省道202线泾川至渗水坡（甘陕界）段
第二合同段
深圳高速工程顾问有限公司
二○○九年
桥涵水文计算
1、综述
本项目所在地深居内陆，属高原性大陆气候，高寒湿润气候区。其气候特点是高寒，冬季漫长、春秋季短促，无夏季；湿润，光照不足，降温频繁。年平均气温4.5℃，最热月7月，平均13.2℃，最冷月1月，平均-8.4℃。
降水量：年平均降水量499.7-634，年降水量的季节分配很不均匀，夏季最多，占年降水量的50%以上，次为春秋两季，分别占年降水量的22%和26%，冬季最少，只占年降水量的1.4%-2.0%。
蒸发量：项目区内降水量充沛，空气湿润，蒸发量不大，约为1200mm ，一年中冬季蒸和春末夏初蒸发量小，7月份蒸发量大。
冻土：从11月下旬开始进入冻结期，大地开始封冻，随着温度不断下降，冻土深度逐渐加深。最大冻土深度为146cm ，次年4月下旬开始解冻。
风向：一年中盛行东风，东北风次之，平均风速1.6m/s。
在全国公路自然区划中属河源山原草甸区（Ⅶ3）。沿线地下水较为发育，小溪纵横。沿线地表水及地下水较为丰富，水质良好，对施工用水的开采非常有利，但由于路线所经的部分地段地下水埋藏较浅，对公路路基及构造物造成一定的不利影响，需采取有效的工程措施以降低地下水的影响。本项目对全线小桥及涵洞进行水文计算，最后确定其孔径。
方法3：甘肃省地区经验公式；
（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：
Q p =φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
Q p ——规定频率为p 时的洪水设计流量（m /s）
3
3
245
2
φ ——地貌系数，根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定 h ——径流厚度（mm ）
Z ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm ） F ——汇水面积（Km 2）
β ——洪峰传播的流量折减系数
γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数
δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数 参数取值：
F ： 根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
φ：计算主河沟平均坡度，根据涵洞所处地形以及汇水面积查阅资料5得到φ。 h ： 甘肃省属于暴雨分区的第13区。土的吸水类属为Ⅲ类。查资料5可得h 。 Z ： 地貌特征为灌木丛或桉树林。查资料5: Z=5。 Β：查资料洪峰传播的流量折减系数表β=1。 γ：查汇水区降雨量不均匀的折减系数表γ=0.9。
δ：上游无水库，水库调节作用影响洪峰流量的折减系数δ=1。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
2
Q p %=φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
2、参阅文献及资料
1、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002） 2、《公路涵洞设计细则》(JTGTD65-04-2007)
3、《公路桥位置勘测设计规范》
4、《公路小桥涵设计示例》——刘培文等编。 5、《公路桥涵设计手册（涵洞）》 6、《桥涵水文》——张学龄
3
245
（2）、交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
由《公路桥位勘测设计规范》暴雨径流计算，交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km2≤F ≤100Km 2)
3、涵洞水文计算
该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。 方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量； 方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量；
τn
Q p %——频率为p%的设计流量
S p ——暴雨力（毫米/小时）
F——汇水面积
查《甘肃省水文图集》经验参数K=12.63，n =0.8。 F ：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
τ—— 汇流时间
μ——损失参数（毫米/小时） n —— 暴雨递减指数
F ——汇流面积
Q p =K ⨯F n
参数取值：
暴雨力——S p
查暴雨等值线图（p ＝2％），得S 2%＝34.4mm/s
汇流时间——τ 采用公式τ=K 3(
（4）、Q P 取值：
采用方法一, 方法二, 方法三分别计算得到50年一遇洪峰流量，综合分析上述三种流量计算方法的结果根据项目所在地的实际情况，取暴雨径流法计算得到的洪峰流量作为设计流量。
（5）、孔径计算
对于盖板涵B=QP /（1.575* H3/2）
L α1
) I Z
Q P ——意义同前 B ——涵洞净宽（m ）
H ——涵前水深（m ）；H=（h d -△）/β h 进——洞口处水流深度（m ）。 h d ——涵洞净高
β——进水口壅水降落曲线，β=0.87
△——进水口涵洞净空高度。查资料2。取△=0.5m。
先假定一个h d ，根据上述公式由试算法可得到涵洞的孔径与净高。
查表可得：K 3=0.39 α1＝0.71
根据河沟的长度与平均坡度代入计算公式可得汇流时间τ。 暴雨递减指数——n
项目所处地区为甘肃省，查暴雨递减指数n 值分区表， n＝0.77 损失参数——μ
1
采用公式μ=K 1S β p
查损失参数分区和系数指数表，得，K 1＝0.75，β1＝0.84
1 将数值代入公式得：μ=K 1S β＝21.53（mm/h） p
4、桥梁水文计算
该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。 方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量； 方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量； 方法3：甘肃省地区经验公式。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km≤F ≤100Km )
2
2
τn
（3）、地区经验公式:
Q p =K ⨯F
K——径流模量 n ——地区指数
n
（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：
Q p =φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
Q p ——规定频率为p 时的洪水设计流量（m /s）
3
3
245
2
φ ——地貌系数，根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定 h ——径流厚度（mm ）
Z ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm ） F ——汇水面积（Km 2）
F ——汇流面积
参数取值：
暴雨力——S p
查暴雨等值线图（p ＝2％），得S 2%＝34.4mm/s 汇流时间——τ 采用公式τ=K 3(
β ——洪峰传播的流量折减系数
γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数
δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数 参数取值：
F ： 根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
φ：计算主河沟平均坡度，根据小桥所处地形以及汇水面积查阅资料5得到φ。 h ： 甘肃省属于暴雨分区的第13区。土的吸水类属为Ⅲ类。查资料5可得h 。 Z ： 地貌特征为灌木丛或桉树林。查资料5: Z=5。 Β：查资料洪峰传播的流量折减系数表β=1。 γ：查汇水区降雨量不均匀的折减系数表γ=0.9。
δ：上游无水库，水库调节作用影响洪峰流量的折减系数δ=1。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
2
Q p %=φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
L α1
) I Z
查表可得：K 3=0.39 α1＝0.71
根据河沟的长度与平均坡度代入计算公式可得汇流时间τ。 暴雨递减指数——n
项目所处地区为甘肃省，查暴雨递减指数n 值分区表， n＝0.77 损失参数——μ
1
采用公式μ=K 1S β p
查损失参数分区和系数指数表，得，K 1＝0.75，β1＝0.84
1 将数值代入公式得：μ=K 1S β＝21.53（mm/h） p
3
245
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km2≤F ≤100Km 2)
（2）、交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
由《公路桥位勘测设计规范》暴雨径流计算，交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km2≤F ≤100Km 2)
τ
n
（3）、地区经验公式:
Q p =K ⨯F n
K——径流模量 n ——地区指数 F——汇水面积
查《甘肃省水文图集》得经验参数K=12.63，n=0.8。 F ：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
τn
Q p %——频率为p%的设计流量 S p ——暴雨力（毫米/小时）
τ—— 汇流时间
μ——损失参数（毫米/小时） n —— 暴雨递减指数
Q p =K ⨯F n
h p =1. 04(A d
B c Q 20. 9
) () 0. 66∙h cm Q c (1-λ) μB cg
（4）、Q P 取值：
采用方法一, 方法二, 方法三分别计算得到50年一遇洪峰流量，综合分析上述三种流量计算方法的结果，取相应值作为设计流量。
式中：
h p ——桥下一般冲刷后的最大水深 Q p——频率为P ％的设计流量（m 3／s ）
21
32
A d =(
B z 0. 15
) H z
（5）、孔径计算：
用经验公式计算
1
运用试算法。先假定平均水深h ，用公式Q =AV =A (R i ) 求得的设计流量与已经计算出
n
Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量（m 3／s ）， Q c——天然状态下河槽部分设计流量（m 3／s ）
Q t1——天然状态下桥下河滩部分设计流量（m 3／s ），桥梁未压缩河槽，取Q t1＝0(m3/s) B cg——桥长范围内的河槽宽度（m ） B z——造床流量下的河槽宽度（m ）
的流量Q p ％相差10％以内时，即确定h 。
则设计标高可由下式计算得出：
H设＝H 底+h ＋H 壅水+H波浪+ H净空
桥孔最小净长按下列公式计算
λ——设计水位下，在B cg宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值。 μ——桥墩水流侧向压缩系数
L j =K q (Q p Q c ) n 3B c
L j ——桥孔最小净长度(m) Q p ——设计流量(m3/s) Q c ——河槽流量(m3/s) B c ——河槽宽度(m) K q 、n 3——系数和指数
全线桥梁桥孔最小净长表
h cm ——河槽最大水深（m ） A d ——单宽流量集中系数，
H z ——造床流量下的河槽平均水深（m ），对复式河床可取平滩水位时的河槽平均水深。 则
A d =(
B z H z
) 0. 15=(
. 20. 15
) 1. 5
h p =1. 04(A d
B c Q 20. 9
) () 0. 66∙h cm Q c (1-λ) μB cg
冲刷深度 H= hp -h cm
全线小桥涵设计流量与孔径计算见附表《小桥涵水文计算设计流量一览表》
（6）、冲刷计算：
桥下一般冲刷
省道202线泾川至渗水坡（甘陕界）段
第二合同段
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二○○九年
桥涵水文计算
1、综述
本项目所在地深居内陆，属高原性大陆气候，高寒湿润气候区。其气候特点是高寒，冬季漫长、春秋季短促，无夏季；湿润，光照不足，降温频繁。年平均气温4.5℃，最热月7月，平均13.2℃，最冷月1月，平均-8.4℃。
降水量：年平均降水量499.7-634，年降水量的季节分配很不均匀，夏季最多，占年降水量的50%以上，次为春秋两季，分别占年降水量的22%和26%，冬季最少，只占年降水量的1.4%-2.0%。
蒸发量：项目区内降水量充沛，空气湿润，蒸发量不大，约为1200mm ，一年中冬季蒸和春末夏初蒸发量小，7月份蒸发量大。
冻土：从11月下旬开始进入冻结期，大地开始封冻，随着温度不断下降，冻土深度逐渐加深。最大冻土深度为146cm ，次年4月下旬开始解冻。
风向：一年中盛行东风，东北风次之，平均风速1.6m/s。
在全国公路自然区划中属河源山原草甸区（Ⅶ3）。沿线地下水较为发育，小溪纵横。沿线地表水及地下水较为丰富，水质良好，对施工用水的开采非常有利，但由于路线所经的部分地段地下水埋藏较浅，对公路路基及构造物造成一定的不利影响，需采取有效的工程措施以降低地下水的影响。本项目对全线小桥及涵洞进行水文计算，最后确定其孔径。
方法3：甘肃省地区经验公式；
（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：
Q p =φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
Q p ——规定频率为p 时的洪水设计流量（m /s）
3
3
245
2
φ ——地貌系数，根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定 h ——径流厚度（mm ）
Z ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm ） F ——汇水面积（Km 2）
β ——洪峰传播的流量折减系数
γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数
δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数 参数取值：
F ： 根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
φ：计算主河沟平均坡度，根据涵洞所处地形以及汇水面积查阅资料5得到φ。 h ： 甘肃省属于暴雨分区的第13区。土的吸水类属为Ⅲ类。查资料5可得h 。 Z ： 地貌特征为灌木丛或桉树林。查资料5: Z=5。 Β：查资料洪峰传播的流量折减系数表β=1。 γ：查汇水区降雨量不均匀的折减系数表γ=0.9。
δ：上游无水库，水库调节作用影响洪峰流量的折减系数δ=1。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
2
Q p %=φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
2、参阅文献及资料
1、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002） 2、《公路涵洞设计细则》(JTGTD65-04-2007)
3、《公路桥位置勘测设计规范》
4、《公路小桥涵设计示例》——刘培文等编。 5、《公路桥涵设计手册（涵洞）》 6、《桥涵水文》——张学龄
3
245
（2）、交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
由《公路桥位勘测设计规范》暴雨径流计算，交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km2≤F ≤100Km 2)
3、涵洞水文计算
该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。 方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量； 方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量；
τn
Q p %——频率为p%的设计流量
S p ——暴雨力（毫米/小时）
F——汇水面积
查《甘肃省水文图集》经验参数K=12.63，n =0.8。 F ：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
τ—— 汇流时间
μ——损失参数（毫米/小时） n —— 暴雨递减指数
F ——汇流面积
Q p =K ⨯F n
参数取值：
暴雨力——S p
查暴雨等值线图（p ＝2％），得S 2%＝34.4mm/s
汇流时间——τ 采用公式τ=K 3(
（4）、Q P 取值：
采用方法一, 方法二, 方法三分别计算得到50年一遇洪峰流量，综合分析上述三种流量计算方法的结果根据项目所在地的实际情况，取暴雨径流法计算得到的洪峰流量作为设计流量。
（5）、孔径计算
对于盖板涵B=QP /（1.575* H3/2）
L α1
) I Z
Q P ——意义同前 B ——涵洞净宽（m ）
H ——涵前水深（m ）；H=（h d -△）/β h 进——洞口处水流深度（m ）。 h d ——涵洞净高
β——进水口壅水降落曲线，β=0.87
△——进水口涵洞净空高度。查资料2。取△=0.5m。
先假定一个h d ，根据上述公式由试算法可得到涵洞的孔径与净高。
查表可得：K 3=0.39 α1＝0.71
根据河沟的长度与平均坡度代入计算公式可得汇流时间τ。 暴雨递减指数——n
项目所处地区为甘肃省，查暴雨递减指数n 值分区表， n＝0.77 损失参数——μ
1
采用公式μ=K 1S β p
查损失参数分区和系数指数表，得，K 1＝0.75，β1＝0.84
1 将数值代入公式得：μ=K 1S β＝21.53（mm/h） p
4、桥梁水文计算
该项目水文计算共采用三种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。 方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量； 方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量； 方法3：甘肃省地区经验公式。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km≤F ≤100Km )
2
2
τn
（3）、地区经验公式:
Q p =K ⨯F
K——径流模量 n ——地区指数
n
（1）、交通部公路科学研究所暴雨径流公式：
Q p =φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
Q p ——规定频率为p 时的洪水设计流量（m /s）
3
3
245
2
φ ——地貌系数，根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定 h ——径流厚度（mm ）
Z ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm ） F ——汇水面积（Km 2）
F ——汇流面积
参数取值：
暴雨力——S p
查暴雨等值线图（p ＝2％），得S 2%＝34.4mm/s 汇流时间——τ 采用公式τ=K 3(
β ——洪峰传播的流量折减系数
γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数
δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数 参数取值：
F ： 根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
φ：计算主河沟平均坡度，根据小桥所处地形以及汇水面积查阅资料5得到φ。 h ： 甘肃省属于暴雨分区的第13区。土的吸水类属为Ⅲ类。查资料5可得h 。 Z ： 地貌特征为灌木丛或桉树林。查资料5: Z=5。 Β：查资料洪峰传播的流量折减系数表β=1。 γ：查汇水区降雨量不均匀的折减系数表γ=0.9。
δ：上游无水库，水库调节作用影响洪峰流量的折减系数δ=1。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
2
Q p %=φ(h -z ) F βγδ (F≤30Km )
L α1
) I Z
查表可得：K 3=0.39 α1＝0.71
根据河沟的长度与平均坡度代入计算公式可得汇流时间τ。 暴雨递减指数——n
项目所处地区为甘肃省，查暴雨递减指数n 值分区表， n＝0.77 损失参数——μ
1
采用公式μ=K 1S β p
查损失参数分区和系数指数表，得，K 1＝0.75，β1＝0.84
1 将数值代入公式得：μ=K 1S β＝21.53（mm/h） p
3
245
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km2≤F ≤100Km 2)
（2）、交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
由《公路桥位勘测设计规范》暴雨径流计算，交通部公路科学研究所暴雨推理公式：
Q p =0. 278(
S p
-μ) F (30Km2≤F ≤100Km 2)
τ
n
（3）、地区经验公式:
Q p =K ⨯F n
K——径流模量 n ——地区指数 F——汇水面积
查《甘肃省水文图集》得经验参数K=12.63，n=0.8。 F ：根据1:10000地形图，在图上勾出汇水区。
计算50年一遇洪峰流量将查得的数据带入下列公式可得50年一遇的洪峰设计流量：
τn
Q p %——频率为p%的设计流量 S p ——暴雨力（毫米/小时）
τ—— 汇流时间
μ——损失参数（毫米/小时） n —— 暴雨递减指数
Q p =K ⨯F n
h p =1. 04(A d
B c Q 20. 9
) () 0. 66∙h cm Q c (1-λ) μB cg
（4）、Q P 取值：
采用方法一, 方法二, 方法三分别计算得到50年一遇洪峰流量，综合分析上述三种流量计算方法的结果，取相应值作为设计流量。
式中：
h p ——桥下一般冲刷后的最大水深 Q p——频率为P ％的设计流量（m 3／s ）
21
32
A d =(
B z 0. 15
) H z
（5）、孔径计算：
用经验公式计算
1
运用试算法。先假定平均水深h ，用公式Q =AV =A (R i ) 求得的设计流量与已经计算出
n
Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量（m 3／s ）， Q c——天然状态下河槽部分设计流量（m 3／s ）
Q t1——天然状态下桥下河滩部分设计流量（m 3／s ），桥梁未压缩河槽，取Q t1＝0(m3/s) B cg——桥长范围内的河槽宽度（m ） B z——造床流量下的河槽宽度（m ）
的流量Q p ％相差10％以内时，即确定h 。
则设计标高可由下式计算得出：
H设＝H 底+h ＋H 壅水+H波浪+ H净空
桥孔最小净长按下列公式计算
λ——设计水位下，在B cg宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值。 μ——桥墩水流侧向压缩系数
L j =K q (Q p Q c ) n 3B c
L j ——桥孔最小净长度(m) Q p ——设计流量(m3/s) Q c ——河槽流量(m3/s) B c ——河槽宽度(m) K q 、n 3——系数和指数
全线桥梁桥孔最小净长表
h cm ——河槽最大水深（m ） A d ——单宽流量集中系数，
H z ——造床流量下的河槽平均水深（m ），对复式河床可取平滩水位时的河槽平均水深。 则
A d =(
B z H z
) 0. 15=(
. 20. 15
) 1. 5
h p =1. 04(A d
B c Q 20. 9
) () 0. 66∙h cm Q c (1-λ) μB cg
冲刷深度 H= hp -h cm
全线小桥涵设计流量与孔径计算见附表《小桥涵水文计算设计流量一览表》
（6）、冲刷计算：
桥下一般冲刷