DB65/T 4499-2022 公路设计流量计算规范.pdf

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  • DB65/T 4499-2022  公路设计流量计算规范

    5.2.3缺乏水文站观测资料时,应搜集历史洪水资料,作为计算依据与地区性经验公式结果相互核

    5.2.3缺乏水文站观测资料时,应搜集历史洪水资料,作为计算依据与地区性经验公

    洪水调查应符合下列规定: a)结合所收集的历史洪水资料,在河段两岸调查各次洪水发生的时间、洪痕位置、洪水来源、涨 落过程、主流方向,调查有无漫流、分流及受人工建筑物的影响,确定洪水重现期; b) 调查各次洪水发生时的雨情、灾情、汇水区内有无受人类活动影响及自然条件有无变化,并按 大小排序确定其重现期; c)洪水调查的河段宜选择两岸有较多洪痕点,水流顺直稳定,无回流、分洪及人工建筑物影响处, 宜靠近水文断面; d) 山口以上洪水为冰雪融水或与暴雨混合洪水地区应调查洪水期漂浮物类型及对沿线人工建筑 物的影响情况。将有无受到波浪、漂浮物、冰凌阻塞引起的水拱,作为判断洪痕或防护建筑高 度依据之一; e) 同一次洪水应调查3个以上较可靠的洪痕点,以便绘制同次洪水的纵向水面线,用以确定桥位 断面洪水位高程和水面比降。记录洪痕指定人的姓名、职业、年龄和叙述内容。根据指定的洪 痕标志物情况、指定人对洪水记忆程度,综合分析洪水位。洪痕点可靠程度评定标准应符合 JTGC30的要求。 5.2.4 洪水调查的同时,应调查枯水位、常水位,洪水期的水面横坡、水拱及波浪高度等。 5.2.5气象调查宜包括下列内容: a) 调查流域及邻近区域气象台、站分布与观测情况; b) 调查气温、地温的多年平均年、月值,年、月极值尤其是高温极值及出现时间; c) 调查降水量的多年平均年、月值,历年计算时段最大降水量及出现时间; d) 调查积雪深度及设计需要的其他气象要素特征值: e) 根据流域气象统计资料和分析成果,归纳工程区气候特点及对水文的影响程度。 5.2.6 冰凌调查宜包括下列内容: a) 调查历年封冻及开河时间、最高和最低流冰水位; b) 调查冰塞和冰坝现象、历史上凌汛水害情况以及流冰对上、下游建筑物的影响; c) 调查流域已建和在建的蓄引提水工程,堤防、分洪(凌)、蓄滞凌水工程的凌汛观测资料及对 公路工程项目的影响。 5.2.7 冰雪融水补给区域调查宜包括下列内容: a) 基本资料包括冰川面积和储量的高程变化,冰川融水对河流径流量年内分配和年际变化的影 响; 冰雪融水补给地区径流的插补延长,在分析区间或邻近流域宜对气温因子予以考虑; c) 径流明显受冰雪融水影响时,径流年内分配不均匀系数越大,其春、夏季水位、流量有明显的 日周期变化时,应结合冰雪融水补给特性进行径流分析计算; d) 冰雪融水补给地区径流计算成果的合理性检查应结合冰雪消融规律、冰雪融水占径流总量的比 重和汇入位置等进行综合分析。 5.2.8涉河工程调查调查内容应符合JTGC30的要求。 5.2.9当河流有水文站时,需要收集的水文站基本资料宜包括下列内容: a) 水文站的集水面积、河流长度、平均比降等; b) 测站的设置、停测、恢复及搬迁情况,曾经采用过的高程系统及各高程系统间的换算关系; c) 测验河段及其上下游一定长度内的纵断面图、顺直段长度、横断面形状、河道糙率、河床冲於 变化等; d) 建站以来历年年最大流量、年最高水位、大暴雨记录、水位~流量关系曲线等; )一历年的风违一风向一获发一气温一气压一混底篇气角资料

    照度标准洪水调查应符合下列规定

    a)结合所收集的历史洪水资料,在河段两岸调查各次洪水发生的时间、洪痕位置、洪水来源、涨 落过程、主流方向,调查有无漫流、分流及受人工建筑物的影响,确定洪水重现期; b) 调查各次洪水发生时的雨情、灾情、汇水区内有无受人类活动影响及自然条件有无变化,并按 大小排序确定其重现期: c) 洪水调查的河段宣选择两岸有较多洪痕点,水流顺直稳定,无回流、分洪及人工建筑物影响处, 宜靠近水文断面; d) 山口以上洪水为冰雪融水或与暴雨混合洪水地区应调查洪水期漂浮物类型及对沿线人工建筑 物的影响情况。将有无受到波浪、漂浮物、冰凌阻塞引起的水拱,作为判断洪痕或防护建筑高 度依据之一; e) 同一次洪水应调查3个以上较可靠的洪痕点,以便绘制同次洪水的纵向水面线,用以确定桥位 断面洪水位高程和水面比降。记录洪痕指定人的姓名、职业、年龄和叙述内容。根据指定的洪 痕标志物情况、指定人对洪水记忆程度,综合分析洪水位。洪痕点可靠程度评定标准应符合 JTGC30的要求。 5.2.4洪水调查的同时,应调查枯水位、常水位,洪水期的水面横坡、水拱及波浪高度等。 2气盛杰高合动质家

    5.2.6冰凌调查宜包括下列内容

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    f)各级水位的控制条件,如急滩、石梁、弯道、卡口等位置,洪水时漫滩、分流、串沟、死水 回流、横比降、流向变化等。

    5.3.1水文断面测绘应符合JTGC30的要求。 5.3.2河段比降应符合JTGC30的要求。 5.3.3河床质测定应符合JTGC30的要求。 5.3.4冰凌观测应符合JTGC30的要求。 5.3.5改扩建工程除常规水文勘测内容外,尚应测绘既有工程与拟建工程的相互关系、既有工程水害 和修复的工程范围,既有工程防洪或水利设施运行情况,收集既有工程竣工资料,测量既有桥梁墩台冲 刷深度。

    5.4.1对水文情况复杂或需做水力模型试验的特殊桥梁,应进行洪水观测,观测项目视需用而定,宜 包括水位、水深、流速、流向、水文断面、水面比降和含沙量。一般桥梁在勘测遇洪水时,宜进行水位、 流速、流向、比降等观测,洪水过后补测水文断面。 5.4.2水位、水面比降观测内容应符合JTGC30的要求。 5.4.3流速观测内容应符合JTGC30的要求。 5.4.4测量水深的方法随水深、流速大小、精度要求不同而异。通常采用测深杆、测深锤(或铅鱼) 回声测深仪等施测。 5.4.5水深、水文断面测量宜与测速同时进行,并应符合JTGC30的要求。

    6利用历史水文资料推算洪水流量

    程桥涵及沿河路基工程设计洪水频率应符合表1的

    注1:二级公路的特大桥以及三、四级公路的大桥,在河床比降大、易于冲刷的情况下,宜提高一级设计洪水频率 验算基础冲刷深度。 注2:沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应符合本表路基设计洪水频率规定。 注3:多孔中小跨径的特大桥可采用大桥的设计洪水频率。 注4:城市周边地区的公路路基设计洪水频率应结合城市防洪标准,考虑救灾通道、排洪和泄洪需求综合确定。 注5:区域内唯一通道的公路路基设计洪水频率可采用高一个等级公路的标准。

    注1:二级公路的特大桥以及三、四级公路的大桥,在河床比降大、易于冲刷的情况下 验算基础冲刷深度。 注2:沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应符合本表路基设计洪水频率规定。 注3:多孔中小跨径的特大桥可采用大桥的设计洪水频率。 注4:城市周边地区的公路路基设计洪水频率应结合城市防洪标准,考虑救灾通道、排洪和泄洪需求综合确定。 注5:区域内唯一通道的公路路基设计洪水频率可采用高一个等级公路的标准。

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    6.1.2用于分析与计算的洪水资料,应审查其可靠性、一致性和系列代表性。

    6.2利用水文站实测流量系列推算设计流量

    6.2.1实测流量资料的审查和选择应符合JTGC30的要求,

    实测流量资料的审查和选择应符合JTGC30的要求, 实测洪水流量系列的插补、延长和转换应符合下列规定: 当水文计算断面的汇水面积与水文站的汇水面积之差,小于水文站汇水面积的20%,且不大 于1000km,汇水区的暴雨分布较均匀,区间无分洪、滞洪时,可按公式(1)将水文站的实 测最大洪水流量转换为水文计算断面的洪水流量

    9=(F/F)O,:

    9—水文计算断面的洪水流量,单位为立方米每秒(m3/s); F——水文计算断面的汇水面积,单位为平方公里(km2); Q—水文站的实测最大洪水流量,单位为立方米每秒(m3/s); F——水文站的汇水面积,单位为平方公里汇水面积(km); 较小河流ni>0.7。 b) 当实测洪水位系列长于实测洪水流量系列,或缺测洪水流量年份而有实测洪水位资料时,宜建 立实测水位与流量关系曲线,以此延长或插补洪水流量系列。 插补、延长年数不宣超过实测洪水流量的年数,并应结合气象、地理条件及洪水成因作合理性 分析。 3洪水流量的经验频率计算应符合JTGC30的要求。 4皮尔逊IⅡI型曲线符合新疆地区水文实际情况,在洪水频率计算中宜用皮尔逊ⅢI型曲线。 5频率曲线统计参数计算可采用求矩适线法、三点适线法、绘线读点补矩法计算洪水流量系列的 0、变差系数C,、偏态系数C.初算值。点绘理论频率曲线与实测流量经验频率点据相比较,吻 度不理想时,可调整Cy、C。值,使两者基本吻合。 6采用求矩适线法、三点适线法、绘线读点补矩法计算洪水流量系列的均值、变差系数C、 系数C,初算值时,可根据新疆水文分区查看新疆单因素分区经验公式参数取值一览表参见附录C, 确定偏态系数C,初算值。

    5. 3利用历史洪水位推算设计流量

    6.3.1利用历史洪水位推算设计流

    a)利用历史洪水流量推算设计流量,历史洪水流量不宜少于2次,洪水流量值应符合地区分布 律,如出入较大,应分析原因,作适当调整; 当有多个历史洪水流量能在海森机率格纸上点绘出经验频率曲线时,可按本文件第6.2.5条、 6.2.6条和第6.2.7条规定求算O、C、C,值及QO值;

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    当各次历史洪水流量不能在海森机率格纸上定出经验频率曲线时,可按以下方法推算设计 量: 1)根据新疆水文分区图确定桥位所属水文分区参见附录A; 2)根据分区查看新疆河流年最大流量等值线图参见附录B,选定值; 3)平均流量的计算见公式(3)、公式(4):

    2n——按第i次历史洪水流量计算的平均流量,单位为立方米每秒(m3/s); Φ重现期为T年的离均系数; 一历史洪水流量的年次数。 d)设计流量的推算见公式(2)

    7公路山口以上无资料流域设计流量计算

    7.1.1出山口以上无资料地区,可按照新疆水文分区及经验公式确定设计流量,新疆水文分区与流域 水系图参见附录A。 7.1.2对出山口以上无资料地区,根据收集的水文资料综合考虑用单因素经验公式(5)、公式(6) 或多因素经验公式(7)、公式(8)、公式(9)、公式(10)计算,参见附录C和附录D。 7.1.3按照洪水调查资料、地区经验资料推算的设计流量,宜用多种方法计算,分析比较选择合理数 值。 7.1.4为提高无资料出山口以上地区流量计算参数的准确性,需要收集沿线及区域1:10000~1:50000 地形图,以能获得各河沟汇水区面积及主河沟平均纵坡度等资料为原则。如在地形图上分水界线无法划 分清楚,以及上游建有水库或引水工程等影响公路工程所在河流洪水汇水面积时,应进行实地查勘。

    重因素经验公式推算设计流

    2.1单因素经验公式以流域面积作为影响洪峰流量的主要因素,把其他因素用综合系数表示,按 步骤用综合推算法推算设计流量: 根据新疆水文分区图确定桥位所属水文分区参见附录A; e b) 在地形图上勾绘出桥位的汇水区域,量算汇水面积F: c) 查阅新疆单因素分区经验公式参数取值一览表参见附录C,按照公式(5)计算平均流量: (5) 式中: 0分区流域的平均流量,单位为立方米每秒(m3/s); F—流域面积,单位为平方公里(km); C随地区和频率而变化的综合系数参见附录C: 经验指数参见附录C。 根据分区查看新疆河流年最大流量C,等值线图参见附录B,选定C、Cs值; 按公式(2)推算所需频率的设计流量。

    7.2.1单因素经验公式以流域面积作为影响洪峰流量的主要因素,把其他因素用综合系数表示,按以

    7.2.2根据工程实际需要,计算设计洪水频率为50年一遇设计流量92%时,可查阅新疆单因素分区 验公式参数取值一览表参见附录C,直接推算50年一遇设计流量,见公式(6)。

    式中: Q2%—50年一遇设计流量,单位为立方米每秒(m3/s); F—流域面积,单位为平方公里(km); 一随地区和频率而变化的综合系数; 经验指数参见附录C。 算设计洪水频率为100年一遇设计流量9%时,根据单回 由0一L0一比值求得

    O2%=kF*.. . .

    Q2%—50年一遇设计流量,单位为立方米每秒(m/s)); F—流域面积,单位为平方公里(km); K一随地区和频率而变化的综合系数; 一经验指数参见附录C。 .2.3计算设计洪水频率为100年一遇设计流量9%时,根据单因素分区经验公式参数取值一览表参 见附录C中Q%/Q%比值求得。

    ■多因素经验公式推算设

    7.3.1多因素经验公式考虑多个流域特征因子对设计流量的影响,较单因素经验公式更能全面的反映 设计流量。但多因素经验公式的使用收集资料较多,根据收集的流域资料综合选取经验公式。 7.3.2多因素经验公式考虑地区洪峰流量影响因素,综合选取流域面积、河流长度、河流比降、流域 形状4个因素,利用多元回归分析法建立多因素经验公式,优选出精度最好的一种组合形式预测水文分 区设计流量

    7.3.3新疆地区设计流量计算多因素经验公式形式见公式(7)、公式(8)、公式(9)、公式(

    Omp=CF Omp= CF"L" 8 Omp=CF"L"ib (9) =CF"L"i"f (10)

    Omp= CF"L" Omp = CF"L"ib. L =CF"L"i"fa (10

    8公路山口以下无资料流域设计流量计算

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    8.1.1不同河流出山口后沿程流量衰减率不相同,宜根据公路工程所在位置上下游进行实地调查观测。 8.1.2河流出山口以下沿程流量衰减研究需设定测验河段进行实地测验,收集长期洪水资料,分析确 定衰减率的影响因素和计算方法。 8.1.3沿程流量衰减研究区间断面洪水流量采集是一个长期过程,应对形成的断面实测期洪峰流量资 料进行综合分析。对一般公路工程项目,可根据本文件8.3推算山口以下设计流量。

    8.2出山口以下公路设计流量推算

    下列内容: a)出山口以下流域地物、地貌,分水岭闭合情况,调查河流流域有无客水引入及内水分出; b 出山口以下区域土壤类别、植被情况,水土流失及上游产沙情况; C 了解地质及水文地质情况。了解河床组成、断面形状、冲淤变化、河道变迁史等情况; d 流域沿线的防洪设施及防洪能力,上游人工建筑对汛期洪峰的调控削减能力。 8.2.2山口以上水文资料按本文件第6、7章推求山口处设计流量,再选择有代表性河段设立洪水流量 观测断面,根据洪水流量衰减率推算山口以下桥位断面的设计流量。 8.2.3对出山口以下水面比降均一、河道顺直、河床断面较规整的稳定均匀河段可进行沿程洪峰流量 相对衰减率确定,可按公式(11)计算:

    8.3出山口以下公路设计流量经验方法

    对昆仑山北坡、阿勒泰山南坡及天山南北坡大多数山前区河流,50年一遇洪水流量在山口以下30 km范围内,100年一遇洪水流量在山口以下50km范围内,衰减影响可忽略不计,直接采用山口处水 文站推算设计流量。

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    附录A (资料性) 新疆水文分区与流域水系图

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    附录B (资料性) 新疆流域年最大流量Cv等值线图

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    人孔标准附录C (资料性) 新疆单因素分区经验公式参数取值一览表

    附录C (资料性) 新疆单因素分区经验公式参数取值一览表

    表C.1新疆单因素分区经验公式参数取值一览表

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    附录D (资料性) 新疆各水文分区多因素经验公式推荐表

    钢筋标准规范范本附录D (资料性) 新疆各水文分区多因素经验公式推荐表

    表D.1新疆各水文分区多因素经验公式推荐表

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