影響堤防堤頂超高的因素,主要有以下幾種:
(1) 洪水計算精度不論用什麼方法計算出的洪水流量,由於存在統計系列短、計算方法簡化、邊界條件模擬困難,只能達到一定的精度要求,誤差難以避免;洪水位計算也因不能完全模擬實際的河道斷面和有關引數取值誤差而存在不可避免的誤差,即使採用高精度的數模和電算技術也在所難免。
但對平原河網洪水位計算絕對誤差就相對較小,人工渠道流量、斷面、有關引數比較精確,水位計算誤差就小。所以在堤頂超高中要考慮這一主要因素。在不斷遭受水流或其他因素影響時河道河勢是不斷變化的,有時淤積有時沖刷,人們在河道內的一些建設活動也會改變河道有關引數,需要考慮能預見的河勢變化(如河道淤積)對洩洪的不利後果。
一個洩洪水深為1米的洩洪河道和一個洩洪水深為2米、5米、10米的洩洪河道採用同樣的一個堤頂超高,顯然是不合理的,應該是洩洪水深越大相應有更高的堤頂超高才能消除由於洪水計算誤差、水位計算誤差、河勢變化帶來的不利後果。
(2) 波浪因素波浪有風行波、船行波和洪水波,洪水波在向前推進過程中遇到障礙物(如堤防)形成水浪。
波浪不僅對堤防有沖刷作用,還可越過堤頂對堤防形成破壞。風行波、船行波在現行設計規範中都有所考慮,但對洪水波較少考慮,主要表現在沒有考慮河道平面形態,對於山丘區水流急的彎曲河道,水流對沖的凹岸不僅存在水流橫向超高,還有洪水波對沖凹岸堤防形成的波浪。
對流速較慢的河道水面還存在迎風而產生的風壅增水高度。
(3) 堤防工程級別受經濟條件的限制,不可能把不同規模保護物件建成相同標準的堤防,而是按河道兩岸保護物件重要程度採取不同的堤防工程等級,並取不同的安全裕度。保護物件越重要堤防工程等級越高,堤防堤頂超高相應就大。
(4) 堤防的結構形式有些堤防是土石填築的,沒有抗衝的硬化護坡措施,不允許越浪,需要相應較高的堤頂超高;而砌石防洪牆、硬化護坡的土石堤允許越浪,堤頂超高就可低一點。如何科學、合理地確定堤頂超高,是安全、生態、經濟等方面要求的綜合體現,需要不斷地進行探索、創新,以滿足社會不斷髮展對河道建設提出的更高更新要求。
影響堤防堤頂超高的因素,主要有以下幾種:
(1) 洪水計算精度不論用什麼方法計算出的洪水流量,由於存在統計系列短、計算方法簡化、邊界條件模擬困難,只能達到一定的精度要求,誤差難以避免;洪水位計算也因不能完全模擬實際的河道斷面和有關引數取值誤差而存在不可避免的誤差,即使採用高精度的數模和電算技術也在所難免。
但對平原河網洪水位計算絕對誤差就相對較小,人工渠道流量、斷面、有關引數比較精確,水位計算誤差就小。所以在堤頂超高中要考慮這一主要因素。在不斷遭受水流或其他因素影響時河道河勢是不斷變化的,有時淤積有時沖刷,人們在河道內的一些建設活動也會改變河道有關引數,需要考慮能預見的河勢變化(如河道淤積)對洩洪的不利後果。
一個洩洪水深為1米的洩洪河道和一個洩洪水深為2米、5米、10米的洩洪河道採用同樣的一個堤頂超高,顯然是不合理的,應該是洩洪水深越大相應有更高的堤頂超高才能消除由於洪水計算誤差、水位計算誤差、河勢變化帶來的不利後果。
(2) 波浪因素波浪有風行波、船行波和洪水波,洪水波在向前推進過程中遇到障礙物(如堤防)形成水浪。
波浪不僅對堤防有沖刷作用,還可越過堤頂對堤防形成破壞。風行波、船行波在現行設計規範中都有所考慮,但對洪水波較少考慮,主要表現在沒有考慮河道平面形態,對於山丘區水流急的彎曲河道,水流對沖的凹岸不僅存在水流橫向超高,還有洪水波對沖凹岸堤防形成的波浪。
對流速較慢的河道水面還存在迎風而產生的風壅增水高度。
(3) 堤防工程級別受經濟條件的限制,不可能把不同規模保護物件建成相同標準的堤防,而是按河道兩岸保護物件重要程度採取不同的堤防工程等級,並取不同的安全裕度。保護物件越重要堤防工程等級越高,堤防堤頂超高相應就大。
(4) 堤防的結構形式有些堤防是土石填築的,沒有抗衝的硬化護坡措施,不允許越浪,需要相應較高的堤頂超高;而砌石防洪牆、硬化護坡的土石堤允許越浪,堤頂超高就可低一點。如何科學、合理地確定堤頂超高,是安全、生態、經濟等方面要求的綜合體現,需要不斷地進行探索、創新,以滿足社會不斷髮展對河道建設提出的更高更新要求。