簡介： 本工程為一跨河交通橋工程，是座大橋，橋梁的洪水計(jì)算至關(guān)重要，關(guān)系重大，應(yīng)按百年一遇洪水設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵字：大橋 水文水利計(jì)算
根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)及《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004) 規(guī)定，確定采用設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)一百年一遇，設(shè)計(jì)防潮標(biāo)準(zhǔn)一百年一遇。
考慮下游海潮頂托及崮河匯流對(duì)擬建傅疃河跨河交通橋工程的泄洪影響，百年一遇設(shè)計(jì)洪水。傅疃河跨河交通橋工程處區(qū)間流域面積(不含日照、馬陵水庫控制流域面積，下同)470.4km2，平均干流比降0.0019m/m；其中崮河總流域面積159.7km2，平均干流比降0.00225m/m。傅疃河干流上游日照水庫，控制流域面積548km2，平均干流比降0.00246m/m，溢洪道有閘控制泄洪，根據(jù)山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院編《日照市日照水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中調(diào)洪演算原則，遇一百年一遇洪水時(shí)，控制泄量為2570m3/s。由于本工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為一百年一遇，所以本次計(jì)算日照水庫不再進(jìn)行調(diào)洪演算，直接取用上述泄量。彭家河支流上游馬陵水庫，控制流域面積48km2，平均干流比降0.005m/m，溢洪道有閘控制泄洪，遇一百年一遇洪水時(shí)，控制泄量為826m3/s。
本次計(jì)算采用實(shí)測(cè)暴雨資料瞬時(shí)單位線法推求設(shè)計(jì)洪水流量過程。
傅疃河流域地形為山丘區(qū)，山高坡陡，洪水暴漲暴落，洪峰持續(xù)時(shí)間短，洪水多由最大24小時(shí)暴雨形成。如采用三日暴雨，經(jīng)計(jì)算，前兩日洪水不影響最大洪峰流量結(jié)果，故設(shè)計(jì)雨期選用24小時(shí)暴雨。
降雨計(jì)算：由日照市水文水資源監(jiān)測(cè)局提供該流域內(nèi)的日照水庫雨量站1959~1997年實(shí)測(cè)暴雨資料統(tǒng)計(jì)參數(shù)。流域內(nèi)多年平均最大24小時(shí)降雨量H24=122.5mm，變差系數(shù)CV=0.60。采用CS=3.5CV，查皮爾遜Ⅲ型曲線得二十年一遇的模比系數(shù)KP，求得遇一百年一遇洪水設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量，再由點(diǎn)面雨量關(guān)系換算系數(shù)求得設(shè)計(jì)面雨量。計(jì)算結(jié)果見表5－1。
表5-1 點(diǎn)面雨量計(jì)算表
P(%) | KP | 點(diǎn)雨量(mm) | 面雨量(mm) | |
| 崮河流域 | 交通橋工程處干流區(qū)間 | |||
1 | 3．20 | 392 | 363 | 348．9 |
設(shè)計(jì)凈雨計(jì)算：采用降雨~徑流關(guān)系推求。利用《山東省大中型水庫防洪安全復(fù)核洪水計(jì)算辦法》中提供的泰沂山南區(qū)P+Pa~R關(guān)系曲線，求得設(shè)計(jì)凈雨量。其中，P為面雨量，Pa為前期影響雨量。推求得百年一遇設(shè)計(jì)凈雨，見表5-2。設(shè)計(jì)雨型選用《計(jì)算辦法》中泰沂山南北區(qū)二小時(shí)雨型，設(shè)計(jì)凈雨時(shí)程分配見表5-3。
表5-2 凈雨量計(jì)算表
| P(%) | 凈雨量(mm) | |
崮河流域 | 交通橋工程處干流區(qū)間 | |
| 1 | 332.5 | 310.0 |
表5-3 凈雨時(shí)程分配成果表
| 時(shí)段Δt(2h) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 合計(jì) |
| 分配比例(%) | 0 | 1.5 | 0.3 | 1.9 | 1.4 | 2.4 | 13.2 | 22.0 | 37.7 | 9.2 | 7.2 | 3.2 | 100 |
| 崮河流域 | 0 | 4.99 | 1.00 | 12.97 | 12.97 | 9.64 | 45.6 | 70.49 | 114.71 | 28.26 | 21.28 | 10.64 | 332.5 |
| 交通橋處 | 0 | 4．62 | 7．13 | 12.09 | 18.29 | 12.09 | 43.09 | 61.07 | 96.10 | 26.35 | 19.22 | 9.92 | 310.0 |
設(shè)計(jì)洪水流量過程推求：由計(jì)算參數(shù)M1，求得瞬時(shí)單位線。根據(jù)設(shè)計(jì)凈雨和瞬時(shí)單位線，推求得二十年一遇設(shè)計(jì)洪水過程線。
經(jīng)計(jì)算，瞬時(shí)單位線參數(shù)M1見表5-4。
表5-4 瞬時(shí)單位線參數(shù)M1表
P(%) | M1 | |
崮河流域 | 交通橋工程處干流區(qū)間 | |
1 | 2.87 | 3.80 |
設(shè)計(jì)洪水流量過程線計(jì)算成果見表5-5、表5-6。
表5-5 崮河設(shè)計(jì)洪水過程
時(shí)段Δt(2h) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
流量Q(m3/s) | 1.60 | 30.8 | 65.6 | 108 | 237 | 258 | 439 | 993 | 1670 | 1800 |
時(shí)段Δt(2h) | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
流量Q(m3/s) | 942 | 523 | 246 | 65.7 | 14.9 | 3.84 | 1.95 | 1.65 | 1.60 | 1.60 |
表5-6 傅疃河跨河交通橋工程處干流區(qū)間設(shè)計(jì)洪水過程線線
時(shí)段Δt(2h) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
流量Q(m_3/s) | 3.11 | 43.5 | 104 | 181 | 380 | 474 | 750 | 1600 | 2800 | 3340 |
時(shí)段Δt(2h) | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
流量Q(m3/s) | 2310 | 1380 | 726 | 291 | 95.9 | 29.0 | 9.87 | 4.61 | 3.44 | 3.18 |
根據(jù)區(qū)間來水情況，考慮日照水庫和馬陵水庫泄洪影響，
并適當(dāng)考慮錯(cuò)峰影響，計(jì)算傅疃河跨河交通橋工程處最大洪峰流量，即為設(shè)計(jì)洪峰流量。成果見表5-7。
表5-7 設(shè)計(jì)洪水特征值成果表
位置 | 匯流時(shí)段 | 馬陵水庫泄量（m3/s） | 日照水庫泄量（m3/s） | 崮河流域來水（m3/s） | 區(qū)間來水（m3/s） | 合計(jì)流量（m3/s） | |
崮河流域 | 干流區(qū)間 | ||||||
跨河交通橋工程處 | 8 | 8 | 826 | 2570 | 1670 | 2800 | 7870 |
9 | 9 | 826 | 2570 | 1800 | 3340 | 8540 | |
10 | 10 | 826 | 2570 | 942 | 2310 | 6650 | |
11 | 11 | 826 | 2570 | 523 | 1380 | 5300 | |
由表5-７可知，傅疃河跨河交通橋工程百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為8540m3/s。
選用石臼港海洋站提供的1968～2000年實(shí)測(cè)歷年最高潮位(見表5-8)，組成長系列資料進(jìn)行分析。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，采用極值Ⅰ型(也稱耿貝爾型)曲線適線，進(jìn)行潮位頻率分析計(jì)算，成果見表5-9。
表5-8 石臼港海洋站歷年最高潮位及發(fā)生時(shí)間表
年·月·日 | 潮位(m) | 年·月·日 | 潮位(m) | 年·月·日 | 潮位(m) |
1968.7.11 | 2.28 | 1979.10.7 | 2.43 | 1990.8.21 | 2.78 |
1969.7.31 | 2.47 | 1980.8.28 | 2.49 | 1991.6.10 | 2.57 |
1970.9.17 | 2.65 | 1981.9.1 | 2.88 | 1992.8.31 | 2.97 |
1971.9.6 | 2.59 | 1982.7.23 | 2.54 | 1993.9.17 | 2.57 |
1972.7.27 | 2.52 | 1983.9.9 | 2.62 | 1994.6.26 | 2.64 |
1973.9.1 | 2.56 | 1984.7.31 | 2.63 | 1995.7.13 | 2.50 |
1974.8.19 | 2.78 | 1985.8.20 | 2.96 | 1996.8.1 | 2.66 |
1975.8.9 | 2.63 | 1986.6.23 | 2.42 | 1997.8.20 | 3.08 |
1976.7.1 | 2.69 | 1987.8.11 | 2.54 | 1998.7.25 | 2.62 |
1977.9.12 | 2.54 | 1988.7.30 | 2.63 | 1999.5.18 | 2.73 |
1978.9.18 | 2.66 | 1989.9.17 | 2.83 | 2000.8.31 | 3.02 |
多年平均 | 2.65 | ||||
表5-9 石臼港海洋站長系列年最高潮位重現(xiàn)期成果表
實(shí)測(cè)年限 | 計(jì)算公式 | 統(tǒng)計(jì)參數(shù) | 重現(xiàn)期（年） | ||||||||
均值(m) | 均方差S | 1000 | 500 | 200 | 100 | 50 | 20 | 10 | 5 | ||
1968~2000 | 耿貝爾曲線 | 2.65 | 0.18 | 3.67 | 3.56 | 3.41 | 3.30 | 3.19 | 3.04 | 2.92 | 2.82 |
由表5-9可知，百年一遇設(shè)計(jì)潮位為3.30m。
經(jīng)計(jì)算，傅疃河入海口由泄洪引起的斷面水位遠(yuǎn)高于百年一遇設(shè)計(jì)潮位(3.30m)，故潮位對(duì)河道泄洪不產(chǎn)生影響，按明渠計(jì)算壩址段河道行洪水深。根據(jù)河道現(xiàn)狀，傅疃河跨河交通橋工程附近河段，河道斷面為復(fù)式斷面，推得河道百年一遇行洪水位（黃海56高程）7.90m。
根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004)橋下凈空高度的規(guī)定，確定橋梁梁底的高程為8.45m（黃海56高程）
