泗河水面线计算方法探析
2021-09-24巩富烨
山东水利 2021年9期
关键词:设计
巩富烨,张 涛
(1.武城县水利局,山东 武城 253300;2.山东省水利勘测设计院,山东 济南 250014)
1 河道基本情况
河道水位是反映洪水流量的直接表征因素,水位过高将导致洪水漫溢或溃堤等风险事件发生,不同的水面线计算方法存在一定差异[1,2]。以泗河为例,采用非恒定流法计算河道水面线,通过场次洪水进行模型验证;并与传统的恒定流法进行对比分析。
泗河属沂沭泗水系,发源于新泰市太平顶山西,流经泗水、曲阜、兖州、邹城、微山,于任城区辛闸村入南阳湖。泗河全长159 km,流域面积2 357 km2。上游有大、中型水库 5 座,小(一)水库23 座,小(二)型水库 178 座,塘坝 758 座;共有支流30 余条,流域面积100 km2以上的5 条。泗河属于山丘河道,河道弯曲多变,洪涝灾害发生频繁,洪水漫溢决口事件风险较大。
2 泗河水面线计算
2.1 基于非恒定流的一维水动力计算模型
河道水面线采用MIKE11 模型按非恒定流水力法计算[3,4]。该模型基于圣维南方程求解,其连续方程按照质量守恒原理,运动方程按照动量守恒原理,计算公式分别为:

式中:A 为河道过水面积;Q 为流量;u 为侧向流在河道方向的流速;t 为时间;x 为沿水流方向的水平坐标;q 为河道的侧向流量;α 为动量修正系数;g 为重力加速度;y 为水位;Sf为摩阻坡降。
闸坝过水建筑物、主要阻水道路采用堰流公式[2]计算:

式中:m 为考虑侧向收缩的流量系数;σ 为淹没系数;B 为堰顶宽度;H 为包括行近流速的堰前水头。
2.2 边界条件
1)起始水位。按防洪不利情况考虑,河道的湖口起始水位按照南四湖相应工况下的设计水位确定。……
登录APP查看全文
