龍門縣金山工業園箱涵過流能力復核分析

梁雪霞

摘要 本文介紹龍門縣金山工業園擬建鋼筋砼箱涵排水，通過園區的洪水計算，再進行箱涵過流能力復核計算分析。

關鍵詞 箱涵；洪水計算；過流能力；復核

中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0134-02

0引言

龍門縣金山工業園位于省道119線和244線金龍大道之間。園區總體規劃面積為1 080hm2。龍門縣金山工業園是一個以生產為主，兼具服務、居住等多功能一體的產業新城。

金山工業園在排水控制方面要做到“選好產業控制水、控制人口治好水、選準路線排好水”。園區規劃擬建鋼筋砼箱涵，主要任務是將園區東北面的山水大坑冚水和園區水排出。為充分發揮園區擬建箱涵工程的作用，滿足園區排水排洪要求，需對該擬建箱涵進行洪水計算和過流能力復核計算分析。

1概況

箱涵排水是將山水大坑冚水通過金龍大道已建穿路涵洞，再沿園區的工業四路排至工業七路。工業四路至工業七路園區內縱橫設置排水管,并將園區水排至擬建箱涵排出。金山工業園擬建的鋼筋砼箱涵尺寸（寬b×高h）3.0m×3.6m~3.2m×3.6m，共長1.3km，坡降為1.26%。擬建箱涵進水口設在工業四路上側接駁省道244線金龍大道已建穿路涵洞，已建穿路涵洞尺寸（b×h）3.0m×4.0m，進水口高程為70.31m；出水口設在工業七路，出口設置穿路涵洞尺寸(b×h)5.0m×4.0m，出水口高程為53.93m。

2洪水計算

2.1 洪水標準

根據工程規模和保護范圍為小型工業園區工程，按國家《防洪標準》（GB50201-94），該園區防洪等級為Ⅴ等，永久建筑物級別為5級，次要建筑物和臨時建筑物均為5級，防洪標準為20年一遇（P=5%）洪水標準。但結合龍門縣實際情況及園區規劃建設，金山工業園防洪標準提高為50年一遇（P=2%）洪水標準。

2.2水文基本資料

由1/10000地形圖上量得金山工業園集雨面積F=2.65km2。

2.3設計洪水計算

設計洪水計算方法采用設計暴雨推求設計洪水，有關的參數查2003版《廣東省暴雨參數等值線圖》及《廣東省暴雨徑流查算圖表》使用手冊（廣東省水文總站1991年）。推求設計洪水采用廣東省綜合單位線方法和推理公式法（1988年修訂）兩種方法進行計算作分析比較。但進入金山工業園的來水集雨面積小于10km2，依據《廣東省暴雨徑流查算圖表》使用手冊（廣東省水文總站1991年）的規定，除水庫工程外，集水面積小于10km2的其它工程，仍采用現行洪峰流量經驗公式，故金山工業園設計洪峰流量的推求采用洪峰流量經驗公式進行計算。

洪峰流量經驗公式：

式中：

C2-經驗系數，當P=5%時，C2=0.046；P=2%時，C2=0.05；

F-集雨面積, km2；

H24P-24小時對應頻率暴雨值。根據《廣東省暴雨參數等值線圖》（2003年），查得H24=172 mm，Cv=0.42，Cs=3.5Cv，20年一遇Kp=1.817，50年一遇Kp=2.15。

則H24（5%）=172×1.817=312.52 mm；

H24（2%）=172×2.15=369.8 mm。

由上述公式，計算出金山工業園洪水成果見表1。

名稱 集雨面積

F（km2） 20年一遇洪峰流量

Q（m3/s） 50年一遇洪峰流量

Q（m3/s） 備注

金山工業園 2.65 32.60 41.92

3擬建箱涵過流能力復核計算

從上述洪水計算得出，金山工業園20年一遇洪峰流量為32.60m3/s，50年一遇洪峰流量為41.92m3/s。現就金山工業園擬建鋼筋砼箱涵（b×h） 3.0m×3.6m~3.2m×3.6m過流能力進行復核計算。

擬建鋼筋砼箱涵縱向坡降按實測縱坡i=1.26/100設計，糙率按砼護面取n=0.017，斷面型式采用矩形，按明渠均勻流公式計算，列表計算見表2。

Q=ωC（Ri）1/2

式中：Q-設計流量（m3/s）；

ω-斷面面積（m2），ω=bh；

C-謝才系數(m1/2/s)，C=1/nR1/6；

R-水力半徑,R=ω/(m)；

x-濕周（m），對矩形x=b+2h；

i-縱坡（i =1.26/100）；

b-箱涵寬度（m）；

h-箱涵高度（m）；

n-箱涵糙率采取砼護面，其糙率ｎ取0.017。

經計算，擬建箱涵（b×h）3.0m×3.6m的過流能力為74.08m3/s，箱涵（b×h）3.2m×3.6m的過流能力為81.43m3/s。

4 結論

由上述計算得，擬建鋼筋砼箱涵（寬b×高h）3.0m×3.6m~3.2m×3.6m的過流量為74.08m3/s~81.43m3/s，大于20年一遇洪峰流量Q=32.6m3/s和50年一遇洪峰流量Q=41.92m3/s，滿足工業園區的排水排洪要求。但擬建箱涵的流速6.86m/s~7.07m/s偏大，需在擬建箱涵出口處設置消能防沖設施，確保園區正常安全運行。

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