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[摘 要]根据恒定非均匀流公式、铁三院公式、曼宁公式，在既有资料的基础上确定了八虎力河水面线。从而确定了八虎力河的防洪标准为二十年一遇。
[关键词]八虎力河 水面线 堤防
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-044-02
水面线是描述水面的变化的一条线，比如大坝的溢流时，在顺着坝轴线的方向观测就可以看出水面是一条平滑的曲线，这个曲线就是水面线。在中小河流治理工程设计中，水面线决定了堤防的防洪标准，水面线设计的过低会对工程安全产生不利影响，水面线设计的过高会造成人为的浪费。为了合理地确定水面线，本文以桦南县八虎力河堤防工程水面线设计为例，系统说明水面线推求过程。
1基本情况
八虎力河为倭肯河的一级支流。发源于完达山脉的阿尔哈山，河源点坐标为东经131°12′，北纬46°25′，全长110km，流域面积2128km2，由东向西贯穿桦南县，流经桦南县的驼腰子、柳毛河、八虎力、桦南镇、三合、民主、梨树、土龙山等8个乡镇及曙光农场，在桦南县梨树乡清河村西北汇入倭肯河。八虎力河上游为山区，下游为低洼平原，河道弯曲系数为1.4，上游河面比降较陡，平均河道比降1/480，下游平均河道比降1/3000。河宽为25～40m，枯水期水深1.5m，平水期水深2.0m，洪水期水深2.5m。
2水面线推求
⑴ 横断面资料
八虎力河河道大横断面采用佳市水利勘测设计研究院2011年测量成果。
⑵ 水面线计算公式
八虎力河水面线计算采用简化的恒定非均匀流公式：
Hs=Hx+
式中：Hx、Hs-分别为下断面和上断面水位（m）；
Q-设计流量（m3/s）；
L-断面洪水间距（m）；
-上、下断面平均流量模数。
流量模数按主槽和滩地分别计算，公式为：
式中：n主、n滩-分别为主槽和滩地糙率；
R主、R滩-分别为主槽和滩地水力半径（m）；
A主、A滩-分别为主槽和滩地断面面积（m2）；
-分别为主槽和滩地断面偏角；
-河道彎曲系数。
⑶ 桥梁壅水计算
桥梁壅水高度采用铁三院公式：
ΔH=η*（Vm2- V02）
式中：ΔH-壅水高度（m）；
η-壅水系数，流量压缩比在0.3～0.6对应0.05～0.15内插值，流量压缩比小于0.3η取0.05，大于0.6η取0.15；
Vm-建桥后压缩断面平均流速（m/s）；
V0-建桥前桥位断面平均流速（m/s）；
八虎力河段堤防有7处桥，根据实测大横断及建筑物布置图，分别计算不同频率天然情况、建桥后情况下设计水位相应过水面积，根据设计洪峰流量，分别计算建桥后压缩断面平均流速Vm、建桥前桥位断面平均流速V0 及建桥后壅水高度ΔH，成果见表2.1、表2.2、表2.3。
表2.1 设计壅水高度计算表
表2.2 设计壅水高度计算表
表2.3 设计壅水高度计算表
⑷ 糙率确定
八虎力河属于山区河流，沿岸滩地夏汛期种植大片农田，本流域无水文观测站。本次洪水调查根据2011年3月调查到的清河桥、梨树渠首及老八虎力河大桥3处洪痕，初定主槽糙率为0.032，边滩糙率为0.063，3个洪痕处本次计算的洪峰流量分别为1000m3/s、908m3/s、838m3/s。根据2011年八虎力河实测河道大横断试算洪水调查河段水面线，达到与调查到的洪痕点高程基本一致，详见表2.4，故选定八虎力河主槽糙率为0.032，边滩糙率为0.063。
表2.4 糙率表
位置 洪峰流量（m3/s） 主槽糙率 边滩糙率 洪痕（m） 水面线成果
清河桥 1000 0.032 0.063 120.64 120.58
梨树渠首 908 0.032 0.063 137.71 137.61
老八虎力河大桥 838 0.032 0.063 144.53 144.40
⑸ 起始水位及设计洪峰流量
根据洪水地区组成原则，八虎力河洪水与倭肯河洪水按同频率遭遇处理，即八虎力河起始水位分别采用倭肯河二十年一遇、十年一遇及五年一遇洪水位分别为119.15m，118.77m，118.31m，设计洪峰流量采用三江平原等值线图法计算的二十年一遇、十年一遇和五年一遇设计洪水成果，分别为946m3/s、748m3/s、361m3/s。
⑹设计水面线
根据上述起始水位及相应的设计洪峰，按明渠恒定非均匀流公式向上游推算八虎力河堤防各断面现状方案、规划方案。
本次设计为既有堤防加高培厚及挖河筑堤，经推求求得水面线。
3结论
根据本次水面线的推求，确定了桦南县八虎力河堤防的防洪标准为二十年一遇，在原有堤防基础上进行加高培厚。从而实现保护耕地，保障粮食生产，改善当地人民群众的生产条件，提高流域内人民的生活质量及促进当地经济社会更好更快的向前发展。
[关键词]八虎力河 水面线 堤防
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-044-02
水面线是描述水面的变化的一条线，比如大坝的溢流时，在顺着坝轴线的方向观测就可以看出水面是一条平滑的曲线，这个曲线就是水面线。在中小河流治理工程设计中，水面线决定了堤防的防洪标准，水面线设计的过低会对工程安全产生不利影响，水面线设计的过高会造成人为的浪费。为了合理地确定水面线，本文以桦南县八虎力河堤防工程水面线设计为例，系统说明水面线推求过程。
1基本情况
八虎力河为倭肯河的一级支流。发源于完达山脉的阿尔哈山，河源点坐标为东经131°12′，北纬46°25′，全长110km，流域面积2128km2，由东向西贯穿桦南县，流经桦南县的驼腰子、柳毛河、八虎力、桦南镇、三合、民主、梨树、土龙山等8个乡镇及曙光农场，在桦南县梨树乡清河村西北汇入倭肯河。八虎力河上游为山区，下游为低洼平原，河道弯曲系数为1.4，上游河面比降较陡，平均河道比降1/480，下游平均河道比降1/3000。河宽为25～40m，枯水期水深1.5m，平水期水深2.0m，洪水期水深2.5m。
2水面线推求
⑴ 横断面资料
八虎力河河道大横断面采用佳市水利勘测设计研究院2011年测量成果。
⑵ 水面线计算公式
八虎力河水面线计算采用简化的恒定非均匀流公式：
Hs=Hx+
式中：Hx、Hs-分别为下断面和上断面水位（m）；
Q-设计流量（m3/s）；
L-断面洪水间距（m）；
-上、下断面平均流量模数。
流量模数按主槽和滩地分别计算，公式为：
式中：n主、n滩-分别为主槽和滩地糙率；
R主、R滩-分别为主槽和滩地水力半径（m）；
A主、A滩-分别为主槽和滩地断面面积（m2）；
-分别为主槽和滩地断面偏角；
-河道彎曲系数。
⑶ 桥梁壅水计算
桥梁壅水高度采用铁三院公式：
ΔH=η*（Vm2- V02）
式中：ΔH-壅水高度（m）；
η-壅水系数，流量压缩比在0.3～0.6对应0.05～0.15内插值，流量压缩比小于0.3η取0.05，大于0.6η取0.15；
Vm-建桥后压缩断面平均流速（m/s）；
V0-建桥前桥位断面平均流速（m/s）；
八虎力河段堤防有7处桥，根据实测大横断及建筑物布置图，分别计算不同频率天然情况、建桥后情况下设计水位相应过水面积，根据设计洪峰流量，分别计算建桥后压缩断面平均流速Vm、建桥前桥位断面平均流速V0 及建桥后壅水高度ΔH，成果见表2.1、表2.2、表2.3。
表2.1 设计壅水高度计算表
表2.2 设计壅水高度计算表
表2.3 设计壅水高度计算表
⑷ 糙率确定
八虎力河属于山区河流，沿岸滩地夏汛期种植大片农田，本流域无水文观测站。本次洪水调查根据2011年3月调查到的清河桥、梨树渠首及老八虎力河大桥3处洪痕，初定主槽糙率为0.032，边滩糙率为0.063，3个洪痕处本次计算的洪峰流量分别为1000m3/s、908m3/s、838m3/s。根据2011年八虎力河实测河道大横断试算洪水调查河段水面线，达到与调查到的洪痕点高程基本一致，详见表2.4，故选定八虎力河主槽糙率为0.032，边滩糙率为0.063。
表2.4 糙率表
位置 洪峰流量（m3/s） 主槽糙率 边滩糙率 洪痕（m） 水面线成果
清河桥 1000 0.032 0.063 120.64 120.58
梨树渠首 908 0.032 0.063 137.71 137.61
老八虎力河大桥 838 0.032 0.063 144.53 144.40
⑸ 起始水位及设计洪峰流量
根据洪水地区组成原则，八虎力河洪水与倭肯河洪水按同频率遭遇处理，即八虎力河起始水位分别采用倭肯河二十年一遇、十年一遇及五年一遇洪水位分别为119.15m，118.77m，118.31m，设计洪峰流量采用三江平原等值线图法计算的二十年一遇、十年一遇和五年一遇设计洪水成果，分别为946m3/s、748m3/s、361m3/s。
⑹设计水面线
根据上述起始水位及相应的设计洪峰，按明渠恒定非均匀流公式向上游推算八虎力河堤防各断面现状方案、规划方案。
本次设计为既有堤防加高培厚及挖河筑堤，经推求求得水面线。
3结论
根据本次水面线的推求，确定了桦南县八虎力河堤防的防洪标准为二十年一遇，在原有堤防基础上进行加高培厚。从而实现保护耕地，保障粮食生产，改善当地人民群众的生产条件，提高流域内人民的生活质量及促进当地经济社会更好更快的向前发展。