泥石流计算书1

1.泥石流水文参数计算
1.1 计算断面的确定
泥石流计算断面的选择主要为流域内典型断面。

1.2 计算公式和参数
主要计算公式及参数取自《***省水文手册》、《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239－2004）以及《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）。

根据泥石流防治工程的需要，对泥石流流体重度、流速、流量、一次冲出量、一次固体冲出物质总量、泥石流整体冲压力、爬高、最大冲起高度、弯道超高等进行计算和校核。

1.3 主要参数校核
1.3.1 短历时暴雨公式
当t＜1小时 H tp=S p·t1-n1P n1p=a1+b1·lgp
当t=1-24小时 H tp=S p·t1-n2p n2p=a2+b2·lgp S p=H24p·24n2p-1 1.3.2 长历时暴雨公式
当T=1-7日 H Tp=H24p·T mp m p=a+b·lgp
式中：H tp——短历时t小时的设计暴雨量（mm）；
H Tp——长历时t日的设计暴雨量（mm）；
H24p——年最大24小时的设计暴雨量（mm）；
n1p、a1、b1——短历时（t＜小时）设计暴雨的公式指数及其参数；
n2p、a2、b2——短历时（t=1-24小时）设计暴雨公式指数及其参数；
m p、a、b——长历时（t=1-7日）设计暴雨的公式指数及其参数，据四川省水文手册附图2-9、2-10查得a=0.45, b=0.01；
p——设计频率（%）；
S p——设计暴雨雨力（mm/小时）；
计算结果见下表：
单位：mm 表1-1各种历时设计暴雨量
1.3.3 洪水
①洪峰流量计算
由于***泥石流无洪水实测资料，只能用间接法求得洪峰流量，根据暴雨资料，用推理公式计算最大流量，计算成果汇总见表1-1，
基本公式：
Q P=0.278 ψ· F·S/τn
产流参数采用公式：u=（1-n）n(n/(1-n))(S/h n)(1/(1-n))=3.6·F-0.19
汇流参数采用公式：m=0.318·θ0.204
式中： Q P ——最大流量（m3/s）；
ψ——洪峰径流系数，ψ=1-τn·μ/ S P；
τ——流域汇流时间（小时），τ=τ0·ψ-1/（4-n）；
τ0——当ψ=1的汇流时间，τ0= 【0.383/(m/θS P1/4)】4/（4-n）；m——汇流参数，m=0.055θ0.72；
S P——设计暴雨雨力（mm/小时），S P=H24P·24n2p-1；
n——暴雨公式指数；
F——集水面积（km2），取1.5km2；
θ——流域特征系数，θ= L/（J1/3F1/4）；
L——沟道长度（km），取1.5km；
J——平均坡降（‰），取193.0‰；
其余参数见上述。

表1-2各频率洪水峰值流量汇总表
②、洪水总量
基本公式W p=0.1α·H TP·F=0.1 h·F
式中：W p——频率为P的洪水总量（×104m3）
α、h——暴雨径流系数，查手册表5-7；
F——集雨面积（km2），取1.5km2；
经计算各频率洪水总量W p见表1-3。

设计洪水总量计算结果：W100=0.89×104m3，W50=0.93×104m3，W20=0.90×104m3。

表1-3各频率设计洪水总量表
1.3.4 泥石流流体重度
按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220--2006）附录G进行易发程度评分，按表G.2查表确定棉簇沟泥石流的重度和泥沙修正系数，其结果如表1-4。

表1-4 泥石流重度及泥沙修正系数表
1.3.5 泥石流流量
用雨洪修正法计算泥石流流量
基本公式Q C =Q p （1+φ）D c
式中：Q p ——频率为P 的暴雨洪水设计流量（m 3/s ）； φ——泥石流修正系数，取0.475； D c ——泥石流堵塞系数，取1.2； 经计算各频率泥石流流量见表1-5。

表1-5 K282+300～K282+600段泥石流各频率流量Q C
1.3.6 泥石流流速计算
由以上分析，泥石流重度为1.516t/m³，为稀粥状，采用泥石流流速通用计算公式：
21
32111c c c
H c I H n V +=ϕγ
式中c V —泥石流断面平均流速（m/s ）；
H γ—泥浆体容重（N/m 3）
c H —计算断面的平均水深（m ），取2.1； c I —泥位纵坡率，以沟道纵坡率代替； c n —泥石流沟床糙率，根据规范查表确定。

求得泥石流流速特征值见表1-6。

表1-6 泥石流流速
1.3.7 一次泥石流过流总量
一次泥石流过流总量按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）附录I 提供的计算公式进行计算： 基本公式: Q=K ·T ·Q C
式中：K=0.264；T 20；Q C =Q 20=18.96m 3/s ；T 50，Q C =Q 50=19.57m 3/s ； 计算结果为: 50年一遇的一次泥石流过程总量Q=0.93×104m 3, 20年一遇的一次泥石流过程总量Q=0.90×104m 3。

1.3.8 一次固体物质冲出量
一次泥石流固体冲出物按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）附录I 提供的计算公式进行计算：
)/()(w H w c H Q Q γγγγ--=
式中H Q —一次泥石流冲出固体物质总量（m 3）；
Q —一次泥石流过程总量（m 3
）
c γ—泥石流重度（t/m 3）； w γ—水的重度（t/m 3）；
H γ—泥石流固体物质的重度（t/m 3
）。

γc =1.516t/m 3；γω=1.0t/m 3；γH =2.65t/m 3；Q 20=18.96×104m 3；Q 50=19.57×104m 3。

计算结果为：Q H20=0.41×104m 3，Q H50=0.42×104m 3。

1.3.9 泥石流整体冲压力
泥石流整体冲压力按《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239－2004）3.1－8式计算：
αγλ
sin 2
c c
V g
P =
式中P —泥石流冲压力（KN ）；
λ—建筑物形状系数，圆形建筑物λ=1.0，矩形建筑物λ=1.33，方形
建筑物λ=1.47；
c γ—泥石流重度（KN/m 3）； c V —泥石流平均流速（m/s ）；
α—建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角（°）。

计算过程主要选择流域内典型断面进行计算。

建筑物形状系数按矩形建筑取λ=1.33。

表1-7 泥石流整体冲压力
1.3.10 泥石流爬高和最大冲起高度
泥石流爬高和最大冲起高度按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）附录I 提供的计算公式进行计算： 泥石流冲起高度基本公式:ΔH=0.8V 2/g 式中：V=1.22m/s ；g=9.8m/s 2；
计算结果为：ΔH=0.12m。

泥石流弯道超高
基本公式:Δh=BV2/2gR
式中：V=1.22m/s；g=9.8m/s2；泥石流表面宽度B=3.0m，主流中线弯曲半径R=8.0m；
计算结果为：Δh=0.03m。