水面线计算推求

1、根据防洪设计标准及洪水分析，设计流量采用P=10%设计洪峰流量确定整治河道的治导岸线。根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。（1）水面线推算的基本公式水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程，在相邻断面之间建立方程，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。具体如下： 式中： 、 上游断面的水位和平均流速； 、 下游断面的水位和平均流速；上、下游断面之间的能量损失；上、下游断面之间的沿程水头损失；上、下游断面之间的局部水头损失；局部水头损失系数，根据水力计算手册，由于断面逐渐扩大的取值0.333，桥渡处取值0.050. 1。谢才系数；水力半径；动能修正系数。（2）河道糙率河道

2、的粗糙系数受到河床组成床面特性、平面形态及水流流态、植物、岸壁特性等影响，情况复杂，不易估计，本工程河道基本顺直，床面平整，经过整治的河床粗糙系数可以采用水工设计手册第一卷P1-404介绍的当量粗糙系数；设总湿周的各组成部分，及所对应的粗糙系数分别为n1，n2nN。选用砂土及淤泥渠道n=0.030；砌石护面n = 0.030；草皮n = 0.030。本工程护坡基本为干砌块石及草皮，护底采用天然地层。根据水位情况可以计算出不同水位下的综合糙率为0.030。（3）水面线计算成果根据城市发展规划和河段所处的地理位置条件，确定河道横断面采用梯形断面型式。护坡类型共有草土体结合柳桩护坡、干砌石结合格栅石

3、笼护脚护坡两种，护坡边坡均为1:2。结合上下游河床实际宽度和河道比降合理拟定断面底宽和纵向比降。为了不改变现有河势和水沙冲淤平衡，河道设计底坡尽量与天然河道底坡一致。表5-1 治理段设计底宽及纵向比降分段统计表治理段范围设计纵向比降河底宽度新渠渡槽至入黄口27+267-24+4001/350028新华桥水文站至新渠渡槽24+400-20+3441/38002020+344-19+2891/110020清二沟至新华桥水文站19+289-16+5351/11002016+535-14+8481/280020侯汉公路至清二沟14+848-11+2801/28001811+280-9+8001/170

4、0189+800-7+2191/170015侯汉公路至伊桥大沟7+219-4+3651/58010东干渠左岸起至伊桥大沟4+363-3+6611/58073+661-1+4941/30071+494-0+0001/1207根据清水沟的地形条件，按照控制断面侯汉公路断面（桩号4+365）、尹桥大沟（7+219）、清二沟（14+848）、新华桥水文站（24+400）、新渠渡槽（24+400）处的设计流量，从下游往上游逐段推算水面线。其中23+08326+767段由于受到黄河洪水顶托作用，水位抬升，水面线需要进行修正。具体方法是：根据黄河50年一遇设计洪水位1118.30m作为起始控制断面，应用水面

5、线推算的基本公式，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。计算出的设计洪水水面线加上0.6m的堤顶超高即为堤顶高程，由于设计入黄口断面处黄河大堤堤顶高程1119.95m，本次设计的堤顶要和黄河大堤进行衔接，所以根据黄河大堤堤顶高程1119.95m对设计堤顶进行修正后，黄河50年一遇设计洪水位与清水沟入黄段设计水面线水位相同的位置，就是黄河回水的终点。用逐段试算法分别推求清水沟10年一遇、施工期（34月、911月）五年一遇设计洪水水面线。黄河叶盛段多年平均流量890 m3/s（1969年至2008年龙羊峡建库后），相应水位1113.15m，推算得清水沟入黄口设计渠底高程为1114.87m，因此不考虑

6、黄河水位对施工期洪水的顶托作用。计算成果见表5-2。表5-2 清水沟设计水面线计算成果表 单位：m序号桩号设计渠底高程设计水面线设计堤顶高程施工期水面线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