河道一般冲刷深度分析计算-孙双元要求.doc
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1、说明:本摘抄来自水规总院的孙双元,目的在于将冲刷计算用于水调工程的设计之中。本摘抄共有两部分关于冲刷计算的内容第一部分 6 河道一般冲刷深度分析计算 61 冲刷深度计算方法 在天然河道上修建建筑物后,由于缩窄了河道宽度,增加了单宽流量和过水断面流速,从而引起的河床冲刷和变形可称为一般冲刷。根据水利部长江水利委员会南水北调中线工程渠道倒虹吸土建部分初步设计大纲中的要求,一般冲刷按铁路桥渡勘测设计规范TBJl786(铁道鄯1987年7月)规定的方法进行计算。经对青沙菏南、北两汊过水断面形态和河床质分析,应按“规范”中规定的非粘性土河床及单河槽计算。 非粘性土河床的河槽一般冲刷公式如下:E系数表 含
2、沙量(kgm3) 10 E O46 O66 O86 62 交叉断面附近河床质及平均粒径 应用上述公式计算河道一般冲刷时,需分析确定交叉断面河床质的平均粒径。根据我院地勘队提供资料,南沙河与总干渠交叉河段南槽倒虹吸长1200m,有一个地质纵剖面(沿建筑物轴线地质纵剖面和三个地质横剖面),布孔17个,孔深20622m,孔距24150m。河床岩性为粗、细粒双层结构,分属第二工程地质单元和第三工程地质单元。第二工程地质单元分布亍河床018m,其上部为砂卵石含漂石,卵石磨圆度较好,大部分砂较纯净;下部砂卵石、中卵石含量偏低,一般无漂石,砂中含土质较多。经筛分平均粒径d50=529mm。 北槽倒虹吸全长8
3、00m,共布有19个钻孔,组成建筑物轴线纵剖面和四条横剖面、孔距25150m,孔深2040m,自地表至lom深度内属第二工程地质单元,河床质由砂卵石组成,砂卵石中含漂石,卵石含量约6070,次磨圆度。经筛分平均粒径d50=843mm。 63 计算成果 根据上述南沙河南、北槽河床质平均粒径等数据和一般冲刷公式,对南北槽不同方案、不同标准洪水进行冲刷分析计算,成果见表6一l 在计算中,对亍南沙河南槽倒虹吸的设计方案和补充方案1,考虑不同标准洪水的主槽流量约占河槽总过流量的8595左右,为了工程安全,忽略滩地行洪,总过流量全部计入主槽内,推算河槽部分的冲刷深度。第二部分水流阻力相似、水流挟沙相似、泥
4、沙悬移质相似、泥沙起动相似、悬移质引起的河床冲淤变形相似和河型相似七个方面。此外,为保证模型与原型水流流态相似,还需满足以下两个限制条件: (1)模型水流必须是紊流; (2)水流不受表面张力的干扰。 穿河工程所在河段河槽宽浅,模型必须通过几何变态来满足模型处于紊流区且使水深满足不受表面张力影响的要求。根据场地条件,确定水平比尺为500,垂直比尺为80,几何变率为625。 根据水流相似条件,求得流速比尺为84,流量比尺为357771,由水流阻力相似条件求得糙率比尺为083,水流运动时间比尺为56等。 (4)壅水计算法 壅水计算包括壅水高度与壅水长度计算。 根据建筑物的类型,大型渠穿河工程的壅水高
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