运粮河设计洪水计算分析

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　　摘 要：运粮河发源于鞍山市二一九公园的东山风景区，在小河口入太子河，河长43.5km，流域面积209km2，平均坡降0.88‰。鞍山市境内河长22.7km，流域面积99.51km2，多年平均地表水资源量0.14亿m3。本文主要对运粮河进行洪水设计计算分析，由于运粮河上没有国家基本水文站，所以，设计洪水采用无资料地区计算方法，利用河道基本信息及《辽宁省暴雨查算图表》的有关资料进行分析计算。
　　关键词：
　　洪水设计;无资料;流域面积
　　中图分类号：S277.7
　　文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20200315019
　　1 资料的选用
　　运粮河属无资料地区，河道全长43.5km，流域面积283.6km2，河道坡降0.88‰，是鞍山市主要排水河道，由运粮河干流及鞍钢总排、城市中部排水、城市南部排水3条支流组成，各支流上游城市段皆为地下暗沟排水。运粮河洪水成因主要是其发源地及上游山区暴雨，一般发生在7、8月份。
　　2 设计洪水计算
　　本次设计运粮河以沈大高速公路桥上作为水面线推算起始断面。
　　运粮河起始控制断面沈大高速公路桥以上为山区，干流大阳气堡以上、中部排水以上的面积分别为30.1km2和41.3km2;河长分别为12.55km和13.95km;比降分别为4.10‰和3.54‰。其设计洪水按《辽宁省暴雨查算图表》（1998）计算，大阳气堡处、中部排水处20a一遇设计洪峰分别为175m3/s和223m3/s。干流中部排水以下至控制断面高速公路桥区间洪水不排到本河段，故沈大高速公路桥处20a一遇设计洪峰仍为223m3/s，运粮河各处设计洪峰成果见表1。
　　3 水面线计算
　　水面线计算程序采用辽宁省水利水电勘测设计研究院《河道一维水利计算软件V1.0》计算，其中，桥雍水计算采用鲍氏公式，一般断面间用能量方程式计算：
　　Z2=Z1+hf+hj+a1u212g-a2u222g（1）
　　式中，Z1、Z2分别为下、上游断面的水位（m）;hf、hj分别为上、下游断面间的沿程、局部水头损失（m）;u1、u2分别为下、上游断面的流速（m/s）;
　　鲍氏公式：
　　ΔZ=ηV-2-V2（2）
　　V=2PVs（1+P）（3）
　　V1=Q（W过+W阻）（4）
　　式中，ΔZ为桥前最大壅水高度（m）;η为系数（与水流进入桥孔的阻力有关）;V为有冲涮情况时，桥下平均流速（m/s）;V1为天然情况下桥位处平均流速（m/s）;P为与桥孔冲涮有关的系数;W过、W阻为桥的过水河阻水断面面积（m2）;Vs为桥下设计洪水流速（m/s）。
　　运粮河拟定方案设计水面线计算及选定规划方案具体如下。
　　3.1 计算采用参数
　　水面线计算范围为下游沈大高速公路桥至大阳气堡桥，此为规划城市排水吐口。起点水位采用沈大高速公路桥上游实测断面的水位流量关系曲线。横断面间距一般为500～1000m，各桥梁等跨河建筑物处设置横断面，横断面为实测1：1000地形图割取。流心距结合1∶10000和1∶1000地形图量取，糙率结合现状河势、河床质及植被等情况选用，计算采用综合糙率，计算断面糙率选用0.030。
　　3.2 拟定方案设计水面线计算成果
　　运粮河拟定方案设计水面线计算成果如表2所示。
　　经计算求得新建工程处20a一遇洪峰流量为223m3/s，所对应的设計水位为18.32m。
　　参考文献
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　　徐新华.防洪评价报告编制导则研究及解读[M].北京：中国水利水电出版社，2008.
　　[2] 刘新生.公路工程水文勘测设计规范[M].北京：人民交通出版社，2002.
　　[3] 鲍卫刚.公路桥涵设计通用规范[M].北京：人民交通出版社，2004.
　　[4] 吴子安，吴栋材.水利工程测量[M].北京：测绘出版社，1993.
　　（责任编辑 周康）
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