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1、5.5.3 设计洪水水面线推算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：2g1w21VhZ 式中： 、 上游断面的水位和平均流速；1V、 下游断面的水位和平均流速；2上、下游断面之间的能量损失；jfwh上、下游断面之间的沿程水头损失；lRCVf2上、下游断面之间的局部水头损失；)(21ghj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
2、 0.333，桥渡处 取值 0.050. 1。 谢才系数；C水力半径；R动能修正系数。（2）河道糙率河道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xNn1当 x1x2Nx数分别为 n1，n 2nN。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
3、 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+400 1/3500 2824+400-20+344 1/3800 20新华桥水文站至新渠渡槽20+344-19+289 1/1100 2019+289-1
4、6+535 1/1100 20清二沟至新华桥水文站16+535-14+848 1/2800 2014+848-11+280 1/2800 1811+280-9+800 1/1700 18侯汉公路至清二沟9+800-7+219 1/1700 15侯汉公路至伊桥大沟 7+219-4+365 1/580 104+363-3+661 1/580 73+661-1+494 1/300 7东干渠左岸起至伊桥大沟1+494-0+000 1/120 7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
5、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
6、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1 27+267 1113.77 1118.30 1119.95 1115.06 2 26+767 1113.91 1118.32 1119.95 1115
7、.20 3 26+718 1113.92 1118.32 1119.95 1115.21 4 26+184 1114.07 1118.35 1119.95 1115.36 5 26+019 1114.12 1118.36 1119.95 1115.41 6 25+762 1114.19 1118.37 1119.95 1115.48 7 25+529 1114.26 1118.38 1119.95 1115.55 8 25+483 1114.27 1118.38 1119.95 1115.56 9 25+162 1114.36 1118.40 1119.95 1115.65 10 24+610
8、 1114.52 1118.44 1119.95 1115.81 11 24+400 1114.58 1118.46 1119.95 1115.87 12 24+120 1114.66 1118.48 1119.95 1115.97 13 24+000 1114.69 1118.50 1119.95 1116.02 14 23+670 1114.88 1118.55 1119.95 1116.17 15 23+147 1115.02 1118.64 1119.95 1116.40 16 23+083 1115.04 1118.65 1119.95 1116.42 17 22+150 1115.
9、28 1118.82 1119.95 1116.74 18 21+886 1115.35 1118.87 1119.95 1116.82 19 21+286 1115.50 1118.99 1119.95 1117.00 20 21+190 1115.53 1119.01 1119.95 1117.03 21 21+150 1115.54 1119.02 1119.95 1117.04 22 20+350 1115.75 1119.18 1119.95 1117.26 23 20+000 1116.06 1119.25 1119.95 1117.38 24 19+486 1116.52 111
10、9.40 1119.95 1117.66 25 19+289 1116.70 1119.48 1120.08 1117.81 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26 18+911 1117.03 1119.65 1120.25 1118.09 27 18+300 1117.58 1119.98 1120.58 1118.56 28 17+770 1118.05 1120.35 1120.95 1119.03 29 17+492 1118.30 1120.57 1121.17 1119.28 30 17+400 1118.39 1120.64 1121.24 111
11、9.36 31 16+500 1119.16 1121.37 1121.97 1120.14 32 16+200 1119.28 1121.65 1122.25 1120.39 33 15+865 1119.40 1121.87 1122.47 1120.57 34 15+753 1119.43 1121.94 1122.54 1120.62 35 15+462 1119.54 1122.10 1122.70 1120.75 36 15+262 1119.61 1122.20 1122.80 1120.83 37 15+084 1119.67 1122.29 1122.89 1120.90 3
12、8 14+848 1119.75 1122.40 1123.00 1121.00 39 14+105 1120.01 1122.72 1123.32 1121.21 40 13+652 1120.17 1122.86 1123.46 1121.26 41 12+764 1120.48 1123.15 1123.75 1121.42 42 12+415 1120.60 1123.27 1123.87 1121.51 43 11+965 1120.76 1123.42 1124.02 1121.63 44 11+280 1121.00 1123.65 1124.25 1121.84 45 10+8
13、26 1121.26 1123.81 1124.41 1122.02 46 10+588 1121.40 1123.90 1124.50 1122.14 47 10+448 1121.48 1123.96 1124.56 1122.21 48 10+341 1121.54 1124.01 1124.61 1122.27 49 10+193 1121.63 1124.07 1124.67 1122.35 50 9+879 1121.81 1124.22 1124.82 1122.53 51 9+800 1121.86 1124.26 1124.86 1122.57 52 9+528 1122.0
14、1 1124.40 1125.00 1122.75 53 9+372 1122.10 1124.51 1125.11 1122.86 54 9+238 1122.18 1124.60 1125.20 1122.95 55 9+085 1122.27 1124.70 1125.30 1123.05 56 8+871 1122.39 1124.84 1125.44 1123.18 57 8+497 1122.61 1125.07 1125.67 1123.40 58 8+437 1122.64 1125.11 1125.71 1123.44 59 8+257 1122.75 1125.22 112
15、5.82 1123.54 60 8+105 1122.84 1125.31 1125.91 1123.63 61 8+049 1122.87 1125.34 1125.94 1123.66 62 7+997 1122.90 1125.37 1125.97 1123.69 63 7+469 1123.21 1125.69 1126.29 1124.00 64 7+381 1123.26 1125.74 1126.34 1124.05 65 7+219 1123.35 1125.84 1126.44 1124.14 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66 7+143
16、1123.48 1125.89 1126.49 1124.21 67 6+774 1124.12 1126.20 1126.80 1124.84 68 6+596 1124.42 1126.41 1127.01 1125.15 69 6+406 1124.75 1126.68 1127.28 1125.47 70 6+125 1125.23 1127.13 1127.73 1125.96 71 5+944 1125.54 1127.43 1128.03 1126.27 72 5+529 1126.26 1128.14 1128.74 1126.98 73 5+359 1126.55 1128.43 1129.03 1127.27 74 5+231 1126.77 1128.65 1129.25 1127.49 75 5+069 1127.05 1128.93 1129.53 1127.77 76 5+045 112
