中小河流桥梁设计中防洪评价计算
小流域设计洪水
等流时线(isochronic line):流域上汇流时间相等的 点的联线。如图:标有1 、2 、…的虚线( 为单位汇流 时段长)。 等流时面积(isochronic aera):相邻两条等流时线间 的面积 f 。本例:F = f1 + f2 + f3 。
【 例 1 】鱼龙溪流域位于某省第二水文分区,拟在此 建一小水库,试推求 P=1% 的设计洪水。为此,应先 推求 P=1% 的设计暴雨及其时程分配过程。 (1)计算1、3、6、24h 流域设计雨量
根据该流域中心点位置,查该省水文手册得24h暴 雨的统计参数及暴雨递减指数 :
x 2 1 4 m , C 0 V 0 . 5 , m 0 C S 3 4 . 5 C V , n 1 0 . 6 , n 2 0 . 0 7
求各种历时设计面雨量: 该流域的面积为451.4km2,查水文手册得各种历时的 点~面折减系数为α1= 0.684, α3 = 0.707, α6 = 0.754, α24= 0.814。折算后各种历时的设计面暴雨量为: 1h设计雨量 x1P= 0.684×119.6 = 81.8mm 3h设计雨量 x3P = 0.707 × 162.7= 115.0mm
④ 小型工程一般对洪水的调节能力较小,工程规模主 要受洪峰流量控制,因此,小流域设计洪水,主要推 求设计洪峰流量,对洪水过程线的要求低,一般采用 概化过程线。
小流域设计洪水的计算方法很多,如:推理公式 法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单 位线法。其中应用最广泛的是推理公式法,它的思路 是以暴雨形成洪水过程的理论为基础,并按设计暴雨 →设计净雨→设计洪水的顺序进行计算。
浅谈桥梁墩台对河道防洪影响的分析计算
浅谈桥梁墩台对河道防洪影响的分析计算摘要:桥梁是公路交通建设的重要组成部分。
桥梁横跨河流、侵占河道行洪面积、壅高水位、改变局部流态,对沿河两岸堤防造成影响。
按照河道管理范围内建设项目管理的相关规定,桥梁在建设时,需进行防洪影响评价,而对桥梁壅高水位及引起的冲淤变化计算是防洪影响评价计算的一项重要内容。
为此结合肇庆市广宁县金场绥江大桥工程,利用有限元法,对桥梁建成后河流的局部水位壅高和流态变化进行分析评价。
关键词:防洪评价;平面二维计算;桥梁;数学模型。
1二维数学模型及计算内容天然河道一般边界曲折、地形复杂,对于复杂河段的水流运动数值模拟,多采用基于曲线网格的坐标变换方法,其中正交曲线变换和一般(非正交)曲线变换方法是两种最常用的方法。
本研究采用一般曲线坐标变换方法。
一般曲线变换不受计算网格必须严格保证正交的限制,网格生成也较灵活。
1.1 模型计算的基本原理经一般曲线变换后的平面二维水流模型控制方程为:求解过程中,为避免水位波动,控制体交界面上的流速采用动量插值处理;为避免计算迭代过程中出现溢出,采用了Patankar 和Spalding 提出的欠松弛技术,即在离散方程式中引入欠松弛因子,以改善离散方程式中系数的对角占优程度。
1.3 计算边界条件平面二维水流模型中,边界条件通常包括河道进出口边界、岸边界及动边界处理等。
本模型中:1)进口边界:根据已知进口全断面流量,给定入流单宽流量沿断面的横向分布。
2)出口边界:给定出口断面的水位。
3)岸边界:岸边界为非滑移边界,给定其流速为零。
4)动边界:本模型采用“冻结”法进行动边界处理,即根据水位结点处河底高程来判断该网格单元是否露出水面,若不露出,糙率取正常值,反之,糙率取一个接近于无穷大的正数。
同时为了不影响水流控制方程的求解,在露出水面的结点处需给定一个薄水层,一般给定其厚度为0.5cm。
1.4 计算过程基于上述基本方程、求解方法和计算网格,即可进行程序的编写和调试,建立二维数学模型。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-SANYHUASANYUA8Q8-防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中,经常遇到一些技术问题,也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题,本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下,以供大家在抗洪抢险中参考、探讨:㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计:暴雨:12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式:①设计点雨量计算公式:Htp=KpHt(式中:Ktp——设计点雨量;Kp——皮尔逊曲线值;Ht——最大雨量均值;t——欲求时间;)②设计面雨量计算公式:Ht面=atHt(式中:Ht面——设计面雨量;at——暴雨线性系数;Ht——设计历时点雨量;at、bt——暴雨线性拟合系数;)③暴雨系数计算公式:at=(式中:at、bt——线性拟合参数;F——流域面积;)④多年平均径流量计算公式:Wp=1000yF(式中:Wp——多年平均径流量;y——多年平均径流深;F——流域面积;)⑤设计频率年径流深计算公式:yp=yKp(式中:y——多年平均径流深;Kp——频率模比系数;)⑥多年平均年径流系数计算公式:α=y/x =W/1000Fx(式中:α——多年平均年径流系数;y——年径流深;x——多年平均降雨量;)⑵洪水设计:①洪水特征:一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念:一次降雨形成的洪水过程线,反映洪水的外形,过程线上的最大值就是洪峰流量,用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位,用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积,经过单位面积换算求得,就是洪水总量,用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时,用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时,用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时,用t2表示。
第八章 小流域设计洪水计算
WUHEE
t c 1− n ) 12) (8-12) τ
(3) tc的计算 由暴雨公式 it , P = SnP ——Pt=itP · t=(SP /t n) ·t=SP t1-n
tБайду номын сангаас
∴ i=dPt /dt=(1-n)Sp /t n 当i=u,t=tc时,则
t c = (1 − n) u
4. 损失参数 和汇流参数 的确定 损失参数u和汇流参数 和汇流参数m的确定 (1) u的估算 的估算 在设计条件下
u = (1 −
n n ) n 1− n
(
Sp
n hR
1 ) 1− n
式中, 设计净雨量( 式中,hR——设计净雨量(mm)。 设计净雨量 )。 hR由地区暴雨径流相关图查算。 由地区暴雨径流相关图查算。 另外, 也可根据地区 值综合图( 也可根据地区u值综合图 查取。 另外, u也可根据地区 值综合图(表)查取。
WUHEE
将(8-1)式两边取对数得: 式两边取对数得:
lg it , P = lg S P − n lg t
式中, 呈直线关系, 式中,lgit,p与lgt呈直线关系,见图8-3。 呈直线关系 见图8 由图可见: 由图可见: a、在t=1h处出 、 t=1h处出 现转折点: 现转折点:t≤ 1 h时,n=n1;t> 时 > 1h时,n=n2; 时 t=1h, SP=i1.P。 b、 n1 、n2 和SP 随频率变化。 随频率变化。
n
F
未知参数: 未知参数:Sp、n、F 、 Ψ 、τ。 。 1. Sp、n、F 的计算 流域面积F可从地形图上量出; 由地区n值分区图查出; 值分区图查出 流域面积 可从地形图上量出; n 由地区 值分区图查出; 可从地形图上量出 Sp查等值线图或由暴雨公式可求,即: 查等值线图或由暴雨公式可求, 由式( 由式(8-1) it , P =
桥梁设计中的抗洪能力评估方法
桥梁设计中的抗洪能力评估方法引言:桥梁作为城市和交通基础设施的重要组成部分,其设计和建造需要充分考虑抗洪能力。
洪水是自然灾害中最为常见和破坏力最大的之一,对桥梁的破坏往往会导致交通堵塞甚至生命财产损失。
因此,对桥梁的抗洪能力进行准确评估是建造工程师的一项重要任务。
本文将介绍桥梁设计中的抗洪能力评估方法,并探讨其发展趋势。
一、抗洪能力评估的必要性抗洪能力评估的目标是确定桥梁在洪水流过时能否安全使用、预测洪水对桥梁的破坏程度,以及确定增强桥梁抗洪能力的措施。
通过对抗洪能力的准确评估,可以及早发现潜在危险,并采取相应的措施加以防范,减少灾害风险。
此外,抗洪能力评估对于保障交通畅通、保护人民生命财产安全具有重要意义。
二、抗洪能力评估的关键指标抗洪能力评估主要涉及到以下几个关键指标:1. 水流速度:洪水的流速是评估桥梁抗洪能力的重要指标。
一般来说,水流速度越大,对桥梁的冲击和破坏力就越大。
2. 水位高度:水位高度是评估桥梁抗洪能力的另一个重要指标。
当洪水水位超过桥梁设计水位时,桥梁的抗洪能力将面临严峻考验。
3. 桥梁结构破坏程度:洪水对桥梁的冲击和侵蚀会导致桥梁结构的破坏。
评估桥梁抗洪能力需要考察洪水对桥梁结构造成的破坏程度,以确定其可持续运行的能力。
三、抗洪能力评估方法的发展趋势随着科技的不断进步和理论的不断发展,桥梁抗洪能力评估方法也在不断改进和完善。
未来的发展趋势可以预见为以下几个方向:1. 综合模拟和试验研究:通过结合数值模拟和物理试验研究,可以更加准确地评估桥梁在不同洪水条件下的抗洪能力。
这种综合研究方法可以更好地反映实际情况,提高评估的可靠性。
2. 数据驱动的评估方法:利用大数据和人工智能技术,可以通过对历史洪水事件数据的分析,预测未来洪水的趋势和特征。
基于数据驱动的评估方法可以更加精确地预测和评估桥梁抗洪能力。
3. 多因素综合评估:除了考虑水流速度和水位高度外,未来的抗洪能力评估方法还应该考虑其他因素对桥梁的影响程度,如洪水频率、洪水持续时间、地质条件等。
山东中小河流治理工程初步设计设计洪水计算办法
山东省中小河流治理工程初步设计设计洪水计算指导意见设计洪水成果是影响治理工程规模和投资的重要因素,客观、科学、合理地确定设计洪水成果尤为重要。
由于我省众多的中小河流缺乏实测洪水流量系列资料,其设计洪水多采用由暴雨资料间接推求的办法,因该办法中的降雨产流关系是上世纪七十年代初期根据当时的情况拟定的,经过近40年的水利及农业生产等人类活动的影响,下垫面发生了很大变化,使产流汇流条件发生了较大变化,采用原产流关系计算的设计洪水成果明显偏大。
为了较为客观、科学、合理地确定设计洪水成果,特提出以下指导意见。
一、依据1.《水利水电工程设计洪水计算规范》SL 44-2006;2.《堤防工程设计规范》GB 50286-983.《山东省大、中型水库防洪安全复核设计洪水计算办法》。
4.河道治理工程设计标准:1)《防洪标准》GB 50201-942)《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL 44-2000 3)山东省中小河流治理工程一般防洪设计标准为20年一遇;排涝设计标准为5年一遇;涵洞的排水标准10年一遇;比较重要的河段防洪标准为50年一遇;鲁北地区设计标准为典型年法,采用“61年雨型”防洪,“64年雨型”排涝。
二、适用范围适用于流域面积200~3000km2的中小河流。
三、基本资料的搜集和整理1. 应详细说明治理河流所处地理位置、所属水系,流域面积、河道长度、流域形状、支流分布、河网密度;流域内地形、地貌、植被及水土保持等自然地理概况;该河流所处市(县、区)境内流域面积、河道长度;治理河段以上流域面积(其中山丘区、平原区面积各占比重)、河道长度,并注明桩号。
2. 应说明流域内水文气象概况,包括××年~××年多年平均降水量,汛期降水量,降雨量的年内、年际分布特点;多年平均年径流量,径流量的年内、年际分布特点;多年平均水面蒸发量;多年平均风速、最大风速及风向等有关水文、气象概述。
桥梁设计水文计算
一、设计洪水流量计算1、已知资料该桥上游流域面积2.607KM2,桥址以上干流长度2.40KM(见地形图附后),河道干流坡降0.03464,该河道上游为山区,下游则为丘陵区。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SK252-2000,该河道应按20年一遇洪水设计。
2、根据水文图集,该流域多年平均降雨量682毫米,多年平均24小时降雨量120毫米,最大年降雨1466毫米。
流域特性参数K=L/J1/3×F2/5=2.40/0.250×1.467=6.571Cv=0.62。
3、20年一遇KP=2.24,H24均=120mm,20年一遇H24均=120×2.24=268.8,根据q m-H24-K曲线查得q m=14.0M3/S,二十年一遇的最大洪峰流量Q=q m×F=14.0×2.40=33.6M3/S,4、50年一遇KP=2.83,50年一遇H24均=2.83×120=339.6,Qm=23.5M3/S五十年一遇的最大洪峰流量Q=23.5×2.40=56.4M3/S,二、桥孔的宽度确定按无底坎宽顶堰计算桥孔过水能力,按水深1.2米,进行计算宽度BB=Q/1.5H3/2=33.8/1.5×1.23/2=20.0米设计过水断面宽30-1.2×2=27.6米。
50年一遇校核水深H=[56.4÷(1.5×27.6)]2/3=1.59米。
三、冲刷计算1、一般冲刷按以下公式计算h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp式中h p桥下河槽一般冲刷后最大水深(m)Q s设计流量为56.4m3/sL j桥孔净长27.6mh max计算断面下河槽的最大水深=1.8mh cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2md河床泥砂的平均粒径d=3mmμ压缩系数μ=0.850E与汛期含砂量有关的参数E=0.66A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m)2、局部冲刷采用公式:V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s)V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×(10+3.17)、0.0030.72]1/2=0.78(m/s)1V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s)Kξ为墩型系数。
防洪评价计算,涉及河道施工工程
4防洪评价计算4.1水文分析计算4.1.1防洪标准1、河道防洪标准:根据《区防洪规划》,减河防洪标准为50年一遇洪水设计。
2、堤防工程防洪标准:减河堤防工程级别为2级,防洪标准为50年一遇。
3、给水管线防洪标准:根据国家《防洪标准》中规定:穿越和跨越有洪水威胁水域的输水、输油、输气等管道工程,应根据工程规模分为三个防护等级,其防护等级和防洪标准应按表6.5.1及所穿越和跨越水域的防洪要求确定。
表4-1 管道工程的等级和防洪标准表4-2 管道穿越工程等级根据表4-1和表4-2划分,本工程给水管线工程的防洪标准为50年一遇。
4.1.2设计洪水根据防洪规划,新北关分洪闸50年一遇分洪流量为900m3/s,因此,减河50年一遇设计流量为900m3/s。
表4-3 北关分洪枢纽不同等级洪水控制运用指标4.1.3施工期洪水本工程在非汛期施工,施工过程中采用分段围堰导流施工,因此需要计算施工期时减河的水面线。
施工期设计洪水采用减河10年一遇分洪流量,根据《区减河清淤整治工程实施方案》,北关分洪闸非汛期10年一遇分洪流量为106m3/s。
因此,本工程施工期设计洪峰流量采用106m3/s。
4.2洪水位计算4.2.1运行期洪水位本工程给水管线位于河底以下,项目建成后不占用减河河道过流断面。
减河已按照《区减河清淤整治工程实施方案》完成河道清淤整治,已达到20年一遇洪水不出主槽,50年一遇洪水漫滩不出堤的要求。
项目运行期洪水位、流速采用《区减河清淤整治工程实施方案》中的水面线计算成果。
《区减河清淤整治工程实施方案》中水面线计算采用美国陆军工程兵团HEC-RAS河流分析系统和北京市水利规划设计研究院编制的天然河道水面线计算程序进行计算,按分段恒定非均匀流推求水面线。
减河洪水过程与潮白河洪水过程错峰相接,即减河50年一遇洪峰流量对应潮白河20年一遇洪峰流量,以潮白河20年一遇洪水位20.66m作为水面线计算的起始水位。
河道各河段主河槽糙率取值为0.025,滩地糙率取值为0.027。
07第八章 小流域设计洪水计算
小流域设计洪水
第八章
小流域设计洪水
重
点
掌握小流域设计暴雨的计算、推理公式法和经验公式 法计算设计洪峰流量的方法
• • •
小流域的定义及其特点 小流域设计暴雨的计算 小流域洪水计算方法
第八章
小流域设计洪水
目
录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概
述
小流域设计暴雨计算 推理公式法推求设计洪峰流量 地区经验公式法推求设计洪峰流量 概化设计洪水过程线的推求
t 1− n6 , 24 = x 24, P ( ) 24
第二节
小流域设计暴雨计算
五. 设计净雨计算
产流计算:由降雨过程求净雨过程 汇流计算:由净雨过程求流量过程
i>u
产流
i<u
不产流
第三节
推求公式法推求设计洪峰流量
一、推理公式得基本形式
1. 基本原理 推理公式是在假定流域上降雨与损失均匀,即净雨强度不随时间和空 间变化等条件下,根据流域线性汇流原理推导出来的流域出口断面处设计 洪蜗流量的计算公式,又称合理化公式 2. 基本形式
Qm , P = 0.278ψaτ , P F
aτ , P = SP
τn
Qm = 0.278
ψS F n τ
式中参数SP、n的确定按上节方法
第三节 三、产流计算
推求公式法推求设计洪峰流量
洪峰径流系数Ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大T时段内的降 雨量之比值。它可以根据产流历时(或称净雨历时)tc与汇流历时T之间的 关系,分成tC>T和tC<T两种情况来分折
第五节
概化设计洪水过程线的推求
一、三角形概化过程线
三角形概化过程线是一种最简单的极化洪水过程线。当洪水陡涨 陡落时,可假定流量为直线变化
涉河管线工程防洪影响评价计算方法探讨
涉河管线工程防洪影响评价计算方法探讨摘要:随着目前社会的发展,涉河工程项目越来越多的应用于工程实践中,防洪影响评价作为工程项目评估及河道防洪安全理论依据的作用越来越突出,为了更好的开展同类建设项目评估工作,提高防洪影响评价的可靠性,本文以某涉河工程为例对防洪影响评价计算方法作了简要的分析和应用,以供同类项目参考。
关键词:防洪评价、设计暴雨、频率曲线、等值线、偏态系数、堤顶高程Abstract: With the rapid development of society, more and more projects involving river have been used in engineering practice, and the flood control impact assessment, as the theoretical basis for project assessment and flood control security, has been occupied increasingly prominent role. In this paper, in order to easily carry out the assessment of similar construction projects and to improve the reliability of flood control impact assessment, a brief analysis and application of the method for calculating the flood control impact assessment has been conducted with an example of a project involving river, and that will be the reference of similar projects.Key Words: flood control、design storm、frequency curve、contour、coefficient of skewness、dike elevation随着我国经济社会的发展,穿越河道的管道、桥梁等涉河工程项目越来越多,河道管理范围内建设项目的管理工作越来越重。
中小河流桥梁设计中的防洪评价计算
中小河流桥梁设计中的防洪评价计算摘要:中小型河流防洪评价计算是公路桥梁设计中的一项重要内容,包括水文资料的分析、设计洪水流量及洪水高程计算、桥孔行洪设计计算等。
本文以内江市长江大道小青龙河大桥防洪评价计算为应用实例,概述了中小型河流公路桥梁所处流域有实测水文资料时的防洪评价计算的计算方法。
关健词:中小型河流桥梁设计防洪评价计算Abstract: the middle and small rivers flood control evaluation calculation in design of the highway bridge is an important content, including hydrological data analysis and design flood flow and flood elevation calculation, QiaoKong flood design calculation, etc. This paper NaJiangShi Yangtze river avenue little QingLongHe bridge flood control evaluation calculation for application examples, this paper Outlines the small and medium river highway bridge in a river basin of the hydrological data flood control evaluation, the calculation method.Key words: small and medium-sized river bridge design flood control evaluation calculation内江市长江大道小青龙河大桥位于东兴区新建村右岸和东兴区高桥镇圣林村左岸。
桥梁跨越河流防洪综合评价
桥梁跨越河流防洪综合评价李守忠;谢大勇【摘要】The construction of the railway,as the distance was generally in hundreds of kilometers or even thousands of kilometers above,it is inevitable to cross the rivers and valleys .Taking the Jinchi Train Bridge across the Xiaoling River as an example, flood control comprehensive evaluation is conducted from flood discharge safety, the impacts on river regime, flood control and danger relief, existinghydraulic engineering and facilities and relevant planning .It is not only an essential procedure of engineering design,but also the crucial basis to ensure railway safety and flood control safety of the surrounding areas.%修建铁路,由于路程一般都在数百公里甚至千公里以上,跨越河流、山沟是不可逾越的事。
文章以锦赤铁路跨越小凌河为例,从项目建设对行洪安全、对河势、对防汛抢险、对现有水利工程及设施、对相关规划的影响方面进行了防洪综合评价,这既是工程设计必须的程序,也是保证铁路自身安全及周边区域防洪安全的基本依据。
【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】3页(P8-10)【关键词】桥梁;跨越河流;行洪安全;综合评价;影响分析【作者】李守忠;谢大勇【作者单位】辽宁省锦州水文局,辽宁锦州121000;辽宁省锦州水文局,辽宁锦州121000【正文语种】中文【中图分类】TV87在防洪评价工作中常遇到桥梁跨越河流的情况,按照《河道范围内建设项目防洪评价报告编制导则》的要求需对桥梁进行防洪综合评价[1]。
跨河桥梁防洪评价计算及综合分析
跨河桥梁防洪评价计算及综合分析本文通过建立河道平面二维水动力数值模型,对姚江上某拟建跨河桥梁进行了防洪评价计算。
针对不同频率洪水情况,计算了桥梁建设后的雍水程度、流速流态变化、河势稳定以及防洪评价综合分析,为工程的可行性及安全性提供科学依据,并为类似桥梁工程的防洪评价提供一定的参考。
标签:河道;水流数值模拟;跨河桥梁;防洪评价分析1、前言随着经济社会的日益发展,跨河桥梁工程不断涌现,而跨河桥梁往往在河道内布设不同数量的桥墩,对河道防洪造成一定的影响,进而对城市居民生命财产安全形成一定的威胁,因此需对桥梁工程防洪影响进行相应计算以及评价。
在以往的桥梁防洪评价中,较多的是应用计算公式对其影响进行计算[1-5],但无法获取桥梁工程附近河道的水位、流速、流态变化,因此在本次研究中,拟采用平面二维水动力数值模型,模拟某拟建桥梁工程实施后的河道流场变化,并对其进行防洪评价计算及综合分析,为今后类似的桥梁工程防洪评价分析提供参考。
2、工程概况本次拟建桥梁位于甬江流域姚江上,处于姚江河道连续方向S型弯的中部顺直段,河面宽约300m,水流平顺,流速较小,深槽位于河道中央附近,河底标高-5.9m。
两侧河道堤防现状堤顶高程3.63m,防洪标准为100年一遇。
拟建桥梁桥轴线走向NE,方向与航道中心线基本正交。
主桥采用变截面预应力混凝土连续梁,跨径布置为105m+150m+105m=360m。
桥梁在河道内布设两排主墩,每排主墩为并列的两个墙式墩,墩截面为矩形,尺寸为12.5m(横桥向)×4.5m(顺桥向)。
主墩承台平面尺寸均为24.1m×18.2m,承台层顶标高均为-4.35m,底标高均为-9.35m,高度均为5m。
3、防洪评价分析计算3.1二维水动力数值模型建立此次研究采用国际上较为先进通用的Delft3D软件建立平面二维水动力数值模型。
模型计算范围为桥梁上下游河段总长约10.4km,采用矩形网格,纵横向网格宽度为2~15m,工程桥位附近区域采用加密网格纵横向宽度为2m左右,共有网格数86920个。
河道治理防洪工程设计洪水计算简述
河道治理防洪工程设计洪水计算简述摘要:随着水利工程建设不断的加快,相关项目的水准也在不断的提升,而项目的施工要求也越来越高,尤其是在防洪形式不断变化的情况下,水利工程防洪堤的施工和设计也有了更为严格的要求。
因此,水利工程应该贯彻落实理念政策,加强提高防洪堤设计的原则性和施工的技术性,另外施工要注重各个环节的控制管理,以及在设计过程中要做到全面的综合考虑。
只有有效的提高了水利工程防洪堤的施工质量和设计的合理性,才能从真正意义上实现施工效益和水准的同步发展。
关键词:河道治理;防洪工程;防洪设计1防洪设计的基本原则全面贯彻以人为本、人与自然和谐相处的治水新思想,遵循流域规划和防洪规划统筹兼顾、全面规划、除害与兴利相结合,促进生态环境改善,严格遵循照顾现状,立足长远的指导思想。
防洪堤堤身的结构设计应经济实用、就地取材、便于施工与维护。
堤身设计包括断面布置,填筑材料的碾压标准、堤顶高程、护坡与坡面排水、防渗与排水设施等。
堤身设计要依据地基条件、河道运行宽度、水面比降等因素综合考虑,分段设计防洪堤形式,尽量避免一个防洪堤工程运用一种横断面形式一概而论。
在设计堤身过程中充分考虑周边环境要求。
2防洪设计的具体措施2.1驳岸的形式设计前期的现场调研及沟通协调非常重要,了解现场才能准确其景观定位。
前期可以根据周边的环境及空间,对驳岸做一个简单的定位,确定驳岸形式及节点位置等。
而如在防洪河道设计前介入景观设计而各相关部门专业将景观的因素考虑进去后再对河道进行设计,那么后期设计更能达到效果。
城市防洪河道景观的设计与驳岸息息相关,根据不同驳岸形式做不同的设计。
驳岸形式的话根据其景观生态性分为以下几种:(1)刚性挡墙。
刚性挡墙主要是指生态性差的挡墙形式,这种形式安全性较高,占用空间小,但较为生硬,生态性差。
这类挡墙大多通过后期用植物来做软化,或者结合灯光景墙,甚至下沉式的立面空间等达到最佳的景观效果;(2)结合型驳岸。
用刚性的材料制造绿化空间,让植物融入到生硬的混凝土和石材中。
小流域设计洪水计算主讲推理公式法演示文稿
第四页,共36页。
8.2 小流域设计暴雨计算
小流域面积较小,可忽略暴雨在地区上分布的不均匀,由流域中 心点处的点雨量作为流域面雨量。
设计暴雨计算采用以下步骤推求: 1 按省(区、市)水文手册及《暴雨径流查算图表》上的资
料计算特定历时的设计暴雨量; 2 将特定历时的设计暴雨量通过暴雨公式转化为任意一历时
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将σ=1/3,λ=1/4代入(8-12)式得:
L
0.278
mJ
1/
Q 3 1/ m
4
将上式代入
Qm
0.278 S p n
F,整理得:
其中
1
0 4n
34
0
0.2784n L4n
4
1
(mJ 1 / 3 )4n(S p F )4n
未知参数:m,J,L 。
L、 J从地图中量取。
。
解:
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第三十一页,共36页。
1
tc
(1
n)
Sp u
n
22.6h
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8.4 计算洪峰流量的地区经验公式
洪峰影响因素
暴雨特性(强度、历时)
流域几何形特征(河长、比降、集水面积) 地质地貌特征(植被、土壤、地质)
一、单因素公式
以流域面积F作为洪峰流量的主要影响因子,建立二者间的 关系,其形式为:
式中,f=F/L2——流域形状系数。
例如:安微省山区小河洪峰流量经验公式为:
QP
Ch1.21 24 , P
F
0.73
同时把山区分为4类:深山区(C=0.0514)、浅山区(C=0.0285)、 高丘区(C=0.0239)、低丘区(C=0.0194)。
防洪评价计算
连南瑶族自治县民族风情长廊项目防洪评价报告清远市水利水电勘测设计院有限公司二〇一五年四月项目名称:连南瑶族自治县民族风情长廊项目委托单位:连南瑶族自治县景华房地产开发有限公司编制单位:清远市水利水电勘测设计院有限公司报告编制资质:A144019887审定:张恩强审查:王正慧校核:陈庆海项目负责人:王正慧报告编写人:黄国如陈文杰黄雄李新红目录1概述11.1项目背景 (1)1.2评价依据 (2)1.2.1有关法律、法规 (2)1.2.2有关技术规范、规程 (3)1.2.1有关技术资料 (4)1.3技术路线及工作内容 (4)1.3.1技术路线 (4)1.3.2工作内容 (5)1.4工作基面及坐标系统 (5)2基本情况72.1建设项目概况 (7)2.1.1涉河建筑物名称、地点和建设目的 (7)2.1.2涉河建筑物防洪标准 (7)2.1.3涉河建筑物设计方案 (8)2.1.4涉河建筑物施工方案 (9)2.1.5涉河建筑物占用河道情况 (11)2.1.6涉河建筑物与堤防的关系 (11)2.2河道基本情况 (12)2.2.1区域自然地理 (12)2.2.2区域社会经济 (12)2.2.3河道概况 (14)2.2.4气象特征 (14)2.2.5水文特征 (15)2.2.6地形地貌 (15)2.2.7地质土壤 (16)3河道演变173.1历史及近期演变 (17)3.2河道未来演变趋势分析 (17)4防洪评价计算184.1模型介绍 (18)4.1.1一维水流数学模型 (18)4.1.2二维水流数学模型 (20)4.1.3系统学方法 (23)4.2水文计算 (24)4.2.1暴雨洪水特性 (24)4.2.2水文基本资料 (25)4.2.3设计暴雨 (25)4.2.4设计洪水 (25)4.2.5河口水位 (26)4.3一维模型水面线计算 (26)4.3.1计算范围 (27)4.3.2模型参数 (27)4.3.3边界条件 (27)4.3.4现状条件 (27)4.3.5水面线计算成果 (28)4.3.6模型验证 (28)4.4壅水分析计算 (29)4.5河势影响分析 (30)5防洪综合评价315.1对行洪安全的影响分析 (31)5.2对河势稳定的影响分析 (31)5.3项目对水利工程安全影响 (31)5.4对防汛抢险的影响分析 (32)5.5建设项目防御洪涝的设防标准与措施分析 (32)5.6对第三人合法水事权益的影响分析 (32)6防治与补救措施336.1堤防保护 (33)6.2行洪与通航安全 (33)6.3水源保护 (34)7结论与建议357.1结论 (35)7.2建议 (35)附图371概述1.1项目背景民族风情长廊项目位于连南瑶族自治县三江镇,三江河西岸,是由连南瑶族自治县景华房地产开发有限公司投资建设的集商业和市政公益事业为一体的综合项目。
防洪评价计算跨河桥梁工程
防洪评价计算跨河桥梁工程
防洪评价计算跨河桥梁工程
1背景
防洪影响分析主要包括以下的工作内容:通过桥梁项目建设区自然地理、社会经济及工程现状的认真分析,深入分析并确定流域河道堤防的水利规划。
依据建设项目的情况、可能带来的影响、所在河段的水文泥沙特性、防洪评价的主要任务,选取有代表性的水文系列进行工程实施后的冲刷与淤积计算。
计算水文系列的选取要能反映冲刷和淤积的不利水、沙条件组合。
依据建设项目的基本情况、所在河段的防洪任务与防洪要求、防洪工程与河道整治工程布局及其它国民经济设施的分布情况等,以及河道演变分析成果、防洪评价计算,对建设项目的防洪影响进行综合评价。
依据建设项目雍高和冲刷与淤积分析计算,分析工程对河道行洪安全的影响范围和程度。
对施工方案占用河道过水断面的建设项目,还需依据施工设计方案及工期的安排,分析工程施工对河道泄洪能力的影响。
结合实际情况,仍需大量的实践以进一步检验,需要在以后工作和工程实践中不断总结和分析。
以后如有可能,在对大量工程实际观测资料分析的基础上,应对公式和模型实验结果进行验证分析,不断对计算方法和公式进行修正和改善,使之更符合实际要求。
随着工程实践的不断深入,防洪评价计算方法和理论会更加成熟和更切合实际,从而使工程建设对防洪和水利管理的负面影响得到进一步减轻和降低,补救措施更加合理和符合实际,为我国的经济建设提供强大的技术支撑。
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桥梁的防洪评价与水文外业勘测技术探讨
桥梁的防洪评价与水文外业勘测技术探讨【摘要】中小型河流防洪评价计算是公路桥梁设计中的一项重要内容,包括水文资料的分析、设计洪水流量及洪水高程计算、桥孔行洪设计计算等。
本文以大桥防洪评价报告为背景,概述了中小型河流公路桥梁的防洪评价工作内容和水文、地形资料的获取技术与分析。
【关键词】桥梁;防洪评价;水文外业勘测技术跨河桥梁是交通工程建设的重要渡河建筑物,桥梁一般跨越河流,侵占行洪面积,壅高上游水位,改变局部流态,给河道行洪和两岸堤防安全造成影响;洪水在桥墩及桥梁防护部位产生局部冲刷,危及桥梁自身安全。
为保障河道行洪安全和桥梁安全运行,对跨河桥梁开展防洪影响评价,是保证河道行洪和堤防安全以及桥梁安全运行的关键,也是水行政主管部门对桥梁建设审查的重点。
1 防洪评价工作的主要内容与重点洪水发生后由上游到下游行走演进,河道是洪水行走演进的重要管道,河道包括主河槽、滩地、河堤岸等几个部分。
在河道上建设项目会影响行洪,为保障区域防洪安全,需要对涉及到河道管理范围的建设项目进行防洪评价。
1.1 主要内容建设项目所在河道水力学方面的分析计算、建设项目与水利规划、防洪规划的水文学、防洪标准的适应性分析;对行洪安全的影响分析;对堤防及防汛抢险的影响分析;对河势稳定的影响分析;对其他水利工程,包括下游的桥梁、引退水工程、取水口门的影响分析;对第三人合法水事权益的影响分析等。
在分析论证之后还应提供相应的防治措施以消除建设项目造成的不利影响,必要时应提出进行专项设计。
1.2 注意重点(1)桥梁的设计要与流域治理规划或河道治理规划相一致,符合现有的防洪标准。
(2)设计流量和设计洪水位校核。
桥梁所在河段的设计洪水流量是整个防洪计算的基础,不容许有任何差错,所以报告编制单位应从多种途径对设计流量都有进行复核验算。
我国的大江大河一般水文站网分布合理,较长的水文资料系列,又有较多可靠的历史记录,设计计算的依据较为充分可靠。
随着高等级公路的发展,桥梁方面的设计标准又相对较高,而绝大部分中小河流治理标准较低,水文站点较少,水文资料极其匮乏,设计部门在桥梁设计时没有实际的资料依据,一般有两种办法:一是直接使用该河流现有规划资料。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式2010-8-28 强新泉摘自新浪强新泉的博客在抗洪抢险中,经常遇到一些技术问题,也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题,本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下,以供大家在抗洪抢险中参考、探讨:㈠暴雨洪水设计?暴雨设计:暴雨:12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式:①设计点雨量计算公式:Htp=KpHt(式中:Ktp——设计点雨量;Kp——皮尔逊曲线值;Ht——最大雨量均值;t——欲求时间;)②设计面雨量计算公式:Ht面=atHt(式中:Ht面——设计面雨量;at——暴雨线性系数;Ht——设计历时点雨量;at、bt——暴雨线性拟合系数;)③暴雨系数计算公式:at=(式中:at、bt——线性拟合参数;F——流域面积;)④多年平均径流量计算公式:Wp=1000yF(式中:Wp——多年平均径流量;y——多年平均径流深;F——流域面积;)⑤设计频率年径流深计算公式:yp=yKp(式中:y——多年平均径流深;Kp——频率模比系数;)⑥多年平均年径流系数计算公式:α=y/x =W/1000Fx(式中:α——多年平均年径流系数;y——年径流深;x——多年平均降雨量;)?洪水设计:①洪水特征:一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念:一次降雨形成的洪水过程线,反映洪水的外形,过程线上的最大值就是洪峰流量,用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位,用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积,经过单位面积换算求得,就是洪水总量,用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时,用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时,用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时,用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1+t2。
一般情况下,一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
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中小河流桥梁设计中的防洪评价计算摘要:中小型河流防洪评价计算是公路桥梁设计中的一项重要内容,包括水文资料的分析、设计洪水流量及洪水高程计算、桥孔行洪设计计算等。
本文以内江市长江大道小青龙河大桥防洪评价计算为应用实例,概述了中小型河流公路桥梁所处流域有实测水文资料时的防洪评价计算的计算方法。
关健词:中小型河流桥梁设计防洪评价计算abstract: the middle and small rivers flood control evaluation calculation in design of the highway bridge is an important content, including hydrological data analysis and design flood flow and flood elevation calculation, qiaokong flood design calculation, etc. this paper najiangshi yangtze river avenue little qinglonghe bridge flood control evaluation calculation for application examples, this paper outlines the small and medium river highway bridge in a river basin of the hydrological data flood control evaluation, the calculation method.key words: small and medium-sized river bridge design flood control evaluation calculation中图分类号:u445文献标识码:a文章编号:内江市长江大道小青龙河大桥位于东兴区新建村右岸和东兴区高桥镇圣林村左岸。
根据本工程桥位河段位置,工程以上流域集水面积380.5km2,为中小型河流的桥梁设计类型,根据工作内容,分为下面几个步骤.一、水文资料的分析在防洪评价计算中,要对所选取的水文资料进行审查,分析作为大桥断面依据水文站资料的代表性和一致性,选出一个能代表大桥断面流域内的水文特征的依据站点。
一般采用和大桥断面相近水文站作为依据站,要求将依据站点的年最大流峰流量资料,根据公式根cv=[]/x,(式中xi代表年最大洪峰流量,x为多年平均洪峰流量)计算变差和逐年的累进变差过程,如果丰水年组和枯水年组均交替出现,且其间有平水年出现,丰枯水年大致相近,年最大洪峰流量均值大多数年份趋于稳定,我们就视这样的水文站年最大洪峰流量资料代表性好。
如果选取依据水文站点的资料代表性不好,可以将大桥附近的水文站作参考站,再选一个邻近流域的水文资料代表性好且流域特征和下垫面因素相似的水文测站作依据站点,然后采用比拟法将依据站的最大洪峰流量资料移用到大桥断面作为防洪评价计算中的水文资料。
在运用依据水文站的水文资料时,还需作一致性分析,看依据站的流域内有无较大蓄、引水工程及人类活动的影响,如有则需作还原计算,在还原计算中,消除这些影响的造成的误差,得出正确的依据水文站的水文资料系列。
在对内江市长江大道小青龙河大桥进行防洪评价计算中,选出在大桥断面上游10.7公里处的田家水文站只有6年(1961年至今1966年)的最大洪峰流量资料,资料代表性不好,因此作为参考站。
而临近流域乌龙河的凌家场水文站有28年(1966年至2009年)的最大洪峰流量资料系列,根据cv=[]/x(式中xi代表年最大洪峰流量,x为多年平均洪峰流量)计算出凌家场水文站年最大洪峰流量变差及累进变差过程,并绘制成图如下:从图中可以看出该站丰水年组和枯水年组均交替出现,且均间有平水年出现,丰枯水年大致相近,年最大流峰流量均值在25年左右趋于稳定。
故作为依据站的凌家场水文站的最大洪峰流量资料系列具有较好的代表性,可供使用。
同时凌家场水文站所处的乌龙河流域内无较大蓄、引水工程及人类活动影响,只有些调蓄能力低的小型水库,对洪峰流量影响很小,可以忽略,因此凌家场水文站的年最大流量资料系列具有较好的代表性,不需作还原计算。
二、历史洪水调查在防洪评价计算中,历史洪水调查对设计洪水高程和设计流量的计算至关重要。
在做历史洪水调查时先要了解清楚大桥所处流域内的洪水发生的主要时间和地区分布是否和暴雨特征一致,再根据这些特征找出洪水发生的主要时间和地区分布,通过访问和洪痕测量的形式,调查出流域内特大洪水和洪水发生的相隔年限,为以后的设计洪水高程和设计流量的计算积累重要的水文资料。
在对大桥所处流域小青龙河流域做历史洪水调查中发现,小青龙河流域的洪水为季节性洪水,主要为夏秋暴雨点所致,洪水发生时间和地区分布与暴雨基本一致,依暴雨持续时间和降水强度,以及地形条件所形成。
据调查和统计,建国后小青龙河上的洪水灾害主要有以下几次:1955年7月3日和8日内江县北部降下120mm以上的大暴雨;1962年8月29日田家、高梁降148mm至于220mm大暴雨,小青龙河水位猛涨5-10m;1974年8月16日至18日,高梁降雨313.9mm,团结水库降雨400.5mm,使小青龙河水上涨7至11m左右;1981年7月2至3日、10至11日、12至14日连续降水,以7月12至14日特大暴雨危害,普降雨200mm左右;1983年8月,流域普降100至150mm暴雨,洪水达到建国以来最高水位,经考证,洪水的重现期为100余年。
凌家场水文站通过审查发现1974年、1983年两年年最大流量属特大洪水,访问当80余岁的村民,经多人证实,该洪水均属他们一生未见的洪水,故两次洪水的重现期可推至1919年,均为100年一遇。
三、设计洪峰流量的分析计算在防洪评价计算中,设计洪峰流量也是至关重要的,在选择好作为大桥断面水文计算的依据站后,先根据历史洪水调查确定出依据站年最大洪峰流量的特大洪水年份,确定其重现期,再将依据站的年最大洪峰流量按大小排序,计算出各数据占最大数据的百分数,用百分数和数据建立关系绘制理论频率曲线,水文上把这个曲线叫皮尔逊ⅲ型曲线,简称p—ⅲ型曲线。
先用p—ⅲ型曲线适线法求出设计站各个重现期的设计流量,再用水文比拟法求出大桥的设计流量。
当设计站和作为依据站的参考站的流域内的气候和下垫面两方面条件接近时,可以将流域内某一水文特征直接或加以适当修正后移用到设计流域,这种方法叫水文比拟法,水文比拟法的计算公式是:q设=式中:q设、q参—为设计站和参证站的洪峰流量,m3/s;f设、f参—为设计站和参证站的集水面积,㎞2;n、面积比指数。
作为小青龙河大桥水文设计站的田家水文站由于年最大洪峰流量资料年限较短只有六年,其代表性有一定的局限性,而临近流域乌龙河有凌家场水文站,虽然本工程断面位置以上集水面积(380.5km2)与凌家场水文站的集水面积(183 km2)相差较大,但由于都处于同一行政区域,下垫面条件基本一致;同时,从降水量的分布来看,小青龙河高桥(本工程位置处)以上流域的多年平均降水量(948.6mm)与凌家场水文站以上流域的多年平均降水量(950.0mm)非常相近,因此,本工程断面的年最大洪峰流量移用凌家场水文站实测年最大洪峰流量频率计算成果。
根据凌家场水文站多年洪峰流量过程,用每年最大洪峰流量和多年最大洪峰流量的比值(百分数)和年洪峰流量建立关系,得到凌家场水文站年最大洪峰流量p—ⅲ型频率曲线如下图:图中横坐标为频率(%),纵坐标为流量。
通过对凌家场水文站年最大洪峰流量的频率曲线进行cv和cs统计计算,得出cv=1.10, cs=2.5cv再将凌家场的积水面积和设计洪峰流作为f参和q参,小青龙河流域积水面积为f设,使用水文比拟法: q设=,推求出长江大道小青龙河大桥断面设计洪峰流量q设。
以下为小青龙河大桥设计洪峰流量计算成果:工程断面水文站年最大流量频率计算成果表这样就得出小青龙河大桥百年一遇的最大洪峰流量为1040m3/s。
四、设计洪水高程计算在对桥梁作防洪评价计算中,设计洪水高程的计算非常重要,关系到大桥高度,大桥桥高必须高于设计的洪水高程,才能保证在洪水的重现期内桥梁的安全运行. 在对洪水高程设计前,我们必须根据历史洪水调查中的洪水高度,对大桥断面进行断面测量,得出大断面成果资料,然后绘制用河底高程和起点距建立关系的大断面图.再跟据大断面图各转折点的河底高程,利用水力学原理,采用曼宁公式计算出各转折点处水位时的流量值,然后将它们一一对应建立水位流量—关系,并绘制成水位—流量关系曲线,再通过关系曲线求出各个设计流量重现期的水位值。
在对小青龙大桥作洪水高程设计中,先根据“1981.7”、“1983.8”等多次洪水调查资料对大桥断面进行断面测量,得出实测大断面成果资料,绘制成大断面图如下:再利用曼宁公式:q=a*v= *ar *i 求出各大断面高程转折处断面的流量值,绘制水位流量关系,如下图:再根据水位流量关系曲线得出各个设计流量重现期的水位值如下表:长江大道小青龙河大桥设计水位流量关系表这样我们得出小青龙大桥的百年一遇的洪水高程为319.60m.五、桥孔行洪设计计算在对大桥作行洪论证计算时,除了计算出大桥断面的设计洪峰流量和设计洪水高程外,桥孔的设计计算也非常重要,只有正确计算出桥梁的桥孔对水流的行洪影响,才能保证在大桥修建后各方面的安全运行。
桥孔设计在行洪计算中一般有以下三个方面的内容。
(一)桥孔过水面积的计算在大桥过水断面中,桥墩占有很大一部份面积,桥墩的面积直接影响水流通过的水量,所以正确计算出桥墩的阻水面积,才能大桥行洪计算的正确。
一般我们用宽窄率来表示桥墩的阻水因素,宽窄率(%)=桥墩面积/原过水断面面积。
在我们测出大桥断面在不计桥墩影响的各桥墩间的过水面积后,再根据大桥设计施工图计算出各桥墩的面积,就会得出宽窄率。
(二)、壅水计算在桥梁修建中,大桥的桥墩在水流通过时,会造成上下游水流流线的收缩和扩散,加上桥墩的摩擦阻力,会造成水流能量的损失,必然在桥墩的上游形成壅水,这样将影响行洪,所以必须计算桥墩和部分桥台的壅水影响。
桥墩阻水的壅水经验公式很多,根据小青龙河大桥梁所处水库坎库区,两岸为紫砂岩互层,选用《公路桥位勘测设计规矩(jtj062-82)》公式:式中:—最大壅水高度;—系数,由值表查取,阻挡流量和设计流量的比值小于10%时为0.05;—全断面平均流速(m/s);—桥下平均流速(m/s),根据土壤类别本河段按下式计算:式中:—设计流量;—桥下净过水面积;—天然状态下桥下平均流速。