高新区河东路墨水河大桥防洪评价报告.doc

青岛高新区河东路墨水河大桥防洪评价报告（报批稿）证书：工咨甲 编号：11920070007青岛市水利勘测设计研究院有限公司 二九年一月工程名称：青岛高新区河东路墨水河大桥防洪评价报告设计单位：青岛市水利勘测设计研究院有限公司工程咨询资格证书：工咨甲11920070007批 准： 齐 勇审 定： 毛赞庆 校 核： 鹿文杰工程主持： 李春佐参加人员： 李春佐 汤 杰 袁明杰 李 佳 李继华 孙顺顺目 录1 概述11.1 项目背景11.2 评价依据21.3 技术线路及工作内容32 基本情况42.1 建设项目概况42.2 河道基本情况62.3 河道治理、现有水利工程及其他设施情况102.4 河道桥位段规划基本情况113 河道演变133.1 河道近期演变概况133.2 河道演变趋势分析134 防洪评价计算144.1 陆地水文计算144.2 洪水标准及计算方法154.3 墨水河流域洪水计算174.4 施工期设计洪水计算214.5 海洋气象资料分析254.6 桥梁壅水分析计算334.7 桥面标高复核354.8 冲刷分析计算374.9 施工导流395 防洪综合评价415.1 项目建设与河道规划的关系及影响分析415.2 项目建设对河道泄洪安全的影响分析415.3 项目建设对河势稳定的影响分析415.4 项目建设对堤防、护岸和其他水利工程及设施的影响分析425.5 项目建设对防汛抢险的影响分析425.6 项目建设对第三人合法水事权益的影响分析425.7 洪水对建设项目的影响426 防治与补救措施436.1 项目建设对河道规划影响的防治与补救措施436.2 洪水对建设项目的影响的防治与补救措施437 结论与建议447.1 结论447.2 建议47附图：1、项目地理位置图2、桥位平面图（共1张）3、墨水河大桥桥型布置图（共4张）4、防汛路图（共3张）1 概述1.1 项目背景为充分发挥青岛市的龙头带动作用，青岛市委、市政府提出实施“环湾保护、拥湾发展”的战略部署，以胶州湾为依托，以主城区和黄岛区、崂山区、胶州湾北岸的高新技术产业区三个辅城为支撑，把环胶州湾地区打造成城市核心圈层；以即墨、胶州、胶南为内圈层；以莱西、平度及临近的海阳、莱阳、高密、诸城为外圈层。实施“环湾保护、拥湾发展”的战略是拓展发展空间、提高城市承载力的最优选择，拥湾发展、开发滨海新城将在很大程度上缓解城市建设和产业发展所面临的土地瓶颈制约。拟建项目是青岛市高新技术产业新城区总体规划中“六横、九纵”区域性城市干道交通主骨架的“横三”。东连青岛市双流国际机场、空港商务区、空港工业园，西接高新区、产业基地以及前湾港区。成为连接青岛市最具活力、最有发展潜力的高新区和空港工业园的又一条便捷通道，进一步满足了环湾交通需求，为“拥湾发展”提供强有力的交通支撑。本项目的实施是落实“环湾保护、拥湾发展”战略的需要，它将进一步加强青岛市市区、空港工业园与高新区和胶州湾产业基地的联系，引导生产要素跨区域合理流动，缩小区域发展差距，增强高新区、产业基地和青岛的经济实力和竞争力，发展青岛市在山东省经济发展的龙头带动作用，促进青岛在新起点上实现更好更快地发展。根据中华人民共和国防洪法第三章第二十七条：“建设跨河、穿河、穿堤、临河的桥梁、道路等工程设施，应当符合防洪标准、岸线规划、航运要求和其他技术要求，不得危害堤防安全，影响河势稳定、妨碍行洪畅通；其可行性研究报告按照国家规定的基本建设程序报请批准前，其中的工程建设方案应当经有关水行政主管部门根据前述防洪要求审查同意。”为此，青岛市公路局委托青岛水利勘测设计研究院有限公司承担青岛高新区河东路墨水河大桥的防洪评价工作。1.2 评价依据1、中华人民共和国水法，（2002、9）；2、中华人民共和国防洪法，（1998、1）；3、中华人民共和国河道管理条例，（1988、6）；4、防洪标准（GB50201-94）；5、堤防工程设计规范（GB50286-98）；6、堤防工程管理设计规范（SL171-96）；7、水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-93）；8、水利工程水力计算规范（SL104-95）；9、公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）；10、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）11、海港水文规范（JTJ213-98）；12、水力计算手册（武汉水利电力学院水力学教研室编，水利电力出版社）；13、河东路东延长线墨水河大桥-红岛连接线段项目建议书（代工可）（山东省交通规划设计院）；14、青岛高新技术产业开发区防洪排涝规划（青岛市水利勘测设计研究院有限公司2008.5）；15、青岛高新技术产业区海洋环境动力条件设计参数推算技术报告；16、青岛市墨水河综合治理五期工程初步设计报告（青岛市水利勘测设计研究院有限公司2008.12）；17、河道管理范围内项目防洪评价报告编制导则（试行），（水利部办建管2004109号，2004.7）。1.3 技术线路及工作内容根据防洪法及水法有关规定，依据现有河道规划成果提出工程对洪水的影响、洪水对建设项目的影响，本项目的洪水影响评价工作内容如下：1、收集整理墨水河流域基本情况及河道治理规划等基本资料；2、掌握工程规划施工技术要求；3、对工程所在位置进行洪水计算，推求各防洪标准下的设计洪峰流量与设计洪水位；4、对工程穿越河道段进行冲刷及壅高计算；5、按照计算结果及工程实际情况，对工程进行防洪综合评价；6、根据评价结果，对遭受影响的河段，提出治理措施；7、结论和建议。132 基本情况2.1 建设项目概况2.1.1 建设项目基本情况拟建公路路线全长3.772公里（河东路东延长线墨水河大桥-红岛连接线段），起自青岛市城阳区已建成的空港工业园金刚山路西首，向西跨越工业园西环路和墨水河、洪江河，接红岛连接线（正阳路-双高路段）。本项目东连空港工业园、西接高新区，对加快青岛市环湾区域公路网主框架的形成，完善和优化区域公路网布局，加强各经济开发区间的联系，推进“拥湾保护、环湾发展”战略的实施，都将起到重要的作用。沿线经过的河流主要功能排洪除涝，在桥梁孔径布设时，根据河道规划要求，一般不压缩河道，对重要的行洪河流应充分考虑两岸大堤抗洪防汛的需要，注意与两岸堤坝连接。桥梁的位置应修在恰当的路线线位上，满足各种外部条件，桥梁结构力求经济合理，适用美观，简洁明快，方便施工，尽量标准化。拟建项目需穿越墨水河建墨水河大桥。根据墨水河现状及规划，以及路线方案的不同，初步拟定如下桥型方案：1930米简支转连续小箱梁，桥长约586米。2.1.2 建设项目技术标准及方案一、技术标准采用情况根据交通量预测结果，结合拟建项目在路网中的地位和作用、使用任务和功能要求，采用交通部部颁公路工程技术标准（JTG B01-2003）规定的一级公路标准，设计速度60公里/小时，同时满足城市道路设计规范（CJJ 3790）有关城市主干道的要求。根据青岛市城市规划的相关要求，本项目行车道推荐采用双向六车道，车道宽度3.5米，中央分隔带宽度2.0米，左侧路缘带宽度0.5米，右侧硬路肩宽度3.0米，内设右侧路缘带，其宽度0.5米。拟建项目路基工程工程范围仅包括行车道及中间带宽度共30米，桥梁宽度为规划路基全宽40米。洪水频率采用1/100。同时依照其它有关现行的部颁专业规范。二、大桥方案1、桥位选择桥位原则上服从路线走向,路桥综合考虑,并满足桥头路线标准及铁路、水利、电力、电讯、城建规划等方面的要求。桥墩布设尽量与河流流向顺直，做不到正交的交角应大于45度，当桥轴线为曲线时，应尽量采用较大的半径和较小的纵坡。沿线经过的河流，雨季排洪除涝，旱季引水灌溉，均无通航要求，在桥梁孔径布设时，一般不压缩河道，对重要的行洪河流应充分考虑两岸大堤抗洪防汛车辆通行和物资运输的需要，跨越两岸堤坝，留出抗洪防汛、物资运输车道。桥梁的位置应修在恰当的路线线位上，不因过分追求与河流正交而降低技术标准。桥梁结构力求经济合理，适用美观，简洁明快，尽量采用标准化跨经，以利机械化和工厂化施工。根据以上原则，墨水河大桥定位于河东路路线桩号K1+715、墨水河桩号2+100处。2、桥型选择桥孔布设首先充分考虑河道排洪能力，尽量避免压缩河床断面宽度，同时对桥头两侧的路基进行必要的防护。下部构造应与路线所经地带地质状况相协调，根据拟建项目所经地带为沉积巨厚的第四系地层的实际情况，采用灌注桩基础，柱式墩，薄壁、柱式或肋式桥台。3、墨水河大桥布设根据墨水河现状及规划，以及路线方案的不同，初步拟定如下桥型方案：1930米简支转连续小箱梁，桥长约586米。2.1.3 建设项目实施方案1、实施方案拟建公路全长3.772公里，一级公路标准，设计速度60公里/小时，桥梁宽度40米，工期控制二年，估算总投资27910.9万元。2、实施计划拟建项目工程量大，技术要求高，分块项目多，材料需求量大，建设衔接紧密，施工组织难度大，工期较短，资金和原材料的使用比较集中，为保证工程质量和工程进度，必须加强领导，通力协作，周密计划，精心组织，合理安排。2009年1月底前完成项目可行性研究报告批复；2009年3月底前完成初步设计及审查，2009年6月底前完成施工图设计、施工招、评标，征地拆迁，三通一平；2009年7月初正式开工，2011年7月底建成通车，工期二年。2.2 河道基本情况2.2.1 河道概况墨水河有两处发源地，主源出于崂山区惜福镇的标山、二标山、三标山一带，经棉花、楼上、演礼村通过书院水库进入即墨市团彪水库。出库后经西南贡村、南北葛村、官庄村至前留村。另一源为留村河，两源在前留村汇流后经刁家烟霞、中障村、环秀街道办事处相汇后，转西南经杨家村、大韩村。到华侨村南穿胶济铁路入城阳区至皂户村庄入胶州湾。干流比降3.87，河道全长41.52Km，流域面积392.9Km2（包括洪江河流域）。2.2.2 气象特征1、气候条件青岛市地处北温带季风气候区域，濒临黄海，受海洋和大陆的影响。一年四季分明，夏秋盛行偏南风，气候湿热多雨，无酷暑。冬春盛行偏北风，空气干冷，雨雪稀少。全市年平均气温是12.3。春季全市平均气温为11.5，气温回升缓慢，风干物燥，降雨少蒸发大，多出现春旱；夏季全市平均气温为24.0，湿热多雨，适宜作物生长，但由于降水时空分布不均，易造成旱涝并存；秋季全市平均气温14.3，气温较高，且下降缓慢，降水量仅次于夏季，有利农作物成熟和收获；冬季全市平均气温-0.4，雨量稀少。2、大气降水全市多年平均降水量为688.2mm，降水量时空分布极为不均、降水量的地区分布趋势是自东南沿海800mm向西北内陆递减至600mm，降水等值线基本呈西南东北走向。降水量年内变幅大，容易遭受旱、涝威胁。根据全市多年降水资料统计，春季（35月）降水量占全年降水量的13.9%；夏季（68月）占61.9%；秋季（911月）占19.6%；冬季（122月）只占4.6%。汛期（69月）四个月降水量占全年降水量的72.2%，其中7、8月份降水量占全年降水量的49.7%，7月份降水量最大，占全年的25.2%；枯水期（1012月及15月）八个月降水量只占全年的27.8%。由此可见，青岛地区降水量主要集中在汛期四个月，特别是7、8月份。有些年份，全年降水量主要集中在一、二次特大暴雨中，如崂山区北九水站，1997年8月份发生的一次特大暴雨，最大3天降水量达573.1mm，占该年总降水量914.4mm的62.7%，占该年8月份降水量609.8mm的94.0%。2.2.3 河道地质一、地质1、地质构造与地震依据区域地质资料，河道位于青岛海阳断块凸起V级构造单元上，根据区域地质资料结合本次勘察资料综合分析，基底地质构造简单，场地内及其附近未发现活动性断裂及明显不良地质作用。根据中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图，该区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45s。2、地下水本区地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水。主要含水层为砂层，主要补给来源为大气降水和海水入渗。该区地下水水质为咸水，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具腐蚀性。二、岩土层的分布、结构及其物理力学性质根据钻孔所揭露的地层情况，该区域内地层自上而下主要为：淤泥、粗砂、粉质粘土和基岩。淤泥：灰黑色，饱和，流塑状态，含少量贝壳碎片，层厚3.505.00m。建议该层渗透系数K=1.0010-51.5010-5cm/s，承载力特征值fak取40kPa， 极限侧阻力标准值qsk取25KPa。粉质粘土：黄褐色，灰绿色，湿，可塑，含铁锰质氧化物，切面稍有光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。顶板标高-3.40-5.15m，层厚0.405.60m。建议该层渗透系数K=1.0010-62.5010-6cm/s，粘聚力标准值ck取40kPa，内摩擦角标准值k取150。K=1.0010-62.5010-6cm/s，承载力特征值fak取140kPa， 极限侧阻力标准值qsk取45KPa。中粗砂：黄色，饱和，中密，含少量砾石，成分以石英为主，分布磨圆中等，夹有砂砾薄层。顶板标高-3.40-5.15m，层厚0.405.60m。建议该层渗透系数K=1.0010-22.5010-2cm/s，粘聚力标准值ck取0kPa，内摩擦角标准值k取35，承载力特征值fak取160kPa，极限侧阻力标准值qsk取70Kpa。夹层粉质粘土：灰褐色，饱和，流塑，含有机质，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，高压缩性。顶板标高-11.60m，层厚2.0m，建议该层渗透系数K=1.0010-62.5010-6cm/s，粘聚力标准值ck取40kPa，内摩擦角标准值k取150承载力特征值fak取120kPa，极限侧阻力标准值qsk取35Kpa。 强风化安山岩：土黄或浅褐黄色，岩体呈散体状，岩心呈碎裂状，层厚0.102.40m；层底标高-23.902.05m。建议该层承载力特征值fak取450kPa，极限侧阻力标准值qsk取65Kpa。中风化安山岩：褐黄色，岩体呈碎块短柱状，层厚0.506.60m，层底标高-28.802.55m。根据钻探和地区经验，建议其承载力特征值fak取800kPa，变形模量E可取1.0Gpa，极限端阻力标准值qpk取4000Kpa。微风化安山岩：褐黄色，岩体呈柱状，该层未被揭穿。根据钻探和地区经验，建议其承载力特征值fak取1500kPa，变形模量E可取1.5Gpa，极限端阻力标准值qpk取6000Kpa。三、建议与结论1、勘察区范围内发育一套第四系海相地层，其岩性为淤泥质粉细砂、淤泥，为软土，不宜作为天然地基。2、该区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45s。3、该区地下水水质为咸水，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具腐蚀性。4、基坑开挖时应注意排水和边坡稳定问题。2.2.4 现有防洪标准根据防洪标准（GB50201-94）和青岛市墨水河综合治理五期工程初步设计报告成果，墨水河入海口段河道设计洪水标准为50年一遇，堤防工程的级别为3级。2.3 河道治理、现有水利工程及其他设施情况墨水河经过青岛市和即墨市、城阳区政府多次治理，现已完成河道护岸砌筑61.15Km（左、右岸合计），新建改建拦河、跨河构筑物15座，铺设截污干管54.11Km，完成工程投资42573万元。其中：1999年2002年,即墨市对墨水河即墨城区段进行了综合治理，护岸砌筑26.20Km，铺设污水管道12.0Km，项目总投资8257万元。2005年2月，青岛市政府审查批准了青岛市墨水河综合治理一期工程项目建议书（代可行性研究报告），决定按照50年一遇的防洪标准进行分期治理。一期工程2005年5月开始实施，主要工程内容为河道清淤、拓宽12.41Km，护岸砌筑8.48 Km，新建、改建桥梁2座，铺设截污干管24.49 Km，完成工程投资8725万元。2006年3月，青岛市政府审查批准了青岛市墨水河综合治理二期工程初步设计报告。二期工程主要内容为河道清淤、拓宽、护岸7.49Km（左右岸合计），新建拦河、跨河构筑物6座，铺设截污干管17.62Km。完成工程投资9956万元。2007年3月，青岛市政府审查批准了青岛市墨水河综合治理三期工程初步设计报告。三期工程主要内容为河道清淤、拓宽、护岸8.78Km（左右岸合计），新建拦河、跨河构筑物4座。完成工程投资7435万元。2008年3月，青岛市政府审查批准了青岛市墨水河综合治理四期工程初步设计报告。四期工程主要内容为河道护岸长10.20Km（两岸合计），接长张家西城南桥1座，新建桥梁2座，护砌大沽河倒虹1座，新建水质自动检测站1座。完成工程投资8200万元。墨水河经以上几年的治理，河道治理段两岸环境得到了很大的改善，河道防洪能力有了明显的提高。2.4 河道桥位段规划基本情况及相关特征值墨水河与洪江河口以下至入海口，现状河道内侧多为虾池，淤积严重。为了从根本上解决墨水河的防洪问题，青岛市政府计划对墨水河进行五期工程治理。城阳段建设内容包括3部分：1、新建海堤0.5Km；2、新建堤防及护岸3.05Km（不包括右岸洪江河堤防规划建设）；3、虾池清淤清障4000亩。即墨段：河道清淤、护岸砌筑3.53Km（两岸合计）。墨水河大桥位于墨水河桩号2+100处，桥位处主河槽宽528m，河底高程为0.225m。左岸堤顶高程5.203m，堤顶宽5m；右岸堤顶高程4.5m，防浪墙顶高程5.300m，堤顶宽8m，两岸采用砌石护坡。根据高新区规划河道右岸拟建河口湿地生态保护区和湿地体育公园。3 河道演变3.1 河道近期演变概况近几年来，随着墨水河入海口附近养虾池的连年增多，阻碍河道行洪，致使原先单独入海的洪江河也在入海口处与墨水河汇合，从而使墨水河流域的集水面积增加57Km2。3.2 河道演变趋势分析为了全面提高河道的防洪排涝能力，确保当地经济发展和社会稳定，创造良好的河道自然环境，各级政府对墨水河进行了分期综合治理工程。目前防洪标准达到为50年一遇，河道行洪能力进一步加强，周边自然环境明显改善。随着墨水河第五期治理工程的深入，各级政府管理措施的加强，墨水河原有的河道入海口被占及淤堵现象将进一步减少，河道行洪将更加顺畅，河势发生大改变的可能性不大。随着青岛市委、市政府提出实施“环湾保护、拥湾发展”的战略部署。高新区位于胶州湾北部的羊毛沟也进行了防洪排涝规划，规划后的河道入海口淤堵现象将彻底解决，河道两侧进行护砌，河道水流更加平稳顺畅，河势发生大改变的可行性不大。4 防洪评价计算4.1 陆地水文计算4.1.1 水文气象青岛高新区各入海河流控制流域属暖温带季风气候，因面临黄海，气候特点是：空气湿润，气候温和，雨量较多，四季分明。具有春迟、夏凉、秋爽、冬长的气候特征。流域多年平均气温在12左右，历年极端最高气温37.3，极端最低气温-18.6，最大风速为20m/s。历年最大冻土深度0.62m，最大降雪深度0.27m。根据水文观测资料分析，流域内降雨量较丰沛，台风是形成特大暴雨的主要原因。多年平均年降水量688.2mm，降水量年内、年际变化较大。年内降水量多集中在69月四个月内,约占年降水量的70%左右,历年最大年降水量1424.8mm(1975年),最小年降水量270.3mm(1981年)，最大年降水量是最小年降水量的5.3倍；多年平均陆上水面蒸发量为1042.7mm。4.1.2 流域概况墨水河（淮涉与墨水两河的通称）有两处发源地，主源出于崂山区惜福镇的标山、二标山、三标山一带，经棉花、楼上、演礼村通过书院水库进入即墨市团彪水库。出库后经西南贡村、南北葛村、官庄村至前留村。另一源为留村河，两源在前留村汇流后经刁家烟霞、中障村、环秀街道办事处相汇后，转西南经杨家村、大韩村。到华侨村南穿胶济铁路入城阳区至皂户村庄入胶州湾。干流比降3.87，河道全长41.52Km，流域面积392.9Km2（包括洪江河流域），保护范围2个市5个镇，45个村庄。墨水河主要支流有龙泉河、留村河、段村南河、宅子头河、土桥头河、西流峰河、仲林河、潘家庄河、小寨子河。流域内建有中型水库两座，分别为书院水库和石棚水库，其中书院水库总库容为1349万m3，控制面积为11Km2；石棚水库总库容为1140万m3，控制面积为15Km2。流域内还建有团彪、翟家、小范家、段村等四座小（一）型水库。4.1.3 水文站网分布情况水文部门自1959年在流域内和流域附近建有即墨水文站。即墨水文站位于墨水河流域。该站有自设站起的降雨、径流等实测资料。流域内和流域附近还设有挪城、山角底、即墨、段村、团彪、棉花、窑上等雨量站。青岛市高新区河流及流域附近水文站网分布见图4-1。4.2 洪水标准及计算方法根据国家防洪标准（GB50201-94）有关规定和河东路东延长线墨水河大桥-红岛连接线段、青岛市墨水河综合治理五期工程初步设计报告和青岛高新技术产业开发区防洪排涝规划，墨水河大桥设计洪水标准为100年一遇，本次计算墨水河100年一遇、50年一遇、10年一遇3个标准的设计洪水。由于墨水河大桥桥位断面均未设水文站，没有实测洪水资料，采用间接法推求设计洪水。本次使用设计暴雨推求设计洪水的方法来进行计算。图4-1 青岛市高新区河流示意图4.3 墨水河流域洪水计算4.3.1 设计面雨墨水河流域面积392.9Km2，附近有即墨、挪城水库、段村、团彪、棉花、窑上和山角底等雨量站，使用这些雨量站的资料，采用算术平均，年最大值选样，统计平均年最大3日、24h面雨量，组成墨水河流域面均年最大3日、24h面雨量系列，矩法计算均值、Cv、Cs值，P-曲线适线，计算成果见表4-1，24h、3日频率曲线分别见图4-2、图4-3。50图4-2 墨水河流域年最大24h降雨量频率曲线图4-3 墨水河流域年最大3日降雨量频率曲线 墨水河流域设计暴雨成果表 表4-1区域时段均 值CvCs/Cv各设计频率雨量（mm）（mm）适线p=0.33%p=1%p=2%p=10%墨水河全流域24h101.10.553.5358.9299.3261.8173.93日122.40.553.5434.5362.3317210.54.3.2 产流计算暴雨的日程分配采用山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法（以下简称办法）中的降雨量日程分配：第一天：H第1日=0.35（H3d-H24h）第二天：H第2日=0.65（H3d-H24h）第三天：H第3日=H24h青岛市高新区各条河流控制流域属于胶东半岛区，按照各单元流域面积和流域内平原比例，选择适当的设计前雨，查算山东省水文图集提供的暴雨径流关系表得到净雨量。4.3.3 设计净雨时程分配墨水河流域暴雨时程分配见表4-2。墨水河流域暴雨时程分配（300Km2面积500Km2） 表4-2t=2h时段123456789101112第一日净雨53.9406.1第二日净雨3040237第三日净雨814.529.72012.12.351.51.22.11.624.3.4 瞬时单位线汇流演算采用瞬时单位线法推求设计洪水。根据山东省水文图集中给定的山丘平原混合地区瞬时单位线参数公式：M1=K*F0.33J-0.27R-0.20Tc0.17其中：K根据平原面积占全面积的百分比确定；F集水面积（Km2）；J干流坡度，由各条河流流域资料查算得到；R净雨量（mm），产流计算得到的结果；Tc有效净雨历时（h），根据雨型表确定。求得M1后用净雨过程乘以瞬时单位线即得到各流域不同频率的设计洪水。墨水河流域有石棚、书院两座中型水库，其中书院水库流域面积11Km2，石棚水库流域面积15 Km2，两水库流域面积占墨水河全流域面积的比重较少（仅占全流域面积的6.7%），从设计洪水安全角度出发，计算时不考虑这两座水库的调蓄作用。墨水河流域不同频率设计洪峰流量成果见表4-3。 墨水河流域不同频率设计洪水成果表 表4-3河道名称断面各设计频率洪峰流量（m3/s）1%2%10%墨水河桥位处171014508724.4 施工期设计洪水计算由于工程位置处没有实测径流资料，无法直接计算施工期设计洪水，因此，采用设计暴雨法推求工程施工期（10月5月）设计洪水。根据各水库经验，施工期洪水水量较小，经过流域内的水库时会被水库完全拦蓄，因此计算施工期设计洪水时，集水面积采用各条河流水库以下区间的面积，白沙河中游建有崂山水库，墨水河中上游建有书院水库、团彪水库、石棚水库、翟家水库、小范家水库和段村水库，计算时扣除这些水库的集水面积。4.4.1 施工期设计面雨计算由于施工期属于枯季，降水历时通常较短，因此计算时采用1日的设计雨期。高新区流域附近有崂山水库、阎家山、挪城、山角底、即墨等雨量站，采用这些雨量站的资料，采用算术平均，年最大值选样，统计平均枯季年最大1日面雨量，组成全流域枯季面均年1日面雨量系列，采用矩法计算均值、Cv、Cs值，P-曲线适线，计算成果见表4-4，枯季1日频率曲线分别见图4-4。 枯季最大24h设计面雨成果表 表4-4区域时段均 值CvCs/CvP=10%P=20%（mm）适线面雨量面雨量墨水河流域1日360.553.575.661.9图4-4 高新区枯季全流域最大1日降雨量频率曲线4.4.2 施工期净雨计算设计暴雨资料的净雨计算参照山东省水文图集，由于施工期属于枯季，因此设计前雨取Pa=20mm，青岛市高新区各条河道控制流域属于胶东半岛区，查算山东省水文图集提供的暴雨径流关系表得到净雨量。4.4.3 施工期洪水净雨时程分配施工期洪水净雨时程分配与以上各条河流设计洪水采用的方法相同。4.4.4 施工期洪水瞬时单位线汇流演算施工期洪水瞬时单位线汇流演算与以上各条河流设计洪水采用的方法相同。施工期设计洪水计算过程见表4-5，设计洪水成果见表4-6。 施工期设计洪水计算过程表 表4-5t=2h序号p=10%各流域流量过程线(m3/s)p=20%各流域流量过程线(m3/s)13.283.2824.734.12310.27.2742214.1538.723.9652.932.1760.236.4860.636.6957.134.51050.931114426.91237.523.21331.919.9142717.11522.414.41618.3121714.81018128.36199.797.06208.076.06216.765.31225.794.74235.084.33244.564.03254.193.81263.923.65273.733.54 施工期设计洪水成果表 表4-6频率设计洪峰流量（m3/s）P=10%60.6P=20%36.64.5 海洋气象资料分析由于工程区没有长期的风观测资料，而小麦岛离工程区较近，利用小麦岛海洋站1983年1月1989年12月、1994年1月2005年12月的每天24个小时正点10分钟平均观测记录。一、各月各风向频率分布各月和全年个风向出现频率统计情况见表4-1。由上表可以看出全年以E、NW、NNW风为主，三向风频率之和为35.7%；静风最少，为2.1%；NNE、W次之，各为2.6%、3%。冬季（122月）NW和NNW风占主导地位，静风最少，SSE、SE向风也很少出现。其代表月1月份，以NW、NNW风出现频率最高，分别为23.9%、18.6%；其次是WNW、N，出现频率分别为8.8%、8%；静风最少，为1.1%；SSE、SE、ESE各向风也很少，频率分别为1.5%、2.2%。春季（35月）是由冬季向夏季过度的季节。与冬季相比，春季的风向比较分散，且偏南风明显增多。其代表月4月份，以E风出现频率最高，为19.5%；其次为ENE风，出现频率为11.8%；NNE风最少，为1.6%；静风、W风也很少，频率为3.3%。夏季（68月）各月与冬季相反，风向多集中在SEENE各向，WSWNNE各向风很少出现。其代表月7月份，以ENESE风出现频率最高，分别为12.7%、19.7%、11.3%和10%；NNE风最少，频率为1.1%；NNWN、WWNW各向风也很少，频率均在3%以下。秋季（911月）和夏季相比，偏北风和偏西风明显增多，SEENE向风明显减少，9、10月份风向相对分散一些，11月份已接近冬季风特征。其代表月10月份，以NNW风出现频率最高，为14.9%；静风最少，频率为2.1%；NEENE各向风也很少，频率为2.2%和2.3%。二、各向各级别风速频率各向各级别风速频率统计值见表4-8，风速级别为0.3m/s5.4m/s时，SW、S向出现频率最大，分别为7.16%、6.30%；风速级别为5.5m/s7.9m/s时S、SE向出现频率最大，分别为2.97%、2.35%；风速级别为8.0m/s10.7m/s时E、NW向出现频率最大，分别为1.80%、1.21%；风速级别为10.8m/s13.8m/s时NW、ENE向出现频率最大，分别为0.41%、0.32%；风速级别为13.9m/s17.1m/s时E、ENE向出现频率最大，分别为0.28%、0.09%；SEWNW向频率为0.0%，即这8个方向没有出现13.9m/s17.1m/s的风速；当风速17.2m/s时E向出现频率最大，为0.04%，ENE次之，为0.02%，NE次次之，为0.01%，除此3个方向其他各向的频率为0.0%，即没有出现过17.2m/s的风速。 各月各向风出现频率（） （19832005年） 表4-7 月份风向123456789101112平均N87.25.43.62.51.21.65.298.89.17.95.8NNE2.62.52.31.61.41.11.13.25.243.132.6NE2.83.13.343.84.65.44.93.72.22.22.23.5ENE3.35.11011.813.61512.78.842.32.12.17.6E57.914.719.522.424.519.714.98.45.53.83.112.5ESE2.24.37.38.99.813.111.310.38.45.32.81.97.1SE2.23.65.1668.8109.26.95.52.61.65.6SSE1.52.93.94.23.64.55.75.854.62.41.43.8S3.34.45.45.14.53.96.16.58.26.14.42.55SSW4.45.254.54.33.84.34.26.66.86.74.65SW5.25.24.64.24.23.54.343.3466.45.34.7WSW3.23.23.33.84.12.63.22.21.93.33.73.83.2W3.83.73.73.33.82.52.52.21.92.63.33.83.1WNW8.87.24.93.83.42.52.22.94.15.87.78.25.1NW23.916.59.96.95.53.33.35.99.314.219.425.612NNW18.616.39.67.25.32.42.67.211.614.918.420.911.3C1.11.81.61.71.82.63.93.21.72.1222.1 各向各级别风速出现频率（）（19832005年） 表4-8级别（m/s）风向0.3-5.45.5-7.98.0-10.710.8-13.813.9-17.117.2合计N3.851.290.530.140.030.015.85NNE1.880.430.20.040.0102.65NE3.210.130.050.01003.41ENE5.810.880.520.210.060.017.49ENE8.872.131.150.340.08012.57ESE5.950.780.240.050.0107.03SE4.930.440.130.040.0105.55SSE3.380.270.060.01003.72S4.260.510.180.04004.99SSW3.730.860.380.110.0205.1SW3.560.740.330.070.0104.71WSW2.560.410.160.02003.15WSW2.60.260.110.030.0103.01WNW3.520.830.50.180.050.015.09NW7.242.661.460.50.140.0212.03NNW6.552.751.440.460.10.0311.33合计71.8915.377.462.250.540.197.6三、各月各向平均风速该海域平均风速较小，为3.6m/s。各月平均风速以11、12月最大，为4.1m/s；7月份最小，为3.0m/s。11、12月份风速偏大，主要是冷空气频繁影响的缘故。全年以NNW-N风速较大，平均为4.8m/s；NE向平均风速最小，为2.5m/s；SSE向平均风速也较少，为2.8m/s。 各月各向平均风速（m/s）(1983-2005年) 表4-9月份风向123456789101112平均N4.355.55.64.93.43.53.54.14.54.64.44.4NNE3.23.94.34.83.83.12.43.23.83.93.83.73.7NE2.12.22.52.82.72.42.42.82.82.52.32.42.5ENE4.44.24.244.23.83.44.45.154.34.84.3ENE3.93.53.93.73.83.53.244.23.94.23.13.7ESE3.12.7333.13.13.13.83.94.13.643.4SE2.62.52.52.62.62.82.83.23.43.63.63.23SSE2.72.52.52.52.42.42.733.13.13.63.22.8S3.23.12.82.82.32.32.33.13.33.53.73.63SSW4.23.73.53.22.82.72.83.23.94.45.15.13.7SW4.53.433.12.72.52.733.54.64.85.13.6WSW3.82.932.72.82.52.42.934.44.64.53.3WSW3.12.82.83.13.12.62.732.53.33.63.63WNW4.24.44.64.84.33.93.13.23.23.844.24NW5.15.35.65.75.34.44.13.73.74.34.95.14.8NNW5.45.86.26.15.84.64.43.94.34.55.15.15.1月平均3.73.63.83.83.53.133.43.644.14.13.6四、各月各向最大风速各月各向最大风速见表4-10。表中可以看出各月10分钟平均最大风速以5月最大，风速为27.8m/s，风向为NNW，出现在2004.6.16，受气旋影响生产；11月次之，风速为25.9m/s，风向为NNE；最小是7月，风速为19.7m/s，风向为