涵洞水文计算书
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涵洞水文计算书
根据《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-04—2007),四级公路涵洞设计洪水频率二十五年一遇(1/25),新建涵洞应采用无压力式涵洞,根据暴雨推理法相关公式,并结合现场实际情况,计算求得相应洪峰流量,从而选择合适的盖板涵尺寸以满足过洪要求。
1、暴雨推理公式
F S Q n
p
P μ)-=τ(
278.0 (1-1)
式中:Q P ——规定频率为P%的洪峰流量(m ³/s );
S p ——频率为P%的雨力(rnm/h),查附录B 各省(区)雨力等值线图(图B-1~图B-3);
τ——汇流时间(h);汇流时间二按下式计算:
北方可采用1
3(
ατ)Z
I L K = (1-2) 南方可采用3
24(
βατ-=P Z
S I L K ) (1-3) 43K K 、——系数,查附录B 表B-1;
L ——主河沟长度(km ); I Z ——主河沟平均坡度(0.001);
321βαα、、——系数,查附录B 表B-1;
n ——暴雨递减指数;查附录B 各省(区)暴雨递减指数n 值分区图(图B-4)
和表B-2,表中n 1、n 2、n 3由τ值分查;
μ——损失参数(mm/h);损失参数μ按下式计算:
北方可采用1
1βμP S K = (1-4)
南方可采用1
22λβμ-=F S K P
(1-5) 21K K 、——系数,查附录B 表B-3,表中土壤植被分类,查附录B 表B-4;
121λββ、、——指数,查附录B 表B-3; F ——汇水面积(km 2)。
2、推理公式中各参数的取值计算
(1)流域特征值F ,L ,I Z
F 、L 为计算流域的汇水面积及主沟长度,在Google Earth 地形图上勾画出流域范围后,直接量算得出;I Z 为主沟道纵坡,采用加权平均法计算得出。
有关流域特征参数计算结果见表2-1。
表2-1 流域特征值F 、J 、I Z
(2)暴雨雨力S P
根据设计洪水频率1/25,查《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04—2007附录B (图B-3)得暴雨雨力Sp 见表2-2。
表2-2 暴雨雨力Sp 值
(3)汇流时间τ
查《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04—2007附录B 表B-1可知324βα、、K 取值,根据式(1-3)求汇流时间见表2-3。
表2-3 汇流时间计算
(4)暴雨递减指数n
根据汇流时间τ值,查《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04—2007附录B 各省(区)暴雨递减指数n 值分区图(图B-4)和表B-2取n=2n =0.7。
(5)损失参数μ
查《公路涵洞设计细则》JTG/T D65-04—2007附录B 表B-3可知122λβ、、K 取值,根据式(1-5)求汇流时间见表2-4。
表2-4 损失参数计算
(6)设计流量Q P
根据式(1-1)计算频率为4%的洪峰流量Q P ,各参数取值及计算结果见表2-5.
表2-5 洪峰流量计算
3、结论
采用无压力式临界流计算得到单孔盖板涵水力特征表如下:
目前荣须沟采用1-2×2m盖板涵,脱比沟采用1-2×2m盖板涵,佐估沟采用1-2×2m盖板涵,教学沟采用1-3×3m盖板涵,提翁沟采用1-3×3m盖板涵。
以上设计尺寸的涵洞过洪能力与计算频率为4%的冲沟洪峰流量Q P进行比较,结果表明其涵洞过洪能力均能满足要求。
另根据现场地质调查,荣须沟、脱比沟、佐估沟不是泥石流沟,沟内植被较好,路基上方物源不发育,发生泥石流的可能性小。
教学沟和提翁沟曾发生过泥石流,沟内覆盖率较高,主沟稳定,根据现场调查及走访,近期十几年内未发生泥石流,目前均已处于停歇期。