4.1.3设计洪水比较及评价
设计单位提供的西排泵站改造工程设计洪水与本次计算成果的比较列于表4-4。
表4-4 西排泵站改造工程设计洪水比较表
频率P(%) 计算成果 1 渭河规划 排水工程 相差率(%) 12700 12800 0.78 2 11300 11200 -0.88 相差率以“渭河规划”成果为准计算 备注 从表中看出,交口灌区西排泵站改造工程设计洪峰流量与“渭河规划”的设计洪峰流量相差不大,在10%的范围内,设计单位确定的西排泵站改造工程处设计洪峰流量可以作为该工程设计的依据。
4.2设计洪水位分析计算 4.2.1 计算方法
采用能量守恒方程按全断面计算水面线,计算公式为:
Z1??1V122g?Z2??2V222g?Q2??LK2V22?V12??()...........(5)
2g式中:
Z — 断面水位(m); V—断面平均流速(m/s); α — 系数(取α=1); g—重力加速度(m/s2); Q — 河段平均流量(m3/s); ΔL—断面间距(m); K — 河段上、下游断面流量模数平均值,即
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...............................(6) K?C?R?A .
A— 上、下游断面面积的平均值(m2); R— 上、下游断面的水力半径平均值(m); C — 谢才系数,即C=R1/6/n n — 河段平均糙率;
ξ — 局部水头损失系数;下标1和2表示上、下游断面。
按上式由下游向上游逐段进行设计洪水位推算,即可推求出各断面的洪水位。
4.2.2 计算条件
(1)河道断面
本次计算采用2008年10月下旬实测的渭河下游淤积断面资料,河道宽度取两岸大堤之间的宽度,无堤防河段采用两岸高坎之间的宽度。
(2)河道糙率
渭河下游各河段糙率,以往是依据1981年实测水面线资料,经验算并综合分析确定各河段河槽糙率在0.0162~0.0266之间,滩地糙率为0.035,详见表4-5。
表4-5 渭河下游各河段糙率表
渭淤断面号 河槽糙率 滩地糙率 渭淤1~17 0.0190 17~24 0.0162 24~27 0.0196 0.035 27~29 0.0228 29~35 0.0266 2006年在编制郑西铁路客运专线防洪评价计算时,我们又根据
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“03.8”、“05.10”洪水的实测洪痕资料,以试糙法进行拟合验算并综合分析,西排泵站改造工程附近各河段河槽糙率和滩地糙率与以往分析成果接近,故本次仍采用黄委会审查通过的《渭洛河下游近期防洪工程可行性研究报告》(2005年5月)中的河道糙率成果。
根据各河段河槽糙率和滩地糙率,参考实测大断面资料,采用下式计算全断面综合糙率。
2nr?(n12?an2)/(1?a) .........................(7)
式中:
nr — 断面综合糙率;n1 — 滩地糙率; n2 — 河槽糙率; α — 为x2/x1的比值;x1 — 滩地湿周(m);x2 — 河槽湿周(m)。 本次防洪评价分析计算仍采用黄委会审查通过的《渭洛河下游近期防洪工程可行性研究报告》(2005年5月)中的各河段全断面综合糙率,详见表4-6。
表4-6 渭河下游各河段综合糙率表
渭淤断面号 河槽糙率 滩地糙率 综合糙率 0.0319 0.0317 渭淤1~17 0.0190 17~24 0.0162 24~27 0.0196 0.035 0.0272 0.0284 0.0284 27~29 0.0228 29~35 0.0266 (3)起算断面水位~流量关系的确定
起始断面采用华县水文站,该站水位~流量关系曲线的确定低水部分用历年实测点,高水部分采用《三门峡库区渭洛河下游近期防洪工程
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建设可行性研究报告》成果控制,按趋势外延,并按曼宁公式校核确定。经过综合分析,拟出现状条件下的华县站水位~流量关系曲线,见表4-7。
表4-7 华县站水位~流量关系成果表(现状) 频率(%) 洪峰流量(m/s) 洪水位(m) 31 11700 343.55 2 10300 343.27 5 8530 342.64 10 7160 342.27 20 5770 341.89 (4)系列年淤积和大洪水淤积铺沙
规范规定该建筑物的使用年限为50年。根据渭河下游河道演变分析和演变趋势预测,今后渭河下游河道仍然以淤积为主,渭河下游2009~2059年各河段淤积厚度预测采用1973~2008年实测年平均淤积厚度,详见表3-2,工程河段年平均淤积厚度0.022m,预测50年淤积厚度1.10m。
根据实测资料分析,渭河下游发生大洪水时,冲淤变化比较复杂,但洪水淤积的影响仍然存在,即滩面和主槽均会产生一定淤积。本次防洪评价大洪水淤积采用近期审查通过的“防洪工程建设可研报告”中的1933年型大洪水淤积预测成果,当发生P=1%的洪水时,渭淤10~渭淤26全断面淤积厚度为0.532m,当发生P=2%的洪水时,全断面的淤积厚度为0.465 m。
根据实测资料分析确定的滩槽分配情况,本次防洪评价分析计算时系列年淤积和大洪水淤积铺沙仍按全断面铺沙考虑。
根据上述分析,考虑系列年淤积和大洪水淤积后,将河道断面预测到2059年的设计河道断面。
4.2.3 水面线推求及其成果
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根据确定的河段糙率、起算断面的水位~流量关系和实测的断面资料,首先进行断面铺沙计算,然后采用前述确定的计算方法,以华县水文站为起算断面,在华县水文站的水位~流量关系曲线上查出不同频率洪峰流量的相应水位,从下游向上游逐断面推求各断面的设计洪水位,最后计算出华县~临潼河段的设计洪水位水面线和工程处的设计洪水位见表4-8。
表4—8 华县至临潼河段现状和2059水平年设计洪水水面线计算成果表
类别 流量3(m/s) 临潼 华县 168.12 178.67 181.88 186.11 193.61 199.27 199.57 202.85 209.49 214.75 234.22 244.8 距坝 里程(km) 1% 14200 11700 现状+洪水 344.08 346.16 346.79 347.61 348.96 350.03 350.07 350.54 351.57 352.47 356.87 360.13 系列+洪水 345.18 347.26 347.88 348.71 350.06 351.13 351.17 351.64 352.67 353.57 357.97 361.23 2% 12700 10300 现状+洪水 343.74 345.90 346.51 347.31 348.64 349.74 349.78 350.21 351.28 352.21 356.58 359.66 系列+洪水 344.84 347.00 347.61 348.64 349.74 350.84 350.88 351.31 352.38 353.31 357.68 360.76 计算条件 渭淤10 (华县) 渭淤12 渭淤13 渭淤14 渭淤16 渭淤17 断 面 工程断面 渭淤18 渭淤19 渭淤20 渭淤24 渭淤26 (临潼) 本次设计洪水位的推求,一是以最近的实测断面作为边界条件,二
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