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第四章 小桥涵水文计算 第一节 小流域水文计算概要 小流域：指汇水面积小于100平方公里的流域。 一、特征： 1 洪水暴涨暴落； 2 缺少观测资料； 3 流量小，历时短； 4 暴雨是形成洪峰流量的主要原因。 汇水面积小，洪峰流量淹没范围小，洪水历时短，没有水文观测资料，难以找到一种普遍适用于全国的计算方法和公式。 通常采用的方法有：暴雨推理法、径流形成法、形态调查法、直接类比法以及暴雨推理法。 二、水文计算方法简介 1、有流量观测资料 2、无流量观测资料 1）由历史洪水位推算设计流量： 形态调查法 直接类比法 2）由暴雨成因的原理推算设计流量 暴雨推理法 径流形成法 第二节 暴雨推理法 一、原理及步骤 1. 原理 成因分析与经验推断相结合，从实测暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系，间接地球设计流量。 假定暴雨与洪峰流量的频率相同。 影响因数： 雨力（暴雨强度）——对应一定的频率 汇水区面积 主河沟长度 主河沟坡度 汇流时间 损失参数 2 .步骤 1）由地理位置查频率为p的雨力SP (mm/h) （图4-2-图4-4） 2）由水文勘测得汇水区面积、主河沟长度、主 河沟坡度 3）计算损失参数μ和汇流时间τ 4）求设计流量 3 . 汇水区面积、主河沟长度、主河沟坡度 1) 汇水区面积 (1)利用1／50000地形图求算 (2)实测 (3)实测与估算相结合的方法 假定汇水区面积为矩形，在汇水区范围内选择有代表性的 河沟平均横断面 和 纵断面。 实测平均断面宽度B和平均长度L ， 2)主河沟平均坡度（确定地貌系数ψ ）附表3-5 （1）??当有地形图可利用时，根据等高地形图 作出构造物至分分水岭沿河沟的纵断面图，然后依其 等面积切割 的坡度即主河沟平均坡度 。 （2）当无地形图可利用时，当主河沟长度大于500米，以河沟形成处与桥涵处高差除以其水平距离。 3）汇水区平均宽度B及横向平均坡度 利用地形图，先勾绘出汇水区范围线，近似求出汇水面积的形心c，垂直主河沟作一直线，交汇水区边界的a，b两点，取此两点间距离即为汇水区平均宽度B。 确定系数降雨不均匀系数。 二、计算公式1 交通部公路科研所推理公式 北方： 南方： 损失参数 : (mm/h) 北方 南方： 2 经验公式 例 甘肃某公路的石沟桥，石沟属黄河流域关川河支流，汇水面积A=89km2，主河沟长L=21.32km，主河沟平均坡度IZ=16‰，河床为沙砾夹卵石，两岸为粉质垩粘土，地表为黄土，划为Ⅲ类土，地处丘陵区，该小桥无实测流量资料，用暴雨推理公式和经验公式推求QP=2%=？ 第三节 径流形成法 一、径流的形成 从分析汇水区形成和影响地面径流的因素(如：暴雨强度、汇水面积、土壤类型、地形等)着手，建立这些因素与设计流量的函数关系，求得设计流量的方法。 二、影响径流流量的因素 1) 暴雨特征 降雨强度、降雨历时、降雨范围 以及降雨的均匀性等 2) 汇水区特征 (1) 汇水区面积的大小及形状 （2）汇水区地表（植被，土壤） (3) 汇水区地形（河沟纵坡，横坡） (4) 其它因素 （湖泊） 暴雨径流厚度h：由以下四因数查附表3-12 (1) 暴雨分区，附表3-7； (2) 公路洪水频率，表1-6； （3）汇水区吸水类型；附表3-9或3-10 （4）汇水时间，附表3-11 确定计算参数 1）频率P： 三级公路小桥涵 （表1-6） P=1/25。 2）地貌系数ψ：依据F＝12，I=20‰，查附表3—8， ψ=0。07。 3）径流深度h ： 根据A 查附表3-11，得知汇流时间τ=45min 4)根据P τ 土壤为粘土，附表3-9，定吸水类属为Ⅱ类 5)第12暴雨分区，附表3-12，径流深度h＝48mm。 6)植物洼地拦蓄厚度z ：附表3-13，山地水稻田z=10mm。 7)湖泊折减系数δ： ： δ=1-(1-k)f/F =1-(1-0.7)8.2/12 =0.8 8）洪峰传播折减系数β：由汇水面积重心至桥涵位置距离L0=4km，附表3-14 β=0.95 9）汇水区降雨