枣庄市十字河悬移质泥沙规律分析

I【水文水资源枣庄市+字河悬移质泥沙规律分析牛广东王晓明在自然界中，流动的水都有一■定 的挟沙能力，水流侵蚀地面，冲刷河 床，搬运输送泥沙，沉淀淤积的结果可 使河床发生游移变迁，水库、湖泊容积 减小，渠道、航道淤积阻塞，缩短水利 工程的寿命，同时造成大量的水土流 失，因此对河流泥沙规律进行研究具 有重要的现实意义。

按照泥沙运动状 态的不同，可将泥沙分为床沙、推移质 及悬移质三类。

悬移质是被水流挟带，远离河床面，悬浮于水中，随水流向前 运动的泥沙，一般粒径较小，这里仅对 悬移质泥沙进行分析。

一、流域概况十字河发源于山东省枣庄市东部 山区，有北、中、南三条支流，其中北支 和中支在山亭镇海子村上游lkm处汇 合，东支流在薛河村东汇合，干流流经 山亭区、滕州市、微山县，注人微山湖。

流域内50万以上的水库有石咀子、红石咀、满港等13处。

1951年设立梁 里流量站，1964年5月下迁3.5km，设 立官庄水文站，1991~1997年停测，1998年设立柴胡店水文站开始观测，集水面积681km2，约80%为丘陵区，153为浅山区，下游为平原区。

上游大 部分地区为沙石山，少部分为青石山和 石灰岩。

山区大部分为沙土地，小部分 为壤土和粘土，约有500 km5为红土，160 km2为黄土，其余为粘土和壤土。

上 游山丘区种植少部分树木，山坡有少量 杂草生长，中下游地区种植农作物。

二、泥沙规律分析影响流域产沙的因素很多，可分 为自然因素和人类活动因素两方面。

自然因素包括气候、地形、地质、土壤 和植被等，它们的影响各不相同，其中 以降雨、地形、土质和植被的影响最为 突出。

人类活动可以通过改变某些自 然因素来改变侵蚀力和抗蚀力的大小对比关系，得到使水土流失加剧或者截然不同的结果。

河流泥沙都是从流域表面冲蚀而来的，流域表面的岩石风化物质是河流泥沙的主要来源。

河流泥沙的矿物成分有氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁以及其他一些成分，其中以氧化硅为主要成分。

十字河多年平均含沙量为0.52kg/m3，多年平均输沙量9.2万9,实测输沙量全部来自流域产沙，产沙区域较均匀。

1. 泥沙的时程变化规律十字河属典型的山溪性河流，受降水影响，洪水常常暴涨暴落，含沙量具有明显的时程变化规律。

平时河道内常常是含沙量为零的清水。

雨季开始时，因流域表面土壤和岩石的风化物最多，径流将这些风化物大量带人河中，水到沙到，在短时间内即可出现含沙量的最大峰值;之后，随着洪水的消退，河流含沙量急剧减少，洪水过后往往又是清水。

这一特点，造成了输沙量大部分集中在汛期的洪水过程中。

2. 泥沙沿程变化泥沙沿程变化受河流形态和水沙条件影响，同时也取决于沿程流域侵蚀、河道冲刷等情况。

十字河上游降雨径流大、坡度大、植被覆盖情况较差，表面风化严重，泥沙相应多于下游区。

另外，受河道拦蓄工程影响，下游沙量也有所减少。

3. 泥沙的年际变化十字河流域泥沙的年际变化较大，年输沙率变差系数Cv为^)。

十字河最大年平均含沙量2.48kg/m3,最小平均含沙量0kg/m3,实测最大年输沙量86.2万9,最小量为0,实测最大含沙量9.00 kg/#3,年际变化相差几百倍。

4. 泥沙的年内变化十字河输沙量年内分配极不均匀，多年平均汛期(6~9月）输沙量占全年输沙量的99.23以上，其中7、8两月输沙量占全年输沙量的78.83以上，其他各月含沙量很小。

十字河多年平均汛期径流量占全年径流量的89.53以上。

所以，输沙量年内分配与径流量年内分配一致，且比径流量年内分配更为集中。

5. 输沙模数总输沙量除以流域面积即为输沙模数。

即河流泥沙控制站以上流域一年内平均每平方千米流经控制站断面的输沙量。

十字河流域上游山丘区是降水量、径流量的高值区，地形坡度陡，水流速度快，冲刷力强，具有较多的荒山秃岭，表层风化比较剧烈，因而输沙模数较大，为600~10009/km2;往下游降雨、径流逐渐减小，地形坡度由陡变缓，植被情况优于上游山区，因而输沙模数有变小趋势，下游地区输沙模数小于300 9/km2。

6.单位含沙量与断面平均含沙量的关系通过对1971~2016年191次实测单断沙资料的分析，点绘单断沙关系图，通过符号、适线、偏离值检验，均合格，标准差为9.73。

单断沙为1:1的线性关系，关系稳定。

三、雨、水、沙关系十字河为季节性河流，河流泥沙与降雨、径流有着密切的关系。

1.输沙与降水从历年泥沙资料和降水资料对比分析来看，泥沙的年际变化和降水量的年际变化有很大的关系，降水量大且集中的年份，年输沙量就大，降水量小且分散的年份，年输沙量相对偏少。

含沙量的时程分配与降水量的时程分配也是息息相关的。

降雨强度的大小也会直接影响一次洪水泥沙的大小。

I【科技论坛对多孔箱涵型式水闸的交通桥内力计算思考【摘要】通过对带有交通桥功能无覆土箱涵式水闸闸室的内力数值定性分析，得出汽车活荷载对闸室内力效应具有决定作用，但因其闸室结构使用功能的多重性，要准确把握设计结果尚有难度。

本文提出闸桥柔性过渡结合的几点思考，以供此 类工程设计及施工借鉴。

【关键词】箱涵横向分布系数水闸交通桥柔性组合多孔整体式箱涵式结构是目前中小型水闸设计较常采 用的一种结构类型。

因箱体结构具有较大的纵横向刚度，有 较强的抗变形能力，且适应软土地基的多方面要求等诸多 优点，使用较为广泛。

1问题的提出闸室段箱涵横向内力分析及计算模型简化：简化成超 静定平面杆系结构(单位宽度)单元，计算内力。

箱涵结构因 纵向刚度较大，在一般情况下，纵向内力基本不起控制作 用，只对横向结构计算模型下汽车荷载内力进行分析计算。

汽车荷载对箱涵效应影响可大致分两种：一是有较厚覆土 涵洞式箱涵，覆土越厚，活载扩散效应越明显，其传递到箱涵越少，由其引起的箱涵效应占总比例较少，不起控制作 用。

二是无覆土有交通桥功能箱的涵则不同，可变荷载直接 作用在箱涵顶板上，对闸室尤其顶板局部效应影响比较大。

为确保闸室结构在使用寿命期限内的安全性，须较准确地 计算箱涵与局部整体板所承担的最大活载内力情况。

皖北平原多数水闸不仅担负挡水、泄洪等任务，兼有公 路交通桥功能，整体式箱涵结构水闸其交通桥部位承受汽 车荷载作用。

其取值依据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)4.3.1条。

公路荷载分为公路I、1级，与之对应，且有车道荷载与车辆荷载之分。

水闸箱涵结构引人公路汽 车荷载计算分析时分为两种情况:一是箱体框架整体计算，2.泥沙与暴雨洪水通过点绘近几年的洪水过程线和含沙量过程线，可以发现:沙线与流量过程线涨落十分相似，含沙量与流量的时程变化具有一定的同步性，只不过沙峰出现时间比洪峰要提前，通过对历次洪水泥沙的分析，一般提前0.5~1.5h，由于河道拦蓄工程逐年增多，对洪水过程产生一定的影响，沙峰提前的情况已变得不是那么明显。

另此时其顶板应施加均布荷载与集中荷载组成的车道荷载；二是局部计算，此时则应施加车辆荷载。

整体水闸箱涵计算 属于第一种情况。

中小型水闸相关书籍介绍汽车荷载在其固结整体连续 板交通桥分布及计算实例较少，且桥梁相关书籍对水闸箱涵式结构可变荷载分布及内力的计算实例也介绍甚少。

水 闸与桥梁两种使用功能截然不同的建筑物无过渡的直接组合拼接(仅代表部分建筑物），造成了这些中小型水闸兼交通桥复合结构(整体式箱涵结构闸室结构)计算的难点。

中小型箱涵水闸交通桥(一般双车道)计算中先进行板梁计算单元简化，则单元板梁分担的横向荷载=汽车荷载标准值x横向分布影响系数4横向车道布载系数（双车道一般 取1.0)。

这里要引人荷载横向分布系数的概念:所谓荷载横 向分布系数(LateralDistributionFactorofLiveLoad)是专指公 路车辆荷载在桥梁横向各主梁(板)间分配的百分数。

荷载 横向分布理论在桥梁设计中占有重要地位，目前桥梁荷载 横向分布系数常用的计算方法主要有杠杆原理法、偏心压 力法(修正偏心压力法)、铰接板(梁)法、刚接梁法和比拟正 交异性板法(G-M法)等。

2实例说明现以某水闸一联三孔箱涵闸室结构为例定性说明车道荷载在其交通桥上分布及作用结果。

设计参数:场地地震基四、结语通过以上对十字河流域的泥沙分析，可见绿化植被、水土保持工作是十分必要的。

要进一步探讨泥沙规律，以便采取有效措施减少水土流失量，减少河道、水利工程淤积，为流域综合治理、社会经济建设服务！(作者单位：山东省枣庄市水文局277800)(专栏编辑:张婷）外，由于造成每次洪水的降雨强度大 小不同，洪水前流域内风化物多少有 别，因此径流量相同或相近的洪水，含 沙量的大小往往相差较大。

特别是人 汛后第一场洪水，由于前期雨水较少，植被相对较差，土质疏松，含沙量较后 继洪水要大的多。

如99.6.15洪水，由于前期较为干旱，且河道刚经过整治，表层大部分为新鲜浮土，这种情况尤 为显著。