1、*市实业有限公司油库码头水文水力计算书1概 述*市实业有限公司拟在江干流河与江汇合口下游约 350m 处兴建油库码头。拟建油库码头断面相距下游大桥约 12 公里，即*市镇上游约 3 公里处。该河段属于江干流，水面宽，河床深，流量大，水资源十分丰富；同时该河段是感潮河段，潮型为不规则半日周期。根据建设单位初步设计，油库码头主体顺水方向长 120m，垂直水流方向 8m。设计引桥中线总长 64.936m（堤岸外引桥长 38m） 。码头属于江干流永久性建筑物。根据中华人民共和国水法 、 中华人民共和国防洪法 、 中华人民共和国河道管理条例及省水利厅的有关规定，凡属河道管理范围内的永久性建筑物，都必须进
2、行水文水力分析计算，以分析、评估其对河道行洪和对水流形态的影响。由于河的流量相对于江的流量是很小的，因此，在本计算中河的影响未考虑在内。 水位、河底高程均以珠江基面表示。一、 计算标准根据防洪标准 （GB50201-94）和大堤的防洪标准，在本计算中，按 50 年一遇的设计洪水对拟建油库码头进行水文水力分析计算。二、 基本资料本计算根据省水利厅 2002 年颁布的河道设计洪潮水面线（试行） 中的水文特征值进行分析计算。河道地形资料采用由*市实业有限公司提供的由市江航务建筑工程公司于 2002 年 9 月测*市实业有限公司油库码头水文水力计算书2绘的 1：5000 油库码头水深地形图。根据省水利
3、厅 2002 年颁布的河道设计洪潮水面线（试行）中的设计和现状两套洪潮水面线成果，分别线性插补得拟建油库码头的设计和现状洪水特征值（见表一） 。本计算从江现在的河流状况考虑，采用现状洪潮水面线进行计算。表一：拟建油库码头设计水文特征值表重现期（年） 设计水位（m）现状水位（m）流量（m 3/s）100 8.23 7.68 4789450 7.96 7.42 4594520 7.60 7.04 43074三、 壅水计算*市实业有限公司油库码头所处的江干流河段属感潮河段，潮型为不规则半日周潮。由于油库码头建成后，给原来过水断面的水流构成一定的压缩，因此对行洪产生障碍，并在上游产生壅水现象，而且壅高
4、的水位将向上游延伸，形成壅水曲线。由于拟建油库码头所处河段受潮水影响，因此洪水的形成存在两种情况。第一种、洪水为主潮水相应；第二种、潮水为主洪水相应。其中第二种情况发生的五十年一遇设计洪水相对于第一种情况所发生的同频率设计洪水较弱，为安全计，本次计算只选择洪水为主潮水相应时发生的设计洪水进行分析计算。最大壅水值的大小与通过断面的流量、码头的形状及大小等因素有*市实业有限公司油库码头水文水力计算书3关。本计算中码头的大小按实体法进行计算。由于码头的承台、引桥和靠船码头具有桥的本质属性，因此最大壅水值的计算采用美国 Colorado 州大学 Liubradley 和 Pcate 的经验公式进行。)
5、5.2(3148.3MhgBQ（1）式中：Q：设计流量（m 3/s） ；B:工程前过水断面宽（m） ；：重力加速度， （取 =9.80 m3/s） ；ggh1:最大壅水时相应水深（m） ；h：码头河段工程前的正常水深（m） ；M：码头压缩比(采用面积压缩比)。计算结果见下表。表二：最大壅水高度及壅水曲线长度成果表设计标准 最大壅水值（m） 壅水曲线长度（m）50 年一遇 0.012 2665.3断面面积（ ）2m河宽（m） 压缩比21691 930 0.987壅水曲线全长计算公式：L=L0+LN *市实业有限公司油库码头水文水力计算书4（2）式中：L：壅水曲线全长（m） ；L0:最大壅水断面至
6、码头断面的距离（m） ， ； 为IFBLr,0系数（ =0.05） ， 为弗汝德数（ ） ，I 为水面比降；,rF,rFBAgvLN：最大壅水断面至回水终点距离（m） ，本计算将壅水曲线近似地看作二次抛物线，即 L=2dZ/i。式中：i 为河床纵坡，本次计算用设计水面坡降代替，dZ 为壅水高度。计算结果见上表。四、 冲刷计算1、一般冲刷计算由于码头建成后码头占用过水断面面积，压缩天然水流，引起码头上游水头壅高，码头断面流速及相应的挟沙能力增大，产生整个断面河床的冲刷。这种冲刷达到水流与泥沙运动产生相对平衡时的冲刷坑深度，即谓之一般冲刷深度。由于没有拟建油库码头河段河床泥沙颗粒级配资料，在本计算
7、中，假定拟建码头位置是砂岩质河床，一般冲刷深度可用包尔达柯夫公式进行估算： ph（3）式中： ：为一般冲刷后的垂线水深；hp：为冲刷前相应的垂线水深；*市实业有限公司油库码头水文水力计算书5：为冲刷系数。p（1） 码头压缩系数码头压缩系数按下面公式计算：Lvs/375.01（4）式中： ：某一设计洪水的垂线平均流速（ ） ；sv sm/：码头跨度（ ） 。Lm（2） 冲刷系数计算冲刷系数是拟建码头断面需要过水面积与供给面积之比。VAQpy（5）而 0Ay式中： ：为设计流量（m 3/s） ；Q：为冲刷系数；p：为冲刷前码头有效过水面积（ ） ；yA2m：为设计流速（ ） 。Vsm/计算结果见附
8、表断面流量、平均流速、一般冲刷和局部冲刷计算表 。2、局部冲刷深度计算 流向码头水流受到码头的阻挡，使码头周围的水流形态发生急剧变化，水流流线急剧弯曲，床面附近形成螺旋型水流，剧烈淘刷码头周围，特别是近水面的河床泥沙，开始产生码头的局部冲刷坑。随着冲刷坑的*市实业有限公司油库码头水文水力计算书6不断加深和扩大，水流的流速减小，挟沙能力也随之逐渐降低，与此同时，冲刷坑内发生了床面粗化现象，留下的粗粒泥沙，铺盖在冲刷坑表面上，增大了土壤的抗冲刷能力和坑底的粗糙度，一直到水流对床沙的冲刷作用与床沙抗冲作用达到平衡时，冲刷就停止了。这时冲刷坑外缘与坑底的最大高差，就是这一水流的最大局部冲刷深度。在缺乏
9、拟建码头断面河床泥沙平均粒径的情况下，本计算局部冲刷深度采用包尔达柯夫公式计算，即：1)(nHpevh（6）式中： ：局部冲刷深度（ ） ；ehm：一般冲刷后的深度（ ） ；p：设计流速（ ） ；vs/：不冲流速（ ） ，本计算根据拟建码头断面情况，假定河Hm床为砂岩质河床，取 （ ） ；50.1Hvs/：墩台形状系数， （ =0.25） 。nn计算结果见附表断面流量、平均流速、一般冲刷和局部冲刷计算表 。五、 结论1 *市实业有限公司拟建油库码头断面处 100 年一遇设计洪水相应水位为 7.68m，相应流量为 47894m3/s；50 年一遇设计洪水相应水位为 7.42 m，相应流量为 45
10、945m3/s；20 年一遇设计洪水*市实业有限公司油库码头水文水力计算书7相应水位为 7.04 m，相应流量为 43074m3/s 。2 *市实业有限公司油库码头建成后，在 50 年一遇设计水位下，码头断面的过水面积由 21691 减小为 21417 ，减小2m2m了 274 。码头的阻碍作用引起最大壅水高度为 0.012 m，壅水曲线2m全长为 2665.3m。3 *市实业有限公司油库码头建成后，由于占据原断面的过水面积，造成断面流速增大，水流挟沙能力增强，使原河床产生一般冲刷和局部冲刷，最大一般冲刷深度为 2.16 m，最大局部冲刷深度为 5.05 m 。4 拟建油库码头河段是一个外弯河段，河段右边水流较急，多为冲刷，因此此处河底高程比较小；相反，河段左边水流较缓，多为淤积，河底高程比较大（见附图一） 。油库码头在右岸建成后，使水流向河道中间集中，改善了原断面水流的流态，并起到丁字坝的作用：减小右岸的水流速度，以致减弱水流对右岸的冲刷程度，有利于右岸防洪大堤的防护。同时由于拟建码头所占断面面积只占原河道过水面积很小的一部分，而该河段河面宽度很大，码头对水流的影响不致延伸至对岸，即不会出现明显的射流现象，危及对岸堤防的安全；除此之外，水流往河道中间集中，将有利于河床稳定和航运。
