某河道治理工程的水文計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13082某河道治理工程的水文計算過程案例 1267801.1計算條件 111691.1.1河道大斷面資料 1207251.1.2河道糙率 1189271.1.3河道流量 2183641.2計算方法及成果 2190921.2.1各斷面設(shè)計洪水水位計算 7271351.2.2各斷面設(shè)計枯水水位計算 131.1計算條件1.1.1河道大斷面資料根據(jù)本河道的變化情況，以及組內(nèi)設(shè)計河段劃分，本設(shè)計選取河道中心線K0+000-K1+000河段為設(shè)計河段，并在所設(shè)計的1km河段共截取11個大斷面，每隔100m取一個大斷面。1.1.2河道糙率河道糙率n是水面線計算當(dāng)中的一個非常重要的水里要素。河道分布于丘崗山間沖積平地，河道兩岸較開闊，心灘發(fā)育，溝渠、水塘密布，覆蓋層厚度揭露1.00~1.35m。河床底高程42.53~44.25m，河道寬度53~274m，河道蜿蜒曲折，寬窄變化較大，水速平緩。河道內(nèi)主要為新近沉積的淤泥及礫質(zhì)土，淤積厚度一般為2.0~5.5m。對于該河道控制斷面，分左岸灘、主河槽和右岸灘三部分分別計算疊加。查天然河道糙率表，河道左、右岸灘床質(zhì)為土砂質(zhì)，植被為雜草及水稻，糙率變化幅度為0.060~0.090，本次取平均值0.075。對于主河槽，河底有稀疏水生植物，順直段連接彎段，水流較為通暢，斜流及回流不甚明顯，因此主河槽糙率從河底到高水位取0.03～0.04,本次取平均值0.035。對于推算斷面，將河道剖面近似化為迎水坡面坡度為1：2.5的梯形，其糙率近似按照主河槽糙率0.035計算。1.1.3河道流量根據(jù)河道相關(guān)斷面資料，結(jié)合底面高程確定該設(shè)計河段的坡度取值大約為0.00126。根據(jù)宜豐站的水文資料，通過水文比擬法推算出本工程洪水頻率P=10%的十年一遇設(shè)計洪水流量為，設(shè)計枯水流量為。1.2計算方法及成果首先確定該設(shè)計河段K1+000斷面為本設(shè)計河段的控制斷面，初步擬定幾組水位并得出其對應(yīng)的過水?dāng)嗝婷娣e，如下：表2.1K1+100斷面Z-A水位Z（m）47.54746.5464343.443.23面積A（㎡）784.562670.032558.098444.1303.81419.11311.858并根據(jù)流量公式，如下：(2.1)(2.2)(2.3)根據(jù)其剖面圖得出相應(yīng)的過水?dāng)嗝婷娣e和濕周，計算水力半徑、謝才系數(shù)以及流量模數(shù)，由以上幾組擬定水位即可得出水位-水力半徑和水位-謝才系數(shù)等數(shù)據(jù)，從而計算出控制斷面水位-流量數(shù)據(jù)，如下表2.2：表2.2K1+000斷面計算數(shù)據(jù)水位（）47.54746.5464343.443.23面積()總面積784.562670.032558.098444.1303.81419.11311.858左灘地73.74858.87146.10130.807主河槽376.354332.433288.512244.5903.81419.11311.858右灘地334.460278.728223.485168.733濕周（）左灘地30.92329.69028.72827.224主河槽90.43490.43490.43490.43427.74545.23140.386右灘地114.613113.514112.414111.315水力半徑（）左灘地2.3851.9831.6051.132主河槽4.1623.6763.1902.7050.1370.4230.294右灘地2.9182.4551.9881.516右灘地3.1552.7052.2611.7840.1370.4230.294謝才系數(shù)(）左岸灘15.41214.94514.42713.611主河槽36.23635.49534.66633.72520.52624.75023.293右岸灘15.93915.48714.95114.29022.52921.97521.34820.54220.52624.75023.293流量模數(shù)()左灘地1755.2171238.881842.517446.060主河槽27821.07222623.11417864.22913565.75129.028307.501149.673右灘地9106.6036764.0624711.2902968.71438682.89230626.05723418.03616980.52529.028307.501149.673流量()左岸灘39.24827.70218.8399.974主河槽622.098505.868399.456303.3390.6496.8763.347右岸灘203.630151.249105.34866.382總流量864.976684.819523.643379.6960.6496.8763.347由上述試算數(shù)據(jù)插值可以近似得出控制斷面對應(yīng)設(shè)計洪水流量時的洪水位為，對應(yīng)設(shè)計枯水流量為時的枯水位為。從而可以得出控制斷面K1+000在設(shè)計洪水水位時，過水?dāng)嗝婷娣e，水力半徑，謝才系數(shù)，流量模數(shù)；設(shè)計枯水位時，過水?dāng)嗝婷娣e，水力半徑，謝才系數(shù)，流量模數(shù)。通過能量方程，向上游推求K0+900斷面在設(shè)計洪水流量情況下的設(shè)計洪水位和設(shè)計枯水流量情況下的設(shè)計枯水位。進(jìn)而由K0+900斷面的設(shè)計洪水位以及設(shè)計枯水為推求K0+800斷面，以此類推，即得出水面線的變化。河道穩(wěn)定變流能量方程為：（2.4）（2.5）（2.6）（2.7）（2.8）（2.9）式中：——斷面水位，m；——斷面流速，；——動能校正系數(shù)，本工程采用1.1；——河道流量，；——河道過水?dāng)嗝婷娣e，；——流量模數(shù)，；——謝才系數(shù)，；——水力半徑，；——兩斷面之間的水平距離，均為100m，；下標(biāo)1和2——上斷面和下斷面；——沿程水頭損失；——局部水頭損失；——河段平均局部阻力系數(shù)（本工程其值取0）。將公式（2.4）中已知量和未知量分別放置到等好的兩端，如下：（2.10）等號右邊為已知量，以表示，左邊為未知量，用的函數(shù)表示，即：（2.11）在計算時，先假設(shè)一系列，并計算出相應(yīng)的。對應(yīng)于時的即為所求。當(dāng)?shù)仁絻蛇叢逯档慕^對值不大于0.01時，此時的水位可認(rèn)為為實際水位。依次逐段向上游推算，即求得各斷面的水位。最終計算出所設(shè)計河段的水面線變化情況如下：表2.3河道水面線變化情況水平距離01002003004005006007008009001000洪水位（m）47.0247.0147.0046.9946.9846.9846.9646.8546.9046.9046.85枯水位（m）44.7044.5044.3244.2144.0843.7943.7143.5743.4243.4143.39常水位（m）45.7045.5045.3245.2145.0844.7944.7144.5744.4244.4144.39河底高程（m）44.2544.1743.9443.7643.6943.6943.5743.4043.2943.0442.99圖2.1河道水面線變化趨勢1.2.1各斷面設(shè)計洪水水位計算控制斷面K1+000相關(guān)數(shù)據(jù)如下：設(shè)計洪水水位；過水?dāng)嗝婷娣e，水力半徑，謝才系數(shù)，流量模數(shù)；設(shè)計枯水位，過水?dāng)嗝婷娣e，水力半徑，謝才系數(shù)，流量模數(shù)。（1）、K0+900斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()47.60998.155232.0214.30236.43775435.5970.00051686.79147.00858.570228.7903.75335.61759237.8930.00051324.60046.40723.244225.5593.20634.69544933.1380.00051004.73645.80589.583222.3282.65233.61432273.3540.0005721.654根據(jù)以上數(shù)據(jù)利用插值對K0+900斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差46.85827.9553.61635.3975.573E+0422,256.2031.800E+0946.86046.904|-0.044|>0.0146.87832.5003.63435.4275.622E+0422,256.2031.828E+0946.88046.904|-0.024|>0.0146.90839.3183.66235.4715.697E+0422,256.2031.870E+0946.91046.9040.006<0.01由以上試算得出K0+900斷面的設(shè)計洪水位為。（2）、K0+800斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()47.00681.087194.2853.50635.21544906.5120.00252245.32646.00490.730188.9002.59833.49926496.1090.00251324.80545.00305.374183.5151.66431.10212251.9320.0025612.59744.00125.018178.1300.70226.9342820.9370.0025141.047根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+800斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.00677.9633.51935.23744814.55856969.0532.627E+0947.03346.932|0.102|>0.0146.95668.7043.47235.15943810.28856969.0532.582E+0946.98446.932|0.053|>0.0146.90659.4443.42635.08042815.14056969.0532.539E+0946.93646.9320.004<0.01由以上試算得出K0+800斷面的設(shè)計洪水位為。（3）、K0+700斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()46.00297.424121.8952.44033.15115401.6350.0011510.81447.00420.817127.2803.30634.87326683.7670.0011885.00048.00549.211132.6664.14036.20440456.8560.00111341.80249.00682.605138.0514.94537.29256605.0680.00111877.378根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+700斷面設(shè)計洪水水位試算如下：水位（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差46.95416.1543.24834.77026076.75642815.1401.257E+0947.04746.9510.096>0.0146.90409.7443.20634.69525454.59842815.1401.241E+0947.00146.9510.049>0.0146.85403.3333.16434.61924838.39442815.1401.225E+0946.95446.9510.003<0.01由以上試算得出K0+700斷面的設(shè)計洪水位為。（4）、K0+600斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()45.00261.218186.7431.39930.2159334.8520.0017384.88646.00449.910192.1282.34232.92522668.0390.0017934.62747.00643.602197.5133.25934.78840416.9240.00171666.43248.00842.294202.8984.15136.22162161.1390.00172562.969根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+600斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.00641.3463.24634.76740175.85624838.3941.116E+0947.01946.987|0.032|>0.0146.98637.5003.22834.73439784.28024838.3941.100E+0946.99946.987|0.012|>0.0146.96633.6543.21034.70139394.23724838.3941.084E+0946.97946.987|-0.008|<0.01由以上試算得出K0+600斷面的設(shè)計洪水位為。（5）、K0+500斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()45.00238.542176.8381.34930.0338320.6120.0005186.05546.00417.348182.2232.29032.80320718.5820.0005463.28247.00601.154187.6083.20434.69137331.3520.0005834.75448.00789.960192.9934.09336.13657753.6080.00051291.410根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+500斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.10626.6673.28334.83239552.83339394.2371.558E+0947.13147.0150.116>0.0147.00608.1483.19234.66937667.66739394.2371.485E+0947.03347.0150.018>0.0146.98604.4443.17434.63637295.05839394.2371.471E+0947.01447.015|-0.001|<0.01由以上試算得出K0+500斷面的設(shè)計洪水位為。（6）、K0+400斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()46.00206.00395.6702.15332.4679814.5910.0007259.67047.00303.162100.8903.00534.32218036.7220.0007477.20748.00405.144106.1113.81835.72028277.4380.0007748.15149.00511.948111.3324.59836.84440447.7500.00071070.147根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+400斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.10315.8163.06834.44019050.09337295.0588.769E+0847.10046.9800.12001>0.0147.00305.6122.98634.28618106.52437295.0588.594E+0847.00046.9800.02001>0.0146.98303.5712.97034.25517920.08537295.0588.560E+0846.98046.9800.00002<0.01由以上試算得出K0+400斷面的設(shè)計洪水位為。（7）、K0+300斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()46.00225.311107.0482.10532.34410572.6370.0007279.72647.00322.290112.4332.86734.05318581.4600.0007491.61948.00447.682117.8183.80035.69131146.2150.0007824.05149.00566.367123.2044.59736.84244738.3230.00071183.665根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+300斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.10343.6783.00534.32220,447.29017,920.0853.696E+0847.10046.9800.120>0.0147.50389.6553.34234.93524,884.49417,920.0854.702E+0847.50046.9800.520>0.0146.99331.0342.91234.14319,288.14617,920.0853.466E+0846.99046.9800.009<0.01由以上試算得出K0+300斷面的設(shè)計洪水位為。（8）、K0+200斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()46.00218.181111.8481.95131.9379732.1360.0018412.90047.00331.719117.2352.83033.98018960.3110.0018804.41848.00450.308122.5843.67335.49030630.9090.00181299.55949.00573.868128.0064.48336.68844579.1210.00181891.332根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+200斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.10347.3812.89634.11220166.30019288.146389356112.29547.10046.9900.110>0.0147.05341.4292.85434.02819627.65719288.146378638753.20547.05046.9900.060>0.0147.00335.4762.81233.94419094.80919288.146368322163.14747.00046.9900.009<0.01由以上試算得出K0+200斷面的設(shè)計洪水位為。（9）、K0+100斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()46.00169.19097.7331.73131.3086969.3670.0023334.23947.00268.718103.1182.60633.51714539.0410.0023697.26848.00373.246108.5043.44035.10424301.2520.00231165.44749.00482.775113.8894.23936.34836128.6900.00231732.671根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+100斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.10280.5212.67033.65215424.42219094.8093.013E+0847.10047.0000.100>0.0147.05275.3132.62833.56414979.59319094.8092.945E+0847.05047.0000.050>0.0147.01271.1462.59433.49214627.45019094.8092.893E+0847.01047.0000.009<0.01由以上試算得出K0+100斷面的設(shè)計洪水位為。（9）、K0+000斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()47.00257.095101.4232.53533.36213656.1890.0008386.25548.00359.959106.8083.37034.98423117.9800.0008653.87549.00467.823112.1944.17036.24834627.6100.0008979.41750.00580.687117.5794.93937.28548115.2810.00081360.906根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+000斷面設(shè)計洪水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差47.10264.4092.63233.57214400.56914627.4502.107E+0847.10047.0100.090>0.0147.05259.0322.59233.48613964.19314627.4502.045E+0847.05047.0100.040>0.0147.02255.8062.56833.43413704.87714627.4502.009E+0847.02047.0100.009<0.01由以上試算得出K0+000斷面的設(shè)計洪水位為。1.2.2各斷面設(shè)計枯水水位計算控制斷面K1+000相關(guān)數(shù)據(jù)如下：設(shè)計枯水位，過水?dāng)嗝婷娣e，水力半徑，謝才系數(shù)，流量模數(shù)。（1）、K0+900斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()43.1520.777208.0570.10019.461127.7750.00052.85743.2541.604208.5960.19921.839405.7730.00059.07343.2031.184208.3270.15020.819251.1830.00055.61743.3052.036208.8650.24922.664588.6560.000513.163根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+900斷面設(shè)計枯水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差43.5093.7500.44824.9911567.821295.6811272744.21143.49743.3970.100>0.0143.4583.3330.39824.5051288.375295.681873668.12243.44543.3970.048>0.0143.4175.0000.35824.0781080.885295.681627870.25943.40343.3970.006<0.01由以上試算得出K0+900斷面的設(shè)計枯水位為。（2）、K0+800斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()43.4019.204174.8990.11019.771125.8120.00256.29143.4527.953175.1680.16021.042234.9680.002511.74843.5036.715175.4370.20922.015369.7560.002518.48843.5545.489175.7070.25922.810527.9320.002526.397根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+800斷面設(shè)計枯水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差43.5036.8420.21022.023371.5671080.885653187.69643.49543.4100.085>0.0143.4528.0700.16021.052236.3921080.885612097.32743.44643.4100.035>0.0143.4222.8070.13020.341167.3991080.885598167.91543.41743.4100.007<0.01由以上試算得出K0+800斷面的設(shè)計枯水位為。（3）、K0+700斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()43.5010.814108.4320.10019.45766.4500.00112.20443.6021.679108.9710.19921.830211.0800.00117.00143.8043.558110.0480.39624.482670.8870.001122.25144.0065.636111.1250.59126.1711320.1710.001143.785根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+700斷面設(shè)計枯水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差43.6527.2530.24722.638306.860167.39961092.78243.58143.4250.156>0.0143.6021.7580.19821.818211.408167.39936357.89543.48343.4250.058>0.0143.5718.4620.16921.242161.145167.39926995.10643.41343.425|-0.009|<0.01由以上試算得出K0+700斷面的設(shè)計枯水位為。（4）、K0+600斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()43.7023.393179.7420.13020.339171.6540.00177.07743.8041.388180.2810.23022.357443.3530.001718.28043.9059.432180.8190.32923.735808.7240.001733.34544.0076.602181.3580.42224.7481232.0730.001750.800根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+600斷面設(shè)計枯水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差43.605.8930.03416.27517.726161.14513140.92543.33343.577|-0.244|>0.0143.6514.8210.08318.86980.550161.14516227.97143.38743.577|-0.190|>0.0143.7125.5360.14220.625198.133161.14532612.07243.57743.5770.00009<0.01由以上試算得出K0+600斷面的設(shè)計枯水位為。（5）、K0+500斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()43.7013.569169.8370.08018.75171.9110.00051.60843.8030.575170.3760.17921.458277.9350.00056.21543.9047.630170.9140.27923.091580.5990.000512.98344.0064.735171.4530.37824.290966.2100.000521.605根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+500斷面設(shè)計枯水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差43.7521.8640.13020.335160.300198.13332476.33543.61843.714|-0.096|>0.0143.7725.2540.15020.822203.549198.13340344.24443.66443.714|-0.050|>0.0143.7928.6440.17021.259250.831198.13351086.33243.70643.714|-0.008|<0.01由以上試算得出K0+500斷面的設(shè)計枯水位為。（6）、K0+400斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()43.9017.66484.7060.20922.002177.4810.00074.69644.0026.15185.2280.30723.465339.8950.00078.99344.1034.68585.7500.40424.571542.0200.000714.34044.2043.26886.2720.50225.467780.3580.000720.646根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+400斷面設(shè)計枯水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差43.9017.6920.20922.010178.028250.83147304.99542.96743.793|-0.826|>0.0144.0026.2390.30723.463340.931250.83189574.89543.50743.793|-0.286|>0.0144.0833.0770.38524.367499.976250.831156446.29143.79843.7930.005<0.01由以上試算得出K0+400斷面的設(shè)計枯水位為。（7）、K0+300斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()43.9013.34795.7390.13920.574102.5270.00072.71344.0022.94196.2780.23822.496251.9140.00076.66544.1032.58496.8160.33723.829450.4440.000711.91844.2042.27897.3550.43424.863692.6960.000718.327根據(jù)以上數(shù)據(jù)插值對K0+300斷面設(shè)計枯水水位試算如下：（）()（）（）（）（）（）（）（）誤差44.1537.3080.35924.084538.149499.976269790.44543.98744.082|-0.095|>0.0144.1840.1920.38824.403611.106499.976311713.59244.03944.082|-0.043|>0.0144.2143.0770.41824.703687.722499.976361469.03844.08844.0820.006<0.01由以上試算得出K0+300斷面的設(shè)計枯水位為。（8）、K0+200斷面計算數(shù)據(jù)如下：先擬定一系列水位得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：（）()（）（）（）（）()44.1016.186101.6160.15921.036135.8920.00185.76544.2026.369102.1540.25822.798305.4260.001812.95844.3036.600102.6940.35624.05