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潮汐河段的河道变迁与海水风浪侵袭情况调查

【摘要】:调查历年河道变迁及冲淤情况。调查海水碎浪高度及风浪的侵袭高度。

1.水文调查和勘测

水文调查和勘测应包括以下内容:

调查桥位河段潮汐现象的特点及水流受潮汐影响的程度。调查桥位河段历史最高潮洪水位及相应潮差,收集历年实测潮洪水位、流量、潮流速、风暴潮、观测断面等资料。当无实测水位、流量等资料时,应在桥位断面及河口附近,进行水位连续观测,观测时间不宜短于一年。搜集桥位河段历年河道地形图、航道图以及桥位附近历年河道断面图。调查历年河道变迁及冲淤情况。搜集桥位上、下游水工建筑物的设计和现状,河段的航道标准和整治规划等资料。有封冻及流冰情况时,应调查收集冰块尺寸,冰层双向移动和上、下浮动资料。调查海水碎浪高度及风浪的侵袭高度。

2.水文计算

(1)当桥位位于潮汐河段的上游区段,其设计流量可按一般无潮汐影响河段的办法计算,但设计水位要考虑汛期不利频率组合的潮汐顶托影响。

(2)当桥位位于潮汐河段的下游区段,应选择典型潮型,确定设计潮水位过程线,并在潮区界以上选择可能发生的不利频率组合的流量过程线,采用水力学中非恒定流的方法,计算桥位处的各设计值。

(3)当桥位位于潮汐河段的中游区段,应按洪水与潮水可能相遇的不利组合的设计频率,计算桥位处的各设计值。

(4)当具有不少于20年实测流量、水位资料时,可应用第4章中皮尔逊Ⅲ型或极值Ⅰ型频率分布曲线,推求设计流量、设计水位,选用典型年过程线,推求设计水位、流量过程线。

(5)当只具有连续5年以上,不足20年实测水位资料,但邻近测站具有20年以上实测水位资料,且两地的潮汐性质、受河流径流的影响、增减水影响等条件均相似时,可按式(7-14)推算设计水位:

式中 Xsy——计算断面处设计水位,m;

Xsx——邻近测站的设计水位,m;

ANy、ANx——计算断面及附近测站的年平均海平面,m;

Ry、Rx——计算断面及附近测站同期各年最高(低)潮位平均值与平均海平面的差值,m。

(6)当不具备以上第(4)、第(5)条件时,应进行水位连续观测,并按式(7-15)、式(7-16)计算设计高(低)潮位值:

式中 Hs——设计高(低)潮位值,m;(www.chuimin.cn)

——按短期观测资料推求的高潮累积频率10%或低潮累积频率90%的潮位值,m;

Kk——常数,高潮用正,低潮用负;

AN——年平均海平面高,m,可由短期观测资料经月份订正后求得;

r——短期观测资料中的平均潮差(北方港口不应用冬季潮差),m;

K'——常数,可采用0.4m。

3.桥孔及桥下冲刷计算

桥孔计算宜按下列规定进行:

(1)位于潮汐河段的上游区段,可按天然状态下的桥孔设计方法确定桥孔长度

(2)位于潮汐河段的中、下游区段,可按本书第5章式(5-2)、式(5-3)计算乘以系数1.05~1.15确定桥孔最小长度,但亦不宜小于多年平均低潮水位时的水面宽度。

(3)位于挡潮闸附近或围垦影响区段的桥孔设计,应考虑建闸或围垦前后历年河道及水文情况的变化,特别是关闸时水位局部突然垄高或降低及围垦后对水位变化的影响。

(4)如有封冻及流冰时,应考虑水流往复流动的作用,桥孔布设不应阻碍冰块的排泄。当有大型冰块浮动时,桥墩应有抗冰压或破冰措施。

(5)桥下净空及桥面设计高应符合本书第5章的规定,并应考虑海水碎浪高度对桥梁结构溅蚀的影响。

(6)桥梁的一般冲刷和局部冲刷可按本书第6章的有关公式计算,但应考虑设计条件下各种情况的组合以及潮汐水流对冲刷的不利影响。当水文、水力条件复杂时,可通过水工模型试验确定。