公路工程汇水流量与边沟排水能力计算

垃圾场进场道路边沟水及涵管力计算1. 计算原则（1）山洪流量计算方法，采用广东省洪峰流量（小流域）经验公式。

（2）汇水面积：根据1：10000地形图，划分汇水区域，匡算汇水面积。

（3）采取50年一遇设计标准。

（4）截洪沟采用矩形断面的明渠，排水能力按照采用非满流箱涵条件进行计算，明渠安全超高取0.3~0.5m。

2. 水力计算（1）山洪流量计算公式：Qp = C2·H24P·F0.84式中：Qp——设计洪峰流量（m3/s）；C2——计算系数，按照50年一遇，取0.050。

H 24P ——计算系数，H24P=352.6F——汇流面积（km2）根据测量各截洪沟系统汇水面积，按照上式计算山洪流量，结果见下表：系统汇水面积(km2) 山洪流量（m3/s）AK0+148 0.016 0.55AK0+630 0.02 0.66AK0+897 0.022 0.72AK1+245 0.017 0.58AK1+400 0.02 0.66（2）截洪沟断面尺寸及流量校核截洪沟采用矩形断面的明渠，排水能力按照采用非满流箱涵条件进行计算，明渠安全超高取0.3~0.5m。

公式： Q=Av ，v=2132 1R i n式中：Q——设计流量（m3/s）；A——设计过水断面面积（m2）v——设计流速（m/s）n——粗糙系数，取0.013 R——水力半径（m）i——水力坡降系统山洪流量（m3/s）截洪沟尺寸BxH（m）设计坡度过流能力（m3/s）是否满足AK0+148 0.55 DN1500 0.0015 2.27 是AK0+630 0.66 DN1500 0.0015 2.27 是AK0+897 0.72 DN1200 0.0015 1.5 是AK1+245 0.58 DN1200 0.0015 1.5 是AK1+400 0.66 DN1200 0.0015 1.5 是。

以k21+900~k22+000挖方最大汇水面积段为例进行边沟设计计算。

边沟坡度为1:0.5；坡流面长度为8.31m ；路拱横坡为2％；该段纵断面平均纵坡I 取0.7％；设计段路基宽34.5m ，可取单侧路面和路肩的横向排水宽度为18m 。

在边坡坡脚和路肩的边缘设置矩形边沟，具体如图5-1。

图5-1边沟计算示意图（1）汇水面积与径流系数平台沟与边沟平台间面积2183110031.8m A =⨯=；坡面采用拱式护面墙防护，查公路排水设计规范（JTG/T D33-2012)，径流系数ψ取0.75；边沟平台面积221001001m A =⨯=，50.0=ψ；路面一侧面积23180010018m A =⨯=，95.0=ψ；汇水面积23-32110731.21800100831km A A A F ⨯=++=++=径流系数87.02731/95.0180050.010075.0831=⨯+⨯+⨯=）（ψ （2）汇流历时 坡面汇流历时可按公式467.01)/(445.1p p i L s t ⨯=计算，式中：1t ——坡面汇流历时（min)；s ——地表粗度系数；p L ——坡面流长度（m)；p i ——坡面流的坡度；查表可得拱式护面墙防护路堑边坡的粗度系数为0.4，路堑坡度为1：0.5，坡面汇流历时 2.154min )1/0.58.314.0(445.1t 467.01=⨯⨯= 查表可得边沟平台（为植草护面）粗度系数0.4，横向坡度为2%，则3.816m in )0.0440.4(445.1t 467.01=⨯⨯= 查表可得沥青混凝土路面粗糙系数为0.013，横坡2%，坡面流长度为18m ，则 1.828min )0.02180.013(445.1t 467.01=⨯⨯= 综合以上，坡面汇流历时取最小值min 828.11=t设边沟底宽为0.6m ，高为0.8m ，沟壁粗糙系数为0.025，设计水深为0.5m 。

1、设计重现期根据公路的重要程度取设计重现期15 年（高速公路坡面排水）。

2、汇流面积和径流系数汇水区域横向宽度=14（从道路中心线－路肩边缘）＋10（从路肩－排水沟）＝24m 纵向1514m （沿线涵洞间的最大距离），汇水面积24×1514×10-6=0.03634Km 2根据公路排水设计规范查得沥青混凝土地表径流系数C 1=0.95，粗粒土坡面和路肩地表径流系数0.3汇水区的径流系数 6792.024103.01495.0=×+×=C 3、汇流历时由公路排水设计规范查得沥青混凝土路面的粗度系数m 1=0.013，沥青混凝土路面横坡为1.5%，坡面流长度为14m ，则沥青路面的汇流历时为：.min 7386.1015.014013.0445.1467.01=⎟⎠⎞⎜⎝⎛××=t查得土质护坡道地面的粗度系数可取为m 2=0.1，路基边坡0.25，护坡道横坡0.04，则综合坡度为208.010204.0825.0=×+×，坡面流长度为10m ，路基边坡和护坡道的汇流历时为： min 0849.2208.0101.0445.1467.02=⎟⎠⎞⎜⎝⎛××=t则坡面汇流时间min 8236.3211=+=t t t设碟型排水沟水深为0.2，底宽为0.4，边坡坡率1：4则过水断面的面积A 为0.24m 2 浆砌片石明沟的粗糙系数为0.025。

计算排水沟的水利半径为m R 1171.0)4141(2.04.024.022=++++=按满宁公式可计算排水沟内的平均流速为s m v /8564.0025.0008.01171.032=×= 因而沟内汇流历时min 4644.2960/8564.0/15144==t由此汇流历时min 2880.334644.298236.343=+=+=t t t取汇流历时为30min 。

边沟尺寸计算书一：项目基本情况白河水库-黄石垭公路改建工程，水泥混凝土路面结构，路基宽度24.5m，汇水段边坡平均高度10m，填方路段护坡道宽度1.5m，挖方路段碎落台宽度2m，汇水段落长度取1000m，边沟纵坡2%，其他参数选用《公路排水设计规范推荐值》（JTG/D33-2012）。

二：汇水设计径流量1：汇水面积：坡面汇水：A1=15000m2路面汇水：A2=12250m22：径流系数：查表9.1.8取径流系数ψ1=0.5，ψ2=0.9。

总汇水面积：F=A1+A2=27250m2加权平均径流系数：ψ=(ψ1*A1+ψ2*A2)/F=0.683:汇流历时：取坡面粗度系数mi=0.1，由降雨历时计算式t1=1.445*（m i*L s/√i s）0.467计算得：t1= 2.09min取路面粗度系数mi=0.013，由降雨历时计算式t1=1.445*（m i*L s/√i s）0.467计算得：t2=11.93min加权平均汇流历时：t=11.76min4：降雨强度：根据公路等级，按表9.1.2，取设计降雨重现期10年。

根据表9.1.7-1、9.1.7-2、图9.1.7-1、9.1.7-2：则降雨强度：q=C p*C t*q5.10= 2.44径流量：Q=16.67*q*F*ψ=0.75m3/s5:排水沟尺寸拟定：拟定排水沟形式为倒梯形边沟，净尺寸为沟深0.5米,底宽0.4米。

过水断面面积：0.45m2水力半径：0.25m排水沟内平均流速：V=1/n*R2/3*I1/2V= 2.53m/s排水沟内汇水的汇流时间：t=L/vt=394.89s=t/60= 6.58min汇流时间t=18.52min6：排水沟断面面积验证：需要断面面积：A=Q/V=0.30m2过水断面面积：0.45m2验算结果：边沟尺寸拟定合适，满足降雨强度及汇流要求。

排水沟系统计算排水沟系统计算涉及多个方面，包括尺寸、流量、坡度以及所需的工程量等。

以下是一些关键的计算方法和公式：1. 排水沟尺寸计算：宽度：通常，排水沟的宽度应大于或等于排水管的直径。

深度：应足够容纳排水管和水流。

长度：根据实际需要进行设计。

2. 排水沟流量计算：常用的计算公式为：Q = K ×B ×D ×VQ：排水沟的流量，单位为m³/s。

K：系数，一般取0.7\~0.8。

B：排水沟的宽度，单位为m。

D：排水沟的深度，单位为m。

V：水流速度，单位为m/s。

另一个常用的公式是曼宁公式：Q = A ×R^(2/3) ×S^(1/2)A：排水沟横截面积，单位为平方米。

R：湿周半径，单位为米。

S：水流坡度，单位为米/米。

3. 排水沟坡度计算：常用的计算公式为：S = (H/L) ×100S：排水沟的坡度。

H：高度差，单位为m。

L：水平距离，单位为m。

通常，排水沟的坡度应大于0.5%。

4. 工程量计算：土方工程量：需要计算挖掘排水沟所需的土方工程量。

例如，混凝土的用量= 长度×截面积×厚度。

砖砌工程量：为了加强排水沟的稳定性，可以在排水沟两侧砌砖。

砖的用量= 长度×砌筑高度×砖长×砖宽÷砖高。

排水管工程量：在排水沟中安装排水管以将雨水排放到下水道或其他排水设施中。

5. 雨水排水量计算：计算公式：Q = C ×I ×AQ：雨水排水量，单位为m³/s。

C：径流系数，无单位，取值范围为0.5\~0.9。

I：降雨强度，单位为mm/h。

A：室外排水沟的有效面积，单位为m²。

在进行排水沟系统计算时，需要综合考虑多个因素，包括排水沟的尺寸、流量、坡度以及所需的工程量等。

同时，还需要考虑降雨强度、径流系数等因素对雨水排水量的影响。

这些计算方法和公式可以帮助工程师和设计师进行排水沟系统的规划和设计。

一、降雨强度计算已知：上海；设计重现期P＝2年；设计降雨历时t＝5分钟；径流系数=0.9 计算：设计降雨强度q＝((17.812+14.668×Lg(2))/((5+10.472)0.796))×1000/6＝418.66升/秒•公顷。

二、FX100排水沟水力计算1、已知：水深＝0.12米；沟宽＝0.1米；粗糙系数n＝0.001 ；2、计算：计算时将U形排水沟分为上部矩形和下部半圆形计算。

矩形部分：水深70mm ，底宽:100mm；计算过程：湿周＝2×0.07+0.1＝0.24m ；过流面积＝0.1×0.07＝0.007平米；水力半径＝0.007/0.24＝0.0292m ；流速v＝((0.02922/3)×(0.0010.5))/0.001＝3m/s ；矩形天沟排水量Q＝3×0.007×1000＝21L/s。

半圆形部分：半径为50mm；计算过程：湿周＝3.14×0.05＝0.157m ；过流面积＝0.5×3.14×0.05×0.05＝0.0039平米；水力半径＝0.0039/0.157＝0.0248m ；流速v＝((0.02482/3)×(0.0010.5))/0.001＝2.69m/s ；半圆形天沟排水量Q＝2.69×0.0039×1000＝10.49L/s 。

3、FX100排水沟排水能力=21+10.49=31.49L/s4、FX100排水沟基本资料：三、FX150排水沟水力计算1、已知：水深＝0.21米；沟宽＝0.15米；粗糙系数n＝0.001 ；2、计算：计算时将U形排水沟分为上部矩形和下部半圆形计算。

矩形部分：水深135mm ，底宽:150mm；计算过程：湿周＝2×0.135+0.15＝0.42m ；过流面积＝0.15×0.135＝0.0203平米；水力半径＝0.0203/0.42＝0.0483m ；流速v＝((0.04832/3)×(0.0010.5))/0.001＝4.19m/s ；矩形天沟排水量Q＝4.19×0.0203×1000＝85.06L/s 。

路基工程施工边沟计算规则边沟的计算规则主要涉及边沟的形状、尺寸和排水能力。

边沟的形状通常是V形的，这种形状可以有效地排水并减少水患的发生。

边沟的尺寸一般通过计算来确定，通常要考虑路基的坡度、设计流量、下雨量等因素。

边沟的排水能力是指在设计的条件下，边沟可以排除多少水量，这个参数是边沟设计的关键指标之一。

在进行边沟的计算规则时，需要考虑以下几个方面：1. 边沟的设计流量：设计流量是指在设计的条件下，边沟需要排除的水量。

设计流量一般根据路基的坡度、设计雨量和下雨频率等因素来确定。

设计流量越大，边沟的尺寸和排水能力就需要相应增加。

2. 边沟的形状和尺寸：边沟通常采用V形，V形的边沟可以提高边沟的排水能力。

边沟的横截面形状和尺寸需要根据设计流量和坡度来确定，一般边沟的底宽不小于0.3m，侧坡坡度不超过1:2。

3. 边沟的排水能力：边沟的排水能力是指在设计的条件下，边沟可以排除的水量。

边沟的排水能力需要考虑边沟的尺寸和细部设计，比如边沟的间距、横截面形状等。

4. 边沟的细部设计：边沟的细部设计包括边沟的出口设计、联络渠设计、过水槽设计等。

这些设计需要考虑边沟的排水能力和与其他排水设施的衔接，以确保整个排水系统的畅通和稳定。

在实际施工中，边沟的计算规则需要根据具体情况进行调整和补充。

施工人员需要根据工程现场的实际情况和设计要求，结合自己的经验和技术，合理计算和设计边沟，确保边沟的排水功能和稳定性。

同时，在施工过程中要严格按照设计要求和施工规范进行施工，确保边沟的质量和效果。

总的来说，边沟的计算规则是路基工程施工中非常重要的一部分，合理的边沟设计和施工可以有效提高整个路基的排水能力和稳定性。

施工人员需要充分理解边沟的计算规则，并根据实际情况进行合理设计和施工，以确保边沟的质量和效果。

【字数超过6000】。

（1）排水现状项目区内的雨水主要通过✱路道路边沟、散排方式进行排放，就近排入现状排水沟渠。

项目区域内起点至终点地势程中间高两边低，道路范围内无河流，仅在起终点处分别有两条现状排水涵，主要承担项目区内现状雨污水的排放。

✱大道有排向✱市第二污水处理厂的一条DN800污水管道，新建道路污水可接入此管道，最终排入污水处理厂。

（2）排水体制本工程排水体制采用雨、污水分流制，雨、污水管网分别自成体系。

（3）排水规划1）雨水规划根据场地地势及用地布局，片区内雨水收集后，雨水管道按分散、就近、自流的原则布置，前1.42公里雨水排向起点一条1.5×1.6m的横穿✱路的大沟，道路后1.93公里雨水排至✱大道南侧一条2.0×2.0m的合流大沟。

2）污水规划由于道路周边市政管网设施尚未完善，道路污水近期暂考虑与雨水排放至一处，待后期市政管网完善后再接入就近污水道。

根据场地地势及用地布局，道路前1.42公里污水汇合后排向✱路的一条1.5×1.6m的排水沟，待远期截污干管建成后接入✱第二污水处理厂。

道路后1.93公里污水排至✱大道DN800污水干管，最终汇入✱第二污水处理厂。

（4）基本设计参数1）最大控制设计流速：排水管道Vmax=5m/s。

2）最小设计流速：雨水管道和合流管道在满流时Vmin=0.75m/s。

3）雨水管道按满流设计；污水按非满流设计其最大设计充满度按下表4）本工程排水管道均采用管顶平接。

（5）雨水系统1）雨水系统规划本次设计雨水管管道双侧布置在道路混合车道下，K0+000.00～K0+120.00段双侧布置DN600管，K0+120.00～K3+355.15段双侧布置DN800管，前1.42公里雨水汇合后使用DN1000管排向起点一条1.5×1.6m的横穿✱路的大沟，道路后1.93公里雨水排至✱大道南侧一条2.0×2.0m的合流大沟。

道路全线在交叉口处预留雨水支管，具体位置详见《排水平面图》。

大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青砼路面，路面和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m（双向八车道），路面和硬路肩横坡为2%，土路肩为4%，路线最小纵坡为5‰。

本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。

现按照《公路排水设计规范》JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施各型号的最大排水距离(即出水口距离)和面积，为确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。

1．拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。

设降雨历时为3min。

拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc＝0.377×h8/3×I1/2/（i h×n）＝0.377×0.058/3×I0.5/（0.02×0.013）注：水力坡度I取路线纵坡；水深h＝250×0.02＝5cm（即水深小于5cm时，浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2.5m，保证行车安全。

）2) 汇水面积和径流系数当出水口间距为l时，两个出水口之间的汇水面积为F=l×19.75×10-6km2取径流系数Ψ=0.95。

3) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排水设计重现期为5年。

4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q5,10＝2.8mm/min，5年设计重现期时的重现期转换系数为c p=1.0,60min降雨强度转换系数为c60=0.5，3min降雨历时转换系数为c5=1.40。

海南省琼中至五指山至乐东至三亚高速公路初步设计路堑排水水文计算书一、 路堑边沟尺寸验算1、计算说明路基宽度为26.0m ，计算长度取300m 。

由于路堑边坡设置平台截水沟，故仅计算第一级边坡汇水，边坡高度为8m ，坡率1：1。

边沟采用矩形断面，浆砌片石加固，分别对两种矩形断面进行验算，分别为0.6×0.6m 、0.6×0.8m 的矩形边沟，出口处水面上预留20cm 安全高度。

2、水文和水力计算 2.1汇流历时① 路面及边坡汇流历时计算坡面汇流历时为467.011445.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=s si Lm t式中：m 1——地表粗度系数，由表3.0.4得知，沥青路面粗度系数为m 1=0.013，边坡粗度系数取m 1=0.60；s L ——坡面流长度（m ）； s i ——坡面流的坡度。

② 边沟汇流历时计算 边沟汇流时间为t 2=L/v 式中：L ——边沟长度； V ——边沟平均流速21321I R nv =。

式中n ——沟壁或管壁的粗糙系数，按表8.1.3得知，浆砌片石明沟粗糙系数n=0.025； R ——水力半径(m)，R=bh/（b+2h ），b ——边沟宽，m ；h ——边沟水深，m ； I ——水力坡度，可取用排水沟的底坡。

《公路排水设计规范 JTJ 018-97》4.4.1沟底纵坡坡度一般不宜小于0.5%。

土质沟渠的最小纵坡为0.25%；沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。

③ 汇流总历时计算 总汇流历时t=t 1+t 2其中：路面汇流历时与路堑边坡汇流历时取大值。

计算结果见下表1：表1《公路排水设计规范 JTJ 018-97》8.1.5 沟和管的允许流速应符合下列规定：1. 明沟的最小允许流速为0.4m/s ，暗沟和管的最小允许流速为0.75m/s 。

2.明沟的最大允许流速，在水深为0.4m~1.0m 时，浆砌片石3.0m/s ，草皮护面1.6m/s 。

由表1可知，排水沟流速满足规范要求。

路基排水计算书计算：复核：路基排水水文、水力计算本着高速公路路侧景观美化的原则，排水沟尺寸不宜过大，本地区降雨较少，路基排水沟采用0.4m×0.4m的梯形断面，沟底最小排水纵坡采用6‰进行计算，排水沟预留安全高度10cm。

1.汇水面积和径流系数路面单侧排水宽度13.0m，按《公路排水设计规范》表3.0.8，沥青混凝土路面径流系数可取为ψ1=0.95。

路基以平均高度4m计算，路基边坡为1∶1.5，路基护坡道宽度取1.0m，路基边坡的径流系数可取为ψ2=0.5。

假设最大排水沟长度为L=500m，该长度范围内的汇水面积计算如下：半幅路面汇水面积：A1=13L㎡边坡及护坡道汇水面积：A2=（4×1.5+1.0）L=7L㎡总汇水面积为：F= A1+ A2=20×500=10000㎡汇水区的径流系数为：ψ= =（12L×0.95+7L×0.5）／21L=0.792.汇流历时计算① 路面及边坡汇流历时计算按《公路排水设计规范》式3.0.4，坡面汇流历时t=1.445(m1Ls／Is1/2)0.467式中：m1—地表粗度系数，由表3.0.4得知，沥青路面粗度系数为m1=0.013，砼预制块拱形骨架防护设置流水槽，路面水在边坡上集中排除，因此边坡粗度系数取m1=0.025。

L s —坡面汇流长度，路基平均高度以4m计，路基边坡为1∶1.5，那么坡面流长度Ls=4×3.251/2+1=8.21m；半幅路面汇流长度Ls=13.0m。

I s —坡面流的坡度。

路面横坡Is=0.02，路基边坡Is=1／1.5=0.667。

路面汇流历时t1=1.445×(0.013×13.0／0.021/2)0.467= 1.57 min路基边坡汇流历时t2=1.445×(0.025×8.21／0.6671/2)0.467=0.76min② 路基排水沟汇流历时计算假定排水沟底宽为0.40m、深0.40m、两侧坡率为1∶1，排水沟水面距顶面的安全高度为10cm，那么过水断面面积 A=(1.0+0.4)／2×0.3=0.21m2湿周 P=0.3×20.5×2+0.4=1.25m水力半径R= 0.168 mC20混凝土预制块排水沟的粗糙系数 n=0.012假定排水沟长度L=500m，沟底最小纵坡I=6‰，那么排水沟的平均流速为V=1/nR2/3I1/2=25.372×0.0061/2=1.965（m/s）沟内汇流历时为：t3=L／V= 500／1.965=254s=4.24min ③ 汇流总历时计算t= t1+ t2+t3=1.57+0.76+4.24=6.57（min）3. 降雨强度计算高速公路界内排水设计重现期取P=15年查图3.0.7-1 该区5年重现期10min降雨历时的降雨强度为强q5，10=2.3 mm/min由表3.0.7-1 该区15年重现期的重现期转换系数为 Cp=1.36查图3.0.7-2 得该区60min降雨强度转换系数为C60=0.40由表3.0.7-2 可查得降雨历时t =16.65min的转换系数为 Ct=1.172按式3.0.7，15年重现期降雨历时t =16.65min的降雨强度为：q15,t =Cp×Ct×q5,10=1.36×1.172×2.3=3.67（mm/min）4.设计径流量计算QS=16.67ψqF=16.67×0.79×3.67×10000×10-6=0.484 ( m³/s) 5. 排水沟的泄水能力计算QC=V×A=1.965×0.21=0.413（m3/s）6. 结果校核：由于QC =0.413m3/s＜QS=0.484m3/s，所以初步拟定的最小排水纵坡不合适，需要调整。