图见附图1。舞水:舞水是沅江上游的一级支流,舞水流域仅次于湘西、黔东地区,地处北纬26512740、东经1073011010之间。舞水发源于贵州省瓮安县境内,自西

12、南向东流经瓮安、黄平、施秉、镇远、玉屏,于新晃县进入湖南省境内,经芷江、怀化、鸭嘴岩、中方、牌楼、桐木等城镇,于黔城汇入沅水,全流域面积10334km2。沅江及其主要支流特征表2.2.1-1河流名称发源地河口地点河长(km)流域面积(km2)平均比降()沅江贵州省都匀县云雾崇山峻岭鸡冠岭常德市德山1033891630.594左岸支流舞水贵州福泉罗柳塘洪江市黔城444103340.966辰水贵州铜仁梵净山辰溪县小路口29475601.89武水花垣县老人山泸溪县泸溪14535742.14酉水湖北宣恩酉源山沅陵县张飞庙477185301.05深溪张家界市梳垭坪阮陵县深溪口843983.57珠红溪沅陵

13、县堡子界沅陵县珠溪串口776252.54洞庭溪慈利县垭上沅陵县洞庭溪667144.16大伏溪慈利县五里垭桃源县大伏溪835982.98白洋溪慈利县黄家棚桃源县蒋家嘴10517190.838右岸支流渠水贵州黎平地转坡洪江市托口镇28567720.919巫水广西北石坳洪江市洪江区24442051.81公溪绥宁县张家冲会同县唐冲644887.35溆水溆浦县架枕田溆浦县大七里桥14332900.191兰溪沅陵县羊皮帽沅陵县兰溪口685963.58怡溪桃源县芦茅山桃源县怡溪口918743.12夷望溪桃源县胡家岭桃源县怡望溪口947322.01其中湖南境内3992km2,河流全长444km,主干流全长40

14、6km,干流平均坡降0.966。舞水在镇远以上沿河两侧多系高山峡谷,两岸高山在海拔1000m以上,山坡陡峻,且夹有陡壁悬岩,河槽滩多水急,坡度较陡,此段为舞水上游;镇远至芷江,河道平均坡降为1.12,此段河谷稍宽,坡度较缓,两岸山势渐低,且农田分布,系舞水之中游河段;芷江以下,河道平均坡降为0.6,河谷开阔,河床坡度平缓,沿河两岸是芷怀平原,为舞水下游。芷江县城位于舞水中下游。2.2.2 气象芷江县城舞水大桥位于湖南省西部芷江县城,属副热还季风气候区,春夏暴雨多系冷空气活动气流辐合地形抬升的综合作用所造成,常发生局部地区性的暴雨和笼罩面积大、持续时间长的暴雨,盛夏因热力对流也常造成阵性暴雨,夏

15、秋季之间偶有台风雨,秋季由于冷空气南下也能造成强烈暴雨。根据芷江气象站19612004年气象实测资料统计,多年平均气温16.5,极端最高气温39.1(1971年7月27日),极端最低气温-11.5(1977年1月30日),多年平均相对湿度80%,最小相对湿度13%(1966年9月24日),多年平均风速1.6m/s,最大风速19.3m/s(1986年7月31日),风向WNW。汛期(49月)最大风速多年平均值12.8m/s。芷江站气象要素各月分布情况见表2.2.2-1。芷江站气象要素各月分布情况表表2.2.2-1气象要素1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年气温()4.86.3

16、10.516.421.124.527.327.023.117.512.27.116.5降水(mm)40.650.177.5161.2206.1202.2130.3115.566.5102.366.434.61253.3日照(h)57.649.867.496.9127.9150.6242.4236.5172.1123.198.176.11498.6芷江水文站多年平均水温18.2,历年最高水温34.5(1964年7月26日),历年最低水温2.1(1977年1月30日)。2.2.3 河段情况2.2.4 工程地质2.2.4.1 区域地质条件2.2.4.2 桥址区地质条件2.2.5 水文地质2.3 现有

17、水利工程及其它设施情况2.4水利规划及实施安排2.4.1 水库工程概况2.4.2 堤防及河道治理工程根据设计布置,芷江县城舞水大桥位于县城河东、河西防洪保护圈内,详见附图3芷江县城舞水大桥地理位置图和附图5河段示意图。3 河道演变3.1 河道历史演变概况芷江县城舞水大桥位于舞水流域中下游,桥址处于芷江城关上端、芷江县城内,为复式河床断面;县城参上河道狭窄,为“U”型河谷。从近期河道情况来看,县城以上河段变化主要在19942000年,由于蟒塘溪电站修建,现两岸均为公路边坡,以岩土混合边坡为主,植被较为茂盛,边坡基本稳定。芷江县城舞水大桥位于芷江水文站以下1.75km处。总体来看,桥址上下游河段除

18、县城区河床变化相对大外,其余河段变化较小,桥址上下游及库区两岸河床相对较为稳定。3.2 河道近期演变分析3.3 河道演变趋势分析4 防洪评价计算4.1 水文分析计算4.1.1 水文测站情况舞水流域自1940年起,先后设有旧州、皂角屯、大菜园、镇远、车边、玉屏、茅坪、禾滩、新晃、芷江、怀化、黄潭桥十二个水文水位站。其中新晃、芷江两站观测年限长,自1940年起就有断续的水位流量资料。流域境内设雨量站共25处,最早设置是芷江站,时间为1935年7月,其它大多为5060年代设置,一直观测至今。下面仅介绍与本工程有关的芷江水文站的水文测验和资料整编情况。4.1.2 洪水4.1.2.1 暴雨洪水特性舞水属

19、副热带季风气候区,流域洪水主要是由暴雨形成,具有山区性河流陡涨陡落的特点,大暴雨洪水的主要天气系统高空是低涡沿切变线转移,地面呈冷锋或静止锋。舞水流域49月份为汛期,根据芷江水文站19512004年实测资料分析洪水一般发生在49月,以57月出现机会最多,统计其年最大洪水各月发生机率见表4.1.2-1。芷江站年最大洪水各月发生机率统计表表4.1.2-1月份345678910合计出现次数1113181251253出现机率(%)1.91.924.53422.69.41.93.8100从表中可见,洪水主要发生在57月,出现机率为81.1%,其中6月份最多为34%,与暴雨发生机率不上现,个别年份最大洪水

20、发生在3月或10月。分析芷江站54年资料知芷江站洪水单峰多于复峰,一次洪水过程为25天。4.1.2.2 历史洪水计算芷江站汇编成果是借用1960年实测水位流量关系曲线采用Q法和ZA,ZV关系法进行高水延长,推求各历史洪水年份的洪峰流量,成果见表4.1.2-2。芷江站历史洪水成果表表4.1.2-2年 份水位(冻结)流量(m3/s)可靠程度1864/1924251.706570较可靠1934251.496260较可靠4.1.2.3 设计洪水计算芷江站流量实测系列为19401948、19512004年,其中19401948年系解放前伪水文总站观测,因受战争动乱环境的影响,其测验精度及资料的可靠性有一

21、定的问题。因此,本次频率分析没有采用19401948年资料;参照以往对于实测洪水系列长短不同分析成果,本次采用实测系列为19512004年。采用1924、1934、19512004年洪峰系列,将1995、1996、2004年抽出作特大处理。经验频率按式计算。式中:M历史洪水序号 N历史洪水重现期(取N=81年) PM序号为M的历史洪水频率实测系列经验频率按式计算。式中:m实测系列序号n实测洪水系列长度(取n=54年)Pm实测系列序号为m的经验频率。另外,我院在芷江城市洪水文计算中,对芷江水文站设计洪水进行计算,采用1924年、1934年、19511998年洪峰系列,将1995、1996年抽出作

22、特大值处理,其成果与本次相差不大,成果见表4.1.2-3。芷江水文站天然设计洪水成果表表4.1.2-3 单位:Qm-m3/s W-亿m3计算时间项目统计参数频率(%)均值CVCS/CV0.10.20.5123.335102050本次Qm27700.543.5113501040090908070707063305750473037102340W241.8860.593.08.247.436.485.765.054.514.093.362.611.58W723.7760.573.015.6614.3712.5511.199.858.838.026.625.193.19芷江城市防洪Qm26900.5

23、63.5115001050091308090706063005700465036202240W241.8930.603.08.307.586.615.875.134.584.143.392.621.58W723.7980.573.015.714.412.611.390918.888.076.665.223.21从表中可见两次成果相差较小,为保持成果的一致性,本次仍采用芷江城市防洪成果作为本次芷江站天然设计洪水成果。设计洪水过程线:以芷江水文站1955年实测最大洪水过程作为典型,按上表设计洪水成果,用峰量同频率控制缩放推求。4.1.2.4 各阶段设计成果比较长勘院早在1965年进行罗家寨初设时,

24、就对舞水干流有关测站设计洪水进行了全面分析,省水电设计院1970年蟒塘溪初设、1990年蟒塘溪可行性研究、1992年蟒塘溪初设、1999年省水电设计院长江流域规划,以上各阶段均作了芷江水文站设计洪水,特别是1992年蟒塘溪初设阶段对芷江水文站设计洪水作了较详细的论证。用多种方法进行了比较计算,各阶段成果见表4.1.2-4。芷江水文站各设计阶段成果比较表表4.1.2-4计算阶段项目统计参数各频率设计值实测系列均值CVCS/CVP=0.1%P=0.2%P=1%P=2%本次采用成果(芷江县城防洪可研)Qm26900.563.511500105008090706019512001W241.8930.6

25、03.08.307.575.865.12W723.7980.573.015.714.411.39.89省水电设计院2001年杨公庙特大桥行洪评价Qm26900.563.511500106008090706019511998省水电设计院1999年“长流规”Qm26900.563.511500106008090706019511998省水电设计院1992年蟒塘溪初设Qm25000.543.51070097807530655019511991W241.770.523.06.926.375.034.44W723.560.563.013.412.39.798.69省水电设计院1990年蟒塘溪可研Qm25

26、000.563.510700978075306550195119981970年蟒塘溪初设Qm27800.563.5119001090083607280195119701965年原长勘院罗家寨初设Qm27500.582.21220011100823074001940194819511964从表4.1.2-4成果看,本次采用成果比1990、1992年蟒塘溪可研及初设成果大,尤其W24、W72小时洪量,主要是实测系列增长了19922001年资料,而这10年中的1995、1996年连续出现了芷江站建站以来的特大洪水,其中1995年出现与1924年相当的特大洪水,并使原排位第二的1934年洪水移位至第三

27、位。故设计洪水明显增大,这种增大是合理的,也是必然的。1970年省水电设计院作蟒塘溪初设采用系列为19511970年共20年系列,因资料系列太短,致使历史洪水重现期偏小,历史洪水点据在频率曲线上偏右,从而使定线成果偏大,趋合理定位,适线成果必然要偏小直至合理。故1970年成果是肯定偏大的。由此可见本次采用成果因实测系列较长(51年),且加入了1995、1996年特大洪水,适线成果更为合理。4.1.2.5 桥位设计洪水位因舞水大桥处于七里桥水电站的库区,其各频率洪水位由电站回水控制,根据芷江县七里桥水利水电工程防洪评价报告,七里桥水电站的回水成果见表4.1.2-5,在此回水成果中,已经考虑下游龙

28、津风雨桥、G209国道桥梁和高速公路桥梁的阻水影响,本次不再作影响分析。舞水大桥各频率洪水位按回水成果中芷江宾馆处洪水位取用。七里桥电站库区回水成果表表4.1.2-5地名累距深泓点P=50%P=20%P=10%P=5%P=2%P=1%天然建库天然建库天然建库天然建库天然建库天然建库CS1下坝址0236.29241.22244.00242.82244.00243.92244.08244.80245.00246.09246.33247.13247.41CS2上坝址190235.05241.38244.04242.95244.10244.04244.22244.91245.12246.18246.4

29、2247.13247.41CS3蒋家垄760235.66241.85244.19243.38244.40244.44244.64245.30245.53246.53246.76247.48247.74CS4粮食仓库1160234.38242.17244.30243.68244.62244.74244.95245.60245.84246.83247.06247.77248.00CS5毛家垄1730235.59242.51244.46244.02244.99245.15245.40245.96246.22247.14247.38248.07248.29CS6向家台2260237.12242.852

30、44.63244.34245.34245.51245.81246.28246.57247.44247.69248.33248.55CS7下菜园2820237.33243.33244.85244.76245.66245.87246.17246.62246.91247.83248.07248.68248.88CS8龙津风雨桥3570237.01243.95245.14245.34246.06246.39246.63247.11247.34248.32248.51249.25249.38CS9芷江宾(舞水大桥)4220237.31244.41245.39245.80246.39246.81247.0

31、0247.56247. 74248.72248.86249.68249.75CS10郭家祠堂4950239.72245.00245.76246.36246.85247.32247.48248.05248.22249.13249.25250.03250.10CS11民族中学5390239.36245.40246.00246.73247.16247.66247.79248.35248.50249.37249.49250.24250.31CS12铁路大桥5710240.55245.72246.22247.03247.40247.93248.05248.60248.74249.64249.74250.

32、47250.53CS13水文站5970238.84245.94246.39247.26247.60248.15248.26248.84248.98249.90249.99250.70250.76CS14自来水厂6520236.85246.26246.65247.61247.91248.51248.61249.26249.366250.35250.44251.19251.24CS15桃花溪林场6870236.70246.47246.82247.83248.10248.74248.84249.51249.63250.63250.71251.49251.54CS16窑湾塘7290232.72246.

33、58246.91247.95248.21248.88248.97249.65249.77250.79250.87251.68251.72CS17围子边7560237.44246.64246.97248.03248.28248.97249.06249.75249.87250.90250.98251.80251.85CS18县苗圃园8050239.60246.97247.26248.37248.60249.34249.42250.12250.23251.27251.34252.21252.25CS19会龙桥8470238.87247.36247.60248.76248.95246.69249.76

34、250.46250.55251.99251.65252.52252.56CS20沙田冲8950240.72247.72247.8324914249.30250.08250.13250.83250.91251.93251.98252.85252.88CS21坡背9600241.37248.24248.39249.64249.76250.59250.63251.34251.40252.43252.47253.37253.40CS22蟒塘溪大坝下10040235.50248.53248.64249.93245.03250.88250.91251.65251.69252.75252.78253.722

35、53.734.2 壅水分析计算4.2.1 工程阻水要素分析芷江县城舞水大桥处河道有不同程度大小的滩地、台地,滩地或种植树木或为农田菜地、预制场,大洪水时有不同程度的漫滩。左岸有一预制场,宽18m,高程约为244.5m,二年一遇洪水(245.39m)即已漫滩;右岸台地高程约为248m,二十年一遇洪水(247.74m)不漫滩,五十年一遇洪水(248.86m)漫滩严重。根据怀化市公路勘察设计院提供的桥型布置图、桥位平面图、实测断面图,并结合实地勘察及断面上下游地形情况,确定建桥前后实际过水面积及水面宽,成果见表4.2.1-1。舞水大桥桥墩阻不要素表表4.2.1-1水位(m)现状桥墩阻水面积(m2)桥

36、墩阻水宽度(m)建桥后河道面积(m2)桥墩占有面积比例(%)桥墩占有宽度比例(%)面积(m2)河宽(m)245.39139526358.39.61336.74.183.65246.391695264.267.99.61591.14.093.63247.001821265.173.89.61747.24.053.62247.742018266.180.99.61937.14.013.61248.862319270.592.79.62226.34.003.55249.752441274.1101.39.62339.14.153.504.2 .2 各断面水位壅高计算阻水建筑物的水位壅高计算公式都源于

37、水力学的能量守恒原理,但由于各种建筑的特性和河道洒床水文水力特性的差异,在计算水位壅高值时,不同的科研单位及学者对原计算式采取了不同的技术处理。其目的是推算工程阻水引起的水位壅高变化和壅水长度,目前采用的方法主要有水面曲线法和经验公式法。本次采用水面曲线法和两种经验公式法(湖南省常用经验公式)推求桥墩的阻水影响。4.2.2.1 水面曲线法天然河道兴建阻水建筑物后,除引起行洪断面面积的减小外,还会由于阻水建筑物造成水流边界形状的突然改变,使边界层发生离体并产生漩涡,消耗机械能,其水面曲线基本方程为:式中:Z上、Z下上、下断面水位 V上、V下上、下断面流速(m/s) Q河段流量(m/s) s上、下

38、断面间距(m) 动能校正系数:取=1.1 河段平均流量模数,取 河段平均局部水头损失系数 g重力加速度 另 n河段糙率 A过水面积(m2) R水力半径(m) 工程阻水造成的局部水头损失。工程阻水造成的局部水头损失,根据经验公式估算,用汉德逊(F .M.Henderson)公式:式中:与桥墩形状有关的系数,因本桥址是圆端墩,取=0.18。4.2.2.2 经验公式(1)用公式一计算式中:动能校正系数,取=1.1 过水断面收缩系数,取=0.90 B无桥墩时水面宽V建桥前断面平均流速H建桥前断面平均水深Z最大壅水高度b建桥后过水断面总宽(2)用公式二计算(铁科院曹瑞章公式)式中:Vm桥下平均流速Vm=

39、Qp/Aj Qp设计流量 Aj桥下净过水面积 天然状态下平均流速Qom天然状态下通过的设计流量Aom桥下过水面积k壅水系数g重力加速度上述3种方法的计算成果见表4.2.2-1。各方法计算桥墩阻水壅高值比较表表4.2.2-1频率(%)水位(m)各方法计算的壅高值公式一公式二水面曲线法50245.390.0510.0730.04520246.390.0870.1210.08210247.000.1160.1620.1055247.740.1500.1970.1302248.860.1720.2280.1611249.750.2210.2770.192从计算成果来看,以上几种方法中以水面曲线法计算值

40、最小,以公式二成果最大。水面曲线法的计算值与经验系数的取值有较大关系,系数的取值对成果影响较大,且全断面平均流速代表性不强,其计算值往往偏小;但公式一主要考虑了建桥前后过水断面宽度变化,而没有考虑建桥后对天然河道过水断面减少的影响,有一定的局限性;公式二为桥梁壅水计算公式,考虑了建桥后对天然河道过水面积变化影响,并考虑了建桥后断面流速增加对河床的冲刷影响,其考虑因素较公式一相对全面;因此,本河段桥梁阻水壅高值采用公式二的计算成果。4.2.3 壅水范围4.2.3.1 壅水长度计算壅水长度公式为:式中:L桥前壅水长度(m) Z桥前最大壅水高度(m) S水面比降各河段属山区性河流,因县城河段位于七里桥水电

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