桥涵洞水文计算书

省道202线泾川至渗水坡（甘陕界）段第二合同段桥涵水文计算深圳高速工程顾问有限公司二○○九年1、综述本项目所在地深居内陆，属高原性大陆气候，高寒湿润气候区。

其气候特点是高寒，冬季漫长、春秋季短促，无夏季；湿润，光照不足，降温频繁。

年平均气温 4.5℃，最热月7月，平均13.2℃，最冷月1月，平均-8.4℃。

降水量：年平均降水量499.7-634，年降水量的季节分配很不均匀，夏季最多，占年降水量的50%以上，次为春秋两季，分别占年降水量的22%和26%，冬季最少，只占年降水量的1.4%-2.0%。

蒸发量：项目区内降水量充沛，空气湿润，蒸发量不大，约为1200mm，一年中冬季蒸和春末夏初蒸发量小，7月份蒸发量大。

冻土：从11月下旬开始进入冻结期，大地开始封冻，随着温度不断下降，冻土深度逐渐加深。

最大冻土深度为146cm，次年4月下旬开始解冻。

风向：一年中盛行东风，东北风次之，平均风速1.6m/s。

在全国公路自然区划中属河源山原草甸区（Ⅶ3）。

沿线地下水较为发育，小溪纵横。

沿线地表水及地下水较为丰富，水质良好，对施工用水的开采非常有利，但由于路线所经的部分地段地下水埋藏较浅，对公路路基及构造物造成一定的不利影响，需采取有效的工程措施以降低地下水的影响。

本项目对全线小桥及涵洞进行水文计算，最后确定其孔径。

2、参阅文献及资料1、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）2、《公路涵洞设计细则》(JTGTD65-04-2007)3、《公路桥位置勘测设计规范》4、《公路小桥涵设计示例》——刘培文等编。

5、《公路桥涵设计手册（涵洞）》6、《桥涵水文》——张学龄3、涵洞水文计算该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。

方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量；方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量；方法3：甘肃省地区经验公式；（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：βγδφ5423)(FzhQp-= (F≤30Km2)pQ——规定频率为p时的洪水设计流量（m3/s）φ——地貌系数，根据地形、汇水面积F、主河沟平均坡度决定h ——径流厚度（mm）Z ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm）F ——汇水面积（Km2）β——洪峰传播的流量折减系数γ——汇水区降雨量不均匀的折减系数δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数参数取值：F：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。

φ：计算主河沟平均坡度，根据涵洞所处地形以及汇水面积查阅资料5得到φ。

h：甘肃省属于暴雨分区的第13区。

土的吸水类属为Ⅲ类。

查资料5可得h。

Z：地貌特征为灌木丛或桉树林。

查资料5: Z=5。

Β：查资料洪峰传播的流量折减系数表β=1。

γ：查汇水区降雨量不均匀的折减系数表γ=0.9。

δ：上游无水库，水库调节作用影响洪峰流量的折减系数δ=1。

计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：4352%()pQ h z Fφβγδ=- (F≤30Km2)（2）、交通部公路科学研究所暴雨推理公式：由《公路桥位勘测设计规范》暴雨径流计算，交通部公路科学研究所暴雨推理公式：FSQnpp)(278.0μτ-=(30Km2≤F≤100Km2) %pQ——频率为p%的设计流量p S ——暴雨力（毫米/小时）τ—— 汇流时间μ——损失参数（毫米/小时）n —— 暴雨递减指数F ——汇流面积 参数取值：暴雨力——p S查暴雨等值线图（p ＝2％），得2%S ＝34.4mm/s汇流时间——τ 采用公式1)(3ατZI L K = 查表可得：K 3=0.39 α1＝0.71根据河沟的长度与平均坡度代入计算公式可得汇流时间τ。

暴雨递减指数——n项目所处地区为甘肃省，查暴雨递减指数n 值分区表， n ＝0.77 损失参数——μ采用公式11βμpS K = 查损失参数分区和系数指数表，得，K 1＝0.75，β1＝0.84将数值代入公式得：11βμpS K =＝21.53（mm/h ） 计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：F S Q npp )(278.0μτ-= (30Km 2≤F ≤100Km 2)（3）、地区经验公式:np Q K F =⨯K ——径流模量 n ——地区指数F ——汇水面积查《甘肃省水文图集》经验参数K=12.63，n =0.8。

F ：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。

计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：n p Q K F =⨯（4）、Q P 取值：采用方法一,方法二,方法三分别计算得到50年一遇洪峰流量，综合分析上述三种流量计算方法的结果根据项目所在地的实际情况，取暴雨径流法计算得到的洪峰流量作为设计流量。

（5）、孔径计算对于盖板涵B=Q P /（1.575* H 3/2）Q P ——意义同前 B ——涵洞净宽（m ）H ——涵前水深（m ）；H=（h d -△）/β h 进——洞口处水流深度（m ）。

h d ——涵洞净高β——进水口壅水降落曲线，β=0.87△——进水口涵洞净空高度。

查资料2。

取△=0.5m 。

先假定一个h d ，根据上述公式由试算法可得到涵洞的孔径与净高。

4、桥梁水文计算该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。

方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量； 方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量； 方法3：甘肃省地区经验公式。

（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：βγδφ5423)(F z h Q p -= (F ≤30Km 2)p Q ——规定频率为p 时的洪水设计流量（m 3/s ）φ ——地貌系数，根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定 h ——径流厚度（mm ）Z ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm ） F ——汇水面积（Km 2）β ——洪峰传播的流量折减系数γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数参数取值：F ： 根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。

φ：计算主河沟平均坡度，根据小桥所处地形以及汇水面积查阅资料5得到φ。

h ： 甘肃省属于暴雨分区的第13区。

土的吸水类属为Ⅲ类。

查资料5可得h 。

Z ： 地貌特征为灌木丛或桉树林。

查资料5: Z=5。

Β：查资料洪峰传播的流量折减系数表β=1。

γ：查汇水区降雨量不均匀的折减系数表γ=0.9。

δ：上游无水库，水库调节作用影响洪峰流量的折减系数δ=1。

计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：4352%()p Q h z F φβγδ=- (F ≤30Km 2)（2）、交通部公路科学研究所暴雨推理公式：由《公路桥位勘测设计规范》暴雨径流计算，交通部公路科学研究所暴雨推理公式：F S Q npp )(278.0μτ-= (30Km 2≤F ≤100Km 2)%p Q ——频率为p%的设计流量 p S ——暴雨力（毫米/小时）τ—— 汇流时间μ——损失参数（毫米/小时）n —— 暴雨递减指数F ——汇流面积 参数取值：暴雨力——p S查暴雨等值线图（p ＝2％），得2%S ＝34.4mm/s 汇流时间——τ 采用公式1)(3ατZI L K = 查表可得：K 3=0.39 α1＝0.71根据河沟的长度与平均坡度代入计算公式可得汇流时间τ。

暴雨递减指数——n项目所处地区为甘肃省，查暴雨递减指数n 值分区表， n ＝0.77 损失参数——μ采用公式11βμpS K = 查损失参数分区和系数指数表，得，K 1＝0.75，β1＝0.84将数值代入公式得：11βμpS K =＝21.53（mm/h ） 计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：F S Q npp )(278.0μτ-= (30Km 2≤F ≤100Km 2)（3）、地区经验公式:n p Q K F =⨯K ——径流模量 n ——地区指数 F ——汇水面积查《甘肃省水文图集》得经验参数K=12.63，n=0.8。

F ：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。

计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：n p Q K F =⨯（4）、Q P 取值：采用方法一,方法二,方法三分别计算得到50年一遇洪峰流量，综合分析上述三种流量计算方法的结果，取相应值作为设计流量。

（5）、孔径计算：用经验公式计算运用试算法。

先假定平均水深h ，用公式)1(2132i R nA AV Q ==求得的设计流量与已经计算出的流量Q p ％相差10％以内时，即确定h 。

则设计标高可由下式计算得出：H 设＝H 底+h ＋H 壅水+H 波浪+ H 净空桥孔最小净长按下列公式计算3()n j q p c c L K Q Q B =L j ——桥孔最小净长度(m) Q p ——设计流量(m 3/s) Q c ——河槽流量(m 3/s) B c ——河槽宽度(m) K q 、n 3——系数和指数全线桥梁桥孔最小净长表（6）、冲刷计算：桥下一般冲刷cm 66.0cgc 9.0c 2dp h )B )1(B ()Q Q A (04.1h •μλ-= 15.0zz d )H B (A = 式中：h p ——桥下一般冲刷后的最大水深 Q p ——频率为P ％的设计流量（m 3／s ）Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量（m 3／s ）， Q c ——天然状态下河槽部分设计流量（m 3／s ）Q t1——天然状态下桥下河滩部分设计流量（m 3／s ），桥梁未压缩河槽，取Q t1＝0(m 3/s) B cg ——桥长范围内的河槽宽度（m ） B z ——造床流量下的河槽宽度（m ）λ——设计水位下，在B cg 宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值。

μ——桥墩水流侧向压缩系数h cm ——河槽最大水深（m ） A d ——单宽流量集中系数，H z ——造床流量下的河槽平均水深（m ），对复式河床可取平滩水位时的河槽平均水深。

则15.015.0)5.12.19()(==zz d H B A cm 66.0cgc 9.0c 2dp h )B )1(B ()Q Q A (04.1h •μλ-= 冲刷深度 H= h p -h cm全线小桥涵设计流量与孔径计算见附表《小桥涵水文计算设计流量一览表》。