中小河流水面线推算成果验证方法探讨

谭鉴利，王海元

1.广东珠荣工程设计有限公司，广东 广州 510610

2.长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 430010

设计水面线对水利工程设计方案、工程规模、工程量、征（占）地、工程投资的影响较大。河道水面线推算受河道纵横断面、设计洪水、涉河建筑物、糙率、起推水位、洪水遭遇、计算模型等因素的影响，为了避免计算结果失真，需验证水面线推算成果。一般中小河流为无资料地区，历史洪水调查是验证设计水面线的可行方法。按照水文调查规范进行全面洪水调查的工作量大、耗时长、费用高。因此，文章根据中小河流保护对象的防洪标准，选择同频暴雨洪水进行针对性调查。经过验证可知，该方法简捷、高效、经济。

1 水面线推算方法

文章选择HEC-RAS软件计算河道水面线。

1.1 软件介绍

HEC-RAS软件是一个由美国工程水文中心开发的河道水力计算程序，其计算结果已经得到大量工程验证。HECRAS包括河道稳定、非稳定流的一维水力计算，能分析计算各种涉水建筑物水面线。

1.2 模型计算原理

（1）一维恒定流水面线计算基本原理为一维能量方程：

式中：Z1、Z2分别为上、下断面河底高程；Y1、Y2分别为上、下断面水深；v1、v2分别为上、下断面平均流速；α1、α2分别为上、下断面动能修正系数；g为重力加速度；he为水头损失，包括摩阻水头损失、局部收缩扩散水头损失两部分。

（2）桥梁壅水计算原理。在桥、涵等涉水建筑物建模方面，HEC-RAS主要考虑3项能量损失：①建筑物上游收缩能损；②由建筑物自身结构，如桥墩、涵洞口、溢流面等造成的能量损失；……