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1、淤地坝设计标准目次1总则12术语23坝址、坝型与工程布置43.1 坝址选择43.2 坝型选择53.3 工程布置64筑坝材料及填筑标准124.1 筑坝材料124.2 填筑标准135水文计算165.1 一般规定165.2 设计洪峰流量计算165.3 设计洪水总量计算215.4 设计洪水过程线推算235.5 输沙量计算245.6 调洪演算256坝体设计276.1 工程等别划分及建筑物级别276.2 库容与坝高286.3 坝顶构造296.4 坝坡306.5 防渗体326.6 反滤层及过渡层366.7 坝体排水386.8 护坡446.9 坝面排水456.10 坝坡稳定与沉降计算457泄洪建筑物设计497
2、.1 溢洪道设计497.2 泄洪洞527.3 消能设施538放水建筑物设计588.1 卧管588.2 竖井618.3 涵洞(管)619坝基及岸坡处理659.1 坝基处理659.2 岸坡处理669.3 坝体与坝基、岸坡及其他建筑物的连接6610附属设施设计6811安全监测设计691总则1.0.1为规范黄土高原地区淤地坝工程的设计,保障工程安全和质量,优化水资源配置,改善淤地坝周边生态环境,制定本标准。1.0.2本标准适用于甘肃省黄土高原地区淤地坝工程的设计。1.0.3淤地坝设计必须因地制宜,安全可靠,施工及运行方便,经济合理,整体协调和外形美观。1.0.4淤地坝设计所依据的勘测、水文计算除应符合
3、本标准外,还应符合国家现行有关标准的规定。1.0.5淤地坝设计制图应符合水利水电工程制图标准的规定。2术语2.0.1淤地坝checkdamforfarmlandforming在多泥沙沟道修建的以控制沟道侵蚀、拦泥淤地、减少洪水和泥沙灾害为主要目的的沟道治理工程设施。2.0.2水坠坝Sluicing-Siltationearthdam用水力冲击土体,使之成为较高浓度的流态泥浆,输入筑有人工碾压边境的坝面冲填畦内,经自重脱水固结而成的土坝。2.0.3碾压式土石坝rolledearth-rockfilldam将土石料分层填筑并碾压而成的坝。2.0.4均质土坝homogeneousearthdam用同
4、一种防渗土料筑成的土坝,如黏性土料等,坝体断面不分防渗体和坝壳。2.0.5土质防渗体分区坝soilimperviouszonedearthdam坝体断面由土质防渗体及若干透水性不同的土石料分区构成,可分为直心墙坝、斜心墙坝、斜墙坝以及其他不同形式的土质防渗体分区坝。2.0.6水中填土坝waterdumpingdams分层将土填入静水中,土的团粒结构被水崩解,在运土及填土自重作用下得到压实的坝。2.0.7总库容totalstoragecapacity校核洪水位以下的库容,由拦泥库容和滞洪库容组成。2.0.8卧管horizontalpipes修筑在坝体上游坡面的浆砌石或混凝土放水管。2.0.9涵洞
5、culvert埋设在坝下用于向坝体下游输水的建筑物。2.0.10溢洪道spillway为宣泄超过淤地坝调蓄能力的洪水或降低库容水位,保证坝体安全的泄水建筑物。2.0.11植物护坡slope-protectionwithplant利用植被涵水固土的原理稳定坡面的同时美化生态环境的技术。3坝址、坝型与工程布置1.1.1 选择3.1.1 坝址选择应综合考虑地形、地质、建筑材料、社会经济、两岸交通、工程枢纽布置及上、下游淹没损失情况等,从安全、合理、经济等方面经方案比较后确定。1.1.2 坝址选择应符合下列要求:1坝址宜选择在地质构造简单的岩基、厚度不大的砂砾石地基或密实的土基上,不宜选在软基上;2坝
6、址应避开较大弯道、跌水、泉眼、断层、滑坡体、洞穴、文物等地区,坝肩根大冲沟、洞穴等,如不能避开,应采取处理措施;3坝址宜选择在便于就近挖取和有足够的土、石料,有水源条件,便于施工、运输、防护管理和便于群众交通出行的位置;4坝址地形宜选择坝轴线短,沟道横断面较小,工程量小,沟道比降平缓,坝上游开阔,可淤地面积大,便于布置放水建筑物和泄洪建筑物的位置;5选择坝址时,应考虑库区蓄水后,淹没损失较小,不会在库区产生大规模坍塌、滑坡,并避免浸没耕地或林地的面积过大;6坝址宜选择在有较大的经济效益和发展潜力,有利于改善当地群众生产生活条件的地区。1.1.3 坝址区的地震动参数应按中国地震动参数区划图GB1
7、8306的规定确定;地震基本烈度为VIl度及VIl度以上的地区,应根据水工建筑物抗震设计标准GB51247的有关规定进行抗震设计,并采取抗震措施。3.2 坝型选择3.2.1 甘肃省淤地坝坝体多采用土坝,根据所采用的建筑材料和防渗措施不同,可分为均质土坝、土质防渗体分区坝(包括黏土斜墙坝和黏土心墙坝)和多种土质坝等。土坝根据不同施工方法又可以分为碾压式土石坝和水坠坝。在具体选择坝型时,应符合下列要求:1坝址区建坝土料丰富地区,水源缺乏的情况下,宜采用碾压式土坝;坝址区土料丰富、土质适宜,水源有保证,适宜水坠施工时可采用水坠坝;2若当地砂石料较多时也可采用多种土质坝;土料缺乏而石料丰富地区,且石料
8、相对容易采集时,可采用浆砌石坝或者混凝土坝;3结合当地的自然、社会、经济状况、坝址地形地质条件、建筑材料情况等,经技术经济比较后确定坝型。3.2.2 碾压式土石坝可采用均质土坝、碾压与水中填土结合坝、土质材料防渗体分区坝、非土质材料防渗体坝等型式。坝型选择应综合考虑下列因素,经多方案技术经济比较后确定:1坝址区河谷地形、坝址基岩性质、覆盖层特征及地震烈度等条件;2筑坝材料的修、性质、数量、位置、开采运输和填筑条件;3工程的总体布置及坝体与泄洪、输水建筑物的合理布设;4坝基与岸坡处理方式;5施工导流方式、填筑强度、气象条件、施工场地、交通条件和初期度汛等施工条件;6淤地坝工程的总工程量、总工期和
9、总造价。3.2.3 水坠坝坝型选择应根据土料类别、数量、物理力学指标和工程运行等要求确定:1坝址附近土料性质适宜、数量足够时,宜选用均质坝;均质坝应采用非分选冲填的方法施工,适用于砂土、砂壤土、壤土及花岗岩和砂岩风化残积土筑坝;2坝址附近土料为花岗岩、砂岩风化残积土,且工程有防渗要求时,应选用非均质坝;非均质坝应采用全断面分选冲填的方法施To3.2.4 根据地质、地形及料场的具体条件,土石坝可分段采用不同坝型,但在坝型变化处应设置渐变段。3.3 工程布置3.3.1 坝系工程布设应遵循下列原则:1坝系工程布设应重点对工程总体布局、工程规模、行洪安全、综合效益、运行管理等进行可行性研究;坝系工程的
10、数量、规模及配置,应从滞洪、拦沙、淤地、便于群众生产生活、投资效益等方面进行方案比i蝴合确定;2坝系建设应坚持生态效益、经济效益和社会效益相统一的原则,坝系工程应与小流域水土流失综合治理其他措施相结合,宜与生态修复、生态移民和改善民生等生态保护与治理措施相协调;3以小流域为单元,大型淤地坝作为控制节点,合理布设中、小型淤地,科学利用水沙资源,雌坝系减蚀、滞洪、拦泥、淤地等综合端;4同一坝系中,中、小型淤地坝宜布设在大型淤地坝控制范围内,并协调干支沟、上下游、左右岸生产生活和洪水关系,沟道工程相互配合,联合运用,滞洪缓洪,调洪削峰,确保坝系安全运行和防洪保收;5同一坝系中,在大型淤地坝控制区域外
11、的中型坝,应提高工程运行期防御暴雨洪水的安全性,并按照大型淤地坝标准设计;6坝系工程的建设顺序,应按照保证行洪安全、合理利用水沙资源、发挥工程效益、大型淤地坝和除险加固淤地坝优先的原则合理确定,宜根据流域面积、洪水泥沙等选择下列方式:1)水土流失严重以及坝系工程建设基础较差的流域,宜采用先支毛沟后干沟,先上游后下游的建设顺序;2)流域面积较小、水土流失较轻、坡面治理较好,有一定的坝系工程建设基础的流域,宜采用先干沟后支毛沟,先下游后上游的建设顺序;3)流域面积较大、水土流失较轻、坡面治理较好,宜采用以干沟分段,按支毛沟分片,段片分治的建设顺序。7对已达到设计淤积高程的淤地坝及坝系工程,应及时配
12、套建设坝体泄洪设施及坝地排洪渠。3.3.2 淤地坝布设应符合下列要求:1大型淤地坝单坝控制面积应与流域水土流失强度相适应,侵蚀模数为500OMkm?a)及以上地区,单坝控制面积以3kr8km?为宜;较大流域内如沟床比降小,地形条件有利且经济、生态效益大时,侵蚀模数小于500Otkra)的地区也可布设淤地坝,单/(坝控制面积可提高到lOkm2;2在下游影响范围内有居民点、学校、工矿、交通等重要设施的沟道内不应布设淤地坝;下游的影响范围可通过溃坝流量及洪水过程线估算确定;3大、中型淤地坝应由坝体、放水建筑物和泄洪建筑物组成;小型淤地坝宜由坝体、放水建筑物和泄洪建筑物组成;4在大、中型淤地坝控制区域
13、内的小型淤地坝可由坝体、放水建筑物或坝体、泄洪建筑物组成;5在大型淤地坝控制区域内的中、小型淤地坝,按照快速淤地造田、延长大型淤地坝淤积年限,控制沟道下切的目标配置;6淤地坝工程布设应力求紧凑,满足功能要求,节省工程量,方便施工和运行管理。3.3.3 坝轴线和坝型应根据地形地质条件,结合工程总体布置等因素确定,并应遵循坝轴线短的原则,宜采用直线型布置方式,如需转折,在转折处宜布置成曲线;坝轴线两端的岸坡要有足够的高度和厚度,两岸坝肩宜选择较缓岸坡。3.3.4 放水工程布置应符合下列要求:3.3.5 包括卧管(竖井)、涵洞、涵洞后输水渠(管);25僧1(竖井)布置应根据坝址地形条件、运行管护方式
14、和坝体加高要求等因素布置;卧管应选择岸坡稳定、开挖量小的位置,卧管应向坝坡方向倾斜布设,卧管与涵洞(涵管)连接处应设消力池,并设卧管工作道路;竖井应布置在基础稳定坚实的位置,竖井与涵洞(涵管)连接处设消力井,并设工作桥;3拟定并通过水力计算确定卧管(竖井)和涵洞纵坡、孔径尺寸及底高程满足过水能力和预定流态的要求,进口高程应根据地质、地形、施工、淤积运用情况等要求确定;4涵洞轴线布设宜采用直线型;当受地形、地质条件限制需转弯时,弯道曲率半径应大于洞径的5倍;蹦(涵管)的进、出口均应伸出坝体以外;涵洞(涵管)出口水流应采取妥善的消能措施,并应使消能后的水流与尾水渠或下游沟道衔接;5涵洞(涵管)应布
15、设在岩基或稳定坚实的原状土基上,原状土承载力达不到要求时应采取适当处理措施使其达到,不得布置在坝体填筑体上;6涵洞有灌溉任务时,应布置在靠近灌区的一侧,出口高程应能满足自流灌溉的要求;如考虑今后坝地排洪渠的布置,宜选择在排洪渠和溢洪道的同侧;7涵洞后输水渠(管)布设应考虑地形、水流特点及排水等多方面因素,尽量符合涵洞水流方向,顺沟设置,保证水流畅通,并注意做好引水及防护工,涵洞后输水渠(管)受地形限制需转弯联接时应设消力池,尾水末端应采取妥善的消能措施,并做好消能措施与下游沟道的顺畅衔接,防止冲刷。3.3.6 坝下埋管应符合下列要求:1坝下埋管宜建在岩基上;如需设在软基上,应做好地基处理;地震
16、烈度在VIl度及VIl度以上地区的软基上不应设坝下埋管;2坝下埋管的轴线宜与河流主流方向一致;管身宜布置成直线;3坝下埋管宜采用无压流;管身尺寸应根据水力计算确定,并兼顾检查和维修的要求;4坝下埋管为无压流时,应采用新型管材或钢筋混凝土结构;如为压力流,应采用钢管或钢筋混凝土管;坝下埋管沿线应采取防止产生接触渗流破坏的构造措施。3.3.7 泄洪建筑物布置应符合下列要求:3.3.8 物应能满足设计规定的运用条件和要求;泄洪能力应满足宣泄设计洪水、校核洪水的要求;2泄洪建筑物的布设形式,可采用开敞式溢洪道、矩形溢洪道、泄洪洞等形式,具体应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防沙要求等综合比较后
17、选取;3溢洪道布设应尽量利用开挖量小的天然有利地形,进、出口附近的坝坡和岸坡应有可靠的防护措施和足够的稳定性,并避开堆积体和滑坡体;4溢洪道宜修建在天然迎口上,当进口布置在垃口面临坝肩时,宜布置成对称或基本对称的喇叭口型式;如无天然娅口,应根据坝址的地形、地质条件进行技术经济比较确定;5溢洪道中轴线的选择应该综合考虑,选择有利的地形、地质条件,使进水渠进水顺畅;当坝址上游有较大支沟汇入时,一般宜布设在有支沟一侧的岸坡上;6溢洪道宜布置成直线;受地形条件限制需转弯时,宜设在流速较小、水流比较平稳、底坡较缓且无变化的部位,转弯半径不宜小于4倍渠底宽度,转弯应在泄槽前完成,且弯道至控制堰之间或弯道与
18、泄槽之间宜有长度不小于2倍堰上水头或平段内水深的直线段,应在弯道凹岸做好护砌工程;7溢洪道宜修建在岩基或稳定坚实的原状地基上,若遇到局部软弱地基时可做开挖回填处理或桩基架空等措施;进口、泄槽及出口应采取防护设施,防护范围及措施根据地形、地质条件和防冲要求确定;8溢洪道进水口距坝肩不应小于5m,溢洪道进口附近坝坡应采取可靠的防护措施,进口靠坝一侧应设置顺应水流的曲面导水墙,靠山一侧可开挖或衬护成规则曲面;9溢洪道出水口距下游坝脚不应小于20m,出口应采取可靠的消能措施,消能后的水流不应淘刷坝脚和岸坡,并能顺畅地泄入下游沟道;10开敞式溢洪道堰顶一般布设在设计淤积高程,如通过调洪演算的溢洪道断面不
19、科学时,可高于设计淤积高程;11开敞式溢洪道进水渠较长时,宜在控制段之前设置渐变段,其长度视地形、流速等条件确定,不宜小于2倍堰前水深;进水渠较短时,进水渠宜采用八字墙形式,进水渠底宽顺水流方向收缩时,进水渠首、末端底宽之比宜在1.53之间,在与控制段连接处应与溢流前缘等宽,底板宜为平底或不大的反坡;12泄洪洞或输水洞宜优先采用涵洞,应根据地形、地质、施工、造价及运行条件等综合比较确定;在满足淤地坝工程总布置要求的条件下,泄洪洞洞线应选在线路短、沿线地质构造简单、水文地质条件有利及施工方便的地区,洞线布置宜避免相邻建筑物的不利影响;泄洪洞洞口应选在山坡稳定、土质条件较好处,不宜布置在卸荷带上;
20、洞口的设计边坡应视土质和开挖高度通过边坡稳定分析确定;泄洪洞纵坡应根据上下游衔接、沿线建筑物的底部高程以及施工和检修条件等综合分析决定,满足不淤流速的要求,沿程纵坡不宜变化过多,不宜设置平坡和反坡;13泄洪洞洞线在平面上宜布置为直线;如需要设置弯段时,应符合下列要求:1)对于流速小于20ms的无压隧洞,弯曲半径不宜小于5.0倍洞径(或洞宽),转角不宜大于60。;对于流速小于20ms的有压隧洞,可适当降低要求,但鸾曲半径不应小于3.0倍洞径(或洞宽),转角不宜大于60。;2)高流速无压隧洞不应设置曲线段;高流速有压隧洞设置曲线段时,其弯曲半径和转角宜通过试验确定;3)应在弯段的首尾设置直线段,其
21、长度不宜小于5.0倍洞径(或洞宽)o14泄洪洞进出口布设,应符合下列要求:1)泄洪洞进、出口布置应根据总体布置要求,地形地质条件,使水流顺畅,进流均匀,出流平稳,满足使用功能和运行安全的要求;2)泄洪洞进、出口宜选在地质构造简单、风化覆盖层较浅的地区,避开不良地质构造和容易发生崩塌、冲沟、危崖、滑坡的地区;进、出口洞脸和两侧边坡宜避免高边坡开挖;无法避免时,应分析开挖后的稳定性,采取相应的加固措施;3)泄洪洞进、出口应有必要的清坡范围,并采取适当的工程措施,防止覆盖层、蝴物、松动岩块等在风力、地面径流水位变噂自然因素作用下滚落,影响其正常运行;4)泄洪洞进口宜布设在设计淤积高程,泄洪洞引水渠宜
22、采用对称或不对称的喇叭口型式;5)泄洪洞出口宜采用挑流或底流消能,当条件允许时也可采用其他消能方式;采用挑流消能时,应注意减少泄水产生的雾化、泥化、溅水对其他建筑物的影响。4筑坝材料及填筑标准4.1 筑坝材料4.1.1 对筑坝材料应进行调查和土工试验,查明坝址附近各种天然土料以及开挖料的性质、储量、开采条件和运S巨。4.1.2 筑坝土料选择应遵循下列原则:1填筑坝体的土料应具有与其使用目的相适应的物理力学性质,并具有长期稳定性;2就地、就近取材,优先使用坝址附近的天然材料和开挖料;3便于开采、运输和压实。4.1.3 土质材料防渗体可用黏性土、砾石土(含岩石风化料)填筑,干硬性黏土、膨胀土、分散
23、性土、软黏土等不宜直接筑坝。防渗土料中水溶盐(指易溶盐和中溶盐,按质量计)含量不大于5%;有机质含量(按质量计):均质坝不大于5%,心墙坝、斜墙坝不大于2%,超过此规定需进行论证。4.1.4 防渗体宜选用塑性指数1尸720的土料填筑,如采用塑性指数较小的土料,应适当加大防渗体厚度,并做好反滤层。土料的含水量宜与最优含水量相近,如相差较大应进行处理。4.1.5 压实后防渗体的渗透系数,均质土坝不应大于LOXIoTCm/s,心墙、斜墙和铺盖不应大于LOXIO5cmSo4.1.6 用于填筑防渗体的砾石土(含岩石风化料),粒径大于5mm的含量不宜大于50%,粒径小于0.075mm的含量不宜小于15%,
24、最大粒径不宜超过15Omm或铺土厚度的2/3,且不应发生粗料集中架空现象。应通过试验确定砾石土的级配范围。4.1.7 当地缺少天然防渗土料时,可采用黏性土、砂质土和卵砾石,或黏性土、卵砾石的掺合料,但应拌和均匀,并符合本标准4.1.3条4.1,5条4,1.6条的规定。4.1.8 红黏土可用于填筑土石坝的防渗体。4.1.9 使用黄土类土筑坝,应破坏其原状结构,压实后应不再具有湿陷性。4.1.10 土石坝的反滤层、垫层和过渡层可使用天然砂砾料、筛选料或岩石轧制料,颗粒级配应能满足反滤排水要求,并具有长期稳定性,含泥量(d0.075mm)应小于5%。4.1.11 水坠坝冲填土料粒径在0.005mm以
25、下的颗粒含量应小于30%,有机质、水溶盐的含量应分别小于5做和3%,崩解速度不应超过30min,渗透系数应为LOXlo%msLOxlO4cmso不同土料的控制性指标应符合表4.1.11的规定。表4.1.11筑坝土料控制性指标项目砂土砂填土壤土轻粉质中粉质重粉质黏粒和胶粒含量(%)33-1010-1515-2020-30砂砾含量(%)-塑性指数-7-99-1010-13min)-13355-1530(crrs)2QlO1.0*1042.OlO-51.0x101.5lO-s30l0-51.oXl(T51.0l06-3.0x10-6不均匀系数-4.2填筑标准4.2.1 坝体应密实均匀,具有足够的抗剪
26、强度,较小的压缩性,并满足渗流控制标准。应合理规定填筑标准,并通过生产性试验对规定的填筑标准进行验证。4.2.2 碾压式土坝填筑标准主要以压实干容重来控制,通过击实试验土工试验方法标准GB/T50123和现场碾压试验确定。坝体干容重应按最优含水量控制,允许偏差为士(2-3泗,不得低于L55gcm3o4.2.3 对于黏性土料,压实干密度应按标准击实仪试验的最大干密度乘以压实度确定。压实度应为95%97%。4.2.4 对于砾石土,宜采用大型击实仪进行全样击实试验,求得不同粗料(dm5加帆)含量的全样最大干密度和最优含水量,再将最大干密度乘以压实度959697%,作为控制砾石土填筑的干密度。无条件进
27、行大型压实试验时,可根据粗料含量的不同,按下述两种情况确定:1对于粗料含量小于40%的砾石土,可取细料(d5加)部分进行击实试验,确定细料最大干密度和最优含水量,用公式4.2.4-1和公式424-2算出相应于不同粗料含量的砾石土全样最大干密度和最优含水量,乘以压实度,得出砾石土填筑标准。(?)1Zf+口-。(4.2.4-1)1.scp=0(l-P)(4.24-2)式中:(ZJm、砾石土最大干密度(gcr3);P粒径dN5三的砾石含量,以小数计;AS粒径d2Srnm的砾石密度(g/cm?);(yjo粒径d5w三的细粒土的最大干密度(gcm3);%.砾石土最优含水量;d粒径d5w?w的细粒土最优含
28、水量。2对于粗料含量大于40%的砾石土,还应对算出的全样最大干密度和最优含水量进行修正,依此确定填筑标准。4.2.5 砂料和砂砾料的填筑标准应以相对密度(Dr)为设计控制指标,相对密度不应低于0.70。堆石料的填筑标准以孔隙率()为设计控制指标,孔隙率应为20%28%4.2.6 黏性土填筑含水量应符合下列要求:1上限值:1)不影响压实和运输机械的正常运行;2)施工期坝体内不致产生过大的孔隙压力而影响坝坡的稳定;3)在压实过程中不易产生剪切破坏。2下限值:1)填土浸水后不致产生大量湿陷变形;2)不致使填土难以压实,甚至产生干松土层。4.2.7 水坠坝坝体冲填质量应以起始含水率作为主要控制指标。砂
29、土的起始含水率为25瓶40%,砂壤土和壤土起始含水率为39%566。4.2.8 碾压式边境的填筑标准,应以土的压实干密度作为质量控制的主要指标,并应符合:砂壤土、壤土边境的压实干密度分别不小于L50gCm”和1.55gcm3o4.2.9 水坠坝允许冲填速度应符合表429的规定。表4.2.9水坠坝允许冲填速度项目砂土砂填土填土轻粉质中粉质重粉质两日最大升高(m)1.00.80.60.40.3旬平均日冲填速度(m/d)0.30-0.500.20-0.250.15-0.200.10-0.150.07-0.10月最大升高(m)7.07.05.54.03.0增备内聚。件征乳&鼠青鼠9#(4)小时,火计”
30、中心所可fr6”*松5水文计算5.1 一般规定5.1.1 水文计算前,应收集分析洪水、泥沙实测资料和调查资料。5.1.2 当有包含近30年在内的长系列洪水、泥沙实测资料时,应根据工程设计要求,采取多种方法计算设计洪水和输沙量,经论证后选用。5.1.3 当洪水资料缺乏时,可利用同类地区或工程附近地区的径流站、水文站实测洪水资料,通过综合分析计算设计洪水;或参照甘肃省水文图集、甘帚省暴雨洪水图集,由暴雨推求设计洪水O5.1.4 当泥沙资料缺乏时,可利用同类地区或工程附近地区的径流站、水文站实测泥沙资料、现状坝库淤积调查资料,通过综合分析计算输沙量;或参照甘肃省水文图筋、甘肃省暴雨洪水图集等有关输沙
31、模数等值线图,计算输沙量。5.1.5 宜根据当地试验数值分析水土保持综合治理对泥沙的影响。5.2 设计洪峰流量计算5.2.1 采用推理公式法计算设计洪峰流量,可按下列公式计算:1=0.278F(5.2.1-1)=0.2787/C91mJ,z34(521式中:2,设计频率为P的洪峰流量(m3s);h净雨深(mm)在全面汇流时代表相应于各不同历时时段的最大净雨深;在部分汇流时代表由主雨峰产生的净雨深;F流域面积(km2);流域汇流历时(h);1.沿主沟道从出口断面至分水岭的最长距离(km);m汇流参数,在一定概化条件下,通过本地区实测暴雨洪水资料综合分析得出,可参照表521的规定取值;J沿流程L的
32、平均比降(以小数计)o表521汇流参数?值类别雨洪特性、沟道特性、土壤植被条件的简单描述推理公式洪水汇流参数m值=1108:10300=30-90I植被条件较差,以荒坡、梯田或少量的稀疏林为主的黄土丘陵沟壑区,旱作物较多,沟道呈宽浅型,间隙性水流,洪水陡涨陡落1.01.31.31.61.61.8Il植被条件一般,以稀疏林、针叶林、幼林为主的黄土丘陵沟壑区或流域内耕地较多0.60.70.70.80.8-0.95川植被条件良好,以灌木林、乔木林为主的黄土丘陵沟壑区,治理度达40%-50%,沟床多砾石、卵石,两岸滩地杂草丛生,大洪水多为尖瘦型,4小洪水多为矮胖型0.30.40.4-0.50.5-0.
33、65.2.2 若坝址处沟道有可靠或较可靠的历史大洪水调查资料时,可借用邻近沟道的历年最大流量变差系数C1及偏态系数C,采用洪水调查法进行设计洪峰流量的计算。1测定洪峰流量,应根据洪痕高程、过水断面、沟道比降,按下列公式计算:Q=cK(5.2.2-1)C=lRlrt5(5.2.2-2)式中:Q明渠均匀流公式计算的洪峰流量(ms);沟道横断面过水面积(m2);C谢才系数;R沟道横断面的水力半径(m);i水力比降,由上下断面洪痕点的高差除以两断面间沿沟间距而得;一糙率,可根据沟道特征选用。2调查洪水经验频率可按下式计算:P=-rrrX100%(5.2.2-3)1式中:p一调查洪水经验频率;m一在已调
34、查的几次洪水系列中由大到小的顺序位;一调查年代与洪水发生年代之差(a)o3调查洪水的重现期与经验频率应符合下式所示关系:1N=A(5.2.2-4)P式中:N调查洪水重现期(a)。4如有一个洪水调查值时,设计洪峰流量应按下列公式计算:式中:Q最大流量系列的均值(m7s);Q1,已知重现期的洪水调查值(nWs);K1相应于调查洪水频率Q的模比系数;K,频率为P的模比系数,由G及C,的皮尔逊一川型曲线(表查得。5甘肃省暴雨变差系数与偏差系数取值1)暴雨变差系数C值,河东及陇南地区一般为0.307,河西为0.409;全省G与C的比值统一采用Cs=3.5C;2)降水变差系数C值,河东及陇南地区一般为0.
35、20.3,河西为(H506;全省C与C的比值统一采用C=2.0C,;3)径流变差系数C,值,河东及陇南地区为0.3O6,河西地区为0.1O4,C、与C,的比值,河西、陇南、甘南大部分及六盘山区采用C=20C,;陇东中部地区采用CS=2.5G;陇东北部采用C=3.0C,省内各地具体数值,详见甘肃省水文图集相应有关数据附图。6暴雨参数的计算:Sr=24rt-1(5.2.2-6)式中:SP一暴雨割&,或称雨力,即/二1小时的暴雨强度(mm);七一暴雨衰减指数或暴雨指数,根据甘肃省水文图集或甘肃省暴雨洪水图集,甘肃省各流域水系暴雨指数值如表522;H24频率P的小流域24小时雨量(mm)。表5.2.2
36、甘肃省各流域水系暴雨指数值流域水系%t1小时n21r24小时内陆河0.55-0.650.65-0.75黄河0.55-0.650.70-0.80渭河0.55-0.650.65-0.75泾河长江0.45-0.550.700.800.55-0.650.65-0.757如有两个洪水调查值时,设计洪峰流量应按下列公式计算:-2,11Q=TI一I(522-7)QrfRI-Q+I?1Q=K(-j一i)PP2J式中:QM分别为两次调查洪水的设计洪峰流量均值(ms);源、Q12已知重现期的洪水调查值(ns);K、K相应于调查洪水频率。和P的模比系数。M内125.2.3 经验公式法推算洪峰流量QP,可采用洪峰面积
37、相关法或综合参数法。1采用洪峰面积相关法,可按下式计算:Qp=KzF(5.2.3-1)式中:人、n重现期为N的经验参数,由甘肃省水文图集或甘肃省暴雨洪水图集中查得,也可采用试验方法率定。2采用综合参数法,可按下列公式计算:Q-CHnJpFn(5.2.3-2)p1P=(5.2.3-3)1.2(5.2.3-4 )HP=KH式中:C1洪峰地理参数;H1,频率为P的流域中心点3小时(或6小时)雨量(mm);流域形状系数;服小、小一经验参数,可采用当地经验值;,&6:流域最大3zJxfl(或6小时)暴雨均值(mm),可由甘肃省水文图集或甘肃省暴雨洪水图集查得。5.3 设计洪水总量计算5.3.1 采用推理
38、公式法推算设计洪水总量,可按下式计算:Wp=Q.laHpF(5.3.1)式中:W,设计洪水总量:10加3);海1总量僦穗,可由伽省水文时或甘笳省暴雨洪水图集查得,可参照表531的规定取值。表5.3.1降雨历时为24小时的径流系数值地形黠土类壤土类砂壤土类山区100-2000.650.80.550.70.40.62003000.8-0.850.7-0.750.60.7300-4000.55-0.90.750.80.7-0.75400-5000.9-0.950.80.850.750.8500以上0.95以上0.85以上0.75以上丘陵区100-2000.6-0.750.3-0.550.15-0.3
39、5200-3000.75-0.80.55-0.650.350.5300-4000.8-0.850.650.70.50.64005000.850.90.7-0.750.6-0.7500以上0.9以上0.75以上0.7以上5.3.2 经验公式法推算设计洪水总量,可按下式计算:Wl,=A(5.3.2)式中:人初一洪水总量地理参数及指标,可由甘肃省水文图第或甘肃省暴融水图触查得;洪峰流量经验公式和洪水总量经验公式(表532-1)计算,得出甘肃省河东地区主要站点不同频率洪水总量(表532-2卜表5.3.21甘肃省主要站点不同频率洪量计算公式浜5%2%0.5%0.2%备注平凉q=4.25/FQ266q=5
40、.97/F0266=8.92/F0266=11.1/F0266计算面积2=25OknrT=7.63F0344WP=OOO443QllW8(7+9严P西峰q=43.7/FQ517q=60.5/F0.517g=90.7Fs7=11.22/F0.517计算面积F=100kmp=2-14F03*4WP=OQo443Q0978(7+9产P天水q=73.5/FQ596q=98.7/FOW=140.1/F0596=170.5/F0595计算面积F=100km2T=2.14F03uWp=0.0038Q三s(T+11产P临夏q=2.02/FQ344q=2.62/F0382q=3.64/尸翻q=4.34/Fow计
41、算面积F=100km2T=Io.9F0344WP=O.0177Q0952(T+7)ix3P武都q=0.841FQ22q=1.03/F0229=1.32/F0227=1.46/F022计算面积F=100kmjT=7.63Fq3uWp=0.00853Q093(T+10)1.59P兰州=1.43/F020q=1.91/F0207=2.63/F020=3.10/F020计算面积F=100kmjT=2.14FW,=00177Q,(T+7产定西q=148/F074g=196q=264/F074=315/F074计算面积F=100km27=2.14尸晔Wko.0177Q=(T+7产P注:q-洪峰流量模数(m
42、3kf);丁一设计洪水历时(h);1匕一某一设计频率洪水总量(万m3);。一某一设计频率洪峰流量(nWs)。表5.3.2-2甘肃省河东地区主要站点不同频率洪量计算表(经验公式计算成果)地区5%洪水总量(万W)2%洪水总量(万M)0.5%洪水总(万11?)0.2%洪水总(万k)平凉3.895.408.019.91西峰2.363.244.825,91天水2.923.875.416.53临夏1.822.323.203.78武都0.951.151.471.61上述经验公式多来源于较大流域,所得数值一般偏小,而淤地坝坝系的流域面积一般在IoOkm2以下,因此在实际设计中仅作参考。5.4 设计洪水过程线推
43、算5.4.1 可采用概化三角形过程线法或概化五点过程线法推算设计洪水过程线。5.4.2 概化三角形过程线法推算设计洪水过程线(图542),洪水,劭时可ST式1博:图542概化三角形洪水过程线T=5.51(5.4.2-1)式中:T-洪水总历时(h)。涨水历时可按下式计算:h=aR(5.4.2-2)式中:涨水历时(h);%涨水历时系数,视洪水产汇流条件而异,其值变化在0.10.5之间,视洪水产汇流条件而异,具体计算时取用当地经验值。5.4.3 概化五点过程线(图5.43)法推求设计洪水。洪水总历时可按下式计算:W117=9.63,(5.4.3)图543概化五点洪水过程线5.5 输沙量计算5.5.1
44、 输沙量可由侵蚀模数计算,按土壤侵蚀模数分类分级标准及流域土地坡度、下垫面条件、降雨量等因素分析得出侵蚀模数后,可按下式计算:匕二FM)(5.5.1)式中:W访多年平均输沙量(ta);F坝控流域面积(k);M)侵蚀模数t(km2a)5.5.2 输沙量也可根据悬移质输沙量和推移质输沙量,按下式计(5.5.2-1)式中:乱多年平均悬移质输沙量(ta),按本条1款的规定计算;队多年平均推移质输沙量(ta),按本条2款的规定计算。1悬移质输沙量可采用下列方法计算:1)输沙模数图查算法可按下式计算:M=WM/;(5.5.2-2)式中:M“一分区输沙模数10,Mkm2a),可根据土壤侵蚀普查数据和查输沙模数等值线图综合确定;Fi分区面积(km?)。2)输沙模数经验公式法可按下列公式计算:M=KMo(552-3)=(5.5.2-4)1%M1FKM0F2式中:M1多年平均输沙模数t(kma);-32M)多年平均径流模数m4kma);b、K指数和系数,可由甘肃省水文图集或甘肃省暴雨洪水图集查得。2推移质输沙量可采用比例系