水文分析論文:內(nèi)蒙古鐵路水文分析探究

時(shí)間:2022-02-23 04:31:08

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水文分析論文:內(nèi)蒙古鐵路水文分析探究

本文作者:許志強(qiáng)賀艷麗工作單位:中交鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司

主要河流水系特征及水文

內(nèi)陸水系河流短,比降緩,河道下切不明顯,年徑流變化率不大,年徑流小。河流流入高原內(nèi)的洼地或消失在沙漠中,形成許多湖泊(淖爾),其水源主要是降水,徑流年際及年內(nèi)變化主要受降雨影響。內(nèi)陸河地區(qū)地表徑流深在3mm左右,多年平均地表徑流量為1631.364萬m3,多年平均地表徑流模數(shù)為1345.8m3/a•km2。線路跨越的主要黃河水系河流有:烏松圖勒河、蓿亥河(又名蘇海河)、木倫河(又名莫愣河)、石哈河、海流圖河;主要內(nèi)陸水系河流有:昌吉高勒、阿爾沙圖溝、古爾班烏蘭好來等。

小流域河流水文計(jì)算分析

水文分析方法的選擇本線經(jīng)過的均為季節(jié)性河流,且因人煙稀少,洪水調(diào)查存在相當(dāng)?shù)睦щy,故采用以下3種方法確定流量:①有觀測(cè)資料的大中河流搜集水利部門歷年流量觀測(cè)系列資料和歷史水位調(diào)查分析成果,采用當(dāng)?shù)厮挠?jì)算公式及經(jīng)驗(yàn)證的徑流公式相互論證,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定其流量、水位。②沒有觀測(cè)資料,但能調(diào)查到洪水位的,則采用形態(tài)斷面法及經(jīng)驗(yàn)證的徑流公式相互論證,推求流量、水位。③無法調(diào)查到洪水位的河溝,則用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算流量、水位。設(shè)計(jì)流量的計(jì)算分析利用狼山地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式和內(nèi)蒙古地方暴雨徑流計(jì)算公式以及鐵三院暴雨徑流計(jì)算公式計(jì)算的流量,與用形態(tài)法推算出的流量進(jìn)行比較分析,來確定小流域地面的暴雨徑流計(jì)算辦法和采用的有關(guān)參數(shù)是否合適。(1)形態(tài)法用調(diào)查所得到的歷史水位并確定頻率,根據(jù)河流的斷面和坡度計(jì)算出在這一水位時(shí)的流量,利用本地區(qū)的偏差系數(shù)(CS)、變異系數(shù)(CV)兩者之間的關(guān)系和兩次不同重現(xiàn)期流量,推求設(shè)計(jì)流量換算系數(shù)X(T1/T2)值,進(jìn)而推求100年流量。(2)狼山地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式本次的勘測(cè)范圍較廣,有一大段是在狼山地區(qū),采用狼山地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算。狼山公式珚Qm=2.05×F0.67(F<100km2)式中:珚Qm為多年平均洪峰流量/(m3/s);F為流域面積/km2。(3)地區(qū)公式法本次的勘測(cè)范圍較廣,全部都是在內(nèi)蒙古境內(nèi),采用內(nèi)蒙古地區(qū)公式來計(jì)算。內(nèi)蒙古地區(qū)暴雨徑流計(jì)算公式珚Qm=C×珚H24×J1/3×f1/30×F0.7(內(nèi)蒙古地區(qū))Qmp=Kp×珚Qm式中:珚Qm為多年平均洪峰流量/(m3/s);Qmp為不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量/(m3/s);Kp為不同頻率的模比系數(shù);C為參數(shù)從《內(nèi)蒙古自治區(qū)—水文手冊(cè)》查得;f為流域形狀系數(shù);珚H24為24h雨量的平均值/mm;F為流域面積/km2;J為流域坡度,從分水嶺算起,用加權(quán)法計(jì)算;L為流域長(zhǎng)度,從分水嶺算起/km。(4)鐵三院公式本次勘測(cè)范圍內(nèi)的地形東部主要為陰山山脈,西部為烏拉特高平原地形,選用如下公式當(dāng)ap=Sp/tn時(shí):內(nèi)蒙古高原地區(qū)鐵路水文分析研究:許志強(qiáng)賀艷麗37LP04×η1+r01-m0n式中,C2參數(shù)可按下式計(jì)算C2=16.7β0Sp1+r01-m0nA4(1+r0)×n1-m0n式中,β0、r0、m0、A4均為參數(shù),可從《水文手冊(cè)》表5-21查取;Sp頻率為P的雨力/(mm/min)。P0參數(shù)可按下式計(jì)算P0=N0×n×(1+r0)1-m0n式中N0為參數(shù),可從《水文手冊(cè)》表5-21查取。n為暴雨衰減系數(shù)(本次驗(yàn)證采用藍(lán)旗n=0.725);L4為流域長(zhǎng)度,從分水嶺算起/km;I4流域坡度,從分水嶺算起,用加權(quán)法計(jì)算;F為流域面積/km2;η為暴雨點(diǎn)面折減系數(shù)。流量驗(yàn)證及分析本次勘測(cè)歷時(shí)2個(gè)月,通過大量的調(diào)查和實(shí)地勘測(cè)工作,選出了17處較為典型的小面積流域作為驗(yàn)證的工點(diǎn),經(jīng)過計(jì)算和分析,得出結(jié)果如表1、圖2所示。小流域暴雨徑流計(jì)算和流域內(nèi)的氣候、地貌、地形、地質(zhì)等有著很大的關(guān)系。通過以上的驗(yàn)證工作及數(shù)據(jù)處理可以看出,由于線路較長(zhǎng),任何一個(gè)公式都不能在全線范圍內(nèi)一直接近形態(tài)法,所以分段采用不同的公式。綜合各種因素,把全線分為三段,起點(diǎn)到DK70+000用內(nèi)蒙古地方公式;DK70+000到DK250+000用狼山公式;DK250+000到終點(diǎn)用三院法,這樣劃分比較適合本次勘測(cè)范圍內(nèi)小流域流量計(jì)算的實(shí)際情況。

內(nèi)蒙古地區(qū)鐵路、公路設(shè)計(jì),小流域區(qū)域內(nèi)水文資料稀缺的現(xiàn)象普遍存在,如何有效、準(zhǔn)確的計(jì)算對(duì)工程具有重大意義。結(jié)合塔本陶勒蓋礦區(qū)鐵路運(yùn)煤專用線的調(diào)查和踏勘,總結(jié)了內(nèi)蒙古高原的河流水文特征,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況和收集的水文資料,選擇了合理的水文分析方法,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析和論證,獲得了可靠的設(shè)計(jì)洪水流量和水位,并在工程實(shí)踐中得到了驗(yàn)證[7],對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)其他鐵路、公路工程具有重要的參考價(jià)值。