推理公式法是由暴雨资料推求小流域设计洪水的一种简化方法。所谓推理公式，也叫合理化公式，它是把流域的产流、汇流过程经过概化，利用等流时线原理推理得出小流域的设计洪峰流量的计算公式。G2.4.3.1推理公式的基本形式在一个小流域中，若流域的最大汇流长度为L，流域的汇流时间为τ。G2.4.3.2产、汇流参数的确定产流参数μ代表产流历时tc内地面平均入渗率，又称损失参数。推理公式法假定流域各点的损失相同，把μ视为常数。......
2023-06-21
水库地区桥梁设计流量计算与普通河流不同
【摘要】：道路在通过水库上游地区时，由于回水的作用，使水库上游地区的跨河桥梁的设计流量及设计水位的计算与普通河流断面上的设计流量及设计水位计算有所不同。调查库区最大波浪高度、波浪侵袭高、波浪长度及其相应的库水位资料。1）位于水库变动回水段的桥梁，可按天然状态求算设计流量。水库回水计算宜符合下列要求。水库的下泄流量可从水利部门查取，或按调洪演算确定。
道路在通过水库上游地区时，由于回水的作用，使水库上游地区的跨河桥梁的设计流量及设计水位的计算与普通河流断面上的设计流量及设计水位计算有所不同。
1.桥位在水库蓄水影响区内时
（1）水文调查内容。收集水库的性质、等级、设计标准和主坝、副坝、溢洪道尺寸。库区地形图，纵、横断面图。水库的水位与容积、水面面积、总下泄流量关系曲线。天然状态下桥址河道的水位与流量、流速关系曲线、设计流量和历史最大流量过程线。历年汛期入库的平均流量、水量和悬移质颗粒级配曲线等。水库各种特征水位、回水曲线、水库设计淤积年限和淤积计算资料等。调查库区最大波浪高度、波浪侵袭高、波浪长度及其相应的库水位资料。调查库区冰情。了解桥梁施工时库区可能的高低水位及持续时间。
（2）设计流量计算宜符合的要求。
1）位于水库变动回水段的桥梁，可按天然状态求算设计流量。
2）当水库设计洪水频率高于桥梁标准时，应采用与桥梁设计洪水频率相一致的入库流量过程线，进行调蓄计算，推算设计流量。起调水位应根据水库运用情况确定。
3）当水库校核洪水频率低于桥梁标准时，应按式（7-1）、式（7-2）验算溃坝后库内桥梁通过的最大流量。
式中 Qk——溃坝后库内桥梁通过的最大流量，m3/s；
Qkh——坝址处溃坝最大流量，m3/s；
Wq——桥前溃坝水位时的库容，104m3；
W——坝址以上溃坝水位时的总库容，104m3；
Wh——坝体残留高度部分的库容，104m3；
g——重力加速度，取9.80，m/s2；
Lk——库区长度，m；
Bk——坝长，m；
bk——坝体溃决口门平均宽度，m；
hb——溃坝时坝体上游水深，m，对未溃水库检算时，可采用坝高值；
——溃坝后坝体残留高度，m，当无法估算时，可以不计；
k0——修正系数。
库区长度Lk，可采用坝址断面至库区上游端部淹没宽度突然缩小处的距离，也可近似地按式（7-3）计算：
当
时，按
计。
坝体溃决口门平均宽度bk，对混凝土重力坝，取坝长值；对一般土坝和堆石坝，按下列公式计算；当计算值大于坝长时，取坝长值。
式中 K1——安全系数，按路线等级及坝体质量情况，取1.1～1.3；
K2——坝体建材系数，对粘土类、粘土心墙或斜墙和土、石、混凝土的坝体，取1.2，对均质壤土，取2.0；
K3——材质系数；质量好的取6.6，质量差的取9.1。
修正系数K0值，按式（7-6）计算；当计算值大于0.94时，取0.94。
（3）设计水位宜符合下列要求。可采用水利部门提供的与桥梁设计洪水频率相一致的桥下最高蓄水位；也可根据“水库回水计算”方法确定。设计水位应考虑水库淤积影响。
水库校核洪水频率低于桥梁设计洪水标准时，设计水位应采用水库校核洪水频率的桥下最高蓄水位。
（4）水库回水计算宜符合下列要求。根据水库纵、横断面及与桥梁设计洪水频率相一致的入库流量过程线，按照能量平衡或水量平衡原理，推求水库回水曲线。
水库纵、横断面应采用桥梁使用期内水库淤积后的断面，并取水库地形变化处为计算断面。
与桥梁设计洪水频率相一致的入库流量过程线，可利用水库的资料或按本书第4章求算。(www.chuimin.cn)
在调洪演算确定坝前水位和下泄流量时，起调水位应根据汛期水库运用情况确定，可采用水库正常蓄水位或防洪限制水位。
应按设计洪水入库流量过程线计算与各时段流量对应的回水曲线，比较各回水曲线的桥下水位，取最高值为设计水位。
（5）桥孔设计及桥下冲刷计算宜按下列规定进行。在变动回水区段，桥孔净长和基础埋置深度可按天然状态处理，桥面高程按本书第5章确定，位于结冰河流，还应考虑冰坝和冰塞可能造成水位抬高的影响；在库区内，桥长按地形条件、经济比较决定，桥面高程按本书第5章确定；桥下冲刷可按本书第6章所列公式计算，但应考虑汛期水库最低蓄水位和设计洪水相遭遇、水库溯源冲刷、建库后水沙条件变化引起河道变形及上游水库泄洪冲刷等的影响。
2.桥位在水库下游时
（1）水文调查内容。收集水库修建年代、设计标准、控制汇水面积、淤积情况及与桥梁设计洪水频率相同的下泄流量等基础资料。水坝海漫的下游河底局部冲刷最大深度及冲刷向下游扩散的情况。水坝与桥址间汇入各大支流的设计流量和汇水面积，桥、坝间距离和区间汇水面积等。
（2）设计流量计算宜符合下列要求。当桥梁距水坝很近，区间汇水面积小于坝址以上汇水面积的10%时，桥下设计流量可直接采用同频率洪水时的水库下泄流量。
当区间汇水面积小于坝址以上汇水面积的20%（或不大于1000km2）时，桥下设计流量可按式（7-7）估算：
式中 QP——桥下设计流量，m3/s；
QPX——设计频率洪水时的水库下泄流量，m3/s；
——天然状态下桥址断面设计洪水频率时的流量，m3/s；
F——桥址以上汇水面积，km2；
Fq——桥坝区间汇水面积，km2；
n1——面积指数。
当区间汇水面积不小于坝址以上汇水面积的20%（或大于1000km2）时，桥下设计流量可按式（7-8）、式（7-9）计算，并取大值：
式中 QPb——天然状态下，与桥同频率的坝址断面流量，m3/s；
QPX——设计频率洪水时的水库下泄流量，m3/s；
QPq——桥坝区间汇水面积的设计洪水频率的流量，m3/s。
水库的下泄流量可从水利部门查取，或按调洪演算确定。对缺少资料并有调洪作用的小型水库，其设计标准符合公路桥梁设计标准要求者，下泄流量可近似地按式（7-10）计算：
式中 QPb——天然状态下与桥梁同频率的坝址断面流量，m3/s；
Wbs——对应坝址断面流量的洪水总量，m3；
WF——水库防洪库容，m3。
桥梁设计洪水标准高于水库校核标准时，桥下设计流量除应按河流天然状态计算外，还应按式（7-11）验算溃坝后的桥下流量：
式中
——桥址断面溃坝最大流量，m3/s；
Wks——水库溃坝后下泄的水量，m3；
Lbq——桥坝间距离，m；
——河道洪水期最大断面平均流速，m/s，可采用实测最大值，无资料地区：山区可采用3.0～5.0m/s，山前区可采用2.0～3.0m/s，平原区可采用1.0～2.0m/s；
K0——调整系数，山区用1.1～1.5，山前区用1.0，平原区用0.8～0.9。
（3）设计水位计算可按本书第4章确定。计算断面宜采用建库前的原始断面，如采用建库后的河床断面，宜按建库后河道冲刷情况，适当提高设计水位。
（4）当桥位在水库下游，可按本书第5章的有关规定进行桥孔设计；墩台基础埋深，除应按第6章确定外，尚应考虑水库下泄清水冲刷的影响；桥位应选择在坝下局部冲刷范围以外，当位于坝下局部冲刷范围内时，应按水库运行情况及经验公式分析计算桥孔长度及冲刷深度，必要时可通过水工模型试验确定。
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