小流域山洪防治计算方法的研究

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1、小流域山洪防治计算方法的研究【摘要】目前我国对小流域的防洪计算规范还有待完善，各地区计算小汇水面积的山洪洪峰流量一般有洪水调查法、推理公式法、经验公式法和室外排水公式法。结合小流域的洪水特点，论述比较以上几种方法的适用性和优缺点，并进行实例计算分析。【关键词】洪峰流量；计算方法；防洪0前言位于山坡或山脚下的工厂和城镇，除了应及时排除建成区内的暴雨径流外，还应及时拦截并排除建成区以外、分水岭以内沿山坡倾泻而下的山洪流量。由于山区地形坡度大，集水时间短，洪水历时也不长，所以水流急，流势猛，且水流中还夹杂着砂石等杂质，冲刷力大，

2、容易使山坡下的工厂和城镇受到破坏而造成严重损失。设计的任务就在于开沟引洪、整治河沟、修建构筑物等，以便有组织的及时地拦截并排除山洪径流，保护山坡下的工厂和城镇的安全[1]。因此洪峰流量的确定对于防洪设施的规模至关重要，但几种方法在推导理论、公式形式、适用条件上有较大差异，计算结果也不尽相同，故研究确定适用于本地区的洪峰流量计算方法十分重要。1山区小汇水面积洪水计算的特点7（1）资料缺少、系列较短、常无实测资料。（2）集雨面积小。（3）汇流时间快，在数小时甚至数十分钟内，其洪峰流量已汇集到出口位置或防洪区。（4）确定洪峰流量

3、时，一般不考虑暴雨的时空分布特点，按全面积均匀降雨计算。（5）区域性明显，易诱发山地灾害和洪涝灾害。2洪峰流量的计算方法2.1推理公式法水利科学研究院水文研究所公式，该公式是一种半理论半经验的公式如下：QP=0.278Ψ■F？子=0.278■式中：QP――设计洪峰流量，m3/s；Ψ――径流系数；S■――暴雨雨力mm/h；τ――流域汇流时间，h；n――暴雨强度递减系数；F――汇水面积，km2；L――主河槽长度，km；m――汇流参数；J――主河槽平均坡降。2.2经验公式法（1）水利电力科学研究所经验公式：汇水面积在100km2

4、以内，用公式：QP=KS■F■（m■/s）式中：S■――暴雨雨力（mm/h）；F――汇水面积（km2）；K――洪峰流量参数。（2）公路科学研究所经验用式：QP=CS■F■（m■/s）7式中：C――系数，按地貌确定：石山区：C=0.6～0.55；丘陵区：C=0.5～0.40黄土丘陵区：C=0.47～0.37；平原区：C=0.4～0.30；S�相应于设计频率的一小时降雨量（mm），可自当地雨量站取得；F�汇水面积（km2）。当F<3km2时，也可按式QP=CS■F（m■/s）计算汇水面积小于10km2采用公式为：QP=KFn（

5、m■/s）式中K――径流模数；n――面积参数，当F<1km2时，n=1；当1

6、在40～50km2较为适宜；适用于长历时降雨；天然小流域。优点：考虑了不同地区参数的影响，反映不同流域的实际情况；除计算洪峰流量外，可推求时段洪水总量和洪水过程线。缺点：公式中的洪峰流量径流系数Ψ、汇流参数m的计算或选取，与实际情况不符；暴雨公式为i=SP/tn形式，t→0时，i→∞，不尽合理。[2]3.2水科院经验公式适用条件汇水面积小于100km2；适用于天然小流域。优点：适用方便，计算简单。缺点：峰流量K的选取未考虑人为措施的影响；地域性强，可能会造成较大误差；不能推求洪水总量和洪水过程线。3.3公路科学研究所经验使

7、用条件汇水面积小于10km2；适用于有降雨资料的小流域。优点：适用方便，计算简单。缺点：参数影响较大，计算中有时会造成较大误差。3.4室外排水公式适用条件集雨面积小于30km2，适用于短历时降雨，人为措施影响较大的地区。优点：暴雨强度公式优于水科院推理公式中暴雨强度的计算，集水时间由地面集水时间和渠道行洪时间组成，比较符合实际情况。缺点：流系数Ψ取值仅考虑地表的性质，选用较为粗糙；地面集水时间t1的取值仅凭经验，受主观因素影响大；不能推求洪水总量和洪水过程线。4实际工程计算实例及选用方法的比较7某矿山工程位于山脚下，该地区

8、降雨量大、降雨历时长，易形成洪水造成危害，为保证本工程不受山洪的威胁，故需考虑截水、排洪。根据《防洪标准》GB50201-94-4.0.1～4.0.6条，该工程前一期工程中已对整个山区区域考虑了整体防洪，已建成并投用了XX防洪沟，针对该工程的实际情况，只需对本期工程的局部小面积雨水进行收集排入XX防洪沟