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摘 要:松辽流域跨河建设项目众多,所引起的水位壅高对防洪、水利工程等造成了一定的影响,最大壅水高度是跨河建设项目防洪影响评价中最重要的计算参数,多年来,流域内尚未确定统一的壅水高度控制标准与计算方法要求,本次研究从松辽流域河道特性入手,提出了最大壅水高度控制值,并对最大壅水计算方法进行了适应性分析。
关键词:跨河建设项目 防洪评价 最大壅水高度 计算方法
中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)08(b)-0070-02
河道管理范围内的桥梁建设项目占据行洪面积,造成汛期水位壅高,对防洪、水利管理造成影响,极大地增加了防汛抢险压力和难度。松辽流域跨河桥梁工程众多,在多年来的专家评审中,尚无统一的技术标准进行判别,亟需制定适用于松辽流域河道管理范围内审查标准。
1 最大壅水高度控制值研究
桥墩压缩河道后,桥址上游水流流速变缓,水流的动能转换为势能,表现为河道中水流的壅高,河道压缩前后的同一位置的水位差成为这一位置的壅水高度。最大壅水高度是水行政主管部门审批工程建设方案的最重要的控制性参数。
水利部建设与管理司依据堤防的安全超高值的百分比控制建设项目的最大壅水高度,《河道管理范围内建设项目技术审查要点》(征求意见稿)中3.11规定:“对于不允许越浪的河道江(海)堤,桥墩阻水引起的最大壅水高度应控制在堤顶安全超高值10%以内;对于允许越浪的江(海)堤最大壅水高度应在堤顶安全超高值的20%以内”。
松遼流域建设项目技术审查通常控制最大壅水高度不大于10cm,即最大壅水高度在10cm及以下,对水利工程无明显不利影响,堤防不需要加高培厚。依据《河道管理范围内建设项目技术审查要点》(征求意见稿)中不允许越浪的河道江(海)堤计算方法推算,堤防安全加高根据《堤防工程设计规范》进行计算,即“I级堤防安全加高为1.0m”。推算得I级堤防最大壅水高度为10cm。由此可见,松辽流域建设项目审批最大壅水高度的控制值10cm是适宜的。该控制值在流域内各省区基本达成了一致的意见,在吉林省,还纳入了《吉林省河道管理条例》中:“对于阻水的桥梁,按规定防洪标准,桥前壅水高度10cm以上30cm以下的,加高壅水回水范围内的两岸堤防;桥前壅水高度30cm以上的,由建设单位在规定的期限内改建”。从多年来审批经验来看,目前已建的松花江干流上的哈尔滨松花江公路大桥扩建工程、哈尔滨至齐齐哈尔城际铁路跨越松花江大桥、嫩江干流上的绥满高速齐甘段嫩江大桥、绥满高速富拉尔基连接线嫩江大桥、前嫩公路伊春至嫩江(省界)段嫩江县嫩江公路大桥、松原至陶赖昭铁路跨越第二松花江特大桥,在技术审查阶段最大高度均按照10cm进行控制,跨河建设项目经多年来的运行对水利工程设施无明显不利影响。综合上述分析,本次研究对松辽流域跨河建设项目最大壅水控制仍为10cm。
2 最大壅水高度计算方法研究
最大壅水高度一般采用经验公式法、一维能量方程法、二维动量方程法、物理模型实验法。
对于山区型,单一河道、对河势影响很小的河流,一般可采用经验公式与一维数学模型进行计算;对于平原型宽浅型河流,如松花江干流、嫩江干流、第二松花江干流等重点河段,一般要求采用二维数学模型或物理模型进行计算;对于重点河段上的重点防洪城市河段(依据流域防洪规划区分),如松花江干流哈尔滨市城区段、嫩江干流齐齐哈尔城区段、第二松花江干流吉林市区段等均要采用河工模型试验进行观测。对于国境界河,跨河建设项目涉及防洪安全,还涉及国际水事纠纷问题,因此,国境界河中山区型、单一河道,可采用二维数学模型计算。
经验公式法一般常用的有铁科院公式、铁三院公式、铁路桥梁鉴定公式、Henderson公式,为了对比经验公式法和一维能量方程法,选取10座典型桥梁进行统计分析,结果列于表1,由表1可以看出,当河滩路基阻断流量与设计流量的比值<10%时,铁三院公式与一维能量方程计算结果较为吻合,这和实际桥梁壅水情况也较吻合,其他情况下各个公式计算结果偏差较大,因此建议:在河滩路基阻断流量与设计流量的比值<10%时,宜用铁三院公式或一维能量方程计算桥前最大壅水高度;对于河滩路基阻断流量与设计流量的比值>10%时,宜用二维动量方程计算;对于冲淤研究或对于河滩路基阻断流量与设计流量的比值>50%,且重要的桥梁或桥梁经过重要的河段,宜用物理模型实验法。
参考文献
[1] 浦瑞年,李国斌.墩柱壅水高度计算公式的探讨[J].江苏水利,2004(6):18-19.
[2] 孙梅秀,李昌华.河港码头壅水高度计算公式[J].水运工程,1995(6):42-48.
关键词:跨河建设项目 防洪评价 最大壅水高度 计算方法
中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)08(b)-0070-02
河道管理范围内的桥梁建设项目占据行洪面积,造成汛期水位壅高,对防洪、水利管理造成影响,极大地增加了防汛抢险压力和难度。松辽流域跨河桥梁工程众多,在多年来的专家评审中,尚无统一的技术标准进行判别,亟需制定适用于松辽流域河道管理范围内审查标准。
1 最大壅水高度控制值研究
桥墩压缩河道后,桥址上游水流流速变缓,水流的动能转换为势能,表现为河道中水流的壅高,河道压缩前后的同一位置的水位差成为这一位置的壅水高度。最大壅水高度是水行政主管部门审批工程建设方案的最重要的控制性参数。
水利部建设与管理司依据堤防的安全超高值的百分比控制建设项目的最大壅水高度,《河道管理范围内建设项目技术审查要点》(征求意见稿)中3.11规定:“对于不允许越浪的河道江(海)堤,桥墩阻水引起的最大壅水高度应控制在堤顶安全超高值10%以内;对于允许越浪的江(海)堤最大壅水高度应在堤顶安全超高值的20%以内”。
松遼流域建设项目技术审查通常控制最大壅水高度不大于10cm,即最大壅水高度在10cm及以下,对水利工程无明显不利影响,堤防不需要加高培厚。依据《河道管理范围内建设项目技术审查要点》(征求意见稿)中不允许越浪的河道江(海)堤计算方法推算,堤防安全加高根据《堤防工程设计规范》进行计算,即“I级堤防安全加高为1.0m”。推算得I级堤防最大壅水高度为10cm。由此可见,松辽流域建设项目审批最大壅水高度的控制值10cm是适宜的。该控制值在流域内各省区基本达成了一致的意见,在吉林省,还纳入了《吉林省河道管理条例》中:“对于阻水的桥梁,按规定防洪标准,桥前壅水高度10cm以上30cm以下的,加高壅水回水范围内的两岸堤防;桥前壅水高度30cm以上的,由建设单位在规定的期限内改建”。从多年来审批经验来看,目前已建的松花江干流上的哈尔滨松花江公路大桥扩建工程、哈尔滨至齐齐哈尔城际铁路跨越松花江大桥、嫩江干流上的绥满高速齐甘段嫩江大桥、绥满高速富拉尔基连接线嫩江大桥、前嫩公路伊春至嫩江(省界)段嫩江县嫩江公路大桥、松原至陶赖昭铁路跨越第二松花江特大桥,在技术审查阶段最大高度均按照10cm进行控制,跨河建设项目经多年来的运行对水利工程设施无明显不利影响。综合上述分析,本次研究对松辽流域跨河建设项目最大壅水控制仍为10cm。
2 最大壅水高度计算方法研究
最大壅水高度一般采用经验公式法、一维能量方程法、二维动量方程法、物理模型实验法。
对于山区型,单一河道、对河势影响很小的河流,一般可采用经验公式与一维数学模型进行计算;对于平原型宽浅型河流,如松花江干流、嫩江干流、第二松花江干流等重点河段,一般要求采用二维数学模型或物理模型进行计算;对于重点河段上的重点防洪城市河段(依据流域防洪规划区分),如松花江干流哈尔滨市城区段、嫩江干流齐齐哈尔城区段、第二松花江干流吉林市区段等均要采用河工模型试验进行观测。对于国境界河,跨河建设项目涉及防洪安全,还涉及国际水事纠纷问题,因此,国境界河中山区型、单一河道,可采用二维数学模型计算。
经验公式法一般常用的有铁科院公式、铁三院公式、铁路桥梁鉴定公式、Henderson公式,为了对比经验公式法和一维能量方程法,选取10座典型桥梁进行统计分析,结果列于表1,由表1可以看出,当河滩路基阻断流量与设计流量的比值<10%时,铁三院公式与一维能量方程计算结果较为吻合,这和实际桥梁壅水情况也较吻合,其他情况下各个公式计算结果偏差较大,因此建议:在河滩路基阻断流量与设计流量的比值<10%时,宜用铁三院公式或一维能量方程计算桥前最大壅水高度;对于河滩路基阻断流量与设计流量的比值>10%时,宜用二维动量方程计算;对于冲淤研究或对于河滩路基阻断流量与设计流量的比值>50%,且重要的桥梁或桥梁经过重要的河段,宜用物理模型实验法。
参考文献
[1] 浦瑞年,李国斌.墩柱壅水高度计算公式的探讨[J].江苏水利,2004(6):18-19.
[2] 孙梅秀,李昌华.河港码头壅水高度计算公式[J].水运工程,1995(6):42-48.