伏尔加庄园壅水影响分析与计算

张伟莹，仲维华，徐 冰

(1.绥化市兰西水文站，黑龙江 兰西 150080;2.黑龙江农垦勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

0 引言

以水兴城、富城、丽城，优化城市生态和人居环境，改善城市形象，提升城市品位，提高城镇化建设质量，是我省推进滨水城市建设规划的指导方针，同时，滨水区的水利建设的合理性，也是我们建设滨水城市的重要内容。

1 建设背景

伏尔加庄园是以打造俄罗斯风情文化为主题，以圣尼古拉艺术馆为标志性建筑，形成以俄罗斯古典建筑为载体，以特色文化旅游为依托，以会展、演艺、影视制作、人才培训、冰雪文化活动等为支撑的综合文化产业基地。庄园按欧州异域特色、生态型庄园进行建设，以绿地、水系为主题，创造独特的绿化开敞空间和优美的园区环境，营造高雅、有艺术氛围、有活力，具有俄罗斯的景观环境。伏尔加庄园位于香坊区成高子镇民强村阿什河滩地内，按照哈尔滨市政府批准的《阿什河干流哈尔滨段防洪规划》，该项目的主要建筑物及设施均位于阿什河规划堤线迎水侧，即行洪滩地内，属河道管理范围，需对其壅水影响进行分析和论证。

2 地理位置

伏尔加庄园位于哈尔滨市香坊区成高子镇民强村阿什河畔，距离成高子镇5 km，距哈尔滨中心地带20 km，庄园下游距汇入松花江河口24 km，上游距阿城18 km。

庄园上游约9 km有西泉眼水库灌区新香坊分灌区的新香坊渠首，下游4 km为跨阿什河的东方红桥。

3 基本资料

3.1 水文资料

阿什河干流由南向北流经阿城市区，西泉眼水库上游有帽儿山水文站，控制面积183 km2，中游有马鞍山水位站，控制面积 1 629 km2，干流下游有阿城水文站，控制面积2 313 km2。根据单站的洪水系列做出单站设计洪峰，再将单站设计洪峰通过面积指数法，转到伏尔加控制断面，推求得到伏尔加控制断面洪峰流量。

3.2 水利计算资料

3.2.1 计算的断面采用实测大横断，起推流量、水位直接采用《黑龙江省哈尔滨市城市防洪规划修编报告》成果

河道主槽、滩地糙率采用拟合民合闸H～Q曲线，采用试算法率定，其变化范围见表1。

表1 试算糙率成果表

3.2.2 水面线计算采用简化的稳定非均匀流公式

水面线计算采用简化的稳定非均匀流公式:式中:Hx、Hs为分别为下断面和上断面水位，m;Q为设计洪峰流量，m3/s;为上、下断面平均流量模数;L滩—断面间洪水间距，m。

3.2.3 流量模数按主槽和滩地分别计算

具体计算公式为:

式中:n主、n滩为主槽、滩地糙率;R主、R滩为主槽、滩地水力半径;A主、A滩为主槽、滩地断面面积，m2;α、β为主槽、滩地断面偏角;Φ为河道弯曲系数，Φ =L主/L滩;L主和L滩分别为主槽河道长度和滩地行洪长度。

3.2.4 壅水高度计算

采用铁三院公式计算具体计算公式为:

式中:ΔH为壅水高度，m;η为壅水系数;Vm为压缩断面平均流速，m/s;V0为扩散断面平均流速，m/s。

壅水系数按流量压缩比在0.05～0.15插值。压缩比＞0.6时采用0.15，＜0.3时采用0.05。

4 雍高分析计算

由于伏尔加庄园规划的构筑物和种植树木等对于行洪断面起到一定的阻水影响，因此，在我们分析庄园建成后对水位的雍高影响分析时，要分考虑绿化和非绿化两种情况尽行分析，庄园的绿化面积大，对阻水影响则大。

利用上述资料推求的庄园建成后壅水及回水范围，成果见表2。

表2 伏尔加庄园建成壅水及回水影响成果表

5 结语

伏尔加庄园建成前:20 a一遇洪水位为128.56 m，相应过水断面宽度为1 270 m，过水断面面积为1 260 m2，断面平均流速1.09 m/s;50 a一遇洪水位为129.14 m，相应过水断面宽度为1 992 m，过水断面面积为1 890 m2，断面平均流速1.0 m/s。

伏尔加庄园建成后:20 a一遇洪水位为128.67 m，相应过水断面宽度为1 023 m，过水断面面积为1 080 m2，断面平均流速1.1 m/s;50 a一遇洪水位为129.34 m，相应过水断面宽度为1 745 m，过水断面面积为1 520 m2，断面平均流速1.1 m/s。

伏尔加庄园建成前后比较:20 a一遇洪水时相应过水断面宽度束窄247 m，过水断面面积减小180 m2，减少比例14.3%，断面平均流速仅增加0.01 m/s，水位最大壅高0.11 m，回水范围至上游2.2 km处;50 a一遇洪水相应过水断面宽度束窄247 m，过水断面面积减小370 m2，减少比例19.6%，断面平均流速仅增加 0.1 m/s，水位最大壅高0.20 m，回水范围至上游3.78 km处。

[1] 叶守泽.水文水利计算[M].北京:中国水利水电出版社，1992.

[2] 吴持恭.水力学[M].北京:高等教育出版社，1982.