《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》講稿四

《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》

解釋六.涵洞水文計(jì)算

涵洞水文計(jì)算方法有暴雨推理法、徑流形成法、形態(tài)調(diào)查法、直接類比法。這些方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。1.暴雨推理法1）暴雨推理法是一種半理論半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算方法。通過損失參數(shù)和匯流時(shí)間，體現(xiàn)地區(qū)的差異性。其推理公式適用于匯水面積小于100Km2的河溝。六涵洞水文計(jì)算2）暴雨推理公式

Qp＝0.278（－μ）F……（）損失參數(shù)μ按下式計(jì)算：北方可采用μ＝……（）南方可采用μ＝……（）匯流時(shí)間τ按下式計(jì)算：北方可采用……（）南方可采用……（）六涵洞水文計(jì)算3)經(jīng)驗(yàn)公式在公路以及其他相關(guān)行業(yè)和部門均有不同的公式型式，可供使用。各省（區(qū)）、地市水利部門的地區(qū)性流量經(jīng)驗(yàn)公式，亦可參照使用。2.徑流形成法1)徑流形成法是目前公路部門普遍使用的一種計(jì)算方法，其徑流成因簡化公式適用于匯水面積F≤30km2的小流域。2)徑流成因簡化公式

Qp＝……（）六涵洞水文計(jì)算3)徑流流量經(jīng)驗(yàn)公式在公路以及其他相關(guān)行業(yè)和部門均有不同的公式型式，可供使用，其中各水文參數(shù)的取值應(yīng)盡量根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w資料確定。地區(qū)性流量經(jīng)驗(yàn)公式，亦可參照使用。3.形態(tài)調(diào)查法1)結(jié)合形態(tài)斷面進(jìn)行洪水調(diào)查，確定流量的形態(tài)調(diào)查法，是目前公路部門應(yīng)用較為普遍的一種方法。當(dāng)有可靠的歷史洪水位調(diào)查資料時(shí)，其適用范圍不受限制。六涵洞水文計(jì)算2)形態(tài)斷面一般選在有較可靠的洪水調(diào)查資料的河段內(nèi)。形態(tài)斷面應(yīng)與流向垂直，宜選在河段順直、岸坡穩(wěn)定、床面沖淤變化不大、泛濫寬度較小、斷面比較規(guī)則、河槽在平面上無過大擴(kuò)散或收縮、河溝床縱坡無急劇變化和無死水區(qū)及不受壅水影響的地方。(河床斷面穩(wěn)定、規(guī)則)當(dāng)涵址斷面符合形態(tài)斷面條件時(shí)，涵址斷面亦可做為形態(tài)斷面。六涵洞水文計(jì)算3)斷面流速和歷史洪峰流量（或多年平均洪峰流量）的計(jì)算。①當(dāng)采用流速儀、深水（雙）浮標(biāo)實(shí)測出各測速點(diǎn)的流速后，計(jì)算出每根測速垂線上的平均流速，然后用解析法或圖解法計(jì)算通過流量及對(duì)應(yīng)的全斷面平均流速。當(dāng)采用水面浮標(biāo)實(shí)測出每根行走線上的水面點(diǎn)流速，此水面點(diǎn)流速即相當(dāng)于測速垂線平均流速，但在流量計(jì)算時(shí)需予以修正。六涵洞水文計(jì)算②當(dāng)調(diào)查到的歷史洪水位處于水面比降均一、河道順直、河床斷面較規(guī)整的穩(wěn)定均勻流河段時(shí)，可按下式計(jì)算：Q=AcVc+AtVt

……(6.3.3-1)

Vc=……（）Vt

=……（）4)按涵洞規(guī)定設(shè)計(jì)頻率推算形態(tài)斷面處的洪峰流量

(3種方法)六涵洞水文計(jì)算①按流量模比系數(shù)推算

……（）②按多年平均流量推算

……(6.3.4-2)③按周期換算系數(shù)推算

……（）

六涵洞水文計(jì)算5)擬建涵洞處設(shè)計(jì)流量的推求(四種情況)①若形態(tài)斷面處與擬建涵位處估計(jì)兩者匯水面積或流量相差±10％以內(nèi)時(shí)，認(rèn)為形態(tài)斷面處規(guī)定頻率對(duì)應(yīng)的洪峰流量等于擬建涵位處規(guī)定頻率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)流量。②若形態(tài)斷面處與擬建涵位處兩者匯水面積或流量相差較大時(shí)(需進(jìn)行涵址換算)，即可按下式推求：

………（）六涵洞水文計(jì)算③若F≤30km2，形態(tài)斷面處距涵位處較近，且兩者地形無顯著區(qū)別時(shí)，可按下式推求：……（）④若無匯水面積資料，可通過調(diào)查實(shí)測形態(tài)斷面處和擬建涵位處的主河溝長度L1和L2，可按下式推求：

……（）六涵洞水文計(jì)算4.直接類比法1)直接類比法是當(dāng)公路所跨同一河溝上、下游附近存在已建涵洞，且能調(diào)查到可靠的涵前洪水積水高度及相應(yīng)的洪水頻率時(shí)，用已有涵洞作為形態(tài)斷面，可采用類似形態(tài)調(diào)查法推求擬建涵洞的設(shè)計(jì)流量，其適用范圍不受限制。2)通過原有涵洞的洪峰流量(按水流狀態(tài)考慮)六涵洞水文計(jì)算①無壓力式涵洞

……（）

……（）

……（）

……（）六涵洞水文計(jì)算②半壓力式涵洞

……（）

……（）

③壓力式涵洞

……（）六涵洞水文計(jì)算3)換算原有涵洞處的天然洪峰流量Qt＝S·Q……（）4)按涵洞規(guī)定設(shè)計(jì)頻率推算原有涵洞處的洪峰流量，可按本細(xì)則條的規(guī)定進(jìn)行推算。5)擬建涵洞處設(shè)計(jì)流量的推求，可按本細(xì)則條(擬建涵洞處設(shè)計(jì)流量的推求(四種情況))的規(guī)定進(jìn)行推求。5.流量計(jì)算方法的比較和核對(duì)1)各種流量計(jì)算方法的比較六涵洞水文計(jì)算①暴雨推理公式，參變數(shù)是簡化了的概略值，且暴雨指數(shù)n值的分區(qū)和土壤分類均較粗略。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，參數(shù)和指數(shù)可采用各地區(qū)編制的水文參數(shù)值。②徑流成因簡化公式，暴雨分區(qū)及按匯水面積劃分的匯流時(shí)間比較粗略。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況，正確選取較合理的匯流時(shí)間及相應(yīng)的徑流厚度。六涵洞水文計(jì)算③形態(tài)調(diào)查法，是目前彌補(bǔ)按暴雨推理法或徑流形成法計(jì)算中資料不足的最好方法。但不易調(diào)查出歷史洪水位并確定相應(yīng)的頻率及準(zhǔn)確地確定河溝床的糙率。同時(shí)對(duì)河床沖淤變化程度難以掌握，使流量計(jì)算結(jié)果偏大或偏小。為了獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果，可將形態(tài)調(diào)查法與前二種計(jì)算方法配合論證使用。④直接類比法，因其資料來自對(duì)原有涵洞的調(diào)查，故這種方法計(jì)算結(jié)果比較可靠，有條件時(shí)應(yīng)首選。六涵洞水文計(jì)算2)