弃土场工程水文计算

弃土场工程水文计算
E.1 一般规定
E.1.1 计算设计洪水和输沙量应从实际出发，深入调查了解流域特性或集水区域基本情况，注重基本资料的可靠性。

E.1.2 具有洪水、泥沙实测资料的，应根据资料条件和工程设计要求，按现行行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44的有关规定进行分析计算。

E.1.3 无洪水、泥沙观测资料的，可按现行行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44的有关规定执行。

E.2 设计洪水计算
E.2.1 水土保持工程设计所依据的各种标准的设计洪水应包括洪峰流量、洪水总量、洪水过程线等，可根据工程设计要求计算其全部或部分内容。

E.2.2 对于汇水面积小于300km2的小流域，其设计洪峰流量应符合下列规定：
1 设计洪峰流量应按下列公式计算：
Q m=0.278[(S p/τn)-μ]F （全面汇流，t c≥τ）（E.2.2-1）
Q m=0.278[(S p t c1-n -μt c)/τ]F 部分汇流，t c＜τ）（E.2.2-2）
τ=0.278L/(mJ1/3Q m1/4) （E.2.2-3）
τc= [(1-n)S p/μ]1/n（E.2.2-4）式中：Q m—设计洪峰流量（m3/s）；
F—汇水面积（km2）；
S p—设计雨力，即重现期（频率）为p的最大1h降雨强度（mm/h）；
τ—流域汇流历时（h）；
t c—净雨历时或称产流历时（h）；
μ—损失参数（mm/h），即平均稳定入渗率；
n—暴雨衰减指数，反映暴雨在时程分配上的集中（或分散）程度指标；
m—汇流参数，在一定概化条件下，通过本地区实测暴雨洪水资料综合分析得出； L—河长（km），即沿主河道从出口断面至分水岭的最长距离；
J—沿河长（流程）L的平均比降，以小数计。

3 采用试算法计算求解推理公式时，应按计算流程（图E.2.2）进行计算。

图E.2.2 推理公式试算法计算设计洪峰流量流程图
E.2.3 采用推理公式法推算设计洪水总量时，可按下列公式计算：
W p=αH p F （E.2.3-1）
H p=K p H24（E.2.3-2）
式中：W p—设计洪水总量（104m3）；
H p—频率为p的流域中心点24h雨量（mm）；
α—洪水总量径流系数，无量纲，可采用当地经验值；
H24—流域最大24h暴雨均值（mm），可由当地水文手册查得；
K p—频率为p的模比系数，由C v及C s的皮尔逊-Ⅲ型曲线K p表中查得。

E.2.4 采用经验公式法推算设计洪峰流量和洪水总量时，可按下列公式计算：
Q p=EF m（E.2.4-1）
W p=BF m（E.2.4-2）式中：E、B—地理参数，由当地水文手册中查得；
m、n—指数，由当地水文手册中查得。

E.2.5 与设计洪峰流量Q p和洪水总量W p相配合，小流域设计洪水过程线宜采用概化三角形过程线（图E.2.5），洪水总历时可按下列公式计算：
图E.2.5 概化三角形过程线
T=t1+t2=5.56W p/Q p（E.2.5-1）
t1= αt1T （E.2.5-2）式中：T—洪水总历时（h）；
t1—涨洪历时（h）；
t2—退洪历时（h）；
Q p—设计洪峰流量（m3/s）；
W p—设计洪水总量（104m3）。

αt1—涨洪历时系数，其值变化在0.1～0.5之间，视洪水产汇流条件而异，具体计算时取用当地的经验值。

E.2.6 蓄水型沟头防护工程来水量可按下式计算：
W=10φR（m,n）F （E.2.6）
式中：W—来水量（m3）；
F—沟头以上集水面积（hm2）；
R（m,n）—m年一遇n小时最大降雨量（mm）；
φ—径流系数。

E.3 输沙量计算
E.3.1 沟道输沙量应包括悬移质输沙量和推移质输沙量两部分，可按下式计算：
W sb = W s + W b（E.3.1-1）式中：W sb—多年平均输沙量（104t/E）；
W s—多年平均悬移质输沙量（104t/E）；
W b—多年平均推移质输沙量（104t/E）。

悬移质输沙量可按下列公式计算：
W s =∑W si F i （E.3.1-2）
W s =K M b0 （E.3.1-3）式中：M si—分区输沙模数[104t/（km2·E）]，可根据省、地有关水文图集、手册的输沙模数等值线图确定；
F i—分区面积（km2）；
M0—多年平均径流模数（104m3／km2）；
b—指数，采用当地经验值；
K—系数，采用当地经验值。

推移质输沙量W b可按下式计算：
W b =βWs（E.3.1-4）式中：β—推悬比，宜取0.05～0.15，山区应取大值，塬区及平原取小值。

E.3.2 当沟道中有已建坝库且运行一定年限，可采用已成坝库淤积调查法，按下式计算沟道多年平均输沙量：
W’=（W淤+ W排）/ N （E.3.2）式中：W’—沟道多年平均输沙量（t/E）；
W淤—坝内泥沙淤积总量（t）；
W排—排沙量（t）；
N—淤积年限（E）。

E.4 截排水设计流量计算
3 当工程场址及其邻近地区有10年以上自记雨量计资料时，应利用实测资料整理分析得到设计重现期的降雨强度。

当缺乏自记雨量计资料时，可利用标准降雨强度等值线图和有关转换系数，按下式计算降雨强度：
Q=C p C t q5,10 （E.4.1-2）式中：q5,10—5年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度（mm/min），可按工程所在地区，查中国5年一遇10min降雨强度q5,10等值线图（图E.4.1-1）确定；
C p—重现期转换系数，为设计重现期降雨强度q p同标准重现期降雨强度q5的比值（q p/q5），按工程所在地区，由表E.4.1-2确定；
C t—降雨历时转换系数，为降雨历时t的降雨强度q t同10min降雨历时的降雨强度q10的比值（q t／q10），按工程所在地区的60min转换系数（C60），由表E.4.1-3查取，C60可由图E.4.1-2查取。

图E.4.1-1 中国5年一遇10min降雨强度q5,10等值线图
图E.4.1-2 中国60min降雨强度转换系数（C60）等值线图
E.4.2 永久截（排）水沟设计排水流量计算应按下列流程（图E.4.2）进行计算，并应符合下列要求：
图E.4.2 截（排）水沟设计排水流量计算流程框图
3 计算沟（管）内汇流历时t2时，先在断面尺寸、坡度变化点或者有支沟（支管）汇入处
2）沟（管）平均流速v也可采用下式估算：
v=20 i g 0.6 （E.4.2-5）式中：i g—该段排水沟（管）的平均坡度。

E.4.3黄土高原或具备超渗产流条件的梯田工程，其坡面截排水沟设计流量计算可按下式计算：
Q=F（I r-I p）/6 （E.4.3）式中：Q—设计最大流量（m3/s）；
I r—设计频率短历时暴雨（mm/min）；
I p—相应时段土壤平均入渗强度（mm/min）；
F—坡面汇水面积（hm2）。