水文计算书

新孟公路武陟至温县段初步设计

沁河特大桥

水文计算书

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1999年10月

目录

一概述…………………………………….1-6页二水文计算……………………………….7-10页三桥孔径计算……………………………11-13页四洪水位计算……………………………14-16页五冲刷计算………………………….….17-23页六设计采用值……………………………….24页

第一章概述

沁河发源于山西省沁源县大岳山南麓，流经安泽、沁水、阳城、晋城、沁阳、博爱、温县、武陟，汇入黄河，全长485公里，流域面积13532平方公里，沁河小董站多年平均年总水量12亿立方米，平均年输沙量814万吨，平均含沙量 6.9公斤/立方米，实测最大流量4130秒/立方米（1982年）。

沁河济源市五龙口以下为防洪河段，长90公里，据查，沁河提防始建于明太祖洪武十八年（公元1385年），解放后，经过大力整修延长，目前两岸现有提防总长161.63公里，其中，左岸提防上起济源逯村，下至武陟的马家止，长76.29公里，右岸上起济源五龙口，下至武陟方陵止，长85.34公里,共有险工44处，堤保护岸691个，工程长42.24公里，裹护长29.70公里，现马蓬至方陵大堤加固工程即将开工。

据1986年《河南年鉴》1985年防汛任务，对沁河则保证小董站4000 m3/s洪水不决口，遇到超标准洪水，保证北岸不决口，南岸自然漫溢。据《河南省沁河河道地图》记载，历史上沁河发生特大洪水至少三次，具体情况见表1-1。

沁河武陟小董站解放以来的历年汛期最高水位、最大流量见表1-2。

新（乡）孟（州）公路武陟至温县段平原区二级公

路改建工程，起自新乡市获嘉县和焦作市武陟县交界处新孟路上（K37+193），经武陟县的谢旗营、城关、阳城、北郭、西陶、大封和温县的赵堡、南张羌、温泉等乡镇，在温县城北与温博路相接（K88+861.53），路线全长51.44公里。在河南省武陟县岳马蓬村跨越沁河，桥位正交。桥位处滩槽分明，河道顺直。桥址地形为宽滩式季节性次稳定河流，河床上层为低液限粉土，厚度在5米左右，中部有7∽15米低液限粘土，下层为中沙。沁河漫滩为亚沙土，轻亚沙土，粉细纱，局部夹低液软塑粘土，河槽土质为亚沙土和粉沙。东西两侧河滩上种植农作物。实测桥位处河床断面见图1-1。

沁河武陟站年特征值统计表表1-2

第二章水文计算

把已有流量资料（从1895年开始），按大小递减顺序排列，见表2-1，并计算经验频率。按不连续系列计算，由于水文站观测的资料代表性较好，而调查和考证的历史洪水资料并不可靠，所以采用不连续系列计算的第一种方法。结果见表2-1。

续上表

（一）、确定经验频率以后，依据表2-1的数据，在海森机率格纸上绘出经验频率点，如图2-1中的实点，再依点群趋势目估绘出经验频率曲线，如图2-1中的细线。

然后采用三点适线法绘制理论频率曲线。

在经验频率曲线上，以频率P

1-2-3

=5-50-95%，读取三点的流量值：

Q

1=3640m3/s, Q

2

=500m3/s, Q

3

=32m3/s

由S=

3

12

2

3

1

Q

Q Q

Q Q

-⨯

-

+

=

32

3640500

2

32 3640

-⨯

-

+

=0.741 由S=0.741，查表2-12（见附表）

得C

S =2.7,取C

s

=2.85

由C S =2.85，P 1-2-3=5-50-95%，查表2-6（见附表）得：φ1=2.01，φ2=-0.385，φ3=-0.7，

Q =

311331φφφφ-⨯-⨯Q Q =7

.001.23640

7.03201.2+⨯+⨯=964m 3/s,

C V =

133131Q Q Q Q ⨯-⨯-φφ=3640

710.03201.232

3640⨯+⨯-=1.381，

取Q =1068,

由Q P =（φ×C V +1）×Q 计算如表2-2

表2-2

根据表中的数据绘制理论频率曲线，如图2-1中的粗线。

根据《公路工程技术标准》的规定，二级公路的特大桥设计洪水频率采用1%，计算结果Q 1=6953立方米/秒，因此取Q S =6953立方米/秒。 (二)武陟站到桥位处暴雨径流计算

由地形图上勾绘出武陟水文站到桥位处的汇水面积，由于沁河属于地面河，大堤两边均低于大堤内，故汇水面积只有大堤内，F=21平方公里。

由《河南省中小流域设计暴雨图集》中的《河南省百年一遇（P=1%）年最大1小时点雨量图》（图15）上查得汇水面积处设计雨力S P =120毫米/小时。

由地形图上量得干流长度L=15.5公里; 洪水比降为j=0.0003， θ=

4/13/1F j L ⨯=4

/13/1210003.05

.15⨯=108.161

由《河南省中小流域设计暴雨图集》中图26-《推理公式汇流参数地区θ∽m 综合关系图》查得：m=3.3(从《河南省山丘区水文分区图》中查得桥位处属于Ⅺ区，因θ大于100，故采用θ等于100的m 值). 则：洪峰汇流时间τ=0.278×m

θ

=0.278×

3

.3161

.108=9.112(小时) 由《河南省中小流域设计暴雨图集》中P 5《μ值分区数值表》查得：平均入渗率μ=5

由规范7.3.3-1公式Q P =0.278×（S P /τ-μ）×F 得：

Q P =0.278×（120/9.112-5）×21=48(m 3/s) 所以，设计流量 Q P =6953+48=7001(m 3/s)。