摘要：流量計(jì)算是小橋涵設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一，本文著重介紹了公路小橋涵設(shè)計(jì)流量的四種計(jì)算方法，并分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：小橋涵，設(shè)計(jì)流量，計(jì)算方法
　　一、 前言
　　隨著我國(guó)公路工程的飛速發(fā)展，在對(duì)現(xiàn)有公路的改擴(kuò)建及新建公路中，將會(huì)遇到許多小橋涵的建設(shè)。小橋涵孔徑擬定及基礎(chǔ)的布置均離不開小橋涵流量計(jì)算這個(gè)基本的橋涵水文計(jì)算。小橋涵流量計(jì)算是小橋涵孔徑及橋梁墩臺(tái)計(jì)算的基礎(chǔ)根據(jù)，因此小橋涵流量計(jì)算是小橋涵設(shè)計(jì)的根基。
　　二、小橋涵設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法
　�。ㄒ唬�、暴雨推理法
　　暴雨推理法是指運(yùn)用成因分析和經(jīng)驗(yàn)推理聯(lián)合的方法，從實(shí)際的暴雨足可入手利用地區(qū)綜合分析方法來分析暴雨資料和地區(qū)特點(diǎn)關(guān)系，從而間接的推算處洪水流量。
　　其公式為Qp=0.278(Sp/τn-μ)F
　　式中：Qp為規(guī)定頻率的設(shè)計(jì)流量
　　Sp為對(duì)應(yīng)頻率的雨力
　　τ為匯流時(shí)間
　　μ為損失系數(shù)
　　F為匯水面積
　　暴雨推理法是一種半理論半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算方法，適用于匯水面積小于100Km2的河溝。這種計(jì)算方法區(qū)域選擇性較強(qiáng)，不同地區(qū)的條件是有異同的，其通過損失參數(shù)和匯流時(shí)間體現(xiàn)地區(qū)差異性。南方和北方的洪峰期與泄洪量也存在較大的差別，因此在計(jì)算中要根據(jù)地區(qū)差異合理選擇損失系數(shù)和匯流時(shí)間。
　　暴雨流量的推算方法考慮很多的因素，其優(yōu)點(diǎn)是較為簡(jiǎn)略，其計(jì)算公式只考慮了區(qū)域的普通性，故參變系數(shù)是簡(jiǎn)化了概略值。其暴雨遞減指數(shù)值的分區(qū)和土壤分類均較粗略。因此，套用到個(gè)體河溝和流域時(shí)與實(shí)際情況必定有出入。這些均有待以后的完善，按暴雨推理方法得出的經(jīng)驗(yàn)公式簡(jiǎn)便，但純屬經(jīng)驗(yàn)性的。地區(qū)差別也較大。
　�。ǘ�）、徑流形成法
　　徑流形成法是以暴雨資料為主推算小流域洪水流量的一種方法，它是依據(jù)洪峰流量與主要影響因素之間的關(guān)系而建立的。它假定暴雨頻率及所形成的洪峰流量頻率相同，最大洪峰流量是一定的暴雨在流域內(nèi)經(jīng)過產(chǎn)流和匯流兩個(gè)過程形成的。
　　徑流形成法是目前公路部門普遍使用的一種計(jì)算方法，其徑流成因簡(jiǎn)化公式（見下式）適用于匯水面積小于30Km2的小流域。
　　Qp=ψ(h-z)3/2F4/5βγδ
　　式中：Qp為規(guī)定頻率的設(shè)計(jì)流量
　　ψ為地貌系數(shù)
　　h為徑流厚度
　　z為被植物或坑洼滯留的徑流厚度
　　F為匯水面積
　　β為洪峰傳播的流量折減系數(shù)γδ
　　γ為匯水區(qū)降雨量不均勻的折減系數(shù)
　　δ為小水庫(kù)或湖泊調(diào)節(jié)作用影響洪峰流量的折減系數(shù)
　　除公路外其他相關(guān)行業(yè)和部門徑流流量經(jīng)驗(yàn)公式及地區(qū)性流量經(jīng)驗(yàn)公式也可參考使用，其中各水文參數(shù)的取值應(yīng)盡量根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w資料確定。
　　徑流形成法因其暴雨分區(qū)及按匯水面積劃分的匯流時(shí)間比較粗略，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體情況，正確選取較合理的匯流時(shí)間及相應(yīng)的徑流厚度。
　�。ㄈ�）、形態(tài)調(diào)查法
　　結(jié)合形態(tài)斷面進(jìn)行洪水調(diào)查，確定流量的形態(tài)調(diào)查法也是目前公路部門應(yīng)用較為普遍的一種方法。
　　形態(tài)調(diào)查法是指實(shí)地查核歷史上產(chǎn)生過的洪痕，并通過河道地形、縱、橫斷面、洪痕高程及地位等形態(tài)資料的測(cè)量，再按水力學(xué)方法推算歷史洪峰流量。目前，主要通過建立形態(tài)斷面，并繪制形態(tài)斷面圖，確定主河溝的糙率,主河溝平均坡度,有條件時(shí)實(shí)測(cè)水位和流速。聯(lián)合形態(tài)斷面進(jìn)行洪水調(diào)查，確定比較可靠的某一歷史洪水位及相應(yīng)的頻率。同時(shí)確定歷史洪水位在形態(tài)斷面上的過水面積和相應(yīng)的比降等資料。推算形態(tài)斷面上的歷史洪峰流量。
　　形態(tài)斷面一般選在有較可靠的洪水調(diào)查資料的河段內(nèi)。形態(tài)斷面應(yīng)與流向垂直，宜選在河段順直、岸坡穩(wěn)定、床面沖淤變化不大、泛濫寬度較小、斷面比較規(guī)則、河槽在平面上無過大擴(kuò)散或收縮、河溝床縱坡無急劇變化和無死水區(qū)及不受壅水影響的地方。
　　推算出歷史洪峰流量進(jìn)而可以求得計(jì)算頻率的設(shè)計(jì)流量。
　　1、 按流量模比系數(shù)推算：Qp=(Kp/Kn)Q
　　Q為形態(tài)斷面處相應(yīng)于所調(diào)查的歷史洪水位洪峰流量
　　Kp為規(guī)定頻率的模比系數(shù)
　　Kn為調(diào)查的歷史洪水頻率模比系數(shù)
　　2、 按多年平均流量計(jì)算：Qp=KpQ(—)
　　Q(—)為多年平均洪峰流量
　　3、 按周期換算系數(shù)推算：Qp=MQ
　　M為周期換算系數(shù)
　　形態(tài)調(diào)查法中由于計(jì)算流量所根據(jù)的是資料室現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查所得，較客觀地反響了實(shí)際情況。所以是目前補(bǔ)充按暴雨推理法計(jì)算中資料不足的最好方法。但是不易調(diào)查出歷史洪水位并確定相應(yīng)的頻率及比較準(zhǔn)確地確定河溝床的糙率，同時(shí)，對(duì)于河床下切合沉積影響程度難以把握，往往使計(jì)算結(jié)果偏大或偏小。
　　近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，勘測(cè)工具及手段不斷更新，形態(tài)調(diào)查法得到了廣泛的應(yīng)用，被公認(rèn)為是比較實(shí)用的計(jì)算方法。
　�。ㄋ模�、直接類比法
　　直接類比法是指當(dāng)公路所跨同一河溝上下游附近存在既有小橋涵時(shí)，通過調(diào)查到可靠的涵前洪水積水高度及相應(yīng)的洪水頻率時(shí)，用已有涵洞作為形態(tài)斷面，可采用類似形態(tài)調(diào)查法推求擬建涵洞的設(shè)計(jì)流量。
　　直接類比法的資料來自對(duì)原橋涵（或其他水工程物）的調(diào)查。故這種方法計(jì)算比較可靠、其適用范圍不受限制，有條件時(shí)應(yīng)優(yōu)先使用。
　　三、結(jié)束語(yǔ)
　　小橋涵設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法還有很多，到底選用哪一種方法、哪一個(gè)公式來計(jì)算是由全部工程系統(tǒng)的具體情況來決定的。不同的地質(zhì)條件，不同區(qū)域，不同地段，選用的計(jì)算方法勢(shì)必也會(huì)不同。我們應(yīng)通過調(diào)查研究，盡量采用適合本地區(qū)的計(jì)算方法和相關(guān)參數(shù)。為得到比較可靠的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算時(shí)應(yīng)采用兩種以上方法計(jì)算，相互核對(duì)比較。我們?cè)趯?shí)際使用中，應(yīng)反復(fù)多次試算，并根據(jù)實(shí)際的形態(tài)斷面、地物地貌及地質(zhì)情況來判斷各水文計(jì)算參數(shù)及計(jì)算結(jié)果的合理性。
　　
　　【參考文獻(xiàn)】：
　　【1】高冬光、王亞玲.橋涵水文（第四版）.人民交通出版社，2007年.
　　【2】中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2004,人民交通出版社，2004年；
　　【3】中華人民共和國(guó)行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》JTGD65-04-2007,人民交通出版社，2007年；
　　【4】張春娟.水力學(xué)和橋涵水文.中國(guó)水利水電出版社，2007年.

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自：http://www.jinnzone.com/shuxuelw/7214.html