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1、公路涵洞设计细则 解 释,冯忠居 教授 长安大学 二零零七年九月,六.涵洞水文计算,涵洞水文计算方法有暴雨推理法、径流形成法、形态调查法、直接类比法。这些方法各有其优缺点。1.暴雨推理法1）暴雨推理法是一种半理论半经验的计算方法。通过损失参数和汇流时间，体现地区的差异性。其推理公式适用于汇水面积小于100Km2的河沟。,2）暴雨推理公式 Qp0.278（ ）F （6.1.2-1） 损失参数按下式计算：北方可采用 （6.1.2-2）南方可采用 （6.1.2-3）汇流时间按下式计算：北方可采用 （6.1.2-4）南方可采用 （6.1.2-5）,3) 经验公式在公路以及其他相关行业和部门均有不同的公
2、式型式，可供使用。各省（区）、地市水利部门的地区性流量经验公式，亦可参照使用。2.径流形成法1) 径流形成法是目前公路部门普遍使用的一种计算方法，其径流成因简化公式适用于汇水面积F30km2的小流域。 2) 径流成因简化公式 Qp （6.2.2）,3) 径流流量经验公式在公路以及其他相关行业和部门均有不同的公式型式，可供使用，其中各水文参数的取值应尽量根据当地具体资料确定。地区性流量经验公式，亦可参照使用。3.形态调查法1) 结合形态断面进行洪水调查，确定流量的形态调查法，是目前公路部门应用较为普遍的一种方法。当有可靠的历史洪水位调查资料时，其适用范围不受限制。,2) 形态断面一般选在有较可靠
3、的洪水调查资料的河段内。形态断面应与流向垂直，宜选在河段顺直、岸坡稳定、床面冲淤变化不大、泛滥宽度较小、断面比较规则、河槽在平面上无过大扩散或收缩、河沟床纵坡无急剧变化和无死水区及不受壅水影响的地方。(河床断面稳定、规则) 当涵址断面符合形态断面条件时，涵址断面亦可做为形态断面。,3) 断面流速和历史洪峰流量（或多年平均洪峰流量）的计算。 当采用流速仪、深水（双）浮标实测出各测速点的流速后，计算出每根测速垂线上的平均流速，然后用解析法或图解法计算通过流量及对应的全断面平均流速。当采用水面浮标实测出每根行走线上的水面点流速，此水面点流速即相当于测速垂线平均流速，但在流量计算时需予以修正。, 当调
4、查到的历史洪水位处于水面比降均一、河道顺直、河床断面较规整的稳定均匀流河段时，可按下式计算： Q=AcVc+AtVt (6.3.3-1) Vc= （6.3.3-2） Vt = （6.3.3-3）4) 按涵洞规定设计频率推算形态断面处的洪峰流量 (3种方法), 按流量模比系数推算 （6.3.4-1） 按多年平均流量推算 (6.3.4-2) 按周期换算系数推算 （6.3.4-3）,5) 拟建涵洞处设计流量的推求(四种情况) 若形态断面处与拟建涵位处估计两者汇水面积或流量相差10以内时，认为形态断面处规定频率对应的洪峰流量等于拟建涵位处规定频率对应的设计流量。 若形态断面处与拟建涵位处两者汇水面积或
5、流量相差较大时(需进行涵址换算)，即可按下式推求： （6.3.5-1）, 若F30km2，形态断面处距涵位处较近，且两者地形无显著区别时，可按下式推求： （6.3.5-2） 若无汇水面积资料，可通过调查实测形态断面处和拟建涵位处的主河沟长度L1和L2，可按下式推求： （6.3.5-3）,4.直接类比法 1) 直接类比法是当公路所跨同一河沟上、下游附近存在已建涵洞，且能调查到可靠的涵前洪水积水高度及相应的洪水频率时，用已有涵洞作为形态断面，可采用类似形态调查法推求拟建涵洞的设计流量，其适用范围不受限制。 2) 通过原有涵洞的洪峰流量(按水流状态考虑), 无压力式涵洞 （6.4.2-1） （6.4
6、.2-2） （6.4.2-3） （6.4.2-4）, 半压力式涵洞 （6.4.2-5） （6.4.2-6） 压力式涵洞 （6.4.2-7）,3) 换算原有涵洞处的天然洪峰流量 QtSQ （6.4.3）4) 按涵洞规定设计频率推算原有涵洞处的洪峰流量，可按本细则6.3.4条的规定进行推算。5) 拟建涵洞处设计流量的推求，可按本细则6.3.5条(拟建涵洞处设计流量的推求(四种情况)的规定进行推求。5.流量计算方法的比较和核对1)各种流量计算方法的比较, 暴雨推理公式，参变数是简化了的概略值，且暴雨指数n值的分区和土壤分类均较粗略。因此，在实际应用中，参数和指数可采用各地区编制的水文参数值。 径流成
7、因简化公式，暴雨分区及按汇水面积划分的汇流时间比较粗略。因此，在实际应用中，应根据具体情况，正确选取较合理的汇流时间及相应的径流厚度。, 形态调查法，是目前弥补按暴雨推理法或径流形成法计算中资料不足的最好方法。但不易调查出历史洪水位并确定相应的频率及准确地确定河沟床的糙率。同时对河床冲淤变化程度难以掌握，使流量计算结果偏大或偏小。为了获得较准确的结果，可将形态调查法与前二种计算方法配合论证使用。 直接类比法，因其资料来自对原有涵洞的调查，故这种方法计算结果比较可靠，有条件时应首选。,2) 流量计算中的核对 应根据当地实际情况，宜采用两种以上方法计算互相核对比较。 通过调查研究，尽量采用适合本地区的计算方法和有关参数。3) 流量计算中应结合现场具体情况加以验证。 根据一定数量的洪水调查资料，对调查算得的流量与按公式计算值进行比较，修正公式算得的结果。 通过调查既有涵洞通过的历史最大流量进行比较验证。,
