丹凤县武关河武关镇段堤防工程的设计浅析.docVIP

丹凤县武关河武关镇段堤防工程的设计浅析 　　【摘 要】地处武关河沿岸的丹凤县武关镇，地理位置特殊，洪灾愈发频繁，危害日益严重。频繁的洪灾是制约地区国民经济可持续发展的重要障碍，堤防建设至关重要。通过分析堤防建设所在区域的自然地理环境和水文地质情况，对堤防建设的规模和标准进行了探讨，提出了科学的堤防建设方案，以促使防洪工程科学合理，保障丹凤县武关镇防洪安全。 　　【关键词】武关河；防洪工程；建设浅析 　　0 概况 　　武关河是丹江主要支流，流域总长118.7km，总流域面积900km2。发源于蟒岭南麓岭区的土地沟，自西北向东南，流经丹凤县13个乡镇于商南县毕家湾汇入丹江。武关河在丹凤县境内河长83.0km，流域控制面积724km2。平均比降8.7‰，多年平均输沙总量26.9×104t，侵蚀模数307t/km2。 　　由于项目区属典型的山区型河流，坡降陡，流速大，加之洪水陡涨陡落，因而洪水对岸坡的冲刷较为严重。近年来，由于气候异常，洪灾愈发频繁，危害日益严重。丹凤县武关河沿岸的大部分堤防已被冲毁，频繁的洪灾是制约地区国民经济可持续发展的重要障碍，修建防洪工程已成为迫在眉睫的大事。 　　1 水文 　　1.1 水文气象 　　气候属暖温带季风气候，年均气温为14.4℃，多年平均日照时数为1946小时。最大冻土深0.16米，无霜期228天。多年平均降水量688.4毫米，降雨集中在7、8、9三个月，约占全年降水量的60%，风向为东南风。 　　1.2 水文基础资料 　　工程规划区内建有武关水文站，是丹江支流武关河控制站，为省级重要水文站。该站控制流域面积724km2，站址位于丹凤县武关镇。于1959年1月建站，有1959至2010年共52年观测资料。以及《水文手册》1919年洪水调查成果。将1987年、2007年、2010年实测值与1919年调查值作为特大值处理。按不连续系列进行频率计算。经对资料系列进行统计分析，采用皮尔逊Ⅲ型概率曲线适线，得理论值：Q均=304m3/s。 Cv=1.5，Cs=2.5Cv。由武关水文站实测资料系列（考虑历史洪水）适线可得：二十年一遇洪峰流量为1510m3/s。 　　2 工程地质 　　工程区位于东秦岭东南段区域构造单元内，属秦岭纬向构造体系之褶皱带。依据《商洛地质构造纲要图》，区域主要断裂有杨斜～商南断层和金陵寺～大庙沟断层，均距工程区较远，对堤防工程无影响。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映普特征周期为0.40s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。 　　3 工程任务和设计规模 　　3.1 工程等级及防洪标准 　　依据《防洪标准》（GB50201―94）的相关说明及有关国家和地方规范，以及项目区的重要性，综合确定陕西省丹凤县武关河武关镇防洪工程的设防标准为20年一遇。本防洪工程级别为4级。 　　3.2 工程规模 　　陕西省丹凤县武关河武关铁峪铺防洪工程位于武关河左右岸，本治理工程建设内容主要为新修堤防4718m，左岸2168m（0+000～2+168），右岸2550m（0+000～2+550）；新修下河踏步10处。 　　3.3 设计堤距 　　对堤距的确定，主要用经验公式法及多年来河道的实际行洪宽度来分析确定。稳定河宽的确定通常采用两种方法，即阿尔图宁公式和由水流阻力公式、水流连续方程及河相关系式连立求解计算，本次设计采用两种不同的计算方法进行计算核定。经计算，阿尔图宁公式、水流连续方程及河相关系式连立求解公式计算出的稳定河宽为73.5m， 78.0m左右。工程区河道断面形状变化较大，部分河道主河槽两岸滩地开阔，地势较低，河道洪水主要由主槽宣泄。武关镇段河道现状河宽100～200m。依据经验公式计算结果、河道现状河宽以及工程区实际情况，最后确定武关镇段设计堤距应不小于100m。 　　3.4 堤线的平面布置 　　现状河道由于原312国道、新312国道以及两侧山体等节点的存在，基本控制了河势走向，如改线则需拆除国道，投资较大。另外，现状自然岸坎是经过长期演变形成的，较为平顺，且符合整体演变趋势，有利于武关河行洪，所以不宜变动；加之河道两侧均为当地群众农田，综合分析认为，本次设计仍与现状地形相结合，维持现状岸坎平面布置。 　　3.5 糙率的率定 　　利用武关水文站实测断面平均水深糙率（H-n）关系，给出糙率初始值，并用武关水文站2010年实测洪峰流量2020m3/s水位进行拟合，再以武关水文站水位～流量关系曲线，利用调查洪痕资料印证其可靠性，最终确定武关镇段河道P=20%的糙率为0.034。 　　3.6 设计水面线计算 　　根据伯努里能量方程，依据河段实测断面，采用水利部规划院主编《水利水电工程PC-1500