河道防洪水面線的計算分析,防洪工程論文摘要：基于某河道防洪規(guī)劃工作，針對水面線計算展開討論，主要牽涉到河道劃分、水頭損失、起始水位等方面的內(nèi)容，上述均是貫穿于河道防洪規(guī)劃的難點，基于本文的討論旨在提出可行建議，提升水面線設(shè)置精到準確性，推動河道防洪工作的開展。本文關(guān)鍵詞語：河道;防洪規(guī)劃;水面線計算;在整個防洪規(guī)劃體系中，水面線計算復(fù)雜度較高，難度相對較大，但又是一項基礎(chǔ)性工作，直接影響到防洪工程體量與成本概算，被視為是牽一發(fā)動全身的環(huán)節(jié)。對此，必須基于可行方式做好水面線計算工作，以保障防洪規(guī)劃方案可行性。1.水面線計算中的技術(shù)問題基于特定流程展開水面線計算工作：從河道地形圖出發(fā)，對所處河道采取分段操作，分析各區(qū)段對應(yīng)的橫斷面情況，精到準確得到主槽與灘地界線，利用網(wǎng)絡(luò)與圖書館資源獲取歷史洪痕資料，在這里基礎(chǔ)上明確水面比降，加之對恒定非均勻流方程的分析能夠進一步得到斷面局部損失系數(shù)，做好上述準備工作后便可明確起始水位，以及處于洪峰狀態(tài)下的水位，并對上述所得結(jié)果展開可行性分析。1.1、規(guī)劃河道的分段在展開水面線計算工作時，要建立在橫斷面水利要素之上，將整個待定區(qū)域劃分為多個河段，以便展開針對性計算。遵循河道分段原則，只要河床平均底坡、斷面糙率等各項指標都到達一樣的狀態(tài)時，方可從屬于同一分段中；就常規(guī)的平原河流而言，單個河段水位差需介于1～2m，同時各個河段的長度差也要得到合理控制，以2～4km為宜。假如表現(xiàn)出收縮或是擴張型河段，此時會帶來明顯的橫斷面變化現(xiàn)象，有必要對河段采取加密措施，以保障水面線計算精度。除此之外，部分河段歷史階段內(nèi)產(chǎn)生大量洪水，碰到此情況需仔細查閱相關(guān)資料，分析沿線各水位狀態(tài)下的洪痕線，需到達大體一致的狀態(tài)，這也是可行的河段劃分方式。某河道流域是典型的平原洼地，勘察資料表示清楚河道平均比降為0.85，以上述提及的原則為指導，將河段長度設(shè)定為2km，并提出水位差1.2m的要求。綜合歷史斷面資料，展開平面演變分析后，重點對河寬變化較大以及急彎處采取處理措施，在實測斷面基礎(chǔ)上新增5處。新民河河段較為特殊，設(shè)置有4座橋梁等建筑物，有必要深切進入分析建筑物所在斷面與下游50m區(qū)域，看此部分的天然斷面情況。自1954年運營以來，該河道存在洪痕線〔指的是高、中、低三大洪痕〕，同時水文站將河段長度確定為1km。基于上述內(nèi)容，本次長達35km的河道共確定為28個斷面，產(chǎn)生的平均間距為1250m。1.2、局部水頭損失的選取就常規(guī)狀況而言，若河段逐步收縮，此情形下水流并不會帶來回流現(xiàn)象，因而可不考慮局部水頭損失問題；當然，假如部分河段出現(xiàn)障礙物，如橋墩等構(gòu)造，此時會加大河槽斷面并產(chǎn)生更多的支流聚集區(qū)，此情形下水流易與岸壁脫離，進一步帶來了水渦旋，最終表現(xiàn)出回流現(xiàn)象，在這里經(jīng)過中會產(chǎn)生持續(xù)性的局部水流阻力，因而有必要分析局部水頭損失的影響。部分區(qū)段的斷面急劇變化，或是出現(xiàn)河道急彎處，在面對此類特殊性較強河段時要充分考慮局部水頭損失。以合理方式改良糙率，可初步推算出水頭損失系數(shù)，一方面要確保該系數(shù)值處于經(jīng)歷體驗取值區(qū)間內(nèi)，另一方面則要確保河道糙率知足本次規(guī)劃驗證值所提出的要求。技術(shù)人員改良糙度后，分析(水力計算手冊〕中給出的經(jīng)歷體驗值，最終確定出各部分的局部水頭損失系數(shù)，于彎道部分為0.05，于橋墩部分為0.18，相較之下河道擴散段較為特殊，介于-0.45～-0.75范圍內(nèi)。2.起始水位確實定以斷面起始水位為基準，在這里基礎(chǔ)上能夠推求河段水面線。在分析支流河段起始水位時，要充分明確支流與匯入干流兩部分在歷史階段內(nèi)出現(xiàn)的洪水情況，詳細有：若干流與支流均發(fā)生了洪水現(xiàn)象，則要分析干流為主支流相應(yīng)和支流為主干流相應(yīng)兩大場景，得到各自對應(yīng)的外包線，將所得結(jié)果視為支流設(shè)計水面線；反之，若干流與支流未發(fā)生洪水現(xiàn)象，便要考慮支流設(shè)計標準干流流量相應(yīng)和干流設(shè)計標準支流流量相應(yīng)兩大場景，分析各自對應(yīng)的外包線，將所得結(jié)果視為支流設(shè)計水面線。本項目距河口上游65km處設(shè)置有一座水庫，受該區(qū)域地質(zhì)、氣候環(huán)境的影響，會在水庫左側(cè)支流山區(qū)產(chǎn)生大范圍降雨，并帶來水庫大規(guī)模洪水問題。同時，該水庫右側(cè)支流表現(xiàn)出少雨的特性，區(qū)域內(nèi)以黃土沙丘居多，不利于植被生存?；趯拥绤R合口分析，在水庫洪水尚未到達時，該段河道洪水已經(jīng)出現(xiàn)了提早下泄的情況。分析河口水文站自建成以來的62年數(shù)據(jù)得知，以1969、1975與1991等3年的洪水規(guī)模最大，同時也總結(jié)出了遼河洪峰狀況，詳細內(nèi)容如表1所示?；谏鲜鰞?nèi)容得知，水庫及其上部渠道基本上不會出現(xiàn)洪水問題，在大范圍洪水爆發(fā)的年份，同時間段內(nèi)遼河平槽流量為1000m3/s。基于此，確定水面線計算的適宜起點斷面，即指的是河道與遼河入河口，進一步分析，為知足遼河與本河道不發(fā)生洪水的要求，采用的是組合流量的方式，以遼干1000m3/s平槽流量為基礎(chǔ)，綜合考慮到養(yǎng)息牧河流量情況，在這里基礎(chǔ)上圍繞匯流點在遼干斷面的情況展開分析，確定詳細水位插值，詳細如表2所示?；趯ι鲜鰞?nèi)容的分析，若以遼干為主要洪水來源時〔表示清楚出現(xiàn)了50年一遇洪水〕，能夠得知河道洪峰為60m3/s，進一步推算出河道起點水位為35.13m。關(guān)于河道設(shè)計水面線，本項目共采取兩種方式，即河道設(shè)計、遼河相應(yīng)與遼河設(shè)計、河道相應(yīng)，經(jīng)過上述操作后可得到兩種外包線，即指的是河道設(shè)計水面線。3.計算成果合理性分析分析各設(shè)計標準水面線，在這里基礎(chǔ)上與實測洪痕展開比照分析，將二者繪制在同一圖紙中。遵循如下分析原則展開：計算水面線要到達足夠平順光滑的效果，除去急劇收縮和擴展等極端區(qū)域外，其余的水面線均不可出現(xiàn)大范圍轉(zhuǎn)折問題；各水面線應(yīng)到達相互協(xié)調(diào)的狀態(tài)，且不出現(xiàn)穿插問題。經(jīng)上述原則展開分析，經(jīng)過本次規(guī)劃后，發(fā)現(xiàn)標準水面線坡度表現(xiàn)為大體一致的特性，當碰到橋墩等建筑物，會出現(xiàn)稍微水面線奎高現(xiàn)象，幅度介于0.05～0.18m范圍內(nèi)，除此之外余下的區(qū)域都到達足夠平滑狀態(tài)?；诤拥篮樗圹E可進一步斷定所得水面線成果，與實測水面線比照后并未出現(xiàn)交點，基本呈平行狀態(tài)?？傮w來講，本文提出的方案具有可行性。4.結(jié)束語綜上所述，河道堤防設(shè)計是保障水域安全的關(guān)鍵措施，要建立在水面線計算結(jié)果之上，不可對項目投資造成影響。所以，實際項目中必須高度注重河道劃分以及局部水頭損失等多方面問題，本文所提及的方式方法實證后具有可行性，能夠為河道防洪水面線計算工作提供一定指導。表1河道較大洪水與遼河洪峰發(fā)生時間比照表表2起點水位成果表以下為參考文獻[