水面線計算推求

1、根據防洪設計標準及洪水分析，設計流量采用P=10%設計洪峰流量確定整治河道的治導岸線。根據沿程比降、流量、建筑物及支流匯入情況，水面線分段進行推算。（1）水面線推算的基本公式水面線計算按明渠恒定非均勻漸變流能量方程，在相鄰斷面之間建立方程，采用逐段試算法從下游往上游進行推算。具體如下： 式中： 、 上游斷面的水位和平均流速； 、 下游斷面的水位和平均流速；上、下游斷面之間的能量損失；上、下游斷面之間的沿程水頭損失；上、下游斷面之間的局部水頭損失；局部水頭損失系數，根據水力計算手冊，由于斷面逐漸擴大的取值0.333，橋渡處取值0.050. 1。謝才系數；水力半徑；動能修正系數。（2）河道糙率河道

2、的粗糙系數受到河床組成床面特性、平面形態(tài)及水流流態(tài)、植物、岸壁特性等影響，情況復雜，不易估計，本工程河道基本順直，床面平整，經過整治的河床粗糙系數可以采用水工設計手冊第一卷P1-404介紹的當量粗糙系數；設總濕周的各組成部分，及所對應的粗糙系數分別為n1，n2nN。選用砂土及淤泥渠道n=0.030；砌石護面n = 0.030；草皮n = 0.030。本工程護坡基本為干砌塊石及草皮，護底采用天然地層。根據水位情況可以計算出不同水位下的綜合糙率為0.030。（3）水面線計算成果根據城市發(fā)展規(guī)劃和河段所處的地理位置條件，確定河道橫斷面采用梯形斷面型式。護坡類型共有草土體結合柳樁護坡、干砌石結合格柵石

3、籠護腳護坡兩種，護坡邊坡均為1:2。結合上下游河床實際寬度和河道比降合理擬定斷面底寬和縱向比降。為了不改變現有河勢和水沙沖淤平衡，河道設計底坡盡量與天然河道底坡一致。表5-1 治理段設計底寬及縱向比降分段統(tǒng)計表治理段范圍設計縱向比降河底寬度新渠渡槽至入黃口27+267-24+4001/350028新華橋水文站至新渠渡槽24+400-20+3441/38002020+344-19+2891/110020清二溝至新華橋水文站19+289-16+5351/11002016+535-14+8481/280020侯漢公路至清二溝14+848-11+2801/28001811+280-9+8001/170

4、0189+800-7+2191/170015侯漢公路至伊橋大溝7+219-4+3651/58010東干渠左岸起至伊橋大溝4+363-3+6611/58073+661-1+4941/30071+494-0+0001/1207根據清水溝的地形條件，按照控制斷面侯漢公路斷面（樁號4+365）、尹橋大溝（7+219）、清二溝（14+848）、新華橋水文站（24+400）、新渠渡槽（24+400）處的設計流量，從下游往上游逐段推算水面線。其中23+08326+767段由于受到黃河洪水頂托作用，水位抬升，水面線需要進行修正。具體方法是：根據黃河50年一遇設計洪水位1118.30m作為起始控制斷面，應用水面

5、線推算的基本公式，采用逐段試算法從下游往上游進行推算。計算出的設計洪水水面線加上0.6m的堤頂超高即為堤頂高程，由于設計入黃口斷面處黃河大堤堤頂高程1119.95m，本次設計的堤頂要和黃河大堤進行銜接，所以根據黃河大堤堤頂高程1119.95m對設計堤頂進行修正后，黃河50年一遇設計洪水位與清水溝入黃段設計水面線水位相同的位置，就是黃河回水的終點。用逐段試算法分別推求清水溝10年一遇、施工期（34月、911月）五年一遇設計洪水水面線。黃河葉盛段多年平均流量890 m3/s（1969年至2008年龍羊峽建庫后），相應水位1113.15m，推算得清水溝入黃口設計渠底高程為1114.87m，因此不考慮

6、黃河水位對施工期洪水的頂托作用。計算成果見表5-2。表5-2 清水溝設計水面線計算成果表 單位：m序號樁號設計渠底高程設計水面線設計堤頂高程施工期水面線127+2671113.77 1118.30 1119.95 1115.06 226+7671113.91 1118.32 1119.95 1115.20 326+7181113.92 1118.32 1119.95 1115.21 426+1841114.07 1118.35 1119.95 1115.36 526+0191114.12 1118.36 1119.95 1115.41 625+7621114.19 1118.37 1119.9

7、5 1115.48 725+5291114.26 1118.38 1119.95 1115.55 825+4831114.27 1118.38 1119.95 1115.56 925+1621114.36 1118.40 1119.95 1115.65 1024+6101114.52 1118.44 1119.95 1115.81 1124+4001114.58 1118.46 1119.95 1115.87 1224+1201114.66 1118.48 1119.95 1115.97 1324+0001114.69 1118.50 1119.95 1116.02 1423+6701114.

8、88 1118.55 1119.95 1116.17 1523+1471115.02 1118.64 1119.95 1116.40 1623+0831115.04 1118.65 1119.95 1116.42 1722+1501115.28 1118.82 1119.95 1116.74 1821+8861115.35 1118.87 1119.95 1116.82 1921+2861115.50 1118.99 1119.95 1117.00 2021+1901115.53 1119.01 1119.95 1117.03 2121+1501115.54 1119.02 1119.95 1

9、117.04 2220+3501115.75 1119.18 1119.95 1117.26 2320+0001116.06 1119.25 1119.95 1117.38 2419+4861116.52 1119.40 1119.95 1117.66 2519+2891116.70 1119.48 1120.08 1117.81 2618+9111117.03 1119.65 1120.25 1118.09 2718+3001117.58 1119.98 1120.58 1118.56 2817+7701118.05 1120.35 1120.95 1119.03 2917+4921118.

10、30 1120.57 1121.17 1119.28 3017+4001118.39 1120.64 1121.24 1119.36 3116+5001119.16 1121.37 1121.97 1120.14 3216+2001119.28 1121.65 1122.25 1120.39 3315+8651119.40 1121.87 1122.47 1120.57 3415+7531119.43 1121.94 1122.54 1120.62 3515+4621119.54 1122.10 1122.70 1120.75 3615+2621119.61 1122.20 1122.80 1

11、120.83 3715+0841119.67 1122.29 1122.89 1120.90 3814+8481119.75 1122.40 1123.00 1121.00 3914+1051120.01 1122.72 1123.32 1121.21 4013+6521120.17 1122.86 1123.46 1121.26 4112+7641120.48 1123.15 1123.75 1121.42 4212+4151120.60 1123.27 1123.87 1121.51 4311+9651120.76 1123.42 1124.02 1121.63 4411+2801121.

12、00 1123.65 1124.25 1121.84 4510+8261121.26 1123.81 1124.41 1122.02 4610+5881121.40 1123.90 1124.50 1122.14 4710+4481121.48 1123.96 1124.56 1122.21 4810+3411121.54 1124.01 1124.61 1122.27 4910+1931121.63 1124.07 1124.67 1122.35 509+8791121.81 1124.22 1124.82 1122.53 519+8001121.86 1124.26 1124.86 112

13、2.57 529+5281122.01 1124.40 1125.00 1122.75 539+3721122.10 1124.51 1125.11 1122.86 549+2381122.18 1124.60 1125.20 1122.95 559+0851122.27 1124.70 1125.30 1123.05 568+8711122.39 1124.84 1125.44 1123.18 578+4971122.61 1125.07 1125.67 1123.40 588+4371122.64 1125.11 1125.71 1123.44 598+2571122.75 1125.22

14、 1125.82 1123.54 608+1051122.84 1125.31 1125.91 1123.63 618+0491122.87 1125.34 1125.94 1123.66 627+9971122.90 1125.37 1125.97 1123.69 637+4691123.21 1125.69 1126.29 1124.00 647+3811123.26 1125.74 1126.34 1124.05 657+2191123.35 1125.84 1126.44 1124.14 667+1431123.48 1125.89 1126.49 1124.21 676+774112

15、4.12 1126.20 1126.80 1124.84 686+5961124.42 1126.41 1127.01 1125.15 696+4061124.75 1126.68 1127.28 1125.47 706+1251125.23 1127.13 1127.73 1125.96 715+9441125.54 1127.43 1128.03 1126.27 725+5291126.26 1128.14 1128.74 1126.98 735+3591126.55 1128.43 1129.03 1127.27 745+2311126.77 1128.65 1129.25 1127.4

16、9 755+0691127.05 1128.93 1129.53 1127.77 765+0451127.09 1128.97 1129.57 1127.81 774+9431127.26 1129.15 1129.75 1127.99 784+7651127.57 1129.45 1130.05 1128.30 794+6461127.78 1129.66 1130.26 1128.50 804+3651128.26 1130.14 1130.74 1128.98 814+2361128.48 1130.37 1130.97 1129.17 824+1651128.60 1130.51 11

17、31.11 1129.18 834+0751128.76 1130.69 1131.29 1129.20 843+9841128.91 1130.86 1131.46 1129.26 853+9031129.05 1131.01 1131.61 1129.35 863+8211129.19 1131.15 1131.75 1129.48 873+6611129.31 1131.42 1132.02 1129.68 883+6111129.48 1131.47 1132.07 1129.74 893+1031131.17 1132.75 1133.35 1131.38 902+8601131.9

18、8 1133.65 1134.25 1132.24 912+7111132.47 1134.12 1134.72 1132.69 922+4771133.25 1134.90 1135.50 1133.50 932+3481133.68 1135.33 1135.93 1133.91 942+1461134.35 1136.01 1136.61 1134.59 952+0831134.56 1136.22 1136.82 1134.80 961+9721134.93 1136.58 1137.18 1135.17 971+7111135.80 1137.45 1138.05 1136.04 981+4941136.77 1138.26 1138.86 1136.97 990+9621141.20 1142.37 1142.97 1141.37 1000+8101142.47 1143.91 1144.51 1142.64 1010+7051143.34 1144.55 1145