流量影響線法及其在中小流域橋梁水文中的應(yīng)用.pdf

1、橋梁作為交通運(yùn)輸網(wǎng)的重要組成部分，一旦發(fā)生水毀，不但會給鐵路、公路等運(yùn)輸部門帶來相當(dāng)嚴(yán)重的損失，而且影響災(zāi)區(qū)救援工作開展，威脅人民生命財產(chǎn)安全。我國位于中小流域的橋梁眾多，水文工作面廣量大，結(jié)合中小流域水文現(xiàn)狀及流域自身的特點(diǎn)，尋找一種能夠在工程實(shí)際中簡單實(shí)用并行之有效的水文計算方法具有重要意義?？紤]到洪水發(fā)生的隨機(jī)性、復(fù)雜性和不確定性，水文模型最好依據(jù)流域上歷史洪水資料建立。本文融合瞬時單位線法和結(jié)構(gòu)力學(xué)中的影響線法，提出了一種基于流

2、域歷史洪水水痕標(biāo)定的中小流域水文計算方法--流量影響線法，用以解決中小流域橋梁水文計算問題。本論文取得了如下主要研究成果：
　　 (1)對瞬時單位線法基本理論和簡支梁應(yīng)力影響線計算截面應(yīng)力的基本理論進(jìn)行融合創(chuàng)新，提出流量影響線法，將流量計算轉(zhuǎn)化為時段雨量在流量影響線三角形模型上加載的過程。
　　 (2)提出流量影響線模型參數(shù)漲水歷時tk的經(jīng)驗(yàn)計算公式：t1=0.278L/V，其中，L為主河道長度(km)，V為平均流速(m

3、/s)，無實(shí)測資料時可以采用平灘水位流速。已知實(shí)測洪峰延遲時間或多場較大洪水水位和雨量系列資料時，漲水歷時也可通過直接推求得到。
　　 (3)通過對瞬時單位線和廣東省綜合單位線簡化分析，結(jié)合中小流域的水文特性，并以廣西壯族自治區(qū)區(qū)流域?qū)崪y資料作參照，制定了中小流域流量影響線法漲、退水歷時之比t2：t2的選取標(biāo)準(zhǔn)：一般可取t1：t2=1:2；山區(qū)陡峭、流速快、植被差的小流域，取t1：t2=1:3；平原區(qū)坡度較緩、流速較慢、植被較好

4、的較大流域，取t1：t2=1:1.6。
　　 (4)提出流量影響線峰值的確定方法--依據(jù)最不利雨量荷載位置加載時的流量與水痕對應(yīng)流量相等的思想標(biāo)定流量影響線峰值。選用近期發(fā)生的較大洪水水痕資料標(biāo)定流量影響線的峰值，隱含了橋梁所在流域水文、地形、植被等因素對流域匯流的影響，理論上更符合實(shí)際。
　　 (5)對7座鐵路橋梁和8座公路橋梁進(jìn)行了流量影響線法試驗(yàn)驗(yàn)證分析，計算結(jié)果與實(shí)測值相差很小，說明流量影響線法計算結(jié)果可靠。

5、r>　　 (6)對糙率系數(shù)、漲水歷時、退水歷時、標(biāo)定洪水量級、雨量系列時段大小、雨量損失等參數(shù)的影響進(jìn)行了敏感性分析，并得出一些有益的結(jié)論，對流量影響線法理論進(jìn)行了進(jìn)一步論證與完善。
　　 (7)以寶成線青白江949號橋、包白線19號橋、廣東省梅州解放橋、京廣線大倌橋和廣東省陽東交通監(jiān)理橋5座橋梁為例，利用流量影響線法對其進(jìn)行了水文設(shè)計、抗洪能力檢算及水害實(shí)時預(yù)警預(yù)報應(yīng)用。表明流量影響線法使用方便，計算精度滿足工程實(shí)際要求，較

6、傳統(tǒng)中小流域水文計算方法具有明顯優(yōu)勢。特別是在水害實(shí)時預(yù)警預(yù)報方面，流量影響線法可隨降雨過程的繼續(xù)給出洪峰流量、洪峰水位、峰現(xiàn)時間、高水位行洪時間等洪水特征值的實(shí)時預(yù)報結(jié)果，預(yù)估洪水災(zāi)變可能性及其危險程度。這對做好水害及時預(yù)警、合理安排防洪救災(zāi)工作具有重要意義。
　　 基于歷史洪水水痕標(biāo)定的流量影響線法理論明確，使用方便，結(jié)果可靠，優(yōu)勢明顯，解決了中小流域橋梁水文計算的關(guān)鍵問題，可以為中小流域橋梁，特別是無資料地區(qū)的中小流域橋梁