确定防洪堤设计水位的方法探讨
湖泊防洪设计水位计算公式
湖泊防洪设计水位计算公式在湖泊防洪设计中，确定合理的水位是至关重要的。
合理的水位设计可以有效地减少洪水对周边地区的影响，保护人们的生命和财产安全。
因此，湖泊防洪设计水位计算公式的确定对于防洪工程的设计和实施具有重要意义。
湖泊防洪设计水位计算公式是通过对湖泊的水文特征、流域特征以及洪水特征进行分析和计算得出的。
一般来说，湖泊防洪设计水位计算公式可以通过以下几个步骤来确定：1. 确定湖泊的水文特征。
水文特征是指湖泊的水位变化规律、水位变化范围、水位变化周期等。
通过对湖泊的水文特征进行分析，可以确定湖泊的水位变化规律，为后续的水位计算提供依据。
2. 确定流域特征。
流域特征是指流域的降雨情况、径流情况等。
通过对流域特征的分析，可以确定流域的洪水情况，为后续的水位计算提供依据。
3. 确定洪水特征。
洪水特征是指洪水的发生频率、洪峰流量、洪水过程等。
通过对洪水特征的分析，可以确定湖泊在不同洪水情况下的水位变化规律，为水位计算提供依据。
基于以上分析，可以得出湖泊防洪设计水位计算公式。
一般来说，湖泊防洪设计水位计算公式可以表示为：H = H0 + Q/K。
其中，H表示湖泊的水位，H0表示湖泊的基本水位，Q表示洪水的流量，K表示湖泊的水位-流量关系系数。
在实际应用中，湖泊防洪设计水位计算公式还需要考虑到湖泊的水位-面积关系、湖泊的水位-容积关系等因素，进一步完善和修正水位计算公式，以确保水位计算的准确性和可靠性。
通过湖泊防洪设计水位计算公式的确定，可以为防洪工程的设计和实施提供科学依据，为湖泊防洪工作的开展提供技术支持。
同时，水位计算公式的确定也可以为湖泊的水位管理和调度提供依据，为湖泊的生态环境保护和水资源利用提供支持。
总之，湖泊防洪设计水位计算公式的确定对于防洪工程的设计和实施具有重要意义。
通过科学合理地确定水位计算公式，可以有效地保护人们的生命和财产安全，促进湖泊的可持续发展和利用。
希望未来在湖泊防洪工作中，能够不断完善和优化水位计算公式，为湖泊防洪工作的开展提供更加科学和可靠的技术支持。
第四章 设计洪水与设计水位推
4、资料独立性的审查
要求同一系列中的样本，必须相互独立
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
频率计算推求设计洪峰流量
1、特大洪水的处理 (1)什么是特大洪水? 特大洪水是指实测系列和调查到的历史洪水中， 比一般洪水大得多的稀遇洪水。 历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水 痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供查 证,所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水. 特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以 发生在实测流量期之外,前者称资料内特大洪水,后 者称资料外特大洪水(历史特大洪水).
P
1949年
P
M 1 2
2 0.0282 70 1
M 1 2
0.0282 (1 0.0282) 21 0.042 70 1 1 0.0282 (1 0.0282) 2 0.0559 70
1903年
P
M 1 3
P 3 0.0423 70 1
将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列， 作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在 历史调查期N年内统一排位。 特大洪水的经验频率仍采用下式
(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为：
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水，l项
x
N a
x
a j 1
n l
n i l 1
N a
n l
1 N a 则可导出： x x n j x N 1 1 N a C x x n l x x x N 1
j i
公路路基设计洪水位确定方案研究
析
１ 公 路 路 基 设 计 洪 水 位 确 定 环 节 分 标 准 环 节 的深 化 应 用 ，进 行 公 路 设计 检 基 的 自身 的设 计 需 要 。 该 环 节 的 发 展 ， 测 环 节 的 复核 性 的保 证 。 确 保 其 公路 设 离 不 开 路 基 防 洪 标 准 及 其 圩 堤设 计 标 准 在 公 路 Ｔ 程 的 建 设 过 程 中 ，我 们 需 计 环 节 的 防洪 标 准 的达 标 ，以 满 足 下 序 环 节 的 比较 ，根 据 这 两 者 的 差 异 ，在 加
环 节 的发 展 需 要 。 进 行 路 基 设计 洪水 位 设 计 环 节 的优 化 ，以保 障人 们 群众 的 生 命 财 产 安 全 。 由于 这 些 工 程 与 居 民 Ｅ ｌ 常 生 活 息 息 相 关 ，这 些 工 程 防 洪 现状 是 否 达 标 ，特 别 是 在 典 型 年 份 里 是 否 被 淹 ， 当地 居 民或 其 管 理 部 门会 很 清 楚 ，很 容 易 通 过 调 查 获 知 。 通 常 可 以 比照 的工 程 及 其设 防标 准有 以下几 种 ： 道路 沿线 遇有 其它等级公路 ， 很 容 易 根据 其 设 计 等 级 及 其 历 年 防 洪 历 史 状 况 确定 其相 应 的 防 洪 水 位 ，再考 虑设 计 路 基 与 既有 道 路 的 等 级 差 异 及 相 对 位 置 确 定设 计 路 基 设 计 水位 。 在 路 基 设 计 工 作 中 ，我 们 要 针 对 路 基 的 防 洪 标 准 进行 相关 堤 防 工程 的深 化 应用 ， 实现 其公 路 路基设 计 系统 的优 化 ， 进行 提 防 区 的水 位变 化 情 况 的及 时 了解 ， 针 对 可 能 发 生 的 情 况 ，进 行 应 对 措 施 的 应 用 。避 免 可 能 出 现 的 破 堤 情 况 ，实 现 其 洪 水 位 的 有 效 降 低 ，这 对 日常 公 路 设 计 的 洪 水 位 标 准 确 定 方 案 的 应 用 ，有 着 重 要 的 指 导 作 用 。我 们 要 根 据 其 实 际 水 位 排 频 情 况 及 其暴 雨排 频 情 况 的深 入 应 用 ，进 行 堤 防水 位 的确 定 ，实 现 其 设 计 水 位 环 节 的应 用 。该 环 节 的 实 现 ，需 要 进 行 现 场 调 查 工 作 的 应 用 ，保 障其 设 计 水 位 环 节 的 优 化 。其 他 的航 运 类 的港 Ｅ ｌ 码 头 、船 闸 ，水 利 水 电类 的水 利 水 电枢 纽 、水 工 建 筑 物 、水 库 、灌 溉 治 涝 工 程 及 供 水 工 程 ，通 信 设 施 等 均 有 相 应 的设 计 防 洪 标 准 ，具 体 规定 可查 阅 文 献 ，设 计 路 基 附 近 如 有 此类 工 程均 可参 照确 定 设 计 标 准 洪 水 位 。 路基 沿途 经 过 城 市 、 乡村 、工矿 企业 以及 电厂 、民用 机场 等 ， 要 注重 调查 其 相 应 的规 划及 其 实施 状 况 ， 有 关 防 洪 标 准 城 市 是根 据 其 重 要 性 和 非 农业 人 口确 定 ，乡村 是根 据 防护 区人 口、 耕地 面积 确 定 。 在 公 路 设 计 过 程 中 ，我 们 需 要 征 求 相 关 设 计 管 理 单 位 的 帮 助 ， 以实 现 其 行 蓄 洪 水 位 的 确 定 ，实 现 其 路 基 设 计 水 位 环 节 的 优 化 ，通 过 对 现 场 调 查 环 节 的应 用 ，进 行 其 路 基 设 防标 准环 节 的 控 制 ， 以 有 助 于 路 基 高 度 的 优 化 ，满 足 公 路 路
防汛中河道水位的几种计算方法的浅论
摘要:利用试算法和图解法可以求解天然河道或渠道中测站上下游的水位,了解河道或渠道水位涨落速度及最高承受水位,为灌区的防洪抗洪指挥、总结防洪经验提供一定的参考作用。
关键词:防汛河道水位试算法图解法1引言在防汛过程中,河道的水位对防汛抢险具有重要的参考价值。
一般天然河道的水位测量站分布稀疏,当一段河道离水位测量站较远时,通过计算的方法大致了解其水位显得尤为重要。
就当前赣抚平原灌区而言,东、西总干渠道均有一段渠段是天然河道,原人工开挖渠道经过四十多年的流水冲刷,也渐渐变得与天然河道相差无几。
根据天然河道水位的计算方法计算渠道内水位测站上下游水位,了解渠道水位涨落速度及最高承受水位,对灌区的防汛抗洪指挥、总结防汛经验具有一定的参考作用。
2几组水位计算公式的推导天然河道蜿蜒曲折,其过水断面形状极不规则,同时底板和糙率往往沿程变化。
这些因素使得天然河道水力要素变化复杂。
由于河道的这些特点,其水位计算时,可根据水文及地形的实测资料,预先将河道分为若干河段。
分段时应尽可能使各段的断面形式、底坡及糙率大致相同,同时保证计算段内流量不变。
当然,计算河段分得越多,计算结果也就越准确,但计算的工作量及所需资料也大大增加。
分段的多少视具体情况而定。
一般计算河段可取2~4km,且河段内水位落差不应大于0.75m。
此外,支流汇入处应作为上、下河段的分界。
图1所示为天然河道中的恒定非均匀流,取相距为Δs的两个渐变流断面1和2,选0—0为基准面,列断面1和2的能量方程为Δhj=(-)式中为河段的平均局部水头损失系数,值与河道断面变化情况有关。
在顺直河段,=0;在收缩河段,水流不发生回流,其局部水头损失很小可忽略,取=0;在扩散河段,水流常与岸壁分离而形成回流,引起局部水头损失,扩散越大,损失越大。
急剧扩散的河段,可取=-(0.5~1.0);逐渐扩散的河段,取=-(0.3~0.5)。
因扩散段的v2lt;v1,而式正值,故取负号。
将Δhf和Δhj的关系代入能量方程得z1+=z2++Δs+(-)⑴上式为天然河道水位一般计算式。
确定防洪堤设计水位的方法探讨
研究与探讨确定防洪堤设计水位的方法探讨王 玉 张 星 韦卓信(广西水利电力勘测设计研究院 南宁 530023)文摘 应采用各种洪水年型都包得住的水位作为防洪设计水位才是安全的,否则就会出现水位达到了历年最高,可流量还远未达到;或流量达到了设计频率而相应水位达不到设计值;筑堤洪水归槽,水位壅高,防洪水位还要加上壅高值。
因此,河道上的防洪水位确定是很复杂的。
由年最大水深计算频率求设计水位和由年最大流量频率值求设计水位,但都要采用外包线上限值;为此,提出4种计算筑堤后洪水归槽水位壅高的方法。
关键词 防洪水位 洪水归槽 壅高水位 防洪堤 设计水位分类号 P333引言防洪堤的高程是由设计水位确定的。
设计水位由年最高水位频率确定,也可以由年最大流量相应水位确定。
水位由于受基面的影响,计算出来的C v值很小,很难选择合适的线型把水位延长到稀遇洪水上去,年最大流量频率还要通过水位流量关系转化为水位,水位流量关系曲线不是单一曲线而是一束曲线簇。
各年实测的H~Q曲线,并非重叠在一起。
由流量查水位显然不是一个值,而是相差几米的几个值。
修防洪堤后,占用了原河道的滞洪区,洪水归槽后堤内水位壅高,壅高水位怎样计算?本文根据多种方法,多种途径,综合分析,合理选用 的16字方针,提出几种计算方法供设计参考。
1 设计洪水位计算1 1 由年最大水深计算设计洪水位因采用水位计算频率受基面高程影响,计算出来的C v值很小,很难配线外延,使确定设计洪水位任意性较大。
为消除基面影响,而采用年最大水深计算频率,计算出来的C v值较大,易于适线,确定设计水位较为合理。
年最大水深是采用历年观测的最低水位为零点,计算各年最大水深;h i=H i-H0;h= h in;C v=h2ih2-nn0.5C s=K C v(由适线求K值)。
式中:H i 各年实测最高水位;H0 历年实测最低水位(零点);n 年数;C v 变差系数。
例:南宁(二)站年最大水深频率计算,南宁从1949年到1990年有42年水位系列,历年实测的最低水位为66 7m,计算年最大水深均值为4 784m,C v=0.49经适线,采用C s=Cv,C v=0.54,其频率曲线为图1。
防洪堤方案优化与设计方法研究
【 关键词 】 防洪堤 ；方案优 化 ； 设 计方法
防洪堤工程是一项规模大、投 资高、建设周期长的综合性工程， 其功能主要是 防止ห้องสมุดไป่ตู้由于水流暴涨等 问题造 成的洪涝灾害， 以保证人 们 的人 身与财产安全 。防洪 堤的方案优 化主要是为了提高其整体的 抗洪 能力和避 免水 流对岸 边的破 坏，因此，在对方案进行优化时 ， 需要根据 防洪 堤的实际情 况选择合适的方案 ；在对其进行设计时 ， 需要 充 分考 虑 相 关 的要 素 ， 以保 证 设 计 的合 理 性 。 １ 防 洪 堤 方 案 优 化 １ ． １ 常 用 的 防 洪 堤 方 案
Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎ ｃ ｙ＆ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｏ ｗｅ ｒ
防洪堤方 案优 化与设 计方法研 究
徐春锋
（ 浙江省丽水市青 田县水利局 ，青 田 ２ ３ ２ ９ ０ ０）
【 摘 要 】随着全球 环境的逐 渐变暖 ，我 国的整体 降雨量 不断
增加 ，洪水暴发的概率也相应增大 ，对人 民的 生命财产安全 带来 了 威胁 ，因此 ，必须加强对防洪堤方案与设计的重视 。常用防洪堤 结 构型式主要 有土堤 、砌石堤、混凝土堤 ，从这三种堤 型来分析 ，其 各有优劣 ，在优化选择 中，需要根据 实际情 况来确 定。而防洪堤 的 设计需要充分考虑地质条件 、水深情 况、水流对防洪提 的冲刷等因
间 间 隔 不 少 于 ７天 。
１ ． ２防洪堤方案优化的方法 １ ． ２ ． １ 基 于 生 态 环 境 进 行 的 方 案 优 化 传统的防洪堤施工方法 中，多是使用石 材、水泥等进行硬化处 理 ，不仅 阻止 了河水 的下渗 ，阻碍 了地下水的补给 ，其统一 的硬化 断面结构 ，还造 成了水流流速的加快，致使水资源 的地表流失现 象 １ ． １ ． １ 土 堤 更 为严重 ；同时，许 多防洪 堤两岸并没有用于过滤 的植被 ，造 成生 堤基清理：堤基清理包括堤顶、堤坡 以及前后戗基面 ，边界 设 活垃圾 、泥土等 会随地表径流直接进入到河水 中，使得河水 中的污 计基匠边线外大约 ５ Ｏ厘米；将堤基表层的淤泥、砖石、腐殖土以及 染物 与污 泥含 量加重， 同时， 由于防洪堤底层并没有适合 净水 微生 草皮和树根等杂物进行彻底的清除 ，尤其是树根清 除、淤泥坑施工 物 、植 物等生物生长的泥层环境 ，进 一步造成了水质的恶化 。 因此，在 实现防洪堤基本的防洪功能外 ，还需要对 水流 的生态 中的坑、槽和沟中杂物清除。开挖成 ｌ ：１ ． ５以上 的边坡 ，根据土堤填筑规范分层回填。 环境进行改变 ，放弃传统混凝土或浆砌石挡墙 的防洪堤 方案，选择 填筑压实 ：土方填筑之前 ，应 当先进行碾 压试 验，并 以此来确 合适的优化方案 。环保材料生态 网格石笼 防洪堤 方案正是一种能有 定压实参数进行填筑 。试验 的主要 目的在于土料压实检查后能否达 效改变水流生态环境 的方式 ，其选用 的材 料具有 良好的透水性与亲 到设计压实干密度值 ；同时，选 定科 学合理的压实参数，绘制密度 水性，能够实现地下水与地表水之 间的互 换，其 整体性、稳定性、 值 、压实遍数 曲线 。基 于实验 结果提 出施工碾压参数 ，并且报送监 耐久性 以及抗冲刷能力上都相对较 强，能够满足防洪堤防洪水能力 理人与审批 。坯面平整、均衡上升 ， 分段作 业面最 小长度应 当在 １ ０ ０ 的需求 ，同时，其又具 有较好 的景观性和生态效果，可 以有效恢复 米 以上 ， 作 业面 分 层进 行 统 一 铺 土 和 碾 压 ，配 备 相 应 的人 员 和机 具 水 流 的生 态 环 境 。 平 整 作业 ， 避 免 出 现 界 沟 。雨 天 与 低 温 状 态 下 ，进 行 填 筑 压 实 时 ， １ ． ２ ． ２ 基 于 经 济 性 原 则 的方 案 优 化 雨前需压实作业面，中间凸起 向两侧微倾 ；小雨时停止粘性土填筑， 防洪堤 的建 设方 案需要考虑其需要投入成本 的高低 ，将三种方 而 且填筑面不宜踩踏 ，严禁车辆在其上通过 。雨后填 筑面 应对其进 案对 比可 以得出，同工程量下，模袋砼挡墙方案 的成本 ＞浆砌 石挡 行 晾晒和复压 ，质检合格后复工 。 墙 方案的成本＞抛石笼挡墙方案的成本 ，因此 ，如果在 防洪 堤建设 １ ． １ ． ２ 砌 石 堤 时，如果不考虑其他因素，仅就经济性原则分析 ，选用抛石 笼方案 施工控制 网布设与测量放线 ：根据测量 队提供 坐标、高程，利 是一种相对较好的选择 。 用 全 站 仪 沿 河 堤 加 设坐 标 点 ，在 施 工 范 围 内 建 立 坐 标 控 制 网 ；基 于 ２防洪堤设计的方法 Ｃ Ａ Ｄ技术进行制 图，并对施工图上弧 线段等分，确定加密点坐标 ， ２ ． １防洪堤线的布置与设计 从而使测量放线放 出弧线段地面线 ，便于施工 。 防洪堤线影响着防洪堤 的洪水 防护 能力 。在 选择 堤线时，需要 水下基础施工 ：首先 ，导流布置。河堤基础 、水面之 间较近 时， 河漫滩相对较 窄，根据 河堤施工要求 ，在基础外侧开挖线外沿修筑 导流 围堰 ，采用草土 围堰方式 ，其高度根据近 ５年来最 高防洪标准 来确 定。 围堰施 工：将捆好的稻草沿着围堰两侧 向前摆放 ，用黄土填在 稻 草中，其宽度 以 ｉ米为宜 ， 人工用立夯实 ， 两侧一 层草 、一层砂， 然 后进行压实，围堰两侧采用砂砾石收坡成堤坝 ，采取分 段施 工方
工程防洪堤施工设计问题探讨
工程防洪堤施工设计问题探讨摘要：在水利工程中，洪水堤防的设计将直接影响防洪的效果，洪水堤防也是河岸两边居民生命安全和财产安全的保障。
为此，应从多方面综合考虑水利工程防洪堤的设计，从根本上提高水利工程防洪堤的建设质量。
本文对水利工程防洪堤的建设和设计进行了分析和探讨，为水利工程防洪堤坝的设计提供了参考。
关键词：工程防洪堤；施工设计；探讨引言：随着水利建设的不断加快，相关项目的标准不断提高，项目的建设要求也越来越高，特别是在洪水控制形式发生变化的情况下，水利工程防洪堤的建设和设计也有更严格的要求。
因此，水利工程应贯彻落实概念和政策，加强防洪堤防设计的原则和施工技术。
此外，施工应注意所有环节的控制和管理，并在设计过程中进行综合考虑。
只有有效地提高水利工程防洪堤坝设计的施工质量和合理性，才能实现施工效益的同步发展和真正意义上的水平。
1工程防洪堤施工设计的基本原则1.1科学性原则水利工程防洪大堤的建设与周边地区的生产活动和生命财产安全密切相关，因此防洪堤坝的建设必须保持科学化、规范化。
一方面，在项目规划和施工建设中要坚持科学的原则。
在基础开挖、桩基施工和混凝土浇筑施工中，应根据行业行为规范要求施工环节,坚持科学建设，从根本上杜绝人为失误，杜绝防洪堤坝建设中的安全隐患。
另一方面，在选择建筑材料时，应根据防汛堤防施工区域的自然地理环境，科学地选择建筑材料。
例如，当施工区域的地质构造复杂、稳定性差时，应选择刚度较大、硬度较大的坝体材料。
在混凝土配比的选择中，应适当提高水泥的比例，以提高混凝土的强度。
1.2灵活度原则水利工程的防洪工程建设是一个动态的过程，施工周期往往较长。
在整个施工期间，必然会有一些外部因素，如天气变化、温度差等。
在这一复杂因素的影响下，施工人员应根据当地条件，结合实际情况，灵活选择施工方法和建筑设备，在坚持施工标准的基础上，提高堤坝的施工质量和施工速度。
例如，在夏季大坝坝体混凝土浇筑后，应在理论上给混凝土喷洒水，以防止混凝土水蒸发过快，导致坝体开裂。
水库汛限水位确定方法研究
水库汛限水位确定方法研究水库汛限水位确定方法研究摘要：水库汛限水位的确定对于水库防洪和水资源调度具有重要意义。
本文主要论述了水库汛限水位的确定方法研究，包括统计法、水力水文法、灰色关联法和神经网络法等不同的方法。
通过对比和分析这些方法的优劣，为水库汛限水位的确定提供了参考。
1. 引言水库汛限水位即水库最高洪水位，是指在一定时期内可能出现的最大洪水水位。
水库汛限水位的确定对于水库的防洪能力评估、水资源调度和水系规划等具有重要意义。
因此，如何准确地确定水库的汛限水位一直是水利工程领域的研究热点。
2. 统计法统计法是确定水库汛限水位的常用方法之一。
该方法以历史洪水数据为基础，通过概率论和数理统计方法，分析洪水发生的频率和大小，从而确定水库汛限水位。
统计法的优点是简单易行，可根据历史洪水数据进行分析，具有较高的可靠性。
然而，该方法需要大量的历史洪水数据支持，且对数据的质量和时限要求较高。
此外，在极端洪水情况下，统计法的预测精度可能会受到一定的限制。
3. 水力水文法水力水文法是另一种常用的确定水库汛限水位的方法。
该方法基于流域水文过程和水力学原理，通过建立水库洪水径流模型，模拟不同洪水情景下的水位变化，从而确定水库汛限水位。
水力水文法的优点是可以综合考虑流域的水文特征和水库的水力特征，对于特殊情况的洪水预测较为准确。
然而，该方法对于流域特征和水库参数的选择较为敏感，需要较为精确的数据和参数，同时计算复杂度较高。
4. 灰色关联法灰色关联法是一种基于灰色系统理论的确定水库汛限水位的方法。
该方法通过对比灰色关联度，分析历史洪水与汛限水位之间的联系，从而确定水库汛限水位。
灰色关联法的优点是不需要大量的洪水数据支持，具有较好的适应性和预测能力。
然而，该方法对于数据的标准化和权重的选取具有较高的要求，且仅适用于单一水库的汛限水位确定。
5. 神经网络法神经网络法是近年来广泛应用于水文学领域的一种确定水库汛限水位的方法。
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研究与探讨确定防洪堤设计水位的方法探讨王 玉 张 星 韦卓信(广西水利电力勘测设计研究院 南宁 530023)文摘 应采用各种洪水年型都包得住的水位作为防洪设计水位才是安全的,否则就会出现水位达到了历年最高,可流量还远未达到;或流量达到了设计频率而相应水位达不到设计值;筑堤洪水归槽,水位壅高,防洪水位还要加上壅高值。
因此,河道上的防洪水位确定是很复杂的。
由年最大水深计算频率求设计水位和由年最大流量频率值求设计水位,但都要采用外包线上限值;为此,提出4种计算筑堤后洪水归槽水位壅高的方法。
关键词 防洪水位 洪水归槽 壅高水位 防洪堤 设计水位分类号 P333引言防洪堤的高程是由设计水位确定的。
设计水位由年最高水位频率确定,也可以由年最大流量相应水位确定。
水位由于受基面的影响,计算出来的C v值很小,很难选择合适的线型把水位延长到稀遇洪水上去,年最大流量频率还要通过水位流量关系转化为水位,水位流量关系曲线不是单一曲线而是一束曲线簇。
各年实测的H~Q曲线,并非重叠在一起。
由流量查水位显然不是一个值,而是相差几米的几个值。
修防洪堤后,占用了原河道的滞洪区,洪水归槽后堤内水位壅高,壅高水位怎样计算?本文根据多种方法,多种途径,综合分析,合理选用 的16字方针,提出几种计算方法供设计参考。
1 设计洪水位计算1 1 由年最大水深计算设计洪水位因采用水位计算频率受基面高程影响,计算出来的C v值很小,很难配线外延,使确定设计洪水位任意性较大。
为消除基面影响,而采用年最大水深计算频率,计算出来的C v值较大,易于适线,确定设计水位较为合理。
年最大水深是采用历年观测的最低水位为零点,计算各年最大水深;h i=H i-H0;h= h in;C v=h2ih2-nn0.5C s=K C v(由适线求K值)。
式中:H i 各年实测最高水位;H0 历年实测最低水位(零点);n 年数;C v 变差系数。
例:南宁(二)站年最大水深频率计算,南宁从1949年到1990年有42年水位系列,历年实测的最低水位为66 7m,计算年最大水深均值为4 784m,C v=0.49经适线,采用C s=Cv,C v=0.54,其频率曲线为图1。
图1 南宁(二)站年最大水深频率曲线图从图1可以看出,采用C s=C v,C v=0.54,均值4 784m适线良好,故最后采用,成果见表1。
1表1 南宁(二)站年最大水深频率表项目系列年数均值Cv C s/C vP/%0.10.5125年最大水深/m424 7840 541 0014 812 711 810 89 38年最高水位/m4266 7+h i81.579.479.477.576.11 2 由年最大流量计算设计水位由历年最大流量计算频率,而后由设计流量查水位流量关系曲线,得出设计水位,因为各年实测的H~Q曲线,并非重叠在一起,而是形成一束曲线簇,设计时应采用能包括各种年型洪水都能包得住的那条H~Q曲线,即外包线。
现以南宁(二)站为例,把南宁(二)站各年实例的H~Q曲线绘在一起,形成一束曲线簇(见图2),南宁最大流量频率见表2。
从南宁(二)站历年实测H~Q曲线中,选出有代表性的1951年,1955年,1958年,1971年各年平均H~Q曲线计算相应设计流量的各年水位为表3。
图2 南宁(二)站H~Q(从66年中选出代表4条)表2 南宁(二)站最大流量频率表m3/s项目年数均值C v C s/C vP/%0.51251 0洪峰流量4294300 3542210020300184001590013900表3 南宁(二)站设计流量与相应各年型水位表项 目P/%0 5125洪峰流量/m3.s-122100203001840015900查1951年H~Q曲线得水位/m79 578 677 576 1查1955年H~Q曲线得水位/m80 579 678 677 1查1958年H~Q曲线得水位/m79 879 078 076 7查1971年H~Q曲线得水位/m81 480 579 477 9最高最低水位差值/m1 901 901 901 80 注:各年型H~Q曲线均由A D法延长到设计值。
由表3可以看出,南宁50年一遇洪峰流量为18400m3/s,不同年型的设计水位分别是77 5m,78 6m,78 0m,79 4m,最高水位是1971年型79 4m,最低水位是1951年型77 5m,两者相差1 90m。
如果我们按1951年型洪水选择设计水位修建防洪堤,当发生1971年型洪水时,后果就不堪设想。
因此,应采用各种年型洪水都包得住的水位,作为设计值才是安全的。
否则就会出现柳州 96 7 大水一样,水位超过历史上最高1902年水位0 96 m,可是流量却与1902年33000m3/s相同,1998年长江大水,水位超过历史最高洪水水位,可是流量还远未达到,造成抗洪抢险被动。
2 建防洪堤引起的壅高水位计算防洪堤的设计水位是由天然河道的设计水位和水位壅高两者来决定的:前面建议天然河道水位应采用不全年型洪水的H~Q曲线外包线确定,剩下的问题就是如何计算建筑防洪堤缩窄河道引起水位壅高。
22 1 由延长H~Q曲线计算水位壅高分析水文站实测的H~Q曲线可知,水位漫滩以前,H~Q曲线按涨率上升,洪水漫滩后,由于滩地对洪水的调蓄作用,H~Q曲线坦化增加。
此时的洪水流量是由主槽流量加上边槽流量组成,修筑防洪堤洪水不能再漫滩,水量归到主槽中。
从这一概念出发,漫滩是主槽加边槽都要过水,不漫滩只剩下主槽过水,因此,可作出主槽的H~Q曲线和主槽加边槽的全断面H~Q曲线。
用同一个流量去查主槽H~Q曲线和查主槽加边槽的全断面H~Q曲线,两者水位差值,便是洪水归槽后壅高水位值。
现以南宁(二)站为例,1955年实测最大流量为11200 m3/s,过水断面稳定,采用A D~Q,A D~H关系延长H~Q曲线到设计洪水。
把过水断面按其形状趋势分成主槽与边槽,然后分别以主槽断面延长主槽的H~Q曲线,以主槽加边槽的全断面,延长全断面的H~Q曲线。
由主槽和全断面的H~Q曲线计算,得设计情况下水位壅高如表4。
表4 修防洪堤后水位壅高表项 目P/%12510设计流量/m3.s-120300184001590013900天然水位/m79 678 677 175 6建堤后水位/m80 779 778 276 7建堤后壅高水深/m1 101 101 101 10注:水位为黄基:黄基=珠基+0.56从表4可知,修筑防洪堤以后10年一遇以上的各频率洪水,水位壅高均为1 10m,这种现象是由南宁河道沿岸的地形决定的,南宁沿岸洪水漫滩后,两岸地势平坦,滞洪水容积与水位壅高成一定的比例关系,由于洪水通过防洪堤断面宽度基本不变。
因此,各频率的洪水壅高基本一致。
2 2 由边滩流量计算水位壅高计算历史上较大的几场洪水主槽与边槽流量,然后分别绘制洪水的主槽H~Q与全断面H~Q 曲线,最后由设计流量查全断面与主槽的H~Q曲线,两者差值即为壅高水深。
这种方法与延长H~ Q曲线求壅高水深方法概念相同,只是两种途径不同,互相可以起到印证作用。
计算主、边槽流量,主要是以水力学的公式计算(参考实测年洪水参数),主、边槽流量,而延长H~Q曲线法,是利用A D~ Q,A D~H相关关系图解外延。
现采用南宁(二)站1881年,1913年,1937年3场历史最大洪水,作主、边槽流量分析计算。
计算情况见表5,根据表5绘制主槽H~Q曲线和主槽加边槽的全断面H~Q 曲线(见图3)。
图3 南宁(二)站H~Q曲线图表5 南宁(二)站历史洪水流量计算表项 目188119131937主槽边槽主槽边槽主槽边槽H/m79 5779 5777 9677 9677 2577 25A/m27200150006420858062006900R/m18 03 1316 13 0415 52 51R2/36 872 146 372 106 221 85n0 0330 1500 0330 1500 0330 150i1/20 01250 01250 01250 01250 01250 0125 V/m.s-12 600 1782 140 1462 360 154 Q/m3.s-118800267015501500146001060Q主+边/m3.s-121400170015700筑堤前水位/m79 5777 9675 26筑堤后水位/m80 6678 9678 26壅高水深/m1 091 001 01注:1 筑堤前水位由主+边H~Q曲线得;2 筑堤后水位由主槽H~Q曲线得。
2 3 由束窄断面计算水位壅高建防洪堤后,原河道洪水不再漫滩,束窄了过水断面,洪水归槽,水位壅高。
其壅高值计算公式: h=(V21-V20)2c2g;c= [1- 2(1- 2)]0.5;=1+ 2;=V c-V c pV c p。
式中: h 建堤后水位壅高值,m;V 流速,m/s;流速系数,取 =0.85;收缩系数;流速分布系数;V op=12(V c+V0)。
南宁修防洪堤后,各种设计洪水的壅高水位计3算见表6。
表6 南宁市建堤后水位壅高计算表项 目P/%125Q/m3.s-1203001840015900Z0/m80 0379 1677 64Z c/m78 978 076 6A0/m2214001760014000A c/m2730067006200V0/m.s-10 951 051 14V c/m.s-12 782 752 57V cp/m.s-11 871 901 860 4870 4470 38220 2370 2000 1050 850 850 8520 7230 7230 7231- 20 7630 8000 895 1- 2(1- 2)0 4480 4420 353[1- 2(1- 2)]0 50 6690 6500 594c= /[1- 2(1- 2)]0 50 6190 5850 547 =1+ 21 241 201 15h= (V2c-V20)/ c 2g/m1 131 161 04壅高水位/m80 0379 1677 64注:1 Z假定壅高水位试算;2 查 水力学 得;3 壅高水位与假定相等。
2 4 由边滩滞洪调节洪水计算水位壅高2 4 1 计算步骤天然河道洪水漫滩后,两岸滩地低洼区形成汪洋一片水域,蓄洪削峰,建防洪堤后,洪水无法漫滩,洪水归槽,洪峰流量增加,造成水位壅高。
利用洪水调节的方法,计算壅高水位。
计算步骤如下:(1) 由1/10000地形图量出滩地容积曲线;(2) 从实测洪水中,选出设计年型洪水过程线,并放大到设计频率值,作为出库洪水过程线;(3) 选出设计年型洪水过程线的相应H~Q 曲线作为泄流曲线;(4) 试算一条入库洪水过程线:采用出库峰顶流量,查H~Q曲线,得设计水位,再由设计水位查滩地容积曲线,可得滩地容积,该容积即是调节洪水的削峰容积(下称削峰容积),也就是说,入库洪水过程线,通过这块削峰容积调节后,形成出库洪水过程线,根据这一原则,在出库洪水过程线的基础上,修改试算一条入库洪水过程线;(5) 试算好入库洪水过程线后,进行常规的洪水调节计算;洪水调节后得出库洪水过程线,要能与原设计的出流洪水过程线吻合,否则需再进行修正,直至吻合为止;(6) 这条能与出库吻合的入库洪水过程线,就是未受滩地容积调节的洪水过程线,其峰顶流量与出库峰顶流量,两者相应水位的差值即为壅高水深。