橋涵水文勘測設(shè)計徑流計算方法

1、橋涵水文勘測設(shè)計徑流計算方法摘要本研究對橋涵水文勘測設(shè)計的計算理論、 方法進行分析，并采用3種常用的徑流計算公式進行驗證分 析，以便為橋涵水文勘測設(shè)計提供參考。關(guān)鍵字橋涵水文勘測設(shè)計徑流中圖分類號p33 文獻碼b 文章編號1000-405x(2013) -3-116-2橋涵構(gòu)筑物的多項參數(shù)的確定都與橋涵水文設(shè)計計算 內(nèi)容相關(guān)，伴隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入發(fā)展，出現(xiàn)了 越來越多的交通建設(shè)任務(wù)，實現(xiàn)合理、準(zhǔn)確、高效的水文設(shè) 計計算意義重大。1橋涵水文勘測設(shè)計計算內(nèi)容1.1水文斷面流量、流速計算應(yīng)用謝才-滿寧公式可以對水文斷面平均流速進行計 算，如式(1)、式(2)：或在式(1)和式(2)中，v表

2、示斷面的平均流速(m/s)； n表示糙率；r表示水力半徑(m)； i表示洪水比降；m代表 n的倒數(shù)，即m=l/no對水文斷面流量計算分為單式斷面和復(fù)式斷面，如式(3)、式(4)：單式：q=av (3)復(fù)式：q 二 acvc+atvt 二 qc+q t (4)在式(3)和式(4)中，q代表全斷面總流量(m3/s),a代表過水的斷面面積(m2), ac表示河槽過水面積(m2), vc表示河槽斷面平均流速(m/s),at表示河灘過水面積(m2), vt表示河灘斷面平均流速(m/s), qc表示河槽流量(m3/s),qt表示河灘流量(m3/s)o在依據(jù)洪水流量推算歷史洪水位時，需先假定不同的洪 水位，

3、再依據(jù)洪水流量，計算出能夠和已知的洪水流量相吻 合的洪水流量即可，通常手算誤差w5%,電算誤差w1%【1】。1. 2連續(xù)系列洪水流量和不連續(xù)系列洪水流量計算(1)連續(xù)系列洪水流量推算先依據(jù)已有的洪水資料對vc、e和q統(tǒng)計參數(shù)進行確定，在利用適線方法對統(tǒng)計參數(shù)進行調(diào)整，直到論頻率曲線 能夠和經(jīng)驗頻率點較好吻合，采用這些調(diào)整好的統(tǒng)計參數(shù), 應(yīng)用皮爾遜iii型曲線方程就能計算獲得洪水流量【2】。 平均流量q的計算如式(5)式(5)中的n表示統(tǒng)計年最大流量值的個數(shù)，qi表示 的是任意一年的流量系列最大流量值。 變差系數(shù)vc計算如式(6)式(6)中，ki=qi/q表示的是流量模比系數(shù)；n表示統(tǒng) 計年最大

4、流量值的個數(shù)，qi表示的是任意一年的流量系列 最大流量值。 離均系數(shù)©計算離均系數(shù)e代表的是洪水頻率p和偏差系數(shù)cs函數(shù)， 也就是 e=f (cs, p) o計算偏差系數(shù)cs可依據(jù)式(7)獲得：實際計算過程中，通常不會采用式(7)直接計算，需 先將變差系數(shù)cv值計算出來，再依據(jù)cs二(2-4) cv的經(jīng)驗 關(guān)系獲得。(2)不連續(xù)系列洪水流量推算如果調(diào)查期為n年，為首的大洪水a(chǎn)個，還有11個出 現(xiàn)在實測期n年內(nèi)，n年內(nèi)，ml位洪水經(jīng)驗頻率如式(8)：式(8)中的ml依次取1, 2, 3,，a。n年期間，將為首的11項大洪水除去，m位洪水經(jīng)驗頻 率如式(9)計算：不連續(xù)系列洪水量統(tǒng)計參數(shù)

5、方法存在一定的差異，通常q和cv值計算如式(10)和式(11)：2試驗流域三種徑流公式計算某地區(qū)位于中緯度季風(fēng)區(qū)，地屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均降水量分布不均勻，夏季雨水量較多，地區(qū)易出現(xiàn)春旱和 冬干，夏季極易形成大洪水。對本區(qū)的4個小流域進行計算 分析，4個流域基本特征如表1所示。基于3種徑流公式進行計算，具體計算如下:2. 1應(yīng)用全國水文分區(qū)經(jīng)驗公式計算qp=kfn式中的qp表示設(shè)計的洪峰流量（m3/s）, k表示徑流模量，f表示匯水面積（km2）, n代表的是地區(qū)指數(shù)。2. 2應(yīng)用公路科研所徑流公式計算qp二巾（h-z） 3/2f4/5 3 v 6式中的qp表示設(shè)計的洪峰流量（m3/s）,

6、2表示地貌系 數(shù)，h表示徑流厚度（mm）, z表示坑洼滯留或植物滯留徑流 厚度（mm）, f表示匯水面積（km2）,表示洪峰傳播流量折 減系數(shù)，v表示匯水區(qū)的降雨量的不均折減系數(shù)，5表示 小水庫或湖泊調(diào)節(jié)折減系數(shù)。b、y、§所代表的系數(shù)，于 小流域一般并不折減。依據(jù)上式可以發(fā)現(xiàn)，如果匯水面積一 定，會產(chǎn)生許多對流量大小產(chǎn)生影響的因素。2. 3應(yīng)用鐵二院法計算qp=o. 278fclapym式中的qp表示設(shè)計的洪峰流量（m3/s）, f表示匯水面積（km2）, cl表示產(chǎn)流系數(shù)，可通過查表獲得，ap表示設(shè)計的暴雨強度（nrni/h）,在f不大于10km2的情況下，需要 依照下式（12）

7、計算獲得，在f大于10km2的情況下，需要 依照下式（13）計算獲得。ym表示徑流函數(shù)的根據(jù)徑流因子, 可利用查表獲得。通過上述計算研究，對4個小流域的歷史洪水進行調(diào)查, 對重現(xiàn)期進行確定，能夠獲得本區(qū)域各流域洪水洪峰流量， 如表2所示。依據(jù)上述的3個公式對各流域計算，能夠計算出設(shè)計的 洪水洪峰流量，如表3所示。利用表3 （洪水洪峰流量）和表1 （流域面積）能夠計 算獲得洪水洪峰流量模數(shù)，k=qp/fo如表4所示。通過計算的結(jié)果表示，通常情況下全國水文分區(qū)經(jīng)驗公 式計算的結(jié)果最大，如果要考慮工程的安全性，就要接受全 國水文分區(qū)經(jīng)驗公式計算結(jié)果，采用鐵二院法計算出來的結(jié) 果不建議直接采用。其他情況下需要依據(jù)洪水洪峰流量模數(shù) k、流域形狀系數(shù)ke綜合選擇。3總結(jié)和分析實際生產(chǎn)過程中，公路上小型橋涵是與人們的生活最貼 近的，質(zhì)量好壞對人們的出行安全產(chǎn)生了直接影響。在對橋 涵勘測過程中需要通過收集、調(diào)查，初步整理出橋涵所需水 力、水文、環(huán)境、地質(zhì)、地形和其他的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，它們 是選擇橋涵結(jié)構(gòu)類型，確定橋涵位置，孔徑計算和水文計算 的重要依據(jù)，只有資料數(shù)據(jù)充足、準(zhǔn)確的情況下，才能依據(jù) 公式計算出橋位處設(shè)計流量的準(zhǔn)確數(shù)值。本次研究分析了橋 涵水文勘測設(shè)計計算內(nèi)容，并通過采用3種常用的徑流計算 公式對4個試驗流域進