西一联至西二联输油管道建设工程穿越米家川河防洪评价报告?
1111.001109.00河底高程m1107.001105.001103.001101.001099.001097.001095.00020406080100输油管1201401601802003.5m2010年米家川断面 设计50a洪水位1105.90m设计50a洪水位1106.19m起点距 m
图4-7 输油管穿越米家川断面图
流速分析值设计洪水成果与分析糙率、比降值推求设计洪水成果基本一致,成果数字接近,综合合理性分析,认为穿越断面五十年一遇洪水设计成果合理,选用参数正确,确定采用糙率、比降推求设计洪水成果。
4.3壅水分析计算
本建设项目非跨越式过河,穿越式过河对行洪畅通不产生影响,不存在壅水现象,因此不进行壅水计算和分析。 4.4最大冲刷计算
穿越断面冲刷属河床自然演变冲刷,水流对河床冲蚀淘刷,河床泥沙在水流作用下向下游搬移,冲刷分为一般冲刷和局部冲刷。
本项目建成后,不改变河流形态、河势、水流方向,冲积性河流
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天然河道在来水来沙的长期作用下,河道的边界条件与来水来沙基本上形成了相对均衡的关系,来水来沙的改变或边界条件变化会引起河道的冲刷与淤积,而局部边界条件的改变则会造成局部冲淤,建设项目不改变河流边界条件,所以不会附加新的冲刷,最大冲刷主要以设计洪水引起的河道自然冲刷为主。
1. 一般冲刷计算,主要是计算断面冲刷后的最大水深,根据河槽输沙平衡原理,依据我国实测冲刷观测资料,参照“中国土木工程学会”上推出的一般冲刷计算公式,即“桥涵水文手册 64-1公式”。
对于非粘性土河床:
?Qp?hm?5/3?????A?Lh???hpm????Ed1/6??????
3/5;
hpm~断面冲刷後的最大水深(m) ;
?B??A~单宽流量修正系数: A= ??H???0.15;
B~河槽宽度(m); H~平槽时平均水深(m) ; Qp~断面设计频率流量 ; μ~水流压缩系数,μ=1 ; L~计算水面宽度(m) ; hm~断面最大水深(m) ; h~冲刷前平均水深(m) ; E~汛期含沙量系数,E=0.66;
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d~冲洪积混合物粒径(m);
5/3
平均粒径 d=0.021m,A取1,;Qp/(μL)=7.825;(hm/h)=5.861;5/3
Ed1/6=1.096;hpm={[A Qp/(μL)*(hm/h)]/(Ed1/6)}3/5=9.40m。
最大冲刷深度hb=2.61m;
修正公式后计算:当含沙量S>10kg/m3,E= 0.86;Ed1/6=1.428;
hpm=8.02m。最大冲刷深度hb= 1.23m;
一般冲刷最大冲刷深度值采用2.61m。
《桥涵水文学》推荐的冲刷经验公式,所使用的参数较多, “64-1公式”主要用于铁路、公路跨越河道的计算,桥墩、桥涵等河道附着物构件与水流发生力学作用,使冲刷分为自然河道冲刷与建筑物构件局部冲刷,由于河流特性不一,选用参数值范围等会使计算的某些技术指标不尽一致,用局部冲刷验证计算,进行合理性分析。
2. 局部冲刷计算,依《水力学计算手册》局部冲刷适于水流平行岸坡产生的冲刷,穿越断面河道不受工程影响,也可以不进行工程构件引起的局部冲刷计算。
计算公式:hB=hp [(VP/VH)n-1], 式中:hB ~ 局部冲刷深度;
n ~岸坡系数,一般可取n =1/4; Vp~ 河道平均流速;
hp ~ 冲刷后水深;hp=p.h ; p ~最大允许冲刷系数取1.20; h ~为冲刷前水深;
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VH~ 河床非粘性泥沙允许的不冲流速;
冲刷系数查武汉水利电力学院《水力学手册》 表7-3-2 p取1.20;河道不冲刷流速参考渠道不冲刷流速见表10,取VH值为0.80 , VH=3.6(hd)1/4;d为冲洪积混合物粒径(m),平均粒径 d=0.021m,计算出hp =8.2m。
局部冲刷深度hB=0.33m。
根据一般冲刷和局部冲刷的深度,并加上适当安全值即可确定输油管埋深,一般冲刷和局部冲刷是同时发生的,但一般多分别进行计算,对计算结果分析,一般冲刷深度2.61m,局部冲刷深度0.33m,因此得出穿越河段纵向下切作用明显,反映出河床堆积物及两侧土体在洪水冲击下,小粒径级冲洪积混合物处于悬移质状态,床砂质向下游搬移明显,在输油管敷设后自然冲刷在不断交替进行,水流和泥沙相互作用驱使床面泥沙运动,冲淤现象使河床处于不断变化之中。穿越断面冲刷设计成果汇总见表11。
表10 土质渠道不冲刷流速(m3/s)
渠道土质 砂 土 砂壤土 轻壤土 中壤土 一般水深 渠道 0.35~0.75 0.4~0.7 0.55~0.8 0.65~0.9 宽浅渠道 0.3~0.6 0.35~0.6 0.45~0.7 0.55~0.8 渠道土质 重壤土 粘 土 砾 石 卵 石 一般 水深渠道 0.7~1.0 0.65~1.05 0.75~1.3 1.2~2.2 宽浅渠道 0.6~0.9 0.6~.95 0.6~1.0 1.~1.9
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表11 穿越断面冲刷设计成果汇总
项 目 设计水位 (m) 冲刷后最大水深(m) 最低冲止高程(m) P=2%,冲刷计算结果 1106.19 9.40 1096.79 现有河床最低点高程(m) 1099.40 最大冲刷深度(m) 2.61,(管道埋深设计3.50m)
冲刷计算对埋深的设计起着指导作用,最小埋深值直接影响到工程的经济、安全性,依据计算成果,在设计洪水范围内输油管道埋深要大于2.61m,施工方案确定主槽最低点最小埋深为3.50m是安全合理的,输油管要采取相应稳管防护措施。
5.防洪影响评价
工程建成后对河势的影响分析
河势就是河流形态发展和自动调整变化的趋势。它的变化与河流地质、地貌条件、水文泥沙情势、人类活动影响等密不可分,河势稳定是减免洪灾、发展经济的重要保障,项目开发与建设应保持河势稳定和保障行洪通畅。
米家川河段建设项目工程跨河方式为地表穿越式过河,不会产生壅水、阻水,过水断面无变化,工程建成后,对河道形态、河势不产
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