【文章內(nèi)容簡介】 資料,某氣象站具有1959～2006年共48年完整的逐年各月降雨量資料和年最大一日實測暴雨資料，1980～2006年共27年的最大1小時實測暴雨資料，1959～2006年共48年完整的逐年各月降雨量資料和年最大二十四小時實測暴雨資料，該資料系列長、完整，可靠性較好，測站處海拔高程與流域高程相差不是很大、下墊面條件、氣象等影響徑流的因素與本流域差異小，因此，采用某氣象站的降雨資料作為本工程的設計代表站的降雨資料，以此進行徑流、洪水的分析計算。 。年降雨量矩法配線成果圖（圖2－1）如下：矩法計算值： Xc= mm， Cv=， Cs/Cv=2。最大24小時降雨量矩法配線圖(圖22)矩法計算值： H24= mm， Cv=， Cs/Cv=。經(jīng)配線成果圖分析，用矩法配線配出的適線與經(jīng)驗頻率點據(jù)配合較好，故采用矩法配線的配線參數(shù)計算各頻率條件下的降雨量。經(jīng)上述降雨頻率計算分析，采用某縣氣象站作為主要設計參證站，由以上確定的水文年降雨統(tǒng)計參數(shù)代表渠防水文年降雨統(tǒng)計參數(shù)，降雨量變差系數(shù)Cvx=，Csx=2Cvx=，查《黔西南州水資源調(diào)查評價、水利化區(qū)劃、水利水電規(guī)劃附圖》，結(jié)合《貴州省地表水資源附圖》，取本流域的徑流系數(shù)α=。由此來推算設計斷面處多年平均徑流量，通過如下公式計算出多年平均年徑流量: W＝αH年F式中: W ——多年平均年徑流量（萬） α ——徑流系數(shù)， α= H年 ——多年平均年降水量（mm） F ——集雨面積（） 多年平均徑流深Y= H年α==進口段多年平均徑流量W進=H年αF進==1390萬出口段多年平均徑流量W出= H年αF出==1673萬由年降雨變差系數(shù)推求年徑流量變差系數(shù)可由下式推求:由于防洪堤尾端集雨面積小于100，所以上式中的F取為100進行計算。經(jīng)分析比較，并參證《貴州省地表水資源附圖》，取=，＝2＝，進行徑流計算，設計頻率的年徑流量成果見下表水文年徑流計算成果表　　　　　　　斷面名稱F()徑流系數(shù)a多年平均降雨量X模比系數(shù)Kp=10％多年平均徑流量(萬m179。)Wp=10％0+000～0+525 0+525～0+633 0+633～1+437 根據(jù)年徑流量成果合理性分析，由《貴州省地表水資源附圖》可見，工程流域的多年平均降雨量在1500～1600mm左右，～，由以上成果可知，計算結(jié)果在合理范圍。對于年徑流變差系數(shù)Cvy=，多年平均徑流深Y=，流域一帶為600～800mm左右，符合地區(qū)分布規(guī)律，說明所計算的成果是合理的?！『樗”┯旰樗匦杂捎谀澈游丛O立水文站，僅以城區(qū)某氣象站作災害分析。一年中大部分時間，某上空的空氣受南來暖濕氣流所控制，當北方有冷空氣南下抬升，就會興云致雨，特別是夏季，由于海洋暖濕氣流的影響，降水強度大，容易形成暴雨。5～10月為汛期，降水量占全年的75%左右。另外，由于該防洪工程所在地的光照鎮(zhèn)屬于我縣暴雨中心之一，其造成的損失也較大。如1976年7月5日，降水來得快，強度大，導致工程所在地的陳莊村寨到大田村寨這一帶成了一片汪洋，溝道兩岸50000多畝良田被淹沒，洪水泛爛成災，交通受阻，直接威脅人民群眾的生命財產(chǎn)安全。這主要是由于原有的原始河道過水能力太低造成的，如果河道按設計建成，防洪能力將得到較大改善。工程所在地是某的暴雨中心之一，在流域范圍內(nèi)，所產(chǎn)生的洪水直接影農(nóng)作物生產(chǎn)及居民安全，一旦發(fā)生特大洪水就會產(chǎn)生嚴重的洪澇災害。暴雨一般出現(xiàn)在5～10月，但大暴雨多集中在6～7月，歷時短，但強度大，一般24小時雨量都集中在12小時以內(nèi)降完，但也有出現(xiàn)持續(xù)大暴雨。工程所在地處于平緩凹溝谷中，四周山高坡陡，坡度在都在30度以上，洪水起漲快，因多年的泥沙淤積，至使河床抬高，防洪能力差、抵御洪能力弱，每年汛期都有不同程度的洪澇災害發(fā)生。農(nóng)田和居民區(qū)分布在沿河兩岸，受洪水災害造成的損失較大。洪災其主要發(fā)生原因是排洪能力低，加之河道受人類活動影響，日益變窄，其造成的危害也是主要的?！v史洪水據(jù)某縣水利志記載，某縣是我省暴雨中心之一，暴雨之多，幾居全省之首，1959年～1983年間的25年出現(xiàn)暴雨134次，其中大暴雨16次，特大暴雨6次，年出現(xiàn)暴雨多的達11次（1965年），月出現(xiàn)暴雨最多的達6次（1983年8月），暴雨最少年份是1962年，僅出現(xiàn)過兩次。一年內(nèi)，暴雨集中在5～9月，25年中共134次，%，6～8月尤多，共出現(xiàn)90次，%，本縣不僅暴雨多，而且強度也大，其中6小時的最大降水量達238mm，不僅為某縣有降水記載以來之最，也是黔西南州最大的一次暴雨。孟寨河流歷史上發(fā)生的洪水災害情況，沒有資料記載，經(jīng)實地調(diào)查咨詢當?shù)匾晃?旬老人，收集調(diào)查整理歷史洪水概況如下：1976年7月5日，發(fā)生歷史以來最大的一次洪水災害，洪水漫延原孟寨鄉(xiāng)政府駐地的旁側(cè)，幾十頭豬及大批糧食被洪水吞食，造成經(jīng)濟損失達10萬元以上。通過對以上洪水災害的分析可得出以下結(jié)論：該區(qū)域的洪水主要由暴雨形成，因上游植被較差，水土流失嚴重，加之溝道因多年的泥沙、孤石、雜物的淤積，河床抬高，泄洪能力差，以致于陳莊村寨到大田村寨這一帶的農(nóng)作物淹沒，居民區(qū)受洪水的威脅。洪水的產(chǎn)生具有如下特點：出現(xiàn)時間具有規(guī)律性：一般洪水多出現(xiàn)5～8月，雨洪同期；匯流歷時短，洪峰流量大；年際變化大，一般年份中的洪水與特大洪水差異很大；產(chǎn)生的災害主要為洪災；針對上述情況，以及國家現(xiàn)行的方針政策和中小河流防洪工程治理規(guī)劃，確定某河防洪工程的要求是：（1）除害與興利相結(jié)合；（2）防洪治理方案要確保重點，兼顧一般；（3）以工程措施為主，建立防洪工程體系。本次防洪工程設計的任務是根據(jù)貴州省中小河流流域治理的要求，針對防洪工程問題，全面安排、綜合治理的原則，分析研究各種防洪措施。在進行工程效益和環(huán)境影響分析的基礎上，經(jīng)過方案的比較，選擇最佳的防洪方案，提出實施程序、工程運行管理等建議?！≡O計洪水　設計暴雨分析該工程地處某縣城東部，海拔高程594～1100m之間，工程區(qū)沒有完整的雨量站，缺乏水文資料，根據(jù)對該防洪工程水痕跡調(diào)查，工程所處流域?qū)儆谏絽^(qū)雨源型河流,洪水由暴雨產(chǎn)生,且具隨暴雨陡漲陡落之特點。本次設計洪水計算系采用雨洪法進行計算，計算5年一遇洪水標準的洪峰流量。某縣屬于溫涼濕潤的高原亞熱帶季風氣候，雖然光能資源較好，熱量豐富，雨水充沛，但是地形復雜和受大氣環(huán)流的影響，降雨量分布不均，春、秋氣候變化不大，因而災害性天氣多。該工程所在流域距離某氣象站較近，分析其1959～2006年共48年的實測暴雨資料，可得到以下結(jié)論：某河防洪工程孟寨河流域一般5月份進入汛期，10月份結(jié)束，年最大一日降水量主要集中在6～9月，%左右，其中6月份就發(fā)生18次，%；8月份雖然只發(fā)生兩次， ，排在第二位，排在第一位的為1976年7月5日降水量，（見某氣象站發(fā)生年最大24小時降水量次數(shù)表）某氣象站發(fā)生年最大24小時降水量次數(shù)表月份45678910合計發(fā)生次數(shù)13181224141（%）100根據(jù)某氣象站最大24小時1959—2006年共計48年資料，進行暴雨資料分析計算，經(jīng)頻率分析得24小時降雨量均值 =, Cv=,Cs/Cv=，各頻率24小時降雨量見下表：各頻率設計暴雨成果表P（%）125102050模比系數(shù)KpH24p(mm） 統(tǒng)計某氣象站1959～2006年共48年的最大24小時實測暴雨資料，并以P～Ⅲ型理論曲線進行適線，成果見某氣象站最大24小時暴雨計算成果表某氣象站最大24小時暴雨計算成果表項 目X（mm）CvCs/CvXp(mm)2%%5%10%20%最大24小時暴雨 成果合理性分析：本設計流域?qū)俚湫偷纳絽^(qū)雨源性河流，洪水均由暴雨所致，具有陡漲陡落、峰量集中、漲峰歷時短等山區(qū)性河流的特點。流域內(nèi)無任何實測洪水資料，分析某氣象站實測洪水資料（1959～2006年），可得出其洪水特性：洪水主要發(fā)生在5～9月，其中6月份發(fā)生年最大洪水的機率最高，占全年的35～40%。洪水過程多呈單、雙峰型，復式洪水則較少；漲峰歷時3～8h，洪峰持續(xù)時間10min～1h，洪水總歷時1～3天。由《貴州省短歷時暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖集》（2002年）可見，某河流域的多年平均24小時雨量均值在110mm左右，由以上成果可知，計算結(jié)果在合理范圍內(nèi)，符合地區(qū)分布規(guī)律，說明所計算的成果是合理的。綜上所述，說明是符合地區(qū)分布規(guī)律的，計算結(jié)果在合理范圍內(nèi)，所以成果是合理的。　設計洪水計算防洪工程末端控制斷面（樁號：1+437），本次設計采用末端控制斷面以上全面積的洪峰流量成果，計算洪峰流量。該工程地處某縣城東面，海拔高程594～1100m之間，工程區(qū)沒有完整的雨量站，缺乏水文資料，根據(jù)對該防洪工程水痕跡調(diào)查，工程所處流域?qū)儆谏絽^(qū)雨源型河流,洪水由暴雨產(chǎn)生,且具隨暴雨陡漲陡落之特點。經(jīng)分析比較，因防洪工程末端控制斷面（樁號1+437）以上集水面積為10＜F=＜25，流域幾何特征值θ=L/(J1/3F1/4) =＜30，故計算公式采用《貴州省暴雨洪水實用手冊》(修訂本)修訂2式，用某氣象站1959～2006年共48年的實測最大24小時暴雨進行計算。經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計分析計算求得最大24小時暴雨均值=，變差系數(shù)=,取=，當=，經(jīng)驗點與理論頻率曲線配合較好，故取偏態(tài)系數(shù)=。根據(jù)降雨頻率曲線計算成果表可得：P=20%(5年一遇) =設計保證率：P=20%最大24小時暴雨雨力為：Sp=KP==選取P=20%(5年一遇)，=。故設計洪水采用《貴州省暴雨洪水實用手冊》(修訂本)中的雨洪法，其計算公式采用修訂3式：計算匯流時間公式：計算平均流速公式：計算洪水總量公式：式中：ＱP――頻率為P的洪峰流量,以計F――流域集雨面積，r1匯流參數(shù)　丘山為主,中等或部分強巖溶,植被較差,自然地理分區(qū)屬于Ⅰ區(qū)1類,～,故取r1=Kp――模比系數(shù)C――洪峰徑流系數(shù)(高低山、10，Sp=，故取C=) ――年最大24小時點雨量均值――頻率為P的洪水匯流時間，ｈL――河道長度，kmJ――河道平均概化比降，%θ――流域幾何特殊值－－頻率為P的平均流速, m/s――頻率為P的洪水總量，萬根據(jù)以上公式，暴雨洪水計算如下表：洪水計算成果表P（%）125102050備注模比系數(shù)Kp　H24p(mm） 　洪峰流量（m3/s） 　由上表可得某河防洪工程孟寨項目點末端控制斷面，在P=20%時，洪峰流量頻率曲線如下：同理可得出各控制斷面在P＝20%時洪水設計成果如下:各控制斷面洪水計算成果表斷面名稱匯流參數(shù)r1 流域形狀系數(shù)f主河道比降J(%)流域面積F(km178。)流域長度L(km)匯流幾何特征值θ洪峰徑流系數(shù)C模比系數(shù) Kp點雨量均值　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H24（mm)QP=20%(m179。/s) 0+000～0+525%0＋525～0+633%0+633～1+437%由以上可知：某河防洪工程孟寨項目點P＝20%時，各斷面設計防洪流量如下：0+000～0+525樁號段，在P=20%時。0+525～0+633樁號段，在P=20%時。0+525～0+633樁號段，在P=20%時?！∈┕ず樗竟こ虒Я鹘ㄖ飳倥R時性工程，其級別為5級，一般施工在枯季開始，汛期僅作渡汛措施。根據(jù)《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（SL3032004）的規(guī)定，導流建筑物洪水設計標準為3～5年一遇，本工程導流設計標準按3年一遇（P=%）枯季洪水考慮。分析某氣象站10～5月，11～4月，12～3月，12～1月的24小時暴雨系列和施工進度安排，選擇11～4月枯水期作為施工期。根據(jù)孟寨河洪水特征，結(jié)合施工組織設計要求，擬定2011年11月至2012年4月為總施工期，其中2011年12月至2012年1月為防洪堤基礎施工期。根據(jù)某氣象站12～1月1959～1999年最大H24小時暴雨資料進行暴雨資料分析計算，經(jīng)頻率分析得12～1月24小時降雨量均值=, Cv=,Cs/Cv=，采用雨洪法公式計算枯區(qū)洪水，考慮到施工期上游洪水量小的特點，匯流系數(shù)取為下限值，計算公式如前述，從而計算出河道治理工程1+437樁號以上流域12～1月3年一遇（P=%）?！∧嗌硡^(qū)內(nèi)河流泥沙主要源于流域內(nèi)的水土流失， %，據(jù)資料分析:， 。計算成果如下表所示：輸沙量計算成果表多年平均含沙量（kg/)多年平均流量（）侵蝕系數(shù)流域面積（)年懸移質(zhì)輸沙量（萬T）年推移質(zhì)輸沙量（萬T）懸移質(zhì)輸沙模數(shù)（T/）推移質(zhì)輸沙模數(shù)（T/）