洪水对沈阳文化艺术中心工程影响的物理模型试验研究

(辽宁江河水利水电新技术设计研究院， 沈阳 110003)

洪水对沈阳文化艺术中心工程影响的物理模型试验研究

张利

(辽宁江河水利水电新技术设计研究院， 沈阳 110003)

本文通过对沈阳文化艺术中心工程进行河工物理模型试验，观测了工程建设前后各流量条件下工程附近水位变化，分析了工程各重要位置处高程和水位的关系，为工程防洪设计提供了科学的参考依据。

洪水影响； 物理模型； 研究

1 工程概况

沈阳文化艺术中心工程位于沈阳五爱浑河隧道以西，青年大街以东，浑河右岸以北，沈水路(南二环路)以南，是一个具备艺术观演、商业运作、文化、景观、社会及科技的多功能、多样化的生气蓬勃的综合工程。

该工程占地面积约7.93万m2，建筑面积约9.97万m2，主体建筑地下1层，地上7层，工程设计防洪标准为50年一遇，建筑屋盖钢结构为“大跨度非常态无序空间网壳结构”。工程地下室进口高程不低于46m，二层平台高程54m，室外绿化带高程不低于43.25m，露天舞台高程不低于44m。工程位置及建成后效果见下页图1。

由于该工程位于浑河右岸滩地上，防洪安全尤为重要，为直观准确地反映工程附近的水力特性，需要通过物理模型试验手段进行洪水影响分析[1,2]。

2 模型建立

模型按重力相似准则设计，根据《水工(常规)模型试验规程》和《水工(专题)模型试验规程》，确定采用变态整体模型，变率为5，水平比尺λL=350，垂直比尺λH=70。试验范围从富民桥至浑南坝，全长3.57km，共设置7个观测断面。模型观测点布置及模型照片见下页图2。

图1 沈阳文化艺术中心位置及效果图

图2 沈阳文化艺术中心位置及效果图

2.1 洪水频率及流量

沈阳文化艺术中心工程设计防洪标准为50年一遇，根据2006年省政府批复的《浑河沈阳城市防洪规划修编报告》[3]，工程所在河段左岸堤防防洪标准为100年一遇，右岸为300年一遇。因此，模型试验洪水标准选取P=2%、P=1%和P=0.33%三个频率，对应洪水流量分别为4174m3/s、4939m3/s和6294m3/s。

2.2 地形及糙率调整验证

模型以2005年浑河汛后观测地形资料为基础，根据2005年实测洪痕调查结果进行糙率调整验证[4]。在满足相似条件的基础上，进行各种方案的试验。本工程位置处地形采用现状实测带状图，并通过试验进行了糙率验证，主槽糙率为0.025～0.028，滩地糙率为0.08～0.14。

3 水位观测成果分析

通过各频率洪水放水试验，记录了7个观测点的水位情况，与工程处重要位置的高程对比可知：

a.发生50年一遇标准洪水时，文化艺术中心工程所在河段水位为42.64～42.80m，由于50年一遇标准非行洪边界(见图2)沿程地面较高，高程为43.80～43.70～43.45m，故能抵御50年一遇洪水，仅在临水侧人行道(高程41.7m)上水。

b.发生100年一遇标准洪水时，工程所在河段水位为43.21～43.35m，非行洪边界临河侧的绿化带(高程43.25m)上水；

c.发生300年一遇标准洪水时，工程所在河段水位为43.68～43.91m，水面与非行洪边界背河侧的绿地(高程43.70～43.80m)齐平，并接近露天舞台(高程44.00m)。

工程处观测点水位见下表，各频率洪水水面边界见图3。

沈阳文化艺术中心附近水位观测结果统计表 单位：m

4 结 语

a.该工程模型试验是在浑河沈阳市段物理模型[5]基础之上建立的，仅做了局部修正。该模型糙率采用了1995年和2005年洪水洪痕资料的验证，资料详实可靠，满足本工程试验要求。

b.该工程全部建设在浑河右岸滩地之上，主体工程位于50年一遇非行洪边界的背河一侧，且在浑河桥引桥的上游，基本属于静水区，工程建设对壅水影响较小。

c.该工程所有地下室入口高程在46m以上，远高于300年一遇水位，保证了室内工程的防洪安全。

图3 沈阳文化艺术中心各频率洪水水面边界示意图

d.该工程设计防洪标准为50年一遇，通过试验可知，工程外部最低点为绿化带，高程43.25m，高于相应标准洪水的水位。另外，受非行洪边界较高地面高程的保护，50年一遇洪水时该工程不受洪水影响。

e.发生100年及300年一遇洪水时，部分绿化带和露天舞台处已经上水，艺术中心管理部门应制定超标准洪水防洪预案，保证人员和财产安全，并配合防汛部门做好防汛抢险工作。

[1] 李广阔,任玲.河道管理范围内建设项目防洪评价审查要点分析[J].人民珠江，2007(5).

[2] 吴持恭.水力学(上册)[M].北京：高等教育出版社,2000.

[3] 杨祎，吴子平，等.浑河沈阳城区段防洪规划修编报告[R].辽宁省水利水电勘测设计研究院，2006.

[4] 张小琴,包为民,等.河道糙率问题研究进展[J].水力发电,2008.6.

[5] 石凤君,丁立国,等.浑河沈阳城市段河工模型试验研究[R].辽宁省水利水电科学研究院,2007.

Physical Model Experimental Study About Influence of Flood on Shenyang Cultural Arts Center Project

ZHANG Li

(Liaoning River Water Conservancy and Hydropower New Technology Design Institute, Shenyang 110003, China)

In the paper, river physical model test is conducted on Shenyang Cultural Arts Center Project. Water level changes near the project under various flow capacities before and after project construction are observed. Relation between elevations in all critical positions and water levels is analyzed, thereby providing scientific reference for project flood control design.

flood influence; physical model; study

TV122

B

1005-4774(2014)08-0026-03