MIKE21FM模型在跨河橋梁防洪影響評價中應(yīng)用

新建赤峰至京沈高鐵喀左站鐵路工程跨越老哈河.為研究工程對河道行洪的影響,應(yīng)用mike21模型模擬建橋后的河道水流,進而進行防洪影響評價.根據(jù)老哈河上游4處參證水文站推求橋址處設(shè)計洪水.采用riegl三維激光掃描儀測量河道地形,結(jié)合1:1萬地形圖處理后,采用三角形網(wǎng)格對計算區(qū)域進行網(wǎng)格劃分.對糙率等參數(shù)率定后,采用mike21模型進行模擬計算.計算結(jié)果表明,老哈河鐵路橋修建后壅水高度較小,流場變化不大,對河道行洪安全影響較小.實踐證明應(yīng)用mike21模型模擬河道水流其效果良好,合理的評價結(jié)果為工程的防洪安全提供了保障.在實踐中應(yīng)做好對糙率等參數(shù)的率定,以保證模型的正確運行.

自開展河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理以來,松遼流域?qū)绾訕蛄悍篮樵u價技術(shù)審查尚未制定統(tǒng)一的技術(shù)審查標(biāo)準,本文總結(jié)了多年來跨河橋梁防洪評價技術(shù)審查的經(jīng)驗,從橋位選擇、橋跨總體布置、橋梁與河道交角、梁底高程與河灘引路頂高程、橋墩布設(shè)、承臺布設(shè)等方面提出了適用于松遼流域跨河橋梁建設(shè)項目防洪影響評價的具體技術(shù)審查要求.

水利發(fā)展研究　2008·4 68　 跨河大橋防洪影響評價研究 董新美 (山東省水利科學(xué)研究院,山東濟南　250013) 關(guān)鍵詞:防洪評價;高速公路;跨河大橋;工程影響 中圖分類號:tv87　　　　文獻標(biāo)識碼:b　　　　文章編號:167121408(2008)0420068202 　　　　　　　　　　 收稿日期:2007211227 作者簡介:董新美(1964—),女,工程技術(shù)研究員。 　　隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 投入的加大,河道建設(shè)項目越來越多,規(guī)模越來越 大,涉及面也越來越廣,各類跨河、穿河、臨河工 程逐年增加。作為我國高速公路第一大省的山東, 近年來高速公路建設(shè)再次提速,到2007年底高速 公路通車里程已突破4000km,為建成“五縱連四 橫、一環(huán)繞山東”高速公路網(wǎng)絡(luò)

橋梁防洪影響評價所需資料 1、項目初步設(shè)計報告（或者施工圖設(shè)計報告）。 所提供報告中確保包含各個橋梁的基本情況、設(shè)計防洪標(biāo)準、 施工方案、橋型布置等。如果沒有設(shè)計報告，也可提供可研報告，但 需保證可研中包含上述內(nèi)容。 施工方案含施工時間、施工導(dǎo)流、墩臺及基礎(chǔ)施工要點等， 橋型布置一般是作為橋型布置圖提供。 2、項目工程地質(zhì)勘察報告。 若沒有項目工程地質(zhì)勘察報告，可用項目所處位置地質(zhì)情況 說明代替。 3、項目立項批復(fù)文件復(fù)印件。 也可以是項目備案確認書，只需要提供復(fù)印件。 4、項目建設(shè)對范圍內(nèi)的第三人合法水事權(quán)益是否影響。如有補償協(xié) 議，需提供復(fù)印件。 5、如項目為老橋改建，需提供老橋建造時的批復(fù)文件復(fù)印件。 圖紙： 1、項目總平面布置圖。 此項為整條線路的平面圖，標(biāo)注出各個橋梁的位置。 2、橋位平面布置圖 此項為每一座橋梁的平面布置圖（含兩側(cè)堤防堤頂高程、河灘 高程、河床底高程）。

橋梁防洪影響評價是橋梁防洪設(shè)計的一項重要工作,直接影響橋梁的運行效果。依照陽大鐵路(陽泉北站—義東溝村)施工項目跨河橋梁的設(shè)計構(gòu)想,結(jié)合各項工作的實際進展情況,及防洪評價方面的工作要求,在充分利用現(xiàn)有資料的前提下,對跨河橋梁的基礎(chǔ)建設(shè)進行防洪評價的影響測算,提出對陽大鐵路涉河橋梁工程的設(shè)計修改要求,確保陽大鐵路工程的防洪運行安全和鐵路沿線的公路、村莊、工礦企業(yè)水利工程的汛期安全。

在河道上修建橋梁,直接影響河道的行洪是否順暢及堤防的安全。壅水和沖刷是影響河道行洪、堤防安全的兩個主要方面。本文簡要介紹了跨河橋梁防洪影響的計算方法,并以太澳高速某跨河大橋為例,分析其建橋后的壅水和沖刷現(xiàn)象對河道行洪和橋梁本身的影響。

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的加大,河道建設(shè)項目越來越多,規(guī)模越來越大,涉及面也越來越廣,各類跨河、穿河、臨河工程逐年增加.

本文通過介紹了某跨河橋梁防洪評價的問題,進行計算提出建議,采取有效防治及補救措施。

以《水利水電工程設(shè)計洪水規(guī)范》為基礎(chǔ),結(jié)合《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》及多年工程經(jīng)驗,對高速路跨河橋梁防洪評價內(nèi)容、流程、計算方法進行了總結(jié)闡述,并提出防洪措施,以減少洪水對建設(shè)項目的影響。

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,交通不暢成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的重要因素。為支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展,許多跨河大橋便應(yīng)運而生,跨河大橋的建設(shè)將帶動黃河兩岸經(jīng)濟的發(fā)展。依據(jù)防洪法和國家計委、水利部《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定》(水政【1992】7號),對于河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目,必須進行防洪評價。

通過對疏港路奎山高架橋跨崮子河橋梁進行防洪評價計算,分析傅疃河和潮水對崮子河橋址處洪水影響,確定合理的設(shè)計洪峰流量和設(shè)計水位,然后進行水文分析、洪水分析、河勢影響分析等工作,進行了防洪影響綜合評價。經(jīng)論證,橋梁的修建對河道防洪未構(gòu)成影響,并對可能出現(xiàn)的問題提出了合理化建議。

以保阜高速引線跨越唐河橋梁為例,來說明穿越江河橋梁進行防洪影響評價的計算內(nèi)容和評價方法。本文首先進行防洪評價計算,然后進行水文分析、洪水分析、河勢影響分析等工作,在此基礎(chǔ)上做出防洪影響綜合評價。經(jīng)論證,橋梁的修建時河道防洪基本沒有影響。最后對可能出現(xiàn)的問題提出了合理化建議。

對于在河道上修建橋梁來說,保障河道行洪安全是橋梁建設(shè)的重要基礎(chǔ),因此,對跨河橋梁進行防洪評價是一項重要工作內(nèi)容。本文從實際角度出發(fā),通過實踐,提出了跨河橋梁防洪評價中應(yīng)注意的幾個問題,促使防洪工作的全面開展。

針對跨河橋梁防洪影響評價中普遍存在的問題,結(jié)合近年來的工程實踐經(jīng)驗,通過對建立跨河橋梁防洪影響評價基本框架和指標(biāo)體系的研究,就跨河橋梁防洪影響的評價內(nèi)容、評價指標(biāo)、評價計算方法進行系統(tǒng)的總結(jié)分析,并就相關(guān)影響給出常見的防治措施,與廣大工程設(shè)計人員商榷,為今后開展評價工作提供參考。

壅水計算是橋梁防洪評價報告中的關(guān)鍵內(nèi)容,目前多采用經(jīng)驗法,計算結(jié)果的合理性難以判定。文章結(jié)合寶賢中橋?qū)嵗?采用mike21fm二維水流計算模型對橋梁涉河河段進行數(shù)值模擬,并通過一維水面曲線結(jié)算結(jié)果對模型進行率定分析。結(jié)果表明,mike21fm二維水流計算模型的模擬精度能夠滿足對該河段洪水分析計算的要求。

為使跨河橋梁防洪評價計算成果更加準確、合理，總結(jié)分析了多種橋梁壅水簡化公式的優(yōu)缺點和適用條件。在此基礎(chǔ)上以實際工程為例，用簡化公式法中的8種簡化公式對同一個跨河橋梁壅水進行了對比計算，并對計算結(jié)果進行了分析與討論，給出了較為適用于跨河橋梁壅水高度計算的簡化公式。

s222開遂線新店鎮(zhèn)三趙村至大陳村段新建沙河大橋、澧河大橋、唐河大橋。新建沙河大橋位于郾城區(qū)龍城鎮(zhèn)常灣西南橫跨沙河,新建澧河大橋位于源匯區(qū)陰陽趙鎮(zhèn)下魏村西北橫跨澧河,新建唐河大橋位于源匯區(qū)大劉鎮(zhèn)白寺村東北橫跨唐河。文章通過對水文分析計算、施工期洪水計算、河勢影響分析等防洪評價計算,得出了沙河大橋、澧河大橋、唐河大橋的建設(shè),滿足河道防洪標(biāo)準要求的結(jié)論。

建立了基于有限體積法的平面二維非恒定流數(shù)學(xué)模型,采用黎曼近似解通量差分裂(fds)格式計算通過各單元邊的水流法向數(shù)值通量,并應(yīng)用相關(guān)的懸移質(zhì)、推移質(zhì)河床變形計算公式計算沖淤變化。模型應(yīng)用于浙江省49省道溫溪至鶴城段改建工程河道水流狀況的模擬,結(jié)果表明工程修建后工程段的中間部位以上以及外側(cè)附近水位略有壅高,最大壅高值0.03m;工程區(qū)附近流速減緩、靠近河道中央流速略微增大,最大增幅約0.12m/s,河道沖淤幅度在0.3m以內(nèi)。

利用hec-ras計算了兩種洪水工況下跨河橋梁建設(shè)前后的水面線,確定了橋梁建設(shè)后引起壅水的高度,并利用規(guī)范的經(jīng)驗公式對計算結(jié)果進行了驗證,結(jié)果表明兩者的計算值相差均較小,hec-ras用于跨河橋梁的壅水計算是合適的。

采用mike21平面二維數(shù)學(xué)模型對涉河荊岳鐵路公安長江大橋的防洪影響進行模擬研究。工程中橋墩概化采用局部地形和局部糙率修正方法,將數(shù)學(xué)模型的計算結(jié)果與物理模型試驗結(jié)果進行對比分析,驗證了該數(shù)學(xué)模型的模擬精度能滿足防洪評價計算的精度要求。

本文以擬建長伊高速公路跨伊通河大橋為例,采用mike11模型,計算了伊通河大橋建設(shè)前后橋位斷面處河道水位的橋前壅高變化情況,分析了大橋建設(shè)對伊通河樂山段河道行洪、堤防、護岸等水利工程、防汛搶險的影響及對第三方合法水事權(quán)益的影響。分析計算結(jié)果表明:伊通河大橋建成后河道水位壅高二十年一遇洪水雍高0.03m,回水長度30m；100年一遇洪水雍高0.05m,回水長度70m,并針對大橋建設(shè)存在的防洪不利影響,提出了相應(yīng)的補救措施。結(jié)論可對伊通河大橋建設(shè)工程提供重要技術(shù)指導(dǎo)和理論支撐。

以典型工程為例,研究了漫灘河段跨河橋梁工程防洪評價計算范圍對計算結(jié)果的影響。研究發(fā)現(xiàn),阻水比隨著計算范圍增大而增大,而壅水高度則由于既受到橋梁阻水比的影響,也受到橋位河段水文特性的影響,因此并不隨著計算范圍和阻水比同步變化。當(dāng)阻水比和壅水高度采取相同計算范圍時,二者不一定同步達到規(guī)范控制要求。為兼顧規(guī)范控制要求及防洪安全,阻水比和壅水高度的計算范圍可以分別進行選取而不一定采用同一計算范圍。建議阻水比計算采用河道管理范圍或橋下行洪范圍,壅水高度計算盡量從防洪安全角度考慮選擇最不利工況,即采用整個行洪范圍。