灰河治理工程初步设计报告.doc
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1、存档编号 华北水利水电大学 North China University of Water Resources and Electric Power 毕 业 论 文题目 河南省舞阳县灰河治理工程 水文计算 学 院 水利学院 专 业 水文与水资源工程 姓 名 张涛 学 号 201103310 指导教师 和吉 陈海涛 完成时间 教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明:所提交的毕业设计(论文)是本人在指导教师的指导下,独立工作所取得的成果并撰写完成的,郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外,不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重
2、要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计(论文)作者签名: 指导导师签名: 签字日期: 签字日期:毕业设计(论文)版权使用授权书本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用毕业设计(论文)的规定。特授权华北水利水电学院可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计(论文)原件或复印件和电子文档(涉密的成果在解密后应遵守此规定)。毕业设计(论文)作者签名: 导师签名:签字日期: 签字日期:目 录1气象水文8
3、1.1流域概况81.1.1地理位置、地形、地貌81.1.2河流水系81.2河道概况81.3流域概况91.4水文气象91.5设计洪水分析111.5.1设计点雨量111.5.2设计面雨量121.5.3暴雨递减指数131.5.4暴雨时程分配131.5.5设计洪水221.5.6施工期设计洪水252工程任务与规模任务302.1地区社会经济概况302.2工程现状及存在的问题312.2.1工程现状312.2.2存在问题322.3工程建设的必要性322.4工程任务332.5工程规模及治理标准343工程设计353.1工程等别353.2设计依据353.2.1主要规程规范353.2.2有关文件和资料353.3设计原
4、则353.4工程设计363.4.1堤防工程设计443.4.2河道工程设计36摘要: 本文就舞阳县境内灰河河道的工程治理中的水文分析计算做了详细的计算1 气象水文1.1 流域概况1.1.1 地理位置、地形、地貌沙河、澧河横贯舞阳全境,灰河、泥河、唐河、骂子河、卷河、干江河等流域覆盖舞阳全境,境内地势总体西高东低,地形分岗区、平原、洼地。舞阳县土壤系西南山前坡积、堆积和河流冲积土。据资料显示:全县土壤计分4个土类,7个亚类,13个土层,26个土种。分布广泛的土种主要有粘性土和砂性土。1.1.2 河流水系灰河古称昆水,又名万泉河,发源于鲁山县楼桃山,流经鲁山、叶县于舞阳县章化乡湾杨村入境,经章化乡、
5、北舞渡镇,至北舞渡镇汇入沙河。北舞渡镇有灰河拦河闸一座。用于向灰河灌区提供灌溉水源。1.2 河道概况灰河防洪标准不足二十年一遇,河床宽20m,河深10m左右,河床比降为1/5000,现有堤防16.2km,堤顶宽3m左右,堤高不足3m。现有涵闸6座(需维修),拦河闸1座(需维修)。灰河河道现状存在的问题具体表现在:河道工程包括堤防、涵闸、桥梁、疏浚等项目绝大部分为上世纪五、六十年代所建,由于运行时间较长,运行次数频繁,加上运行期间整修加固的力度较小,致使河槽堤防、涵闸、桥梁等工程均遭受了不同程度的损坏和损毁。河槽淤积严重,过水断面减小。过堤涵闸上下游连接段损坏,钢闸门板变形,钢筋砼闸门板几何图形
6、不完整,止水损坏,启闭机锈蚀。跨河桥梁宽度较小,设计荷载标准较低,桥面板和桥墩、拦杆都有严重损坏。堤防受雨水常年冲刷,堤顶高程降低,顶部缩窄,边坡冲刷严重。1.3 流域概况灰河古称昆水,又名万泉河,发源于鲁山县楼桃山,流经鲁山、叶县于舞阳县章化乡湾杨村入境,经章化乡、北舞渡镇,至北舞渡镇汇入沙河。全流域面积506km2,舞阳境内流程9.169km。灰河流域水系情况见图2-1。表2-1 灰河主要支流桩号名称起止地点河长(km)流域面积(km2)0+650湾李沟入口章化郭庄湾李6121+200朱左沟入口章化魏楼朱左65.33+110岭谢沟入口章化榆林王桥4.53.53+160湾刘沟入口马村黄林北舞
7、渡湾刘464+100塚张沟入口北舞渡西魏塚张331.4 水文气象舞阳属温带大陆性季风气候,温暖多雨,光照充足,四季分明,夏季多偏南风,冬季多偏北风。由于季风河流的转换,四季气温高低,降水多不同。常发生涝灾和旱灾。一般旱灾多于涝灾。舞阳多年平均气温14.8,最高气温43,8,最低气温-16,平均日照2278小时,无霜期220天;平均年降雨量812.8毫米,年际分配不均,最高年降雨量1373.6毫米(1975年马湾站),最低年降雨量401.2毫米(1966年,何口站),年降雨量变差系数Cv值为0.245,年内分配亦不均匀,69月份占全年平均降雨量的60.7%,年均径流量208毫米,69月份占全年平
8、均径流量的79%。平均水蒸发量为1120毫米,干旱指数r=1.38,陆面蒸发(假定地下水无越流渗透)605毫米,舞阳属季风气候,夏季、受太平洋高温高湿控制,多偏南风,冬季,受西伯利亚冷高压控制,多偏北风,春、秋季为季风转换的过渡季节,风向变化无常。 图2-1 灰河流域水系示意图1.5 设计洪水分析由于工程区无实测径流资料,本次设计按照2005年河南省暴雨参数图集及河南省水利工程水文计算常用图对灰河水文进行分析计算。1.5.1 设计点雨量流域内无实测降雨资料,由河南省暴雨参数图集(河南省水文水资源局2005年12月编制出版)查得流域内:其中84图集中所得下表时段101624点雨量均值Ht(mm)
9、17.54592123变差系数Cv0.430.550.660.67由于资料的缺失73图集里只有平均年最大24小时雨量图,因此由73图集得:时段点雨量均值变差系数241280.48设计点雨量计算公式: 式中:t时段设计频率为P的点雨量;t时段点雨量均值;频率为P的模比系数,由雨量变差系数查皮尔逊型曲线值表求得,偏态系数84图集,不同频率设计点雨量表:时段P=1%P=2%P=5%P=10%P=20%KpHtp(mm)KpHtp(mm)KpHtp(mm)KpHtp(mm)KpHtp(mm)102.43442.5952.1838.151.83932.18251.57227.511.29622.6812
10、.962133.292.588116.462.09694.321.71977.3551.34360.43563.482320.3442.973273.5162.32213.441.838169.0961.363125.396243.536434.9283.013370.5992.343288.1891.848227.3041.365167.89573图集,不同频率设计点雨量表:时段P=1%P=2%P=5%P=10%P=20%KpHtp(mm)KpHtp(mm)KpHtp(mm)KpHtp(mm)KpHtp(mm)242.652339.4562.352301.0561.946249.0881.6
11、36209.4081.322169.2161.5.2设计面雨量按下式计算设计面雨量: 式中: 为不同暴雨历时的点面关系系数,由“84图集”第IV水文分区暴雨时面深(tF)关系图查得。当流域面积大于50km2时候,需要作点面修正。灰河总流域面积506km2,故计算设计面雨量时需要考虑不同历时暴雨的点面折减系数。各时段点面折减系数:时段10162410.7140.7550.797由万分之一地形图上量算出:河道综合坡降为1/5000,流域面积为506km2,大于50km2,因此,设计面雨量采用设计点雨量乘以点面折减系数计算。由此可得84图集的四种暴雨历时在不同频率下的设计点雨量如下:时段P=1%P=
12、2%P=5%P=10%P=20%HpHpHpHpHp1042.5938.1532.1827.5122.68195.1683.1567.3455.2343.156241.85206.50161.15127.6794.6724346.64295.37229.69181.16133.8173图集中24小时的暴雨历时在不同频率下的设计点雨量如下:时段P=1%P=2%P=5%P=10%P=20%hHpHpHpHpHp24270.55239.94198.52166.90134.871.5.3暴雨递减指数暴雨递减指数采用下式计算:n1p=1-1.285lg;n2p=1-1.285lg;n3p=1-1.661
13、lg;式中 H10p 同一设计频率年最大10分钟点雨量;H1p 同一设计频率年1小时点雨量;H6p 同一设计频率年6小时点雨量;H24p 同一设计频率年24小时点雨量; 暴雨点面折减系数。暴雨递减系数时段折减系数P=2%P=3%P=6%P=11%P=20%101nnnnnn110.7140.5513590.5651810.5879230.6110360.641043n260.7550.4794880.4923550.5130870.5323970.561502n3240.7970.7403660.7418260.7443510.7475530.7894611.5.4暴雨时程分配、净雨时程分配表
14、时间(h)1-6789101112131415161718192021222324时段雨量htHt=(H24-H19)/6H16-15H14-13H12-11H10-9H8-7H6-5H4-3H2-1H1H3-2H5-4H7-6H9-8H11-10H13-12H15-14H17-16H18-174.276.507.218.129.3511.1430.6738.1457.91133.244.9333.7812.3910.158.687.636.836.215.95雨型P=1%时的雨型P=5%的雨型时间(h)1-6789101112131415161718192021222324时段雨量htHt=
15、(H24-H19)/6H16-15H14-13H12-11H10-9H8-7H6-5H4-3H2-1H1H3-2H5-4H7-6H9-8H11-10H13-12H15-14H17-16H18-172.784.254.715.316.127.3019.1724.2137.8694.3228.8521.268.136.655.684.994.474.063.88雨型P=2%的雨型时间(h)1-6789101112131415161718192021222324时段雨量htHt=(H24-H19)/6H16-15H14-13H12-11H10-9H8-7H6-5H4-3H2-1H1H3-2H5-4H
16、7-6H9-8H11-10H13-12H15-14H17-16H18-173.625.526.116.887.939.4525.5731.9949.11116.4637.8428.2310.528.627.366.475.795.275.04雨型P=10%时的雨型时间(h)1-6789101112131415161718192021222324时段雨量htHt=(H24-H19)/6H16-15H14-13H12-11H10-9H8-7H6-5H4-3H2-1H1H3-2H5-4H7-6H9-8H11-10H13-12H15-14H17-16H18-172.173.323.774.154.78
17、5.7114.6118.6129.6177.3622.3316.276.365.204.443.893.493.163.03雨型P=20%时的雨型时间(h)1-6789101112131415161718192021222324时段雨量htHt=(H24-H19)/6H16-15H14-13H12-11H10-9H8-7H6-5H4-3H2-1H1H3-2H5-4H7-6H9-8H11-10H13-12H15-14H17-16H18-171.342.082.322.633.063.6910.1913.1521.4760.4415.9411.414.143.352.832.472.191.981
18、.89雨型当p=2%时R6(mm)n170.060.49R24(mm)n243.240.74净雨时程分配表如下1-456789101112131415161718192021222324R617.0120.4127.2164.6223.8117.01R24-R64.397.328.798.7911.738.797.337.334.404.40当p=5%时R6(mm)n113.470.51R24(mm)n161.730.74净雨时程分配表如下:1-456789101112131415161718192021222324R69.0811.3518.1649.9313.6211.35R24-R62.
19、904.835.795.797.725.794.834.832.902.90当p=10%时R6n85.720.53R24(mm)n121.640.75净雨时程分配表如下:1-456789101112131415161718192021222324R66.868.5713.7237.7210.298.57R24-R62.163.594.314.315.754.313.593.592.162.16当p=20%时,R6n47.760.56R24(mm)n67.510.79净雨时程分配表如下1-456789101112131415161718192021222324R63.823.827.6421.0
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