试谈海城河牛庄大桥设计洪水计算.docx

试谈海城河牛庄大桥设计洪水计算摘要设计洪水计算是“辽宁中部工业走廊出海通道(鞍山段)跨越海城河牛庄大桥防洪影响评价”重要组成部分。以海城水文站基本资料为基础,根据水利部《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》以及《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》,对建设项目设计洪水进行分析计算,从而对跨河建筑物对防洪的影响进行评价。关键词设计洪水;频率曲线;洪峰流量;设计水位;海城河牛庄大桥 1资料选用基本资料的选用与审查海城河在海城市市区设有控制站,为海城水文站,站址以上河长5km,流域面积1000km2,1934年设立,1953年后有连续资料。XX年下迁950m至现在位置,流域面积变为1001km2。基本资料选用1953—XX年,连续系列资料57年,经分析计算设计洪水成果可靠。资料插补延长此次洪峰流量实测资料系列1953—XX年,计算100年一遇的资料系列相对较短,为此,本次分析计算中,对以下几类资料进行了插补延长。一是与海城站相邻的站只有汤河水库站,资料系列更长,汤河水库站和海城站同属太子河下游山溪性河流代表站,两站相距逾50km,流域面积相近,河流特性、下垫面条件及气象特点相差不大,因此采用面积比法进行资料的插补延长。汤河水库站流域面积为12km2,1951年、1952年实测流量分别为719、73m3/s,计算得海城站流量分别为586、59m3/s,作为资料插补系列。二是依据《辽河防汛资料汇编》提供的洪水调查资料,1879年最大洪峰流量050m3/s,1888年最大洪峰流量080m3/s,为历史资料系列中最大的2次洪水。 2设计洪水计算方法经验频率计算依据中华人民共和国行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-93)中的规定,当工程所在地区具有30年以上实测和插补延长洪水流量资料,并具有历史洪水资料时,应采用频率分析法计算设计洪水。频率分析计算公式如下: 海城站历史调查洪水采用如下经验频率公式计算: PM=×100%(1) 式(1)中:PM为历史特大洪水流量或实测系列中特大洪水流量经验频率(%);M为历史特大洪水流量或实测系列中特大洪水流量在调查期内的序位;N为调查期年数。实测洪水流量系列经验频率按下式计算: Pm=+(1-)×100%(2) 式(2)中:Pm为实测洪水流量经验频率(%);α为历史特大洪水的项数;l为实测洪水流量系列中按特大洪水流量处理的项数;mi为按实测洪水流量系列递减次序排列的序位。理论频率曲线理论频率曲线采用皮尔逊Ⅲ型分布。均值计算公式为: =(Xj+Xi)(3) 变差系数计算公式为: Cv=(4) 偏态系数计算公式为: Cs=(5) 采用矩法求得各统计参数,偏差系数CS值,采用CS与Cv的倍比关系、变差系数以及年最大洪峰流量平均值均经过优选。经验频率的计算方法采用统一处理法。 3设计洪水的计算海城站设计洪峰流量的推求根据以上资料进行海城站设计洪峰流量的频率计算,计算结果见表1。项目位置以上设计洪峰流量的推求海城水文站以上流域面积1000km2,项目位置以上流域面积110km2,因此要进行换算。由于海城站没有控制的支流只有八里河,其地理位置和下垫面条件与海城河其他支流基本一致,可用面积比法确定项目位置以上设计洪峰流量[1-4]。基本公式为: Qp=Q海×Fp/F海(6) 式(6)中:Qp为项目位置设计洪峰流量;Q海