MIKE21FM模型在跨河橋梁防洪影響評(píng)價(jià)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(duì)河道行洪的影響,應(yīng)用mike21模型模擬建橋后的河道水流,進(jìn)而進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià).根據(jù)老哈河上游4處參證水文站推求橋址處設(shè)計(jì)洪水.采用riegl三維激光掃描儀測(cè)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(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分.對(duì)糙率等參數(shù)率定后,采用mike21模型進(jìn)行模擬計(jì)算.計(jì)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(duì)河道行洪安全影響較小.實(shí)踐證明應(yīng)用mike21模型模擬河道水流其效果良好,合理的評(píng)價(jià)結(jié)果為工程的防洪安全提供了保障.在實(shí)踐中應(yīng)做好對(duì)糙率等參數(shù)的率定,以保證模型的正確運(yùn)行.

自開展河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理以來,松遼流域?qū)绾訕蛄悍篮樵u(píng)價(jià)技術(shù)審查尚未制定統(tǒng)一的技術(shù)審查標(biāo)準(zhǔn),本文總結(jié)了多年來跨河橋梁防洪評(píng)價(jià)技術(shù)審查的經(jīng)驗(yàn),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(tái)布設(shè)等方面提出了適用于松遼流域跨河橋梁建設(shè)項(xiàng)目防洪影響評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)研究 董新美 (山東省水利科學(xué)研究院,山東濟(jì)南　250013) 關(guān)鍵詞:防洪評(píng)價(jià);高速公路;跨河大橋;工程影響 中圖分類號(hào):tv87　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b　　　　文章編號(hào):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(jì)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(xiàng)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?yán)锍桃淹黄?000km,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(píng)價(jià)所需資料 1、項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告（或者施工圖設(shè)計(jì)報(bào)告）。 所提供報(bào)告中確保包含各個(gè)橋梁的基本情況、設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)、 施工方案、橋型布置等。如果沒有設(shè)計(jì)報(bào)告，也可提供可研報(bào)告，但 需保證可研中包含上述內(nèi)容。 施工方案含施工時(shí)間、施工導(dǎo)流、墩臺(tái)及基礎(chǔ)施工要點(diǎn)等， 橋型布置一般是作為橋型布置圖提供。 2、項(xiàng)目工程地質(zhì)勘察報(bào)告。 若沒有項(xiàng)目工程地質(zhì)勘察報(bào)告，可用項(xiàng)目所處位置地質(zhì)情況 說明代替。 3、項(xiàng)目立項(xiàng)批復(fù)文件復(fù)印件。 也可以是項(xiàng)目備案確認(rèn)書，只需要提供復(fù)印件。 4、項(xiàng)目建設(shè)對(duì)范圍內(nèi)的第三人合法水事權(quán)益是否影響。如有補(bǔ)償協(xié) 議，需提供復(fù)印件。 5、如項(xiàng)目為老橋改建，需提供老橋建造時(shí)的批復(fù)文件復(fù)印件。 圖紙： 1、項(xiàng)目總平面布置圖。 此項(xiàng)為整條線路的平面圖，標(biāo)注出各個(gè)橋梁的位置。 2、橋位平面布置圖 此項(xiàng)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(píng)價(jià)是橋梁防洪設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作,直接影響橋梁的運(yùn)行效果。依照陽大鐵路(陽泉北站—義東溝村)施工項(xiàng)目跨河橋梁的設(shè)計(jì)構(gòu)想,結(jié)合各項(xiàng)工作的實(shí)際進(jìn)展情況,及防洪評(píng)價(jià)方面的工作要求,在充分利用現(xiàn)有資料的前提下,對(duì)跨河橋梁的基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)行防洪評(píng)價(jià)的影響測(cè)算,提出對(duì)陽大鐵路涉河橋梁工程的設(shè)計(jì)修改要求,確保陽大鐵路工程的防洪運(yùn)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(gè)主要方面。本文簡要介紹了跨河橋梁防洪影響的計(jì)算方法,并以太澳高速某跨河大橋?yàn)槔?分析其建橋后的壅水和沖刷現(xiàn)象對(duì)河道行洪和橋梁本身的影響。

隨著我國經(jīng)濟(jì)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(xiàng)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(píng)價(jià)的問題,進(jìn)行計(jì)算提出建議,采取有效防治及補(bǔ)救措施。

以《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水規(guī)范》為基礎(chǔ),結(jié)合《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》及多年工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)高速路跨河橋梁防洪評(píng)價(jià)內(nèi)容、流程、計(jì)算方法進(jìn)行了總結(jié)闡述,并提出防洪措施,以減少洪水對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的影響。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,交通不暢成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。為支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,許多跨河大橋便應(yīng)運(yùn)而生,跨河大橋的建設(shè)將帶動(dòng)黃河兩岸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。依據(jù)防洪法和國家計(jì)委、水利部《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》(水政【1992】7號(hào)),對(duì)于河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目,必須進(jìn)行防洪評(píng)價(jià)。

通過對(duì)疏港路奎山高架橋跨崮子河橋梁進(jìn)行防洪評(píng)價(jià)計(jì)算,分析傅疃河和潮水對(duì)崮子河橋址處洪水影響,確定合理的設(shè)計(jì)洪峰流量和設(shè)計(jì)水位,然后進(jìn)行水文分析、洪水分析、河勢(shì)影響分析等工作,進(jìn)行了防洪影響綜合評(píng)價(jià)。經(jīng)論證,橋梁的修建對(duì)河道防洪未構(gòu)成影響,并對(duì)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(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)的計(jì)算內(nèi)容和評(píng)價(jià)方法。本文首先進(jìn)行防洪評(píng)價(jià)計(jì)算,然后進(jìn)行水文分析、洪水分析、河勢(shì)影響分析等工作,在此基礎(chǔ)上做出防洪影響綜合評(píng)價(jià)。經(jīng)論證,橋梁的修建時(shí)河道防洪基本沒有影響。最后對(duì)可能出現(xiàn)的問題提出了合理化建議。

對(duì)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(duì)跨河橋梁進(jìn)行防洪評(píng)價(jià)是一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。本文從實(shí)際角度出發(fā),通過實(shí)踐,提出了跨河橋梁防洪評(píng)價(jià)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題,促使防洪工作的全面開展。

針對(duì)跨河橋梁防洪影響評(píng)價(jià)中普遍存在的問題,結(jié)合近年來的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過對(duì)建立跨河橋梁防洪影響評(píng)價(jià)基本框架和指標(biāo)體系的研究,就跨河橋梁防洪影響的評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)計(jì)算方法進(jìn)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(jì)人員商榷,為今后開展評(píng)價(jià)工作提供參考。

壅水計(jì)算是橋梁防洪評(píng)價(jià)報(bào)告中的關(guān)鍵內(nèi)容,目前多采用經(jīng)驗(yàn)法,計(jì)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(jì)算模型對(duì)橋梁涉河河段進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過一維水面曲線結(jié)算結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行率定分析。結(jié)果表明,mike21fm二維水流計(jì)算模型的模擬精度能夠滿足對(duì)該河段洪水分析計(jì)算的要求。

為使跨河橋梁防洪評(píng)價(jià)計(jì)算成果更加準(zhǔn)確、合理，總結(jié)分析了多種橋梁壅水簡化公式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。在此基礎(chǔ)上以實(shí)際工程為例，用簡化公式法中的8種簡化公式對(duì)同一個(gè)跨河橋梁壅水進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析與討論，給出了較為適用于跨河橋梁壅水高度計(jì)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(duì)水文分析計(jì)算、施工期洪水計(jì)算、河勢(shì)影響分析等防洪評(píng)價(jià)計(jì)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(zhǔn)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(jì)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(jì)算公式計(jì)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(jì)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(yàn)公式對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明兩者的計(jì)算值相差均較小,hec-ras用于跨河橋梁的壅水計(jì)算是合適的。

采用mike21平面二維數(shù)學(xué)模型對(duì)涉河荊岳鐵路公安長江大橋的防洪影響進(jìn)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(jì)算結(jié)果與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了該數(shù)學(xué)模型的模擬精度能滿足防洪評(píng)價(jià)計(jì)算的精度要求。

本文以擬建長伊高速公路跨伊通河大橋?yàn)槔?采用mike11模型,計(jì)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(duì)伊通河樂山段河道行洪、堤防、護(hù)岸等水利工程、防汛搶險(xiǎn)的影響及對(duì)第三方合法水事權(quán)益的影響。分析計(jì)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(duì)大橋建設(shè)存在的防洪不利影響,提出了相應(yīng)的補(bǔ)救措施。結(jié)論可對(duì)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(píng)價(jià)計(jì)算范圍對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。研究發(fā)現(xiàn),阻水比隨著計(jì)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(jì)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(jì)算范圍時(shí),二者不一定同步達(dá)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(jì)算范圍可以分別進(jìn)行選取而不一定采用同一計(jì)算范圍。建議阻水比計(jì)算采用河道管理范圍或橋下行洪范圍,壅水高度計(jì)算盡量從防洪安全角度考慮選擇最不利工況,即采用整個(gè)行洪范圍。