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1、桥涵水文勘测设计径流计算方法［摘要］本研究对桥涵水文勘测设计的计算理论、方法进行分析，并采用3种常用的径流计算公式进行验证分析，以便为桥涵水文勘测设计提供参考。［关键字］桥涵水文勘测设计径流［中图分类号］P33［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-3-116-2桥涵构筑物的多项参数的确定都与桥涵水文设计计算内容相关，伴随着我国现代化建设的不断深入发展，出现了越来越多的交通建设任务，实现合理、准确、高效的水文设计计算意义重大。1桥涵水文勘测设计计算内容1.1水文断面流量、流速计算应用谢才-满宁公式可以对水文断面平均流速进行计算，如式(1)、式
2、(2)：或在式(1)和式(2)中，v表示断面的平均流速(m/s)；n表示糙率；R表示水力半径(m)；i表示洪水比降；m代表n的倒数，即m=l/no对水文断面流量计算分为单式断面和复式断面，如式(3)、式(4)：单式：Q=Av(3)复式：Q二Acvc+Atvt二Qc+Qt(4)在式(3)和式(4)中，Q代表全断面总流量(m3/s),A代表过水的断面面积(m2),Ac表示河槽过水面积(m2),vc表示河槽断面平均流速(m/s),At表示河滩过水面积(m2),vt表示河滩断面平均流速(m/s),Qc表示河槽流量(m3/s),Qt表示河滩流量(m3/s)o在依据洪水
3、流量推算历史洪水位时，需先假定不同的洪水位，再依据洪水流量，计算出能够和已知的洪水流量相吻合的洪水流量即可，通常手算误差W5%,电算误差W1%【1】。1.2连续系列洪水流量和不连续系列洪水流量计算(1)连续系列洪水流量推算先依据已有的洪水资料对vc、e和q统计参数进行确定，在利用适线方法对统计参数进行调整，直到论频率曲线能够和经验频率点较好吻合，采用这些调整好的统计参数,应用皮尔逊III型曲线方程就能计算获得洪水流量【2】。①平均流量Q的计算如式(5)式(5)中的n表示统计年最大流量值的个数，Qi表示的是任意一年的流量系列最大流量值。②变差系数vc计算如式(
4、6)式(6)中，Ki=Qi/Q表示的是流量模比系数；n表示统计年最大流量值的个数，Qi表示的是任意一年的流量系列最大流量值。①离均系数©计算离均系数e代表的是洪水频率p和偏差系数cs函数，也就是e=f(cs,p)o计算偏差系数cs可依据式(7)获得：实际计算过程中，通常不会采用式(7)直接计算，需先将变差系数cv值计算出来，再依据cs二(2-4)cv的经验关系获得。(2)不连续系列洪水流量推算如果调查期为N年，为首的大洪水a个，还有11个出现在实测期n年内，N年内，Ml位洪水经验频率如式(8)：式(8)中的Ml依次取1,2,3,…，a。n年期间，将为首的11
5、项大洪水除去，m位洪水经验频率如式(9)计算：不连续系列洪水量统计参数方法存在一定的差异，通常Q和cv值计算如式(10)和式(11)：2试验流域三种径流公式计算某地区位于中纬度季风区，地属亚热带季风气候，年平均降水量分布不均匀，夏季雨水量较多，地区易出现春旱和冬干，夏季极易形成大洪水。对本区的4个小流域进行计算分析，4个流域基本特征如表1所示。基于3种径流公式进行计算，具体计算如下:1.1应用全国水文分区经验公式计算Qp=KFn式中的Qp表示设计的洪峰流量（m3/s）,K表示径流模量，F表示汇水面积（km2）,n代表的是地区指数。2.2应用公路科研所径流公式
6、计算Qp二巾（h-z）3/2f4/53v6式中的Qp表示设计的洪峰流量（m3/s）,2表示地貌系数，h表示径流厚度（mm）,z表示坑洼滞留或植物滞留径流厚度（mm）,F表示汇水面积（km2）,表示洪峰传播流量折减系数，V表示汇水区的降雨量的不均折减系数，5表示小水库或湖泊调节折减系数。B、Y、§所代表的系数，于小流域一般并不折减。依据上式可以发现，如果汇水面积一定，会产生许多对流量大小产生影响的因素。2.3应用铁二院法计算Qp=O.278FClapym式中的Qp表示设计的洪峰流量（m3/s）,F表示汇水面积（km2）,Cl表示产流系数，可通过查表获得，ap表
7、示设计的暴雨强度（nrni/h）,在F不大于10km2的情况下，需要依照下式（12）计算获得，在F大于10km2的情况下，需要依照下式（13）计算获得。ym表示径流函数的根据径流因子,可利用查表获得。通过上述计算研究，对4个小流域的历史洪水进行调查,对重现期进行确定，能够获得本区域各流域洪水洪峰流量，如表2所示。依据上述的3个公式对各流域计算，能够计算出设计的洪水洪峰流量，如表3所示。利用表3（洪水洪峰流量）和表1（流域面积）能够计算获得洪水洪峰流量模数，K=Qp/Fo如表4所示。通过计算的结果表示，通常情况下全国水文分区经验公式计算的结果最大，如果要考虑工
8、程的安全性，就要接受全国水文分区经验公式计算结果，采
