庫區變動回水段港口工程設計思考

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摘要：當前，山區河流水利樞紐在建設的過程中在很大程度撒航改變了天然河道的自然水文特征，天然河道和水庫之間具體的變動回水段區呈現出了兩種不同的水流特征，在水利工程建設的過程中，變動回水段改口工程設計水位的方法還沒有一個相對比較統一的觀點，所以這也是當前需要集中精力解決的一個問題。本文主要分析了庫區變動回水段港口工程設計水位確定方法，以供參考。

關鍵詞：庫區變動回水段；港口工程；設計水位

我國是一個地域十分廣闊，同時河流數量也非常多的一個過渡，所以這也給我國的內河航運發展創造了非常好的條件，當前我國的水利工程建設數量越來越多，而變動回水段港口工程設計水位的確定也就成了一個非常重要的環節，在這樣的情況下，我們需要對回水段港口工程設計水位確定的方法進行簡要的分析和研究。

1變動回水港口設計水位計算的方法

碼頭設計的水位確定在港口工程設計的過程中是非常重要的一項內容，在山區河流建設的過程中，通常都要修建一些水利樞紐工程，這對工程的綜合使用有著十分重要的作用，因為樞紐建設之后改變了河流原有的水文特征，同時還引起了上下游河段流沙和河床的變化，所以庫區的上下游碼頭設計水位確定相比之前會更加的復雜，針對同行建筑物口外連接段到編動回水區末端之間的碼頭，設計高水位從而使得流量和不同的壩前水位組合，從而構成一個相對比較確定的數值。設計低水位的時候應該保證低水回水簇二者之間的低水回水簇能夠得到確定。還有一些研究人員提出變動回水區河流的流量資料樣本的一致性非常強，這樣的情況下，我們可以通過流量資料的計算而得到設計流量的具體數值，之后再對近期的水位流量關系查到設計最低同行的水位值，但是在水庫蓄水之后，處在變動回水段的水位流量會產生非常大的變化，大流量對應的有可能不是高水位，所以采用這種方式確定設計水位是不合理的。當前，我國現行的規范當中沒有提到樞紐上游碼頭設計水位的計算方法，但是相關的標準當中已經給出了規定，重現期洪水重現期洪水和相應的汛期壩前水位組合在一起，也可以將把錢正常的蓄水水位或者是設計擋水水位和不同級別的入庫流量組合在一起，從而得到各組的回水曲線，將其上包線當做是各個點設計最高的同行水位，同時還要將其計算到河床淤積所引發的水位抬高的數值。在設計最低同行水位的時候應該將多年的歷時保證率的入庫流量和其對應的把錢消落水位組合在一起，同時還要將把錢死水位或者是地運行水位和不同級別的入庫流量組合在一起，這樣就得到了多個回水曲線，將其下包線當做是沿程各個點的最低同行設計水位。同時還要將其計算到河床沖淤可能引發的水位變化當中。

2變動回水段碼頭設計低水位的確定

2.1算術平均法

算術平均法通常就是將每一年的算術最低水位平均數當做設計的低水位。我們在使用這種算法的時候可以對歷年的水文狀況等予以全面的總結和歸納。但是如果豐水年的數量相對較多的時候，通常會使得設計的水位和實際的稅務相比出現偏高的問題，為了防止這種現象的發生，我們可以在水文序列當中選出枯水年，之后再用枯水年最低水位的算術平均數當做最低設計水位。這種方法在應用的過程中對水文數據的組數要求較多，不然就會出現較大的誤差，雖然其計算的方法比較簡單，但是這種方法的不足也十分明顯，因此沒有得到廣泛應用。

2.2綜合歷時曲線法

歷時曲線通常也被人們叫做保證率曲線或者是累計頻率曲線。這種曲線能夠反映出河流徑流分配的特征。在曲線繪制的時候，我們可以采取很多形式，其中應用最廣的就是以年為時段，水位以日平均值為準，這一曲線被人們稱作日水位歷時曲線。這種方法主要是對多年的水文變化情況予以體現，在航運效益的評價方面采用的是通航日保證率來評價。這種方法比較適合使用在河流補給源相似，變量的年際變化也不是非常明顯且資料系列五較長的工程當中，但是如果徑流年際變化比較明顯或者是設計的要求比較嚴格的時候，使用這種方法就無法充分的發揮其優勢。

2.3保證率頻率法

保證率頻率法就是要在保證率的概念當中融入頻率的概念，就是對m年繪制出的m調保證率曲線對任何一條指定其保證率，每一年都應該有和其相互對應的水位，保證率頻率法通常就是將水位當成是隨機變量，之后在累積頻率曲線上獲得指定頻率條件下所獲得的水位當做是設計的水位。

3變動回水段設計高水位的確定

3.1關于山區河流碼頭設計高水位確定方法的探討內河碼頭設計最高水位是指河流中船舶或船隊在港口正常營運作業時的上限臨界水位。根據《河港工程總體設計規范》及《內河航道與港口水文規范》(JTJ214-200叻規定:樞紐上游河段碼頭設計高水位應根據樞紐壩前正常蓄水位或設計擋水位時的沿程回水曲線確定，并應計入河床可能淤積引起的水位抬高值，當該值低于規定的數值時，應按規定確定。由于山區河流的主要特征是洪水時期水位暴漲暴落，且洪水歷時時間短、水流形態惡劣，船舶難以航行，在一定洪水流量下被迫停航。在山區港口的營運過程中，為了保證船舶的停靠及航行安全，不得不定出禁航水位。因此，對于山區變動回水段的港口設計高水位采取日、旬、月均流量(水位)作為統計量進行頻率分析，而不以洪峰流量(水位)作為統計變量，本文以旬均水位作為統計樣本進行頻率分析。

3.2兩種設計高水位計算方法的比較

3.2.1旬均最大水位重現期計算法

按照規范規定，重鋼碼頭設計高水位重現期選擇10年，即以十年一遇洪水作為設計高水位，則洪峰累積頻率為T10。現行的傳統確定設計高水位的方法，是以歷最高瞬時年洪峰流量(水位)作為統計樣本進行頻率分析。由于本文的原始資料以旬均流量作為計算樣本，則采用每年的最大旬平均水位作為統計樣本來進行頻率計算，按選配的頻率曲線推算出某一指定頻率下的水位作為設計最高水位。

3.2.2瞬時最大洪峰重現期計算方法

根據歷年瞬時最大洪峰流量統計其頻率及適線計算的結果，天然狀態下和樞紐蓄水后的水位即為設計高水位，兩種狀態下的設計高水位仍然相差不大，但是均大于按旬均水位統計得到的設計高水位。因此說明采用旬平均流量作為統計量有效的降低了設計高水位，大大降低了洪峰對碼頭引起的浪費，能夠有效節省工程造價。

4結論

當前我國的水利工程建設質量和水平在不斷的提高，在這樣的情況下，人們也逐漸的展開了庫區變動回水段港工程設計水位確定方法的研究，在研究的過程中雖然已經有了很大的進展，但是還存在著一些問題，這需要研究人員的積極努力。

參考文獻

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作者：向凱 谷陽 單位：河南省交通規劃設計研究院股份有限公司