防洪工程排洪渠施工水文特征

防洪工程排洪渠施工水文特征1.1工程概況豐都縣高家鎮(zhèn)防洪工程包含3條排洪渠，該鎮(zhèn)濱臨長江，建筑依山而建，但鎮(zhèn)后坡陡且集雨面積較大，導(dǎo)致洪水來時，水量大歷時短。各場鎮(zhèn)對后坡來洪泄排脆弱，建設(shè)時基本沒考慮后坡區(qū)域內(nèi)的洪水，導(dǎo)致洪水泛濫，街道積水，小洪水時影響場鎮(zhèn)人民的生活，大洪水時危及當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)安全。經(jīng)在1:2000地形圖上仔細量算，場鎮(zhèn)各排洪渠特征參數(shù)見表2-1。表2-1場鎮(zhèn)各排洪渠特征參數(shù)渠道名F（km2）L（km）J（‰）1#排洪渠0.9230.785145.142#排洪渠0.0530.274251.393#排洪渠0.1870.913120.941.2水文氣象特征本防洪工程位于豐都縣，豐都縣屬亞熱帶溫和濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，受西南和東南季風(fēng)影響，具有氣候溫和，雨量充沛、日照少、云霧多、四季分明、立體氣候差異大、春季雨早、夏季酷熱、秋天多綿雨、冬季干燥等特點。工程區(qū)域天氣受西風(fēng)帶天氣系統(tǒng)以及西南低渦、西藏高壓、西太平洋高壓的影響，長江橫切變是該流域降水天氣的主要動力條件，西太平洋高壓控制本流域時，氣溫高、悶熱，常伴有熱雷雨發(fā)生，西藏高壓控制本流域時，氣溫高、空氣干燥、天氣久晴不雨，持續(xù)時間續(xù)長，干旱嚴(yán)重。西風(fēng)帶和副熱帶天氣系統(tǒng)的交替活動，控制著本工程區(qū)域時間的長短及強弱，除影響溫、濕、降水之外，也造成本流域降水量年內(nèi)分配極不均勻，因此，具有春雨、伏旱、秋綿、冬干的特點。在一般情況下，工程區(qū)域春季降水較多，很少有春旱現(xiàn)象，降水較多時間一直持續(xù)到七月上、中旬。此后，降水相對減少，在七、八月時處盛夏，氣溫高、蒸發(fā)量大，常有旱象發(fā)生(伏早)，至九、十月雨量顯著增加，但降水強度不大，形成秋雨綿綿(秋綿)，以后隨著氣溫的減低，降雨逐漸減少，進入冬季雨量稀少季節(jié)(冬干)，屬典型的季風(fēng)氣候特點。根據(jù)豐都縣氣象站資料統(tǒng)計分析，多年平均氣溫18.3℃，歷年極端最高氣溫41.5℃，極端最低氣溫-3.5℃，無霜期長，多年平均306天，最長326天，最短287天。熱量資源豐富，多年平均日照時數(shù)為1300小時，主要集中在夏季(6～8月)，平均650小時，占全年日照時數(shù)的50％。多年平均降水量為l073.9mm，最大年降水量達l401.8mm(1982年)，最小年降量757.3mm(1992年)。降水年內(nèi)分布不均，年際變化大，每年5～10月為主雨季，降水量占77.28％，而11月至次年4月降水量為全年降水量的21.7％，特別在冬干季節(jié)降水量僅占全年降水的3％左右。每年5～10月為主雨季，暴雨洪水多發(fā)生在這一時期。根據(jù)有關(guān)資料，年最大24小時暴雨絕大多數(shù)發(fā)生在5～9月，占總數(shù)的97.5％，其中：5月占1.5％，6月占25％，7月占35％，8月占21.5％，9月占l1.5％，發(fā)生在10月份的僅有一次，且量級相對于歷年最大24小時暴雨值來講是較小的。工程所處區(qū)域為淺丘低山區(qū)，熱量豐富，蒸發(fā)量較大。多年平均水面蒸發(fā)量為l230mm，多年平均陸面蒸發(fā)量為500mm。工程區(qū)域徑流主要由降水形成，多年平均徑流深為500mm，徑流具有明顯的季節(jié)性，且年內(nèi)年際變化較大，主雨季與主汛期同步，年最大洪水多發(fā)生在5～9月，洪水由暴雨形成。1.3水文基本資料工程區(qū)域內(nèi)無氣象站和水文站，但各場鎮(zhèn)排洪渠重心直線距離約4km處有豐都氣象站，屬國家基本站網(wǎng)，具有1959年至今的實測降水資料。1.4設(shè)計洪水1.1.1防洪標(biāo)準(zhǔn)本工程為排山洪建筑物，根據(jù)《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》GJJ50-92，工程保護范圍為一般城鎮(zhèn)，工程的建筑物級別為4級，防洪標(biāo)準(zhǔn)（山洪）5—10年一遇，本工程采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。1.4.1洪水特性工程區(qū)域的洪水主要由降水形成，3月進入初汛開始漲水，洪水量級一般不大；4～9月為主汛期，一般洪水峰高量大；10～11月為汛末，洪水量級大致與3月同等級；12月至次年2月為枯水期，徑流較小，年最大洪水一般發(fā)生在4～9月，其中6～7月居多，盛夏8月由于伏旱，發(fā)生年最大洪水的次數(shù)相對較少。工程區(qū)域為特小流域，流域內(nèi)植被較差，流域調(diào)蓄能力低，河網(wǎng)發(fā)達，支流坡度較大，產(chǎn)匯流條件充分，坡面匯流較突出，洪水匯流迅速，陡漲陡落，歷時短，過程尖瘦，系單峰洪水。1.4.2工程區(qū)設(shè)計洪水1、設(shè)計暴雨本防洪工程涉及場鎮(zhèn)，周邊均無水文測站，但臨近區(qū)域有豐都氣象站。豐都氣象站1h、6h年最大降雨量資料為1967～2008年系列，24小時年最大降雨量資料為1959～2008年系列，1/6h采用《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》（1984年6月）（以下簡稱《手冊》）暴雨參數(shù)。各時段暴雨設(shè)計參數(shù)成果見表2-2。豐都氣象站1h、6h、24h暴雨適線圖見附圖2-1、2-2、2-3表2-2各歷時暴雨設(shè)計參數(shù)表運用資料T(h)1/61624豐都氣象站H(mm)16.436.559.277.5Cv0.360.300.350.48Cs/Cv3.53.53.53.5查《手冊》暴雨H(mm)16.440.070.085.0Cv0.360.450.400.45Cs/Cv3.53.53.53.52、設(shè)計洪水計算本次洪水計算采用推理公式法計算。a、流域特征參數(shù)：在1/2000地形圖上量算得各場鎮(zhèn)各排洪渠流域特征參數(shù)。見表2-1。b、暴雨參數(shù)：設(shè)計雨力Sp及暴雨公式指數(shù)n，由設(shè)計暴雨成果按《手冊》中相應(yīng)公式計算。c、產(chǎn)、匯流參數(shù)：產(chǎn)流參數(shù)μ根據(jù)本流域?qū)嶋H情況采用《手冊》中的盆地丘陵區(qū)公式計算，即μ＝4.8F-0.19，Cv＝0.18，Cs/Cv＝3.5；匯流參數(shù)m由流域特征參數(shù)查《手冊》分區(qū)綜合公式進行計算求得。計算成果見表2-3。表2-3各排洪渠設(shè)計洪水成果表渠道名資料來源各頻率設(shè)計洪水（m3/s）1%2%3.33%5%10%20%50%1#排洪渠豐都氣象站29.326.324.121.319.316.111.4《手冊》查值36.431.329.326.721.418.011.72#排洪渠豐都氣象站1.231.991.821.671.431.180.817《手冊》查值1.471.201.001.841.551.260.8273#排洪渠豐都氣象站3.863.473.191.961.561.141.53《手冊》查值5.654.964.464.033.321.601.583、洪峰流量合理性分析及成果采用由表2-3可看出，在洪水頻率為10年一遇時，用《手冊》暴雨參數(shù)推算出來的成果比用豐都氣象站暴雨資料計算出來的成果大，從工程偏安全角度考慮，本次防洪工程設(shè)計洪水采用《手冊》暴雨資料按推理公式法計算的洪水成果見表2-4。表2-4各排洪渠設(shè)計洪水成果表（推薦成果）渠道名各頻率設(shè)計洪水（m3/s）1%2%3.33%5%10%20%50%1#排洪渠36.431.329.326.721.418.01