小流域暴雨径流的计算方法

小流域暴雨径流的计算方法

□焦晓东

【摘要】随着经济与科技的不断发展，我国在高速公路建设、铁路建设以及桥梁建设方面的速度也在不断加快。而小流域暴雨径流则是高速公路、铁路、桥梁建设中的影响因素，所以小流域暴雨径流的计算对铁路、高速公路、桥涵孔径的设计都是非常重要的依据，对小流域暴雨径流进行更加精确的计算对工程建设中的安全施工以及使用都具有重要的意义。本文在简述小流域暴雨径流计算方法的基础上对影响小流域暴雨径流计算的因素进行了分析，并针对小流域暴雨径流计算提出一些建议。

【关键词】小流域；暴雨径流；计算方法；影响因素

【作者简介】焦晓东（1984．1 ），甘肃秦安人；甘肃铁道综合工程勘察院有限公司助理工程师；研究方向：铁路桥涵水文计算

我国是一个地貌特征十分复杂的国家，这一特点也为不同地区的工程施工造就了一定的困难，如在小流域的施工中就要考虑到河流的流量以及流速对桥涵进行合理科学的设计才能够保证桥涵工程的安全，并且河流的暴雨径流也直接对桥涵的安全度形成直接的影响，所以为避免铁路或桥涵遭受很大程度的冲击，在勘测与设计中必须精确计算小流域暴雨径流。在此背景下，小流域暴雨径流计算理论研究以及成果都在不断地取得进展，那么就有必要在了解小流域暴雨径流概念的基础上，对影响小流域暴雨径流计算的不确定因素进行分析，并以此为依据开展不同区域、不同地质环境与自然环境中的小流域暴雨径流计算，从而对铁路与桥涵的设计上提供必要的数据支撑，保证铁路与桥涵在工程施工以及使用中的安全，减少国家财产的损失。

一、暴雨径流的概念以及小流域暴雨径流的计算

径流的形成原因是大气降水，随后通过不同的路径进入海洋、湖泊或河流的江水，也可以表示为在一定的时间段内通过河流某一断面的水量，习惯上称之为径流量。从大气降水到达地面，通过包括地下水在内的水流流经出口断面的整个过程是径流形成的过程。暴雨径流是降水径流的一种，顾名思义暴雨径流是由暴雨产生的冲击力比较强的水流，其中包括河槽流与坡面流。在暴雨径流形成的过程中，主要分为两个阶段即产流阶段与汇流阶段，产流阶段是指降雨在使地面的吸收能力饱和以及满足植物与洼地存储后形成在地表流动的过程，而此后雨量越大，形成的水流也就越大；汇流阶段是指降雨导致的径流通过流动全部经过出口断面的过程，也称为河网汇流。暴雨径流是地球中不同地貌形成的外力之一，并且影响到土壤质地的改变、植物的成长以及沼泽、湖泊的形成，在自然环境中具有重要的意义，但是暴雨径流也会对建筑物、地形造成伤害，所以对暴雨径流的研究无论是在利用方面还是调节方面都具有重要的意义。与暴雨径流计算相关的数值包括径流系数、径流深、流量、径流量、径流模数以及模比系数。Q=VA，其中Q表示流量即单位时间段中流过过水断面的水量，单位以立方米/秒来计算，V则代表水流的均速，A则代表过水断面的总面积。W=Q△T，W表示径流量即一定时间断内通过过水断面的水量，单位以立方米来计算，其中△T代表具体时间段。M=Qˑ1000/F，其中M代表在制定流域内单位面积中在单位时间内产生的径流量，单位以升/（秒·平方公里）计算，F则代表指定区域内的流域总面积，以平方公里计算。P=W PˑC，其中P代表径流深，W P代表降水总量，而C则代表径流系数。对于大多数河流来说，通过水文的观测以及形态的调查后取得的资料与这些统计推算法合理结合都能得到径流计算的答案。但是小流域径流却存在特殊性，因为小流域暴雨径流存在时间较短，所以对小流域径流流量实地观测的资料十分缺乏，所以一般采用径流系数法进行推算，即P=W PˑC，尤其是在一些沟槽与径流痕迹不明显或不均匀的区域，小流域暴雨径流的计算则更加困难，因为受到很多勘测限制，在这种小流域暴雨径流的中的计算方式也可以通过经验来取得结果，但是事实上用经验来推理径流远不如径流系数法准确，虽然如此径流系数法仍旧也要考虑到诸多的因素，根据研究表明能够对暴雨径流产生严重影响的因素有十几种，所以在计算的过程中要将这些因素考虑在内才能够得出更加精确的暴雨径流计算结果，虽然在整个计算过程中资料与信息都要根据所处的地区条件来重新收集与指定，但是在缺少计算数据情况下的小流域暴雨径流计算，也只有如此才能够做到更加准确无误。

二、小流域暴雨径流的影响因素分析

（一）土壤前期含水量对暴雨径流计算的影响。由暴雨径流形成中的两个阶段可以看出，土壤前期的含水量对暴雨径流的计算精确度具有很大的影响，这种影响可以直接体现为土壤表层吸收雨水的能力越强，对暴雨径流的形成过程产生的影响越大。当雨水降落到地面时形成毛细管水，这些毛细管水并不能形成大面积的流动，在暴雨给予土地表层更多的水分时，这些水分由于受到重力的影响开始从土壤表层下渗，在这个过程中，水分下渗的多少与土壤的透水性有直接的关系，而土壤的透水性也直接地影响着径流系数的确认，因此，土壤前期含水量是在暴雨径流计算中很重要的影响因素之一。

·

27

·

桥梁勘测设计中存在的问题与对策

□贾宝彦

【摘要】桥梁的设计与施工建设能力在很大程度上代表着我国经济的发展以及科学技术的提高，并且桥梁作为承载人文历史的标志性建筑，是我国社会发展的丰碑，所以做好桥梁的勘测设计具有重要的意义。本文在阐述桥梁勘测设计在交通建设中地位的同时对当前桥梁勘测设计存在的问题做出分析，并提出一些解决问题的建议与对策。

【关键词】桥梁勘测；桥梁设计；工程技术

【作者简介】贾宝彦（1980．8 ），山西代县人；甘肃铁道综合工程勘察院有限公司助理工程师；研究方向：铁路桥涵勘察设计

交通的发展离不开桥梁的建设与发展，我国今年在桥梁设计和建设方面不断取得理论突破与时间成就，这为保障我国交通的不断完善、运输能力的不断提高提供了保障。但是在当前的桥梁勘测设计中仍旧面临着很多必须要面对的问题，如何合理科学地进行桥梁勘测设计工作以及如何通过桥梁的勘测设计保证桥梁的安全性与耐久性对促进我国交通建设以及现代化建设更好更快地发展具有重要的研究意义。所以作为桥梁勘测设计工作者有必要从我国的国情出发，以不同的设计规范为指导，在充分认识桥梁勘测设计在交通建设中所处地位的同时，不断发现当前桥梁勘测设计中面临的问题，并不断努力找寻解决问题的策略。

一、桥梁勘测设计在交通建设中的地位

桥梁是一种跨障碍物的建筑结构，是在面临山谷、河流以及其他障碍时为了确保道路的连贯性以及便捷性而修建的建筑物，作为交通建筑中的关键枢纽，桥梁发挥着保障运输通畅和社会发展的重要职责，随着我国的高速公路、铁路等在全国范围内的发展，桥梁的建设是难以避免的问题，所以桥梁在我国现代化建设中发挥着不可替代的作用。同时在我国不同历史时期的桥梁呈现出不同的特点，这也反映着我国在社会发展中对交通的不同需求，它承载着我国文明的

（二）地形、气候与季节对暴雨径流计算的影响。气候与季节是影响暴雨径流计算的重要因素，气候与季节决定着勘测地区的气温、水温以及土温，对地面植物对雨水的拦截、土壤对雨水的吸收以及降雨的强度，如夏季水温、气温和土温较高，同时植被也生长茂盛并且吸收水分的能力强，蒸腾作用明显，在这种情况下对小流域暴雨径流的计算影响明显。除此之外，指定勘测区域的地形、土质以及流域的大小、形状都对于暴雨径流的计算有较大的影响，这些自然影响因素与气候、季节的影响因素相比比较固定，但是在计算的过程中还是应当有所重视。

（三）降雨强度、降雨分布对暴雨径流计算的影响。在暴雨径流的计算中，暴雨强度对暴雨径流计算的准确性有很大影响，如果降雨不能满足土壤的吸收量，土壤将会吸收一部分水量，如果降雨率超过土壤各个时段的吸收率时，将会产生在土壤表层的巡留。在这种基础上，降雨分布的不均衡是普遍存在的，这种不均衡的降雨分布会形成部分地域降雨仍在被提让吸收而部分地域的降雨已经产生巡流，尤其是表现为降雨分布越不均匀则入渗量较小，巡流量较大。在一些地区暴雨径流的计算还受到坡度的影响，坡度也会直接影响带径流系数的确定，对暴雨径流的计算造成一定的困难。其次降雨强度对暴雨径流的计算还表现在前期雨量的大小，如果前期雨量较大，则土壤空隙在较短时间内来不及收缩，则会造成很多雨水直接渗入较深的土层，使入渗量增大，径流量减小。

三、小流域暴雨径流计算的一些建议

在小流域暴雨径流的计算中首先要做到正确认识影响小流域暴雨径流计算结果精确性的各个影响因素，并在认识这些影响因素的基础上获取最精确的径流量与降雨量的相关失策数据，通过这些数据来取得更加精确的径流系数。其次可以运用多种方法结合计算的办法来得到最终数据并起到检验最终数据的作用，如在小流域暴雨径流欠缺必要失策资料的情况下，除了可以采用径流系数法，也可以采用等值线图法、水位比拟法、水文查勘发等，在检验阶段也有必要应用到经验公式法即Q=KF n（K、n为当地水文手册记载当地参数），以确保小流域暴雨径流计算的精确性。

【参考文献】

1．郭生练，张文华．流域降雨径流理论与方法［M］．武汉：湖北科学技术出版社，2008

2．徐兴峰．北安至五大连池铁路桥涵小流域暴雨径流验证计算浅析［J］．黑龙江科技信息，2010

3．刘士余．降雨与植被变化对赣西北大坑小流域水文特征的影响研究［J］．北京林业大学，2008

4．鲁克新，李占斌，鞠花，程圣东．不同空间尺度次暴雨径流侵蚀功率与降雨侵蚀力的对比研究［J］．西北农林科技大学学报（自然科学版），2009

·

37

·