小型河堤建设的水面线推求简述
河道治理水面线推求及堤顶高程确定
5.5.1水面线推求及堤顶高程确定
5.5.1.1水面线推求
根据现状河道水面线的推求，原河道堤防高度局大部分都不能满足20年一遇的洪水要求，局部堤防甚至达不到5年一遇的洪水标准。
河道水位的变化直接影响防洪工程的规模，在河道整治工程中水面线的推求尤为重要。
设计水面线是防洪工程建设的基本依据，设计洪水位用于确定工程顶部高程。
(1)起调水位的确定
利用《石葵河段治河防洪工程水文分析计算报告》中本治理段各防洪断面Z～Q关系推求结论，以里程12+349断面10年起调水位为1440.544m。
(2) 水面线推求
数曲线法和控制曲线法等。
本工程计算采用逐段试算法进行试算。
由于设计洪水位线有高有低，实际设计堤顶高程根据设计洪水位加安全超高的原则计算并结合石葵河段的实际作适当调整，各断面尺寸、设计洪水位、堤顶高程计算成果见表5-2。
表5-2 石葵河治理段设计河道洪水水面线成果表
沿河道进行控制断面的冲刷深度计算，计算结果见表5-3。
表5-3一般冲刷深度一览表。
河道水面线推求方法比较
河道水面线推求方法比较
王文浩
【期刊名称】《山西水利科技》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】水面线的推求是山洪灾害评价的关键工作,因此有必要探讨水面线推求方法。
水面线推求方法主要采用水力学方法以及曼宁公式,对比两种方法的精度。
选取有实测水位资料的孔家坡河道,该河段无区间汇水,应用两种方法分别推求河道水位,与实测水位资料进行对比,两种方法计算精度相接近。
沿河村落分布广而多、河道比降较小的条件下,采用曼宁公式与水力学方法推求水面线精度相接近,可以采用曼宁公式简化计算方法。
河道比降较大的情况下,曼宁公式计算精度较差,应采用水面线方法进行推求。
【总页数】5页(P40-43)
【作者】王文浩
【作者单位】长治市水文水资源勘测站
【正文语种】中文
【中图分类】TV13
【相关文献】
1.山区河道水面线推求中几个问题的解决方法
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4.闽江
下游河道设计洪水水面线的起始水位推求方法的探讨5.基于实例剖析小流域河道水面线的推求计算方法
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河道水面线计算
4.6洪水水面线4.6.1计算公式⑴计算原理天然河道的洪水大多属于不稳定流，水面线的计算可以近似地视为稳定流量以简化计算。
稳定非均匀流按伯努利能量方程进行计算，即：式中：乙、Z i 为计算段上、下游断面水位；V 2、V 为计算段上、下游断面平 均流速，2、 i 为计算段上、下游断面的动能修正系数； h f 为沿程水头损失； h j 为局部水头损失。
在流量、控制断面水位和河段糙率确定后，即可由该式算出河道断面的水力 要素。
⑵主要参数的确定根据一维水面线的计算公式，其关键在于沿程水头损失和局部水头损失的确^定。
① 动能修正系数aa 是以总流的断面平均流速 V 代替过水断面上各点的点流速 V 来计算断面 的平均单位动能，为校正误差而引入的修正系数，理论上可按下式计算：3 A V dA式中：V 为断面单元流速（m/s ）; V 为断面平均流速（m/s ）; A 为过水面积。
是个大于1.0的数值，其值取决于断面上流速分布不均匀的程度，流速分布越不均匀， 值越大。
② 沿程水头损失水流在流动过程中，由于克服河床的阻滞作用，边壁的低流速层对高流速层 Z 2M 22g h f h j扩散段取=-0.5〜-1.0 ;对于收缩段 =0产生的阻力而消耗的能量，就是沿程阻力损失损失h f ，主要决定于均匀流的坡降, 可表示为：式中：L 为计算段上下游断面间距（m ，K 为流量模数，K CAJR ，—般采用扛 K7是上下两断面的流量模数；C 为谢才系数，C 朴， n 为糙率，y 可取1/4〜1/6。
由上式可知，欲求h f ，主要是确定糙率n 值，工程河段天然河道糙率根据河 道形态，河床组成及两岸植被情况结合， 采用历史洪水反推糙率，未进行历史洪 水调查段结合《天然河道糙率表》选定。
③ 局部水头损失局部水头损失即为河道的河床断面沿程不均匀引起的水头损失。
局部阻力系 数与河槽形态、收缩或放宽的比例以及水流情况有关， 特别是在跨河桥梁河段特 别明显，局部水头损失h f 可按下式计算:2 2 准 V 2_） （2g 2g ）式中： 为局部阻力系数。
百图天然河道水面线推算知识讲解
第一章天然河道水面线推算百图软件既可以处理一个糙率的单式断面天然河道，又可以处理二个或任意多个糙率的复式断面天然河道，也可以处理河道某处出现江心洲或分叉情况，还可以处理整条河道上，支流汇入或流出、过桥水头跌差等情况。
缓坡河道应从下游向上游推算，根据经验及《水力学》教材的介绍，当最下游断面的起始水位无法确定时，可用该断面附近的正常水深对应的水位作为起始水位。
陡坡河道应从上游向下游推算，根据经验，当最上游断面的起始水位无法确定时，可用该断面的临界水深或略小于临界水深对应的水位作为起始水位。
实际工程中，一条长距离的河道可能是缓、陡坡交替变化的情况，此时应先画出河底的纵断面图。
根据纵断面图，当人工能够分辨出缓、陡坡的分界点，可人工划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
当人工不能够分辨出缓、陡坡的分界点时，可假定该整条河道为缓坡，选择整条河道从下游向上游推算，若软件一直能进行推算，说明该段为缓坡；若软件不能进行推算，说明该段为陡坡。
软件运行终止的断面，即为缓、陡坡的分界点，按此方法判断出整条河道上的所有缓、陡坡的分界点，把整条河道划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
第一节 一个糙率天然河道水面线推算一、现状天然河道水面线推算根据下式，即华东水利学院编《水力学》（1999年版）式9.9，采用分段试算法，精确推算水位。
第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt 格式，在excel 中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt 文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：横断测量成果表中，桩号允许带“+”或“-”，但不允许有其它非数字文本，程序通过加减号来识别桩号。
起点距即是累距，零点桩的起点距为0。
每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空⎪⎪ ⎭⎫⎝ ⎛ - + ∆ ++= + g v g v K lQ gv z gv z2 2 2 2 2 1 2 222 222211ξ α α格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
(完整版)河道水面线推求
沙河水面线推求过程1.1 水面线计算理论基础根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。
（1）水面线推算的基本公式水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程，在相邻断面之间建立方程，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。
具体如下：2g2g 21w 2221V h V Z Z αα-++= （1-1）式中： 1Z 、1V ——上游断面的水位和平均流速； 2Z 、2V ——下游断面的水位和平均流速；j f w h h h +=——上、下游断面之间的能量损失； l RC Vh f 22=——上、下游断面之间的沿程水头损失；)22(2122gVg V h j -=ζ——上、下游断面之间的局部水头损失；ζ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》，在收缩河段，一般局部水头损失系数ζ=0；在扩散<段，由于2V <1V ，所以ζ<0，其中在渐扩段，ζ取值-0.333，急扩段、桥渡处ζ取值-0.05~-0. 1。
C ——谢才系数； R ——水力半径；α——动能修正系数。
分段求和法计算时，应注意以下及点：第一，把已知水深的断面作为起始断面。
第二，明渠中水流必须是恒定流，并且流量沿程不变。
第三，渠道糙率系数n 沿程不变。
（2）河道糙率沙河河道与滩地糙率虽然有所不同，但相差较小，沙河主槽0.027，滩地0.03对水位影响较小，这里统一按0.027取值计算。
推求中一律按河道糙率计算。
1.2 计算过程本次计算从K0+000断面到K14+400断面，河道纵断面变化如图1-1，图1-2。
图1-1 河道纵断面图图1-2 沙河河道图图1-3 河道局部横断面图、地形图K1+600断面到K0+000断面为收缩段，局部水头损失系数ζ=0。
K3+200断面到K1+600断面为渐扩段，局部水头损失系数ζ=-0.333。
K4+800断面到K3+200断面为收缩段，局部水头损失系数ζ=0。
K4+800断面到K5+600断面为渐扩段，局部水头损失系数ζ=-0.333。
水面线计算在堤防工程设计中总结范文分析pdf
水面线计算在堤防工程设计中总结范文分析pdf第5卷第6期中国水运Vol.5No.62007年6月ChinaWaterTranportJune2007收稿日期：2007-5-18冉四清徐霞晴摘要：堤防工程关系到人民财产、生命安全的重要工程，其中的水面线计算又是重中之重，推算好水面线是整个设计的坚实基础，更是确定堤防工程规模和方案的关键性依据，本问仅就堤防工程中水面线计算内容进行概况总结分析，以供大家交流探讨。
关键词：水面线计算堤防工程总结分析1．断面在设计河段布置施测河道大断面时，需要结合河道变化（包括比降、河床质、植被、河势变化等）的具体情况，合理取定断面间距，并在卡口、桥梁、溢流堰上下游附近增加断面。
横断面的测量工作包括：统一高程系统，断面不同位置的地物标注，两岸高程测至历史最高洪水位以上1.5～2.0m范围，修正临时性工程影响（如河道内挖沙、建鱼塘等临时性工程措施）等。
2．历史洪水3．糙率4．控制断面水位～流量关系曲线二、天然河道设计洪水水面线1．计算方法2．历史洪水位拟合及河道糙率的率定在已知历史水位、流量的条件下，即可通过试算的方法来拟合该洪水位。
在试算过程中，调整糙率、局部水头损失系数等参数，可以达到拟合水位的目的，同时实现对河道糙率的率定。
拟合计算误差一般控制在0.05m左右，以保证计算精度。
因为天然河道上游至下游其河床砂石粒径有从大到小的变化规律，经过试算所拟定的河床糙率也应大致符合这一规律，当然也不排除一些特殊情况，比如水利工程、跨河建筑物上下游局部等。
3．局部水头损失当河道出现逐渐缩窄或放宽、突然缩窄或放宽时，会出现一定的局部水头损失，若不考虑此项因素，可能使得计算结果失去准确性，顺直河段可不考虑此项损失。
当河道逐渐变化时，其损失系数可取0.3～0.5；当河道突然变化时，其损失系数可取0.5～O.1。
4．天然河道情况下的断面在拟合历史洪水位时，历史洪水发生年份的河道大断面除水文站之外基本上很难准确考证，此时，可参照修建防洪工程之前的河道断面近似作为当时的河道断面进行计算，也可以对较为敏感的河段作一些河道变迁及冲淤变化调查工作。
浅谈天然河道水面曲线的推求方法(2)
浅谈天然河道水面曲线的推求方法（2）作者：徐勇亮来源：《建筑工程技术与设计》2014年第22期【摘要】使用"推求法"计算天然河道水面曲线有很多限制，很多情况下不便应用，应该与"比降法"配合使用，解决天然河道水面曲线计算问题。
【关键词】天然河道水面曲线推求法比降法水力学模型2012年的暴雨洪水给我国很多地方造成了生命财产的重大损失，引起了防洪部门的重视，纷纷加大了防洪工程的投入。
因而防洪工程的水力学计算，尤显重要。
在我国的有关防洪工程的规范中，大量的篇幅，是有关工程措施的规定，水力学计算部分内容很少，没有具体的公式。
旧版的《水工设计手册》以及水力学教科书中，有对天然河道水面曲线的详细论述和计算方法讲解。
大家都是按照这些常规算法，解决天然河道水面曲线计算问题。
新版的《水工设计手册》也有天然河道水面曲线计算的章节，武汉大学水利水电学院出版的《水力计算手册》中也有河道恒定流水面曲线计算章节。
对于天然河道的各种水力要素的计算，有着详尽的规定。
上面所说的这些书中的方法是暴雨洪水的一种水力学模型，是一种一维静态的水力学模型，也就是所谓的'推求法'，是从已知水位推求未知水位的计算方法。
本文从这个方法的使用过程中碰到的问题，就暴雨洪水的一维静态的其它的水力学模型进行一些研讨。
一推求法计算天然河道水面曲线该方法是求解下面的基本方程（即伯努利方程）：这是一个在河道上解决非均匀流，从已知水位推求未知水位的方程。
在没有计算机的年代，这是一个繁琐的计算工作，旧版的《水工设计手册》详细的列出了它的计算方法。
随着计算机的出现，很多技术人员，用计算机编程解决这个问题。
但使用的结果却让人有些失望，大家为此困惑不解的是程序编制经过多次检查，又有成功的范例，为什么有些情况下就计算不下去，问题到底出在哪里呢？经过分析，本人认为这种方法用于水库回水曲线计算时，大都是对的，能得到满意的结果。
某河道水面线推求及堤防加固设计
《河南水利与南水北调》2023年第11期勘测设计某河道水面线推求及堤防加固设计陈木桂（广东宣源工程设计咨询有限公司，广东江门529700）摘要：为了提高开平市新桥水的防洪能力，改善区域景观、生态条件，基于能量方程对水面线进行推求计算，为河道堤防治理工程设计提供参考。
结合类似工程经验，从堤线布置、堤型选择等方面对堤防结构进行分析，采用理论计算方法对堤防稳定性进行计算，结果表明堤防结构稳定性良好，可为类似河道治理工程提供参考。
关键词：河道；水面线推求；堤防中图分类号：TV212.53文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）11-0072-021工程概况新桥水主要支流有两条，为开平市的月山水和鹤山市的东溪河。
月山水发源于月山镇牛牯坑水库，自西向东横穿月山镇南部村庄，于月明村月明桥处汇入新桥水干流，月山水集雨面积为60.80km2，河道总长13.90km。
东溪河则是连通新桥水与址山河的一条连通河，总集雨面积为15km2，河道总长6.90km，其中1.50km河道流经水口镇唐联与后溪两个村委会排入新桥水。
新桥水流域内有小型水库11宗，控制集雨面积为11.56km2，总库容696万m3。
2水面线推算2.1计算范围新桥水水面线起点河道桩号为K0+000～K6+226。
2.2起推水位水面线推算起推水位为本工程河道桩号K6+226处；该处P=20%水位为3.24m。
2.3河道断面此次水面线推算采用实测河道断面，共采用35个断面。
2.4河道糙率采用0.028作为模型区现状糙率，采用0.025作为治理后糙率。
2.5计算方法采用伯努利能量方程，向上游推算水面线。
伯努利能量方程如下：Y2+Z2+α2V222g=Y1+Z1+α2V222g+h e（1）式中：Y1，Y2—断面水深；Z1，Z2—主槽高程；V1，V2—平均流速（总流量/总过流面积）；α1，α2—速度加权系数；g—重力加速度；h e—能量水头损失。
2.6水面线计算成果根据上述计算原则方法，现状水面线和设计水面线计算成果见图1～2所示。
百图设计水面线推算思路
1、通过现状地形图划分横断数据2、根据最低点主河槽定比降〔可分段〕3、在平面图上拟治导线中线及边线〔内堤脚〕4、将设计河底、中线、边线代入到生成现状横断面图中5、形成整治后的河道断面〔设计横断面〕，其堤顶可略高些，方便水面线推算6、统计/设置横断成果表初值〔其纵横比例应当与原现状横断面生成时比例一致〕同时对稍后保存的文件默认或命名，回车结束7、统计/统计保存横断线数据选桩号/标尺/零点/左点/右点回车结束，再回车进行下一断面全部完成则可打开生成的TXT，查看8、点击水力计算/单一糙率天然河道水面线/统计生成单一糙率河道要素文件9、用excel打开刚生成的要素TXT文件，将流量和水位跌差值输入，并打开TXT查看10水力计算/单一糙率天然河道水面线/单一糙率天然河道水面线推算选择设计横断成果TXT文件和要素TXT文件，设置参数，推算水面线使用前先设置百图文件夹为正在用的的文件夹计算“2+700”目录下的“设计横断成果06.22.TXT”和“设计横断成果06.22_糙率要素.TXT”两个文件，计算到2+700断面后停止，说明0+000～2+700为缓坡河道，2+800至3+528为陡坡河道。
已计算出“设计横断成果06.22_成果.TXT”和“设计横断成果06.22_计算书.TXT”两个文件。
计算截图如下：桩号推算水位(m)0+000 60.3300+100 61.1420+151 61.4950+151 61.5950+200 61.7150+300 62.1740+400 62.3120+500 62.5690+600 63.0690+644 63.4170+644 63.4170+700 63.5550+770 63.9260+770 64.0260+800 64.4240+866 64.7780+900 65.3731+000 65.6131+072 65.7101+100 65.7951+200 66.4271+300 67.2921+400 67.6901+500 68.1651+551 68.6061+600 68.9091+649 69.3131+700 69.9431+800 70.5761+900 71.0262+000 71.7832+100 72.7972+200 73.3982+300 74.1172+400 74.8582+485 75.7422+485 75.7422+520 75.8142+594 76.2282+594 76.3282+611 76.4422+700 76.675打开成果文件，其计算到2+700然后用原有的“设计横断成果06.22.TXT”里面的0+000～2+700横断参数去掉，并将其顺序颠倒，形成“设计横断成果06.23.TXT”，同样将要素文件也作相应修改，并将顺序与其保持一致。
01第一章--天然河道水面线推算
第一章天然河道水面线推算百图软件既可以处理一个糙率的单式断面天然河道，又可以处理二个或任意多个糙率的复式断面天然河道，也可以处理河道某处出现江心洲或分叉情况，还可以处理整条河道上，支流汇入或流出、过桥水头跌差等情况。
缓坡河道应从下游向上游推算，根据经验及《水力学》教材的介绍，当最下游断面的起始水位无法确定时，可用该断面附近的正常水深对应的水位作为起始水位。
陡坡河道应从上游向下游推算，根据经验，当最上游断面的起始水位无法确定时，可用该断面的临界水深或略小于临界水深对应的水位作为起始水位。
实际工程中，一条长距离的河道可能是缓、陡坡交替变化的情况，此时应先画出河底的纵断面图。
根据纵断面图，当人工能够分辨出缓、陡坡的分界点，可人工划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
当人工不能够分辨出缓、陡坡的分界点时，可假定该整条河道为缓坡，选择整条河道从下游向上游推算，若软件一直能进行推算，说明该段为缓坡；若软件不能进行推算，说明该段为陡坡。
软件运行终止的断面，即为缓、陡坡的分界点，按此方法判断出整条河道上的所有缓、陡坡的分界点，把整条河道划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
第一节 一个糙率天然河道水面线推算一、现状天然河道水面线推算根据下式，即华东水利学院编《水力学》（1999年版）式9.9，采用分段试算法，精确推算水位。
第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt 格式，在excel 中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt 文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：横断测量成果表中，桩号允许带“+”或“-”，但不允许有其它非数字文本，程序通过加减号来识别桩号。
起点距即是累距，零点桩的起点距为0。
每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空⎪⎪ ⎭⎫⎝ ⎛ - + ∆ ++= + g v g v K lQ gv z gv z2 2 2 2 2 1 2 222 222211ξ α α格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
小型河堤建设的水面线推求简述
小型河堤建设的水面线推求简述小型河堤一般修建在县城或者县城以下场镇周边的河流两岸，在水面线推求上也力求简化、直观、安全。
本文以璧山县高峰镇河堤工程为例，对小型河堤的水面线推求进而对沿程堤顶高程的计算进行简述。
一、工程概况该堤防工程位于璧山县高峰镇场镇红水河河段，下游端起于高峰镇红水河河口，上游止于高峰镇孔雀桥处，设计河段全长1036m，拟建堤防沿河道右岸单面建设，堤线全长1012m。
本工程是高峰镇场镇防洪护岸工程，由高峰镇政府负责筹建和管理。
该工程的建设，符合璧山县城镇总体规划和高峰镇场镇规划，具有显著的社会效益和经济效益。
工程建成后使岸线变得平滑顺畅、岸坡稳固牢靠，对固化河道、稳定河势有积极作用，大大提高了场镇的防洪标准，将有效的保护河道两边场镇沿河商业门面、居户和企业等居民生命财产安全；改善和美化场镇周边环境，提升场镇的形象，促进地方经济的快速发展。
二、控制断面的选取本工程下游末端有高峰红水河河口堰，该堰是高峰镇在红水河上的重要控制断面，在该堰下游附近仅有高峰红水河河口，高峰红水河河口位于高峰红水河河口堰下游30m，该桥对行洪影响很小，另外高峰红水河河口堰高较高为2.7m，因此高峰红水河河口回水对该堰行洪影响很小，故本次选取高峰红水河河口堰为控制断面。
高峰红水河河口堰堰宽75m，堰高2.7m，堰顶厚度1.6m，由于此堰没有闸门，因此水流形态为堰流。
根据底坎的形状和厚度，堰流又可分为：(1)＜0.67，为薄壁堰流；(2)0.67＜＜2.5，为实用堰流，又可分为折线型和曲线型实用堰；(3)2.5＜＜10时，为宽顶堰流；(4) 10＜,为短渠水流。
其中，为堰顶厚度，为堰前水头(不包括堰前行近流速水头)，是从堰顶起算的水深。
由于高峰红水河河口堰顶厚度=1.6m，根据堰流判断，此堰水流形态为实用堰流。
根据高峰红水河河口堰的形状，为折线型实用堰，因此可作为控制断面进行水面线推求。
三、控制断面的选取及水位流量关系利用实用堰流公式：Q=δsmB H03/2计算得到该断面的水位流量关系。
桦南县八虎力河堤防水面线推求过程
桦南县八虎力河堤防水面线推求过程作者：王茜苑文彬李淼来源：《中国科技博览》2013年第20期[摘要]根据恒定非均匀流公式、铁三院公式、曼宁公式，在既有资料的基础上确定了八虎力河水面线。
从而确定了八虎力河的防洪标准为二十年一遇。
[关键词]八虎力河水面线堤防中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-044-02水面线是描述水面的变化的一条线，比如大坝的溢流时，在顺着坝轴线的方向观测就可以看出水面是一条平滑的曲线，这个曲线就是水面线。
在中小河流治理工程设计中，水面线决定了堤防的防洪标准，水面线设计的过低会对工程安全产生不利影响，水面线设计的过高会造成人为的浪费。
为了合理地确定水面线，本文以桦南县八虎力河堤防工程水面线设计为例，系统说明水面线推求过程。
1基本情况八虎力河为倭肯河的一级支流。
发源于完达山脉的阿尔哈山，河源点坐标为东经131°12′，北纬46°25′，全长110km，流域面积2128km2，由东向西贯穿桦南县，流经桦南县的驼腰子、柳毛河、八虎力、桦南镇、三合、民主、梨树、土龙山等8个乡镇及曙光农场，在桦南县梨树乡清河村西北汇入倭肯河。
八虎力河上游为山区，下游为低洼平原，河道弯曲系数为1.4，上游河面比降较陡，平均河道比降1/480，下游平均河道比降1/3000。
河宽为25～40m，枯水期水深1.5m，平水期水深2.0m，洪水期水深2.5m。
2水面线推求⑴横断面资料八虎力河河道大横断面采用佳市水利勘测设计研究院2011年测量成果。
⑵水面线计算公式八虎力河水面线计算采用简化的恒定非均匀流公式：Hs=Hx+式中：Hx、Hs-分别为下断面和上断面水位（m）；Q-设计流量（m3/s）；L-断面洪水间距（m）；-上、下断面平均流量模数。
流量模数按主槽和滩地分别计算，公式为：式中：n主、n滩-分别为主槽和滩地糙率；R主、R滩-分别为主槽和滩地水力半径（m）；A主、A滩-分别为主槽和滩地断面面积（m2）；-分别为主槽和滩地断面偏角；-河道弯曲系数。
河道水面线推求
河道水面线推求————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ沙河水面线推求过程1.1 水面线计算理论基础根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。
（1)水面线推算的基本公式水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程,在相邻断面之间建立方程,采用逐段试算法从下游往上游进行推算。
具体如下：2g2g 21w 2221V h V Z Z αα-++=（1-1)式中: 1Z 、1V ——上游断面的水位和平均流速； 2Z 、2V ——下游断面的水位和平均流速;j f w h h h +=——上、下游断面之间的能量损失; l RC Vh f 22=——上、下游断面之间的沿程水头损失；)22(2122gVg V h j -=ζ——上、下游断面之间的局部水头损失；ζ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》,在收缩河段，一般局部水头损失系数ζ＝0;在扩散＜段，由于2V <1V ,所以ζ<0，其中在渐扩段, ζ取值-０.333,急扩段、桥渡处ζ取值-０.05~-0. 1。
C ——谢才系数； R ——水力半径;α——动能修正系数。
分段求和法计算时,应注意以下及点：第一,把已知水深的断面作为起始断面。
第二,明渠中水流必须是恒定流，并且流量沿程不变。
第三,渠道糙率系数n 沿程不变。
(2)河道糙率沙河河道与滩地糙率虽然有所不同，但相差较小,沙河主槽０.027,滩地0.０3对水位影响较小，这里统一按0．０27取值计算。
推求中一律按河道糙率计算。
1.2 计算过程本次计算从K０+000断面到Ｋ1４+40０断面，河道纵断面变化如图１-1,图１-2。
图１-１河道纵断面图图１-2 沙河河道图图１-3河道局部横断面图、地形图K1+600断面到K0+00０断面为收缩段，局部水头损失系数ζ=0。
Ｋ3+200断面到K1+600断面为渐扩段,局部水头损失系数ζ=-０．3３３。
水面线推求的几个问题
在EXCEL中实现恒定非均匀流水面线计算，首先要判断是哪类水面线。
然后根据水面线类型及控制断面水深计算第二个断面水深。
主要难点在1、断面面积计算(已经解决)，2、不同水面线类型之间的变化，3、试算的方法是否合理，4、程序的容错性优劣。
不过网上提供下载的较多，建议在网上下载一个得啦，我发几句杂音楼主所谓“变断面”其实是一个可大可小的问题，关键在与你怎么简化问题。
在EXCEL中实现恒定非均匀流水面线计算是可行的，通过变化湿周可以达到计算过水能力的要求进而推求水面线。
但是大家是否注意到，前提是恒定流，其实在天然河道的中是没有恒定流的，况且是变断面的，更加是“非恒定”的，我有个博士师姐搞非恒定流天然河道的三维水面计算，一段10几公里的河道，看上去不难，但我知道，，到她博士毕业，也没完全做好！楼主实在要，可以看看HEC-RAS，这个软件可能能满足你的要求！【请教】河道水面线的推求该帖被浏览了1075次| 回复了3次现在需要推求一个河道洪水时的水面线，由于景观需要，在河道的一段需设置几个溢流堰（初步确定采用折线型实用堰），向大家请教，这种情况该如何推求洪水时河道的水面线呢？我也式这样想的但是临界水深的位置怎么确定啊因为有水跃也有水跌坡度为0.016 50m0.012 100m0.019 50m0.016 500m0.020 50m 谢谢大侠们指点一下通过临界水深来判断我在推求过程众，水面会突变如果用0.016的正常水深来推求的话，其实水面线就是把正常水深联起来评审的时候说这样不可以需要推水面线谢谢请问一下河道雍水距离有计算公式没的你的问题不在临界水深如何计算而是在于没有一个明显的控制断面，那么推算的起始水深是多少就难以确定所以首先要确定一个起算断面起算断面给你两个方法1是根据边界条件来确定，比如从缓坡到陡坡，那么交界处的水深＝该断面的临界水深2是用分段试算法，可以任意假定“相当远”的一个断面的水深来计算其理由在数学算法，具体你可以参考水工设计手册1-456页左边末尾的一段话另外还有个问题就是，你底坡在变化，所以整个过程中，可能发生水跃或者水跌而推算水面线时，算到水跃或者水跌前后，就最好停止水跃的高度、长度等，根据其前后水面线的成果，作为边界进行水跃计算个人看法，大家讨论～～呵呵有变坡点怎么会没有控制水深？水面线变化规律研究一下每个变坡点附近都要计算确认不是急变流就用渐变流公式推算水面线并不是部分同志说的下游推上游那么简单要具体情况具体分析的【请教】支流水面线如何计算？？尖灭点如何推求该帖被浏览了809次| 回复了3次防洪规划中，干流水面线已经求出，可支流水面线如何推求？即尖灭点如何求出来？？使用一种方法就是还是用伯努利方程，用干流同频率水位向上推求，可推出来水位非常之高，肯定与常理不合，另外想不考虑干流顶托，直接求出天然水面线，然后采用干流水位平划一条与它相交，但这样好像又太低。
河道水面线推求及参数选取方法
河道水面线推求及参数选取方法Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】设计洪水水面线推算根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。
（1）水面线推算的基本公式水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程，在相邻断面之间建立方程，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。
具体如下：式中： 1Z 、1V ——上游断面的水位和平均流速；2Z 、2V ——下游断面的水位和平均流速；j f w h h h +=——上、下游断面之间的能量损失；l RC Vh f 22=——上、下游断面之间的沿程水头损失； )22(2221gV g V h j -=ζ——上、下游断面之间的局部水头损失； ζ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》，由于断面逐渐扩大的ζ取值，桥渡处ζ取值~0. 1。
C ——谢才系数；R ——水力半径；α——动能修正系数。
（2）河道糙率河道的粗糙系数受到河床组成床面特性、平面形态及水流流态、植物、岸壁特性等影响，情况复杂，不易估计，本工程河道基本顺直，床面平整，经过整治的河床粗糙系数可以采用《水工设计手册》第一卷P1-404介绍的当量粗糙系数x Nxnn ∑=1当 ；设总湿周x 的各组成部分1x ，2x ，……N x 及所对应的粗糙系数分别为n 1，n 2……n N 。
1糙率的选取河道糙率影响因素有河槽方面也有水流方面。
河槽边壁及河床粗糙程度，滩地植被，河槽纵横形态的变化是主要因素。
大洪水糙率小于小洪水糙率，若附近有大洪水资料时可采用河段附近现状河道纵横断面资料反推综合糙率；若河道纵横断面于大洪水有较大变化时应在河道原貌的基础上反推糙率；反推糙率实际上小于实际糙率。
无资料时可根据经验参照水力计算手册确定，偏重于安全考虑，在河道整治工作中糙率适当选小些，在防洪规划中适当大一些。
2起推断面与起推水位的确定水流为缓流时起推断面一般选在推算河段下游，急流时选在上游，附近下游有水文站时以水文站为起推断面，依据实测水位资料分析不同标准洪水位，当缺乏高标准的水位流量关系时可适当将水位流量关系外延。
最新01第一章天然河道水面线推算
01第一章天然河道水面线推算第一章天然河道水面线推算百图软件既可以处理一个糙率的单式断面天然河道，又可以处理二个或任意多个糙率的复式断面天然河道，也可以处理河道某处出现江心洲或分叉情况，还可以处理整条河道上，支流汇入或流出、过桥水头跌差等情况。
缓坡河道应从下游向上游推算，根据经验及《水力学》教材的介绍，当最下游断面的起始水位无法确定时，可用该断面附近的正常水深对应的水位作为起始水位。
陡坡河道应从上游向下游推算，根据经验，当最上游断面的起始水位无法确定时，可用该断面的临界水深或略小于临界水深对应的水位作为起始水位。
实际工程中，一条长距离的河道可能是缓、陡坡交替变化的情况，此时应先画出河底的纵断面图。
根据纵断面图，当人工能够分辨出缓、陡坡的分界点，可人工划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
当人工不能够分辨出缓、陡坡的分界点时，可假定该整条河道为缓坡，选择整条河道从下游向上游推算，若软件一直能进行推算，说明该段为缓坡；若软件不能进行推算，说明该段为陡坡。
软件运行终止的断面，即为缓、陡坡的分界点，按此方法判断出整条河道上的所有缓、陡坡的分界点，把整条河道划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
第一节 一个糙率天然河道水面线推算一、现状天然河道水面线推算根据下式，即华东水利学院编《水力学》（1999年版）式9.9，采用分段试算法，精确推算水位。
第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt 格式，在excel 中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt 文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：⎪⎪ ⎭⎫⎝ ⎛ - + ∆ ++ = + g v g v K lQ gv z g v z 2 2 2 2 2 1 2 222 22 2 211ξ α α横断测量成果表中，桩号允许带“+”或“-”，但不允许有其它非数字文本，程序通过加减号来识别桩号。
起点距即是累距，零点桩的起点距为0。
每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
河道水面线推求及参数选取方法
河道水面线推求及参数选取方法Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】设计洪水水面线推算根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。
（1）水面线推算的基本公式水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程，在相邻断面之间建立方程，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。
具体如下：式中： 1Z 、1V ——上游断面的水位和平均流速；2Z 、2V ——下游断面的水位和平均流速；j f w h h h +=——上、下游断面之间的能量损失；l RC Vh f 22=——上、下游断面之间的沿程水头损失； )22(2221gV g V h j -=ζ——上、下游断面之间的局部水头损失； ζ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》，由于断面逐渐扩大的ζ取值0.333，桥渡处ζ取值0.05~0. 1。
C ——谢才系数；R ——水力半径；α——动能修正系数。
（2）河道糙率河道的粗糙系数受到河床组成床面特性、平面形态及水流流态、植物、岸壁特性等影响，情况复杂，不易估计，本工程河道基本顺直，床面平整，经过整治的河床粗糙系数可以采用《水工设计手册》第一卷P1-404介绍的当量粗糙系数x Nxnn ∑=1当 ；设总湿周x 的各组成部分1x ，2x ，……Nx 及所对应的粗糙系数分别为n 1，n 2……n N 。
1糙率的选取河道糙率影响因素有河槽方面也有水流方面。
河槽边壁及河床粗糙程度，滩地植被，河槽纵横形态的变化是主要因素。
大洪水糙率小于小洪水糙率，若附近有大洪水资料时可采用河段附近现状河道纵横断面资料反推综合糙率；若河道纵横断面于大洪水有较大变化时应在河道原貌的基础上反推糙率；反推糙率实际上小于实际糙率。
无资料时可根据经验参照水力计算手册确定，偏重于安全考虑，在河道整治工作中糙率适当选小些，在防洪规划中适当大一些。
2起推断面与起推水位的确定水流为缓流时起推断面一般选在推算河段下游，急流时选在上游，附近下游有水文站时以水文站为起推断面，依据实测水位资料分析不同标准洪水位，当缺乏高标准的水位流量关系时可适当将水位流量关系外延。
三十里河水面线推求
三十里河水面线推求3.1 堤线布置本次防洪规划河段全长5.187km 。
河道左岸堤线（迎水面堤肩线）沿产业园区边界线布置，右岸堤线沿现状养殖圈界线。
本次规划桩号为左岸堤线桩号，即桩号0+000～5+187（桩号4+457为原规划桩号0+000）。
产业园区回填不得越过堤线进入河道。
左岸堤线拐点坐标见表3-1，桩号5+187向上游采用原规划河道堤线。
表3-1 河道左岸堤线（产业园区边界线）拐点坐标3.2 河道纵、横断面根据产业园区规划，三十里河入海口桩号0+000～4+925河道宽度为280～360m ；桩号5+187向上游采用原规划河宽，为16.2～56m 。
堤防迎水面边坡为1：2.0。
规划河道宽度和河底高程见表3-2。
表3-2 河道纵、横断面汇总表13.3 水面线计算 3.4.1 计算边界条件本次水面线推求起始位置为入海口桩号0+000处，向上游推求末端选在哈大铁路桥前桩号13+259（原规划桩号为原9+037）处。
全长13.259km 。
分别计算河道防洪标准为20年一遇、50年一遇、100年一遇的设计水面线。
设计洪水在入海口处与设计潮位有多种组合情况，在本次水面线计算中采用两种最不利组合情况进行计算，计算最终结果为两种组合情况的外包线：1、计算20年一遇标准水面线采用：20年一遇设计洪水与10年一遇设计高潮位组合、10年一遇设计洪水与20年一遇设计高潮位组合的外包线。
2、计算50年一遇标准水面线采用：50年一遇设计洪水与20年一遇设计高潮位组合、20年一遇设计洪水与50年一遇设计高潮位组合的外包线。
3、计算100年一遇标准水面线采用：100年一遇设计洪水与50年一遇设计高潮位组合、 50年一遇设计洪水与100年一遇设计高潮位组合的2外包线。
入海口处多年平均高潮位2.08m ，10年一遇设计高潮位2.29m ，20年一遇设计高潮位2.37m ，50年一遇设计高潮位2.47m ，100年一遇设计高潮位2.55m 。
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小型河堤建设的水面线推求简述
小型河堤一般修建在县城或者县城以下场镇周边的河流两岸，在水面线推求上也力求简化、直观、安全。
本文以璧山县高峰镇河堤工程为例，对小型河堤的水面线推求进而对沿程堤顶高程的计算进行简述。
一、工程概况
该堤防工程位于璧山县高峰镇场镇红水河河段，下游端起于高峰镇红水河河口，上游止于高峰镇孔雀桥处，设计河段全长1036m，拟建堤防沿河道右岸单面建设，堤线全长1012m。
本工程是高峰镇场镇防洪护岸工程，由高峰镇政府负责筹建和管理。
该工程的建设，符合璧山县城镇总体规划和高峰镇场镇规划，具有显著的社会效益和经济效益。
工程建成后使岸线变得平滑顺畅、岸坡稳固牢靠，对固化河道、稳定河势有积极作用，大大提高了场镇的防洪标准，将有效的保护河道两边场镇沿河商业门面、居户和企业等居民生命财产安全；改善和美化场镇周边环境，提升场镇的形象，促进地方经济的快速发展。
二、控制断面的选取
本工程下游末端有高峰红水河河口堰，该堰是高峰镇在红水河上的重要控制断面，在该堰下游附近仅有高峰红水河河口，高峰红水河河口位于高峰红水河河口堰下游30m，该桥对行洪影响很小，另外高峰红水河河口堰高较高为2.7m，因此高峰红水河河口回水对
该堰行洪影响很小，故本次选取高峰红水河河口堰为控制断面。
高峰红水河河口堰堰宽75m，堰高2.7m，堰顶厚度1.6m，由于此堰没有闸门，因此水流形态为堰流。
根据底坎的形状和厚度，堰流又可分为：
(1)＜0.67，为薄壁堰流；
(2)0.67＜＜2.5，为实用堰流，又可分为折线型和曲线型实用堰；
(3)2.5＜＜10时，为宽顶堰流；
(4) 10＜,为短渠水流。
其中，为堰顶厚度，为堰前水头(不包括堰前行近流速水头)，是从堰顶起算的水深。
由于高峰红水河河口堰顶厚度 =1.6m，根据堰流判断，此堰水流形态为实用堰流。
根据高峰红水河河口堰的形状，为折线型实用堰，因此可作为控制断面进行水面线推求。
三、控制断面的选取及水位流量关系
利用实用堰流公式：q=δsmb h03/2计算得到该断面的水位流量关系。
式中：q——流量，单位m3/s；
b——堰宽；
——包括行近流速水头的堰前水头；即 =h+ ；
——行近流速；
m——自由溢流的流量系数；
δs——淹没系数，当下游水位影响堰的泄流能力时，堰流为淹没堰流，其影响用淹没系数表达；当下游水位不影响堰的泄流能力时，为自由堰流，此时δs=1.0；
g——重力加速度，m/s2。
折线型实用堰流量系数
由于高峰红水河河口堰下游坡为1：5，堰高1.6m，因此h 0.8m 时，m取0.34；当0.8m＜h＜1.6m时，m取0.35；当1.6m＜h＜2.13m 时，m取0.37；当h＞2.13m时m取0.38。
折线型实用堰淹没系数表
由于高峰红水河河口堰下游河底与堰顶高差为2.7m，因此当h ＜2.7m时，δs=1.0。
当堰上水头大于2.7m时，根据淹没系数表选取淹没系数。
经上述计算高峰红水河河口堰断面20年一遇洪峰流量683m3/s，相应的洪水位为368.1m。
水位流量关系曲线见下表。
高峰红水河河口堰水位～流量关系线
四、设计洪水水面线基本参数的确定
1、天然河道糙率
根据现场踏测，河床由砂砾石和卵石组成，底坡尚均匀,床面不
平整，两侧岸土、石壁相间，长有杂草树木，形状较整齐，查《水力计算手册》天然河道糙率表n 取0.038。
工程前后河道糙率不变。
2、工程后河道糙率
工程后河道糙率根据《水工手册》，结合本工程河段整治情况分析，工程河段只整修了右岸，整治后左岸堤防按照3m计，建筑材料为浆砌条石，糙率n=0.022；而河底与右岸宽仍为天然河道，故整个断面按加权平均推算糙率为n=0.036。
3、洪峰流量
璧山县高峰镇堤坊工程的洪峰流量：p=5.0%、q=683m3/s。
4、起始水位
本次洪水计算以高峰红水河河口堰为起始断面(桩号为
k0+000)，经上述计算本断面p=5.0%、q=683m3/s，对应的洪水水位为368.1m。
五、计算方法
水面线计算公式：
河道水面线推算采用一维数学模型，一维恒定流运动方程可写成：
求解时考虑河道局部水头损失后，对上式沿河道方向进行差分离散，为：
式中：zu、zd-上、下游断面水位，m；
au、ad -上、下游断面过水面积，m2；
ku、kd -上、下游断面流量模数，m3/s；
-局部水头损失，对渐变流， =1， =0；
δs-上、下游断面间距，m；
q-断面流量，m3/s；
g-重力加速度，取9.81m/s2。
六、设计洪水水面线计算
本次洪水水面线计算，以高峰红水河河口堰为起始断面(桩号为k0+000)为起始水位，计算工程河段水位。
具体计算方法为：根据上述计算公式，利用实测河道横断面资料、确定的河段糙率及其相应流量，按照上式从下游向上游逐段推算整个计算河段各断面的水位。
工程河段工程前后各断面20年一遇洪水水面线计算成果见下表。
工程河段水面线推算成果表
七、沿程堤顶高程计算和确定
1、安全超高的确定
本工程主要建筑物级别为4级，根据《堤防工程设计规范》按不允许越浪的堤防工程确定安全加高值为0.6m。
2、堤顶超高的计算
堤顶超高=设计波浪爬高+设计风壅增长高度+安全加高,即
y=r+e+a。
设计波浪爬高按计算，风浪要素采用莆田试验站法计算，其中平均波高按计算，平均波周期按计算，波长按计算，设计风壅增长高度按计算，由于该值很小，故在次忽略不计。
在本工程计算中：多年平均最大风速以18m/s计,风区长度以300m计，安全加高以0.6m计。
经计算，设计波浪爬高为0.328m，则堤顶超高为0.928，
3、沿程堤顶高程的确定
堤顶高程=设计洪水位+堤顶超高，经水文计算建堤后沿程设计洪水位（p=5%）为368.1～369.13m，则工程段计算堤顶高程为369.03～370.06m。
注：本章论文的所有图表及公式以pdf形式查看。