排洪沟工程设计说明

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3 排洪工程设计方案

开县是四川盆地东部地区的一部分，山体较多，中原和木桥小区背后（南侧）有一山体。由于山体地形坡度大，积水时间短，洪水历时也不长，一到雨季，大量山洪水排泄而下，水流急，流势猛，且水流中还夹带着砂石等杂质，冲刷力大，容易使山脚下小区受到破坏而造成严重损失。为了尽量减少洪水造成的危害，保护山脚下居民的生命财产安全，必须要认真做好防洪规划，拟在山坡上新建一条排洪沟，拦截山洪，将山洪引出居住区，排入附近水体中。

3.1 设计原则

（1）排洪工程的设计应充分考虑小区旁边山洪现状，切实解决山洪对小区造成的危害和隐患。

（2）排洪工程的设计应与原有的DN1200市政水泥涵管结合起来，使山洪能够顺利流入市政管道。

（3）为减小对市政管道的堵塞，应考虑设置沉砂设施。

3.2 设计依据：

1、《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)

2、《城市防洪标准》GB50201-94

3、《室外排水设计规范》GB50014-2006；

4、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；

5、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004；

6、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90

7、《砌体结构设计规范》（GB5003-2001）

8、《砼结构设计规范》（GB50010 -2002）

9、实测地形图。

3.3 排洪沟设计要点

（1）排洪沟应尽量利用原有山洪沟，必要时可作适当整修

原有山洪沟是山洪若干年来冲刷形成的，其形状、底板都比较稳定，因此计要

求而的水力条

用地形坡

建筑密度

淤情况等匀增加不得设在转弯处。一次跌水高度通常为0.2～0.6m，有的多达20～30级，消能效果很好。陡槽页称急流槽，纵坡一般为20%～60%，多采用片石、块石或条石砌筑，也有采用钢筋混凝土浇筑的。陡槽终端应设消力设备。

（5）排洪沟的断面形式

排洪明渠的断面形式常用矩形或梯形断面，最小断面B×H=0.4m×0.4m排洪沟的材料及加固形式应根据沟内最大流速、当地地形及地质条件、当地材料供应情况确定。

（6）排洪沟的设计流速

为了防止山洪冲刷，应按流速的大小选用不同材质的沟底沟壁。明渠最小按下

表规

根据不同

3.4 排洪沟设计计算

3.4.1 设计防洪标准

在进行防洪工程设计时，首先要确定洪峰设计流量，然后根据该流量拟定工程规模。为了准确、合理地拟定某项工程规模，需要根据该工程的性质、范围以及重要性等因素，选定某一频率作为计算洪峰流量的标准，称为防洪设计标准。实际工作中一般常用重现期衡量设计标准的高低，即重现低，

工程

3-3。

取25年，

积没有实假定暴般只有几平方公里至几十平方公里，平时水小，甚至干枯；汛期水量急增，急流快。目前我国设计洪峰流量的计算主要有三种方法：洪水调查法、推理公式法及经验公式法。本设计采用经验公式法计算洪峰流量。

常用的经验公式计算方法有：一般地区性经验公式、公路科学研究所经验公式、第二铁路设计院等值线法、第三铁路设计院计算方法。本设计采用公路科学研究所经验公式:

(3-1)

式中：Q——设计洪峰流量（m3/s）;

F——流域面积（km2）;

K——径流模数，按表3-1采用;

n——面积参数，当F<1km2时，n=1；当1

表3-1 径流模数K值

重现期（a）

地区

华北东北东南沿海西南华中黄土高原

2 8.1 8.0 11.0 9.0 10.0 5.5

5 13.0 11.5 15.0 12.0 14.0 6.0

10 16.5 13.5 18.0 14.0 17.0 7.5

15 18.0 14.6 19.5 14.5 18.0 7.7

25 19.5 15.8 22.0 16.0 19.6 8.5

注：重现期50a时，可用25a的K值乘以1.20。

表3-2 面积参数n值

地区华北东北东南沿海西南华中黄土高原

n 0.75 0.85 0.75 0.85 0.75 0.80

，以及台湾省，南海诸岛，由于缺乏资料，K值及n值待补。

本工程位于开县，属于西南地区，且汇水面积小于1 km2，重现期设计为25年，因此径流模数K=16，面积参数n=1。

中原小区A线排洪沟的汇水面积为50000m2，设计洪峰流量

木桥小区B线排洪沟的汇水面积为45000m2，设计洪峰流量

3.4.3 排洪沟水力计算

排洪沟水力计算基本公式：

（1）流量公式：

Q=A×V（3-2）（2）管道流速计算：

（3-3）式中：V——流速（m/s）；

R——水力半径（m）；

i——水力坡度；

n——粗糙系数。

将公式（3-3）代入（3-2），得：

（3-4）

（3-5）式中：A——过水断面面积（m2），其他参数意义同前。

公式中的过水断面A和湿周χ的求法为：

对于梯形断面：

（3-6）

（3-7）

式中：h—水深（m）;

B—底宽（m）；

m—沟侧边坡水平宽度与深度之比；

n—沟壁粗糙系数。

矩形断面：

A=B h（3-8）

（3-9）

本设计排洪沟主要截留小区旁边山上的雨洪，并最终收集后排入市政排洪管道中。排洪沟依山上的地势而建，排洪沟表面与坡面相平，由于山体坡度较大，因此采用钢筋混凝土的结构，同时采用稳定性好的梯形截面。

A线排洪沟计算：

设定梯形明渠的底宽为1m，边坡1：m=1：0.5，有效水深H=0.7m，超高取0.3m，则达到设计水深时的过水断面面积和湿周分别为：

（3-6）

（3-7）水力半径

山坡上的雨洪沿线收集后汇入山脚段排洪沟，经沉砂池沉淀后排入市政主管，

缓，则该段排洪沟的坡度最小，坡度为0.023，钢筋混凝土明渠的粗糙系数为0.014，则该段排洪沟的最大输送能力为：

（3-5）