某浅滩航道整治课程
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
学校:
学院:
专业:
姓名:
学号:
指导老师:
时间:2014年6月
一、 设计目的:
消化和巩固《航道整治》课程的基本理论和知识,并加以综合应用。培养理论与实际相结合、分析和解决问题的能力,初步掌握航道整治设计的基本内容、步骤和方法。
二、设计任务:
本课题系采用顺直治段上的过渡段沙质浅滩。浅滩的基本特点为:能满足航深要求的上、下深槽宽而浅,且水深相差不大,曲率甚小,但经多年观察,深槽仍然变化不大,基本稳定;上、下边滩低坦,过渡段河面宽阔,水流分散。拟统一采取整治(筑坝)和疏浚相结合的工程
措施
《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施
进行整治。其具体整治措施为:沿溪线布置挖槽,吸引水流,增加航深;两岸用对口丁坝束窄过渡段河面宽度,抬高边滩,稳固中、枯水河槽及其主流方向,加大流速,提高水流输沙能力,确保挖槽稳定。这个
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
是根据课程设计的需要拟定的,不一定是最好的方案。
三、设计内容和步骤:
3.1基本参数的确定
3.1.1设计水位、最低通航水位的计算
(1)计算1963年保证率为95%的水位值
保证率为95%的水位,即在一年中出现大于该水位值的水位的概率为95%,则可知一年中出现小于该水位值的水位的概率为5%,那么一年中水位低于该水位值的天数为:
天。由航道整治课程设计指导书中的1963年长江上游某基站日平均水位表,根据所给资料按水位从42.19米到31.00米按20厘米分级,从30.99米到30.00米按10厘米分级的方法,统计出1963年长江上游某基站日平均水位的各区间水位出现的次数,其统计结果如下表
年水位保证率曲线计算表
水位
平均值
出现次数
累计次数
保证率(%)
36.61-36.67
36.64
0
0
0
36.41-36.60
36.505
1
1
0.002739726
36.21-36.40
36.305
1
2
0.005479452
36.01-36.20
36.105
1
3
0.008219178
35.81-36.00
35.905
1
4
0.010958904
35.61-35.80
35.705
0
4
0.010958904
35.41-35.60
35.505
0
4
0.010958904
35.21-35.40
35.305
1
5
0.01369863
35.01-35.20
35.105
2
7
0.019178082
34.81-35.00
34.905
1
8
0.021917808
34.61-34.80
34.705
1
9
0.024657534
34.41-34.60
34.505
3
12
0.032876712
34.21-34.40
34.305
4
16
0.043835616
34.01-34.20
34.105
1
17
0.046575342
33.81-34.00
33.905
2
19
0.052054795
33.61-33.80
33.705
5
24
0.065753425
33.41-33.60
33.505
3
27
0.073972603
33.21-33.40
33.305
4
31
0.084931507
33.01-33.20
33.105
7
38
0.104109589
32.81-33.00
32.905
6
44
0.120547945
32.61-32.80
32.705
11
55
0.150684932
32.41-32.60
32.505
15
70
0.191780822
32.21-32.40
32.305
8
78
0.21369863
32.01-32.20
32.105
11
89
0.243835616
31.81-32.00
31.905
11
100
0.273972603
31.61-31.80
31.705
18
118
0.323287671
31.41-31.60
31.505
19
137
0.375342466
31.21-31.40
31.305
16
153
0.419178082
31.01-31.20
31.105
26
179
0.490410959
30.91-31.00
30.955
18
197
0.539726027
30.81-30.90
30.855
16
213
0.583561644
30.71-30.80
30.755
19
232
0.635616438
30.61-30.70
30.655
21
253
0.693150685
30.51-30.60
30.555
13
266
0.728767123
30.41-30.50
30.455
24
290
0.794520548
30.31-30.40
30.355
50
340
0.931506849
30.21-30.30
30.255
13
343
0.939726027
30.11-30.20
30.155
12
365
1
然后绘制保证率水位曲线,如图
由此可知1963年保证率为95%的水位值为30.29m.
上游基站最枯水位和保证率95%水位
年 份
最枯水位
P=95%水位
零点水位对应95%水位
年 份
最枯水位
P=95%水位
零点水位对应95%水位
1955
30.39
30.40
0.58
1965
30.17
30.26
0.44
1956
30.19
30.26
0.44
1966
29.82
29.84
0.02
1957
30.25
30.26
0.44
1967
30.36
30.38
0.56
1958
30.16
30.17
0.35
1968
30.58
30.67
0.85
1959
30.20
30.38
0.56
1969
30.63
30.66
0.84
1960
30.55
30.60
0.78
1970
30.55
31.05
1.23
1961
30.68
30.74
0.92
1971
30.11
30.14
0.32
1962
30.75
30.78
0.96
1972
30.08
30.23
0.41
1963
30.15
30.29
0.48
1973
30.73
30.90
1.08
1964
30.30
30.46
0.64
1974
30.33
30.35
0.53
上游基站保证率为95%的水位累计频率计算
1 计算经验累积频率。使用Excel得到上游基站保证率为95%的水位累计频率计算表,如下表所示。
2 矩法求样本统计参数
。变差系数
计算如下:
③理论累积频率曲线计算与绘制。根据已计算出的参数试定
,由工程水文学中查得
,代入式
及
,算得
,列入表理论累积频率曲线计算表。并以点(
)绘出三条理论累积频率曲线。
保证率为95%的水位累计频率计算表
序号
年号
P=95%的水位
最枯水位起y
模比系数ki
ki-1
(ki-1)2
p=m/(n+1)*100%
1
1970
31.05
1.23
1.98
0.98
0.97
4.76
2
1973
30.90
1.08
1.74
0.74
0.55
9.52
3
1962
30.78
0.96
1.55
0.55
0.30
14.29
4
1961
30.74
0.92
1.48
0.48
0.23
19.05
5
1968
30.67
0.85
1.37
0.37
0.14
23.81
6
1969
30.66
0.84
1.35
0.35
0.13
28.57
7
1960
30.60
0.78
1.26
0.26
0.07
33.33
8
1964
30.46
0.64
1.03
0.03
0.00
38.10
9
1955
30.40
0.58
0.94
-0.06
0.00
42.86
10
1959
30.38
0.56
0.90
-0.10
0.01
47.62
11
1967
30.38
0.56
0.90
-0.10
0.01
52.38
12
1974
30.35
0.53
0.85
-0.15
0.02
57.14
13
1963
30.29
0.48
0.77
-0.23
0.05
61.90
14
1956
30.26
0.44
0.71
-0.29
0.08
66.67
15
1957
30.26
0.44
0.71
-0.29
0.08
71.43
16
1965
30.26
0.44
0.71
-0.29
0.08
76.19
17
1972
30.23
0.41
0.66
-0.34
0.11
80.95
18
1958
30.17
0.35
0.56
-0.44
0.19
85.71
19
1971
30.14
0.32
0.52
-0.48
0.23
90.48
20
1966
29.84
0.02
0.03
-0.97
0.94
95.24
平均
30.44
0.62
合计
20.05
0.05
4.21
理论累积频率曲线计算表
P
0.01
0.1
1
5
10
50
75
90
95
99
3 适线情况分析。由下图可看出
时线头部的点据配合较好,尾部也较好,且可查得此时保证率为95%的水位为30.23米。
(2)浅滩的设计水位计算(水文站与浅滩基本站间的水位相关关系)
1.利用EXCEL 得到上游基站保证率为95%的水位累积频率计算表,将补齐的95%保证率的水位从小到大排列,分级计算频率并绘制95%保证率水位的累积频率曲线,如下图所示。在曲线上取频率为20%对应的水位作为设计水位为30.24m。
2.利用1962年的水位情况表绘制成图形如下:
1962年浅滩基本水尺与上游基本水文站同步观测水位 单位:米
日期
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
基站
32.28
32.67
33.12
33.22
33.05
浅滩
31.35
31.61
32.28
32.61
32.27
日期
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
基站
32.81
32.58
32.33
32.21
32.11
浅滩
31.84
31.75
31.29
31.15
30.92
日期
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
基站
32.00
31.95
31.88
31.84
31.81
浅滩
30.85
30.82
30.78
30.70
30.64
日期
1.16
1.17
1.18
1.19
1.20
基站
31.80
31.76
30.70
31.58
31.56
浅滩
30.55
30.53
30.44
30.37
30.32
日期
1.21
1.22
1.23
1.24
1.25
基站
31.54
31.50
31.44
31.40
31.34
浅滩
30.30
30.27
30.20
30.18
30.10
日期
2.10
2.11
2.24
3.6
基站
30.82
30.80
30.76
31.63
浅滩
29.42
29.39
29.35
30.42
数据绘制成图形如下:
由此可得水文站与浅滩基本站间的水位相关关系为:
式中:y-基站水位, x-浅滩水位
已推得基本站的设计水位为30.23m, 则浅滩设计水位
3.1.2整治水位及流量的计算:
(1)浅滩整治水位在设计水位以上超高值1米,由此得整治水位
=浅滩设计水位+超高值=28.72+1=29.72(m)
(2)根据浅滩整治水位,采用浅滩和水文站二者间的相关关系确定水文站的整治水位
得水文站的整治水位
=
(3)根据水文站低水期水位~流量关系求出整治水位对应的流量
上游水文站低水时水位流量相关方程: Q=504Z-15060 (m3/s)
式中: Z-基站水位(米)。
由此可得Q=504
31.03-15060=581.41(m3/s)
综上所述,已获得浅滩基本水尺(4#)的设计水位28.72m、整治水位29.72m和整治流量581.41 (m3/s)
3.1.3浅滩其他水尺及各断面水位的计算
1 浅滩枯水期比降计算:
由某滩地形图量得1,3水尺间的距离为693.6874米,2,4水尺间的距离为1224.00米,由此再根据任务书中的浅滩其他水尺与基本水尺同步观测水位表及比降
公式
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即可算得各水尺间的比降。比降公式如下:
J=–(Hi+1-Hi)/L (4)
其中,Hi为地i个水尺的水位,L为两水尺间的距离。计算1,3水尺及2,4水尺间的比降结果如下表所示:
个水尺间比降计算表
日期
1,3水尺水位差
1,3水尺比降
2,4水尺水位差
2,4水尺比降
3.21
0.11
0.00016
0.25
0.00020
3.24
0.10
0.00014
0.23
0.00019
3.27
0.12
0.00017
0.22
0.00018
2 确定浅滩1,2,3号断面的设计水位及整治水位:
已知基本水尺(即4号水尺)的设计水位为 28.86米 ,整治水位为 29.86米 。由于4号水尺的整治水位趋近于3.21号的实测数据,所以采用这一天的平均比降来计算其他水尺的设计水位及整治水位。
由某滩地形图中量得1,4水尺间距离为1005.66米,2,4水尺间距离为1229.00米3,4水尺间距离为358.85米。又3.21号这一天的平均比降为:
(5)
(6)
(7)
其中,Hi为第i个水尺的设计水位,i=1,2,3;
Hj为第i个水尺的整治水位
J为比降,L两水尺间的距离。
于是可计算得各水尺的整治水位及设计水位,结果见表
各水尺整治水位及设计水位
水尺
1
2
3
4
设计水位
29.04
29.08
28.92
28.86
整治水位
30.04
30.08
29.92
29.86
3 确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号断面的设计水位及整治水位: