天然河道水面线计算中起推水位的确定 (优选.)

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图 2 河 道 水 面 线 成 果 图 (二 )
〔参 考 文 献 〕
[1] 吴 持 恭 .水 力 学 [M].北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,2003. [2] 周 斌,王义帮.天然河道水面线计算的一种 改 进 方 法 [J].广 东
水 利 水 电 ,2006(3):59-60. [3] 宿 继 成,曲 少 萍,胡 湘.天 然 河 道 水 面 线 计 算 方 法 的 改 进 [J].
4 48 《工程与建设》 2014年第28卷第4期
朱 忠 龙 :天 然 河 道 水 面 线 计 算 中 起 推 水 位 的 确 定
研究与探索
Y A N J I U Y U T A N S U O
0m,河道纵坡为0.003,设 计 流 量 为 680 m3/s,河 道 糙率为0.025。经计算,下 游 临 界 水 深 为 3.74 m,本 次分别以3.74 m、3.80 m、4.00 m、4.50 m、5.00 m 作为起推水位按照能量方程来计算上游各断面水位,
本 文 以 某 矩 形 河 道 为 例 ,根 据 不 同 起 推 水 位 来 计 算河道 水 面 线。 河 道 底 宽 30 m,下 游 河 底 高 程 为
收 稿 日 期 :2014-06-16;修 改 日 期 :2014-06-23 作 者 简 介 :朱 忠 龙 (1964- ),男 ,安 徽 庐 江 人 ,安 徽 省 巢 湖 市 水 利 规 划 设 计 院 高 级 工 程 师 .
黑 龙 江 水 利 科 技 ,2007,35(1):24-26. [4] 张洪玉,张淑云,张阿 龙.推 算 天 然 河 道 水 面 线 中 基 本 因 素 处 理
应 注 意 的 问 题 [J].黑 龙 江 水 利 科 技 ,2008,36(3):57. [5] 吴树煌,华智敏,王 文 彬.工 程 设 计 中 天 然 河 道 水 面 线 计 算 [J].
降 下 游 往 往 较 之 上 游 平 缓 ,因 而 受 起 推 水 位 的 影 响
下 游 较 之 上 游 大 。 起 推 水 位 有 偏 差 ,并 不 是 对 河 道
所 有 断 面 均 会 产 生 影 响 ,其 影 响 范 围 大 体 上 在 2Δz/ i河 长 之 内 。 [9-10]
2 起推水位的确定
图 1 河 道 水 面 线 成 果 图 (一 )
从 计 算 结 果 可 以 看 出 ,河 道 纵 坡 为 0.003 的 条 件 下,700m 距离以 后,起 推 水 位 对 上 游 断 面 水 位 的 影 响已经消除。
本文再通过改变河道纵坡分别计算不同起推水 位 下,上 游 各 断 面 的 设 计 水 位,假 设 河 道 纵 坡 为 0.002,河 道 其 他 断 面 要 素 不 变,水 面 线 如 图 2 所 示, 计算结果见表2所列。
K2u+Q2/K2d)。
一般 来 说,壅 水 曲 线 可 近 似 地 视 为 二 次 抛 物 线,
且下游断面附近 的 河 道 比 降 Q2/K2u→0,令 Q2/K2d= i,因 而 (3)式 可 变 成 [8]
s = 2Δz/i
(4)
根 据(4)式 可 知 ,若 起 推 水 位 有 偏 差 Δz,其 影 响
6.61 6.91 7.21 7.51
表 2 河 道 断 面 水 位 推 算 成 果 表 (二 )
桩 号
0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 2 100 2 200 2 400
3.74 3.74 5.13 5.70 6.20 6.65 7.09 7.52 7.93 8.34 8.75 9.15 9.36 9.56 9.96
内 蒙 古 水 利 ,2008(3):13-15. [6] 张 强,李 怀 恩,郑 仰 奇,等.天 然 河 道 水 面 线 计 算 敛 散 性 分 析
[J].水 资 源 与 水 工 程 学 报 ,2005(2):39-41. [7] 孙道宗,肖传通.天然河道水面线试算简化方 法[J].江 西 水 利 科
3 结束语
在 河 道 水 面 线 计 算 中 ,起 推 水 位 对 上 游 设 计 水 位 的影响是有范围的,其 影 响 范 围 与 河 道 纵 坡 成 反 比。 在 实 际 工 程 过 程 中 ,可 先 初 步 估 算 起 推 水 位 对 上 游 设 计 水 位 的 影 响 范 围 ,然 后 将 起 推 断 面 向 下 游 延 长 一 段 距 离 ,利 用 下 游 临 界 水 位 作 为 起 推 水 位 向 上 游 推 算 设 计河段的各断面水位。
计 算 结 果 见 表 1 所 列 ,水 面 线 如 图 1 所 示 。
表 1 河 道 断 面 水 位 推 算 成 果 表 (一 )
桩号
0 100 200 300 400 500 600
3.74 3.74 4.67 5.03 5.37 5.69 6.00 6.30
起 推 水 位/m 3.80 4.00 4.50 3.80 4.00 4.50 4.65 4.62 4.81 5.02 5.01 5.11 5.36 5.35 5.41 5.68 5.68 5.71 5.99 5.99 6.01 6.30 6.30 6.31
起 推 水 位/m 3.80 4.00 4.50 3.80 4.00 4.50 5.11 5.10 5.20 5.69 5.69 5.74 6.19 6.19 6.22 6.65 6.65 6.67 7.09 7.09 7.10 7.51 7.51 7.52 7.93 7.93 7.94 8.34 8.34 8.34 8.75 8.75 8.75 9.15 9.15 9.16 9.36 9.36 9.36 9.56 9.56 9.56 9.96 9.96 9.96
人 民 黄 河 ,2007,29(5):66-67.
《工程与建设》 2014年第28卷第4期 4 49
1 起推水位对沿河设计水位的影响
起推水位有偏差并不是对河道所有断面均会产
生影响,其影响范围主要是河道下游 。 [4] 由水力 学 可
知 ,分 析 河 道 水 位 沿 流 程 变 化 的 微 分 方 程 式 为
dz ds

(α+ξ)ddsV2g2

Q2 K2
(1)
(1)式左边 dz/ds表示水位沿流程的变化;(1)式
计 。 同 时 把 微 分 方 程 式 改 写 成 差 分 方 程 式 ,即 认 为 在
有 限 长 的 计 算 河 段 内 ,一 切 可 变 水 流 要 素 均 成 线 性 变
化 。 [6] (1)式可写作
Δz = Δs Q2/K2
(2)
流 量 模 数 K 采 用 上 游 断 面 流 量 模 数 Ku 与 下 游
范围即壅 水 曲 线 全 长 与 河 道 水 面 比 降 成 反 比。 由
于 平 原 区 河 道 水 面 比 降 平 缓 ,而 山 丘 区 河 道 水 面 比
降 较 陡 ,因 此 起 推 水 位 对 沿 河 设 计 水 位 的 影 响 ,平
原 河 道 要 远 远 大 于 山 区 河 道 ;对 同 一 河 流 ,河 道 比
研究与探索
Y A N J I U Y U T A N S U O
朱 忠 龙 :天 然 河 道 水 面 线 计 算 中 起 推 水 位 的 确 定
天然河道水面线计算中起推水位的确定
朱忠龙
(安徽省巢湖市水利规划设计院,安徽 巢湖 238000)
摘 要:河道水面线推算时,起推水位对上游断面水位的影响是 有 范 围 的 。 文 章 分 析 了 起 推 水 位 对 上 游 水 位 的 影 响 范 围 ,提 出 在 工程设计中,可将起推断面向下游延长一段距离,利用下游临界水位作为起推水位向上游推算设计河段的各断面水位 。 关 键 词 :天 然 河 道 ;水 面 线 ;起 推 水 位 ;临 界 水 位 中 图 分 类 号 :TV131.4;TV133 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1673-5781(2014)04-0448-02
技 ,2003(2):99-101. [8] 刘曾美,吴俊校,陈 朋,等.河渠底坡陡缓对水面 线 计 算 的 影 响
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学 ,2003,21(2):187-189. [10] 王 翰,田发关,吕宏兴.山区渐扩性河流水 面 线 计 算 改 进 [J].
5.00 5.00 5.17 5.37 5.59 5.84 6.01 6.31
700 800 900 1 000
6.61 6.91 7.21 7.51
6.61 6.91 7.21 7.百度文库1
6.61 6.91 7.21 7.51
6.61 6.91 7.21 7.51
断面流量模数 Kd 的平均值[7],即 1/K2=(1/K2u+1/
K2d)/2,代 入 (2)式 后 得 到
Δz = Δs(Q2/K2u +Q2/K2d)/2
(3)
(3)式表明:若 河 道 下 游 起 推 水 位 增 加 一 个 壅 高
Δz,那么其影响范围即壅 水 曲 线 全 长 Δs=2Δz/(Q2/
5.00 5.00 5.46 5.89 6.32 6.73 7.14 7.55 7.95 8.36 8.76 9.16 9.36 9.56 9.96
从 计 算 结 果 可 以 看 出 ,河 道 纵 坡 为 0.002 的 条 件 下,2 100m 距 离 以 后,起 推 水 位 对 上 游 断 面 水 位 的 影响已经消除。
在 河 道 治 理 工 程 设 计 过 程 中 ,推 算 河 道 水 面 线 是 确定河道各断面设计水位的常规方法之一。而水面 线推算时,必 须 首 先 确 定 起 始 断 面 的 起 推 水 位 。 [1-2] 当 河 段 内 或 距 离 不 远 处 设 有 水 文 测 站 时 ,应 以 其 实 测 断 面 为 初 始 计 算 断 面 ,可 从 实 测 水 位 流 量 关 系 确 定 其 计算水深。但中小河流的许多河段没有测站或测站 距离较远,这种情况 下,起 推 水 位 的 确 定 便 成 为 一 个 问题。 因 此,分 析 起 推 水 位 对 沿 河 设 计 水 位 的 影 响[3],进而合理确定起推水位便成为准确计算河 道 各 断面设计水位的关键问题。
右边第一项表示微分流段内流速水头的增量及局部
水头损失;(1)式右 边 第 二 项 表 示 微 分 流 段 内 沿 程 水 头损失,其中 Q 表示流量,K 表示流量模数 。 [5]
在 推 算 河 道 水 面 线 时 ,考 虑 到 流 速 水 头 增 量 及 局
部水头损 失 较 之 沿 程 水 头 损 失 小 得 多,往 往 忽 略 不
根 据 前 述 分 析 ,起 推 水 位 对 上 游 设 计 水 位 的 影 响 是 有 范 围 的 ,在 实 际 工 程 中 ,可 考 虑 将 起 推 断 面 临 界 水 位 作 为 起 推 水 位 ,通 过 将 起 推 断 面 向 下 游 延 长一段距离的方法来消除起推水位对上游设计水 位的影响。
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