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（Ⅶ

3

）。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：

βγδ

φ5

4

2

3

)

(F

z

h

Q

p

-

= (F≤30Km2)

p

Q——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：

4

3

5

2

%

()

p

Q h z F

φβγδ

=- (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：

F

S

Q

n

p

p

)

(

278

.0μ

τ

-

=(30Km2≤F≤100Km2) %

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

)(

3ατZ

I 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1

1βμp

S 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：11βμp

S 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 n

p

p )(

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》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：

βγδφ5

42

3

)(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 ）