梅县松口大桥设计水位推算及防洪评价分析

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摘要：防洪设计洪水位的确定是建立在对防洪区域(流域)的水情、工情充分认识的基础之上的,本文针对梅县松口大桥设计水位推算及防洪评价进行了分析。

关键词：大桥水位；推算；防洪评价

中图分类号： TV87 文献标识码： A 文章编号：

松口镇是梅县重要的经济文化重镇，梅江河横穿松口，将其分为南北两部分。现在松口镇交通主要依靠始建于1931年的梅东桥，该桥由于修建年代久，整座桥出现结构性损坏，属于危桥。为保证当地群众生命财产安全，梅县政府拟在该桥下游约300米处重建一座松口大桥。依据国家计委、水利部《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水政[1992]7号），对于河道管理范围内建设项目，应进行防洪评价，编制防洪评价报告。

1 建设项目设计

1.1 建设项目设计方案

根据梅州市公路勘察设计院编制的《梅县松口梅东桥改建及引道工程一阶段施工图设计》设计报告中的设计图显示，该桥梁桥总长307.16m，引道总长度为2.203km。桥梁的汽车荷载等级设计为公路-II级，大桥第六跨为通航桥跨，通航航道等级为V级，最高通航水位为57.48m（珠基）。桥面设计高程为69.00m。该桥上部采用4×30m+48.56m+85m+48.56m预应力连续箱梁，下部1#～4#墩采用柱式墩，5#～6#墩采用薄壁墩，肋式台，钻孔灌注桩基。

1.2 河道基本情况

1.2.1 梅州市概况及河流地形地貌

梅州市位于广东省东北部，地处韩江流域中上游。它东与福建省龙岩市毗邻，西与河源市相接，南与揭阳市、潮州市、汕尾市相连，北与福建省武平县及江西省寻邬县接壤，其地理位置坐标为东经115°18′～116°56′、北纬23°23′～24°56′，东西直线宽167 km，南北直线长172 km。

1.2.2河流水系特点

梅州市地处山区丘陵区，地形复杂，岭谷众多，河流溪涧纵横密布，集水面积100 km2以上的河流有53条，它们绝大部分属于韩江流域，小部分属于榕江流域和东江流域。

1.3 暴雨与洪水

1.3.1 暴雨特点

梅州市位于莲花山脉的背风坡，南来的暖湿气流受莲花山阻挡难于进入；北有武夷山，西北有九连山，弱冷空气难于逾越，强冷空气南下又一越而过，形成暴雨的条件较差。前汛期4-6月主要是受西南低空气流暴雨和锋面雨，后汛期7-10月主要是受热带风暴和台风雨影响，每年约有三至四次。

1.3.3河流洪水特点

梅江洪水主要来自琴江，洪水成因主要受锋面雨和热带气旋雨所造成,每年4～6月的暴雨多属锋面雨，出现中高水位的洪水次数较多；7～9月较大暴雨多属热带气旋雨，降雨强度大，常出现年最高水位的大洪水。

2 河道断面测量及分析

2.1河道测量情况

2.1.1大断面查勘及布设

本次测量严格按照技术规范要求并结合河道的实际情况，合理布设断面和设置好断面桩。河道顺直时，一般为500m～1000m设立一个断面，河道有突变、支流汇入口、桥梁上下游、水文站点均布设有断面，以能控制横山（二）站～梅东大桥下游500 m之间河段断面的变化、满足水面线推算要求为原则。断面布设情况见图1。

图1 各断面位置示意图

2.1.2水准测量情况

本次测量高程系统统一采用珠江基面。水准测量采用水文三等水准测量进行。引据水准点采用位于广东省梅县松口镇上圳头村上岗顶梅坎铁路旁的韩梅13（1）流域水准点，水准点为广东省水利电力勘测设计研究院测绘队设立，珠江基面高程为65.229m，数据可靠。由于水准线路较长，地形复杂，这次水准路线测量采用分段联测的方法进行引测，沿程布设固定点，各段水准路线往返测量闭合差均在允许误差范围内。最大实测闭合差为6mm，而允许闭合差为23mm，从而说明了这次水准测量的成果是准确的。

2.1.3大断面测量

大断面测量严格按水文普通测量规范（国标SL58—93）要求施测，采用全站仪测量断面起点距和岸上部分高程，测量范围一般测至两岸堤后，有些断面两岸地形较高（或较远）则测至历史最高水位以上；水下部分高程采用测深仪进行测量，沿断面连续记录水深和起点距，数据处理按照水文规范规定，一般每5～10m布一条垂线，河床变化复杂的加布垂线，测深控制到断面变化的转折点，以测得实际断面形状为原则。这次大断面测量共施测了10个断面。各断面河底高程情况见图2。

梅东桥下游500M起点距：M横山（二）站

图2 梅江松口段断面河底高程图

2.2河道演变分析

根据横山（二）水文站2001～2007年的断面资料显示，2001年与2003年相比，河床下切0.36m；2003年与2005年相比，河床淤积了0.37m；2005年与2006年相比，河床下切了0.50m。见图3：

图3 横山（二）平均河底高程演变图

3 设计暴雨、洪水的推求

本次设计频率计算控制断面的选定以梅江横山水文站作为水面线推算的主要控制断面，然后在5万分之一的地形图上勾绘出控制断面的流域界限，再用求积仪量得控制断面的集水面积。本次量得的集水面积与各水文站点和水利部门使用的集水面积对比相差较小。因此，认为本次的面积量算是准确的。为了资料使用的连续性，采用了各水文站点及水利部门使用的集水面积。其地理参数见成果表1。

表1 梅江控制断面地理参数成果表

按技术要求, 本次计算p=1%、p=2%、p=5%、p=20%的暴雨、洪水成果。设计暴雨按1991年省水电厅颁发的“广东省暴雨径流查算图表”和广东省水文局2003年《广东省暴雨参数等值线图》成果提供的t=1，6，24，72h暴雨等值线图，查出各断面重心处的均值Ht和Cv值，按公式Htp=Ht×Ktp(Cs=3.5Cv)，算得各河流的p=1%、p=2%、p=5%、p=10%四种频率各历时点暴雨量Htp,再作点面折算，得出各历时设计暴雨量Htp面，相应频率的设计暴雨参数成果见表2。

表2 梅江各河段设计暴雨参数成果表

按技术要求, 本次计算p=1%、p=2%、p=5%、p=20%的暴雨、洪水成果。设计暴雨按1991年省水电厅颁发的“广东省暴雨径流查算图表”和广东省水文局2003年《广东省暴雨参数等值线图》成果提供的t=1，6，24，72h暴雨等值线图，查出各断面重心处的均值Ht和Cv值，按公式Htp=Ht×Ktp(Cs=3.5Cv)，算得各河流的p=1%、p=2%、p=5%、p=10%四种频率各历时点暴雨量Htp,再作点面折

4 设计水面线计算

4.1 糙率选用

由于梅江横山水文站～松口镇河段尚顺直，两岸多树木、竹林、滩地，河床质为沙质。根据“广东省河流糙率综合分析”成果，选用河段糙率值为0.038。

4.2起推水位

本次横山（二）站～梅东桥下500m处各频率水面线起推水位以横山（二）站设计的各频率水位进行向下推算。用横山（二）站的设计流量，查综合线得到各频率流量水位。

见表3

表3 横山（二）站～松口梅东桥水面线起推水位、流量表

4.3水面线推算

4.3.1计算水面线程序的采用

本次水面线计算是属于明渠恒定渐变流，由圣维南（Saint-Venanf）方程组反映其水流的运动规律可知