高速公路水文分析报告

二连浩特至广州国家高速公路 湖南境常德至梅城段A2合同段

桥涵水文分析报告

中交第二公路勘察设计研究院

中国·武汉 2006.08

二连浩特至广州国家高速公路 湖南境常德至梅城段A2合同段

桥涵水文分析报告

中交第二公路勘察设计研究院

中国·武汉 2006.08

目 录

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

项目概述..................................................... 2 项目区气象................................................... 2 项目区水系................................................... 2 沿线桥涵设计洪水频率......................................... 4 沿线水文资料的搜集与整理..................................... 4 沿线历史洪水调查............................................. 5 洢水河水文分析............................................... 6 沿线桥梁水文分析............................................ 12

1.8.1 设计流量 ................................................. 12 1.8.2 设计水位 ................................................. 13 1.8.3 桥孔最小净长度 ........................................... 13 1.8.4 桥面最低高程 ............................................. 15 1.8.5 墩台冲刷 ................................................. 16 1.9

沿线涵洞水文分析............................................ 18

1.9.1 涵洞设计流量 ............................................. 18 1.9.2 涵洞孔径 ................................................. 19 1.10 1.11 1.12 1.13

对沿线桥涵水文分析结果的校核与印证.......................... 21 本次水文分析的结论与建议.................................... 21 附表........................................................ 21 参考文献.................................................... 21

1.1 项目概述

二连浩特至广州国家高速公路湖南境常德至梅城段位于湖南省中部，东经111°15’～111°47’，北纬27°11’～29°00’，南北横跨湖南省中部的常德、益阳两个地市；其中，常德至梅城段从北向南经常德市德山区、益阳市安化县、桃江县。

项目起点段位于洞庭湖平原边缘的岗地丘陵，自黄土店进入雪峰山余脉，以岗地、丘陵、中低山地貌为主。走廊带内地势从起点至终点逐渐升高，北部常德一带海拔高程在35m左右；终点段达650米。山岭多以北东向展布。

1.2 项目区气象

项目区域属亚热带季风湿润气候区，总的特点是：四季分明，冬冷期短，夏热期长，雨量丰富，生长期长。多年平均气温16～17.2℃，四季温差变化大，最高温度43℃，最低温度-13.3℃。多年平均相对湿度81％，潮湿系数1.61，绝对湿度17.4毫巴。多年平均降水量1324～1551毫米，由平原向山区递增。4～8月份占年降水量的60％以上，且多绵绵细雨，可连续30天之久。8月份以后雨量减少，11月～来年2月降水量很少，占年降水量的18％左右。多年平均陆面蒸发量550～800毫米，水面蒸发量1000～1200毫米，山区蒸发量小，平原蒸发量大。

1.3 项目区水系

区内河流属长江水系，较大的河流有资江、涟水、洢水。其特征详述如下。 （一）、资水

资水又名资江，为湖南省第三大河流。有二源，南源夫夷水源出广西壮族自治区资源县越城龄西麓桐木江，流经资源县域，与梅溪进入湖南省新宁县境。西源赦水出于湖南省城步苗族自治县青界山麓黄马界，流经武冈、洞口、隆回三县。两源于邵阳县双江口汇合。赦水流域面积比夫夷水大36.3％，河长较夫夷水短24.25％，以赦水为干流。两源汇合后，北流经邵阳市新邵、冷水江、新化、桃江、益阳等县市，至益阳市分为两支，北支由杨柳潭入洞庭湖，南支在湘阴县临资口入湘江。长653公里，湖南省境内长630公里。流域面

积28142平方公里，湖南省境内26738平方公里。河口年均流量717立方米/秒。年均含沙量0.089公斤/立方米。不结冰。年均总硬度3.59（德国度）。PH值平均为7.7。耗氧量为1.3毫克/升。河床比降0.44‰。干流自西南蜿蜒流向东北，略成“S”形狭带状。五公里以上支流共821条，湖南省境内771条。由于两岸山脉逼近，支流分布大多短小，积水面积不大。资水干流水道，武冈以上为河源段，长49公里，水流浅窄，陡降陡急。武冈至小庙头为上游，长226公里。小庙头至桃江马迹塘为中游，长271公里。马迹塘以下为下游，河谷开阔，两岸地形低缓，河中多沙滩。流域内多暴雨，水位暴涨暴落，最高水位出现在4～6月，最低水位多出现在1月和10月。水力资源丰富，中游建有拓溪电站和马迹塘水电站。双江口以下可常年通航5吨级以下机船。

（二）、涟水

湘江支流。源出新邵县观音山西南麓，初名骆马江，再名甘溪。流经新邵、涟源、双峰、湘乡、湘潭等市县，于湘河口入湘江，长224公里，流域面积7155平方公里。年均流量138.4立方米/秒。河床比降0.46‰。河宽上游一般为36米，中游95米，下游140米。航道弯曲，礁石和险滩甚多。娄底至湘河口可季节性通航。

在工程区涟水的主要支流有渭水、新涟河、枝杈纵横，流向循北北往南东，分别渡头塘、涟源县城注入涟水主干。

（三）、洢水

又名敷溪，属资水支流。位于安化县东南部。源于浮青乡山溪界，东北流经梅城，柏树坪、大桥、仙溪至小山口，再西北流经张家坪、大仙坪至滔溪，转北流至敷溪村注入资水。长83.8公里。流域面积1120平方公里，年均流量32.65立方米/秒。河床比降1.97‰。梅城以上河宽约29米。梅城至针咀上段宽约40米。针咀上以下段宽约75米。此水属山溪性质，水易涨落。水能资源丰富，有山口、瓦子坪等处水电站。支流有栗木水、漳河、龙溪水、滔溪。其中滔溪源出安化县锯木岭，长48.2公里，流域面积212平方公里，河床比降4.98‰。

（四）、水系图

本项目沿线水系图见附件《沿线水系图》。

1.4 沿线桥涵设计洪水频率

根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）及《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002），本项目沿线桥涵构造物设计洪水频率如下表：

1.5 沿线水文资料的搜集与整理

项目初步设计外业测量阶段进行了较为细致的水文资料搜集工作，收集到的水文资料汇总如下表：

1.6 沿线历史洪水调查

初步设计阶段对沿线历史洪水进行了较为详细的调查，经过对洪水调查资料进行了整理与可靠性评价，沿线历史洪水调查结果整理汇总如下表。

1.7 沿线跨洢水河大桥水文分析

洢水，又名敷溪，属资水支流。位于安化县东南部。源于浮青乡山溪界，东北流经梅城，柏树坪、大桥、仙溪至小山口，再西北流经张家坪、大仙坪至滔溪，转北流至敷溪村注入资水。长83.8公里。流域面积1120平方公里，年均流量32.65立方米/秒。河床比降1.97‰。梅城以上河宽约29米。梅城至针咀上段宽约40米。针咀上以下段宽约75米。此水属山溪性质，水易涨落。水能资源丰富，有山口、瓦子坪等处水电站。支流有栗木水、漳河、龙溪水、滔溪。其中滔溪源出安化县锯木岭，长48.2公里，流域面积212平方公里，河床比降4.98‰。

由于本项目线位（推荐线及比较线）方案多次跨越洢水河，洢水河设计水位可能影响路线跨河桥梁最低桥面标高及沿河路基标高。故本次水文计算对路线跨洢水河桥梁做单独的水文分析计算。

1.7.1 AK76+464 仙溪洢水特大桥

AK线仙溪洢水特大桥位于仙溪镇彭家湾附近，桥梁左幅桥中心桩号AK76+559，桥跨组合（53×40+9×30+3×40+4×30）m预应力砼T梁，起终点为AK75+241～AK77+877，桥长2636m；右幅桥中心桩号AK76+464，桥跨组合（54×40+8×30+3×40）m预应力砼T梁，起终点为AK75+201～AK77+727，桥长2526m。桥梁于AK77+280左右跨越洢水河上原有老桥石坳倒虹桥。

AK75+300左右有一湖南益阳水文水资源勘测局竹溪坡水文站，根据该站提供的有关资料及湖南益阳水文水资源勘测局网站上公布的相关信息：

[竹溪坡水文站] 地处湖南省安化县仙溪镇简家村,东经111°43'，北纬28°16'，集水面积686Km2，干流长度49Km，河床比降2.42％，河床糙率为0.031～0.04，至河口距离35km。测验项目有水位、流量、降水量、蒸发，还有普通测量、水文调查，资料整理、分析、整编等任务。下辖洞市、黄柏界、梅城、清塘、芙蓉、熊家山6个委托观测雨量站。该站为资水一级支流伊溪区域代表站，属省级重要水文站。该站1958年10月由湖南省水文总站设立，一直未有变更。 该站最高历史洪水出现在1969年6月13日，洪峰水位为130.63m。.

（一）设计流量

根据实际情况觉得采用全国水文分区经验公式计算桥位处洢水河的洪峰流量。全国水文分区经验公式的使用范围仅适用于F（流域面积）

由分区平均流量由分区平均流量值，得

Q1%

QCF

n

,C、n值，Cv值和Cs/Cv值，求算

n'

Qp%Q(1Cv)

； 的比

Q2%KF

，根据K，n’值，求算

Q2%

；再由表中

Q1%/Q2%

。

Q0.33%

要求得

值时，则可由Q、Cv、Cs/Cv值查得0.33%值，计算。

Q0.33%Q(1Cv0.33)

洢水河属于资水流域区，全国水文分区编号61。汇水面积采用桥位处的竹溪坡水文站控制流域面积：686.0 Km2。查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.1得：

☆系数 C＝11.95 ☆系数 n＝0.62 ☆系数 K＝31.59 ☆系数 n’=0.59 ☆

Q1%

与

Q2%

的比值：1.10

计算结果为：Q1%1.10Q2%1.1031.59686.00.591638.23m3/s 查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.2及12.3得资水流域区Cv=0.4，Cs/Cv＝2.0。根据上述数据《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表13.2得0.33%2.42。

3

（10.42.42）＝3224.04m/s。 Q0.33%Q(1Cv0.33)1638.23

（二）设计水位

利用桥位处的竹溪坡水文站水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.7.2 AK89+590 七里村洢水大桥

AK线七里村洢水大桥位于梅城镇七里村附近，在AK线仙溪洢水特大桥上游约17.5Km处，桥梁中心桩号AK89+590，桥跨组合（9×40+5×30）m预应力砼T梁，起终点为AK89+332～AK89+848，桥长516m。桥梁于AK89+500左右跨越洢水河。

（一）设计流量

根据实际情况觉得采用全国水文分区经验公式计算桥位处洢水河的洪峰流量。全国水文分区经验公式的使用范围仅适用于F（流域面积）

2

n

QQ(1Cv)QCF由分区平均流量,C、n值，Cv值和Cs/Cv值，求算p%；

n'

由分区平均流量值，得

Q1%

Q2%KF

，根据K，n’值，求算

Q2%

；再由表中

Q1%/Q2%

的比

。

Q0.33%

要求得

值时，则可由Q、Cv、Cs/Cv值查得0.33%值，计算。

Q0.33%Q(1Cv0.33)

洢水河属于资水流域区，全国水文分区编号61。桥位处洢水河断面控制流域面积：418.2 Km2。查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.1得：

☆系数 C＝11.95 ☆系数 n＝0.62 ☆系数 K＝31.59 ☆系数 n’=0.59 ☆

Q1%

与

Q2%

的比值：1.10

0.593

1223.37m/s 计算结果为：Q1%1.10Q2%1.1031.59418.2

查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.2及12.3得资水流域区Cv=0.4，Cs/Cv＝2.0。根据上述数据《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表13.2得0.33%2.42。

3

（10.42.42）＝2407.59m/s。 Q0.33%Q(1Cv0.33)1223.37

（二）设计水位

利用桥位处的实测水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.7.3 B3K75+964 仙溪洢水大桥

B3K线仙溪洢水大桥位于仙溪镇简家村附近，在AK线仙溪洢水特大桥上游约1Km，桥梁中心桩号B3K75+964，桥跨组合（11×40）m预应力砼T梁，起终点为B3K75+741～B3K76+187，桥长446m。桥梁于B3K76+120左右跨越洢水河。

（一）设计流量

由于本桥在AK线仙溪洢水特大桥上游约1Km，两桥位处洢水河断面控制流域面积相差不大，决定本桥设计流量采用AK线仙溪洢水特大桥设计流量如下。

百年一遇洪水设计流量为Q1％＝1638.23m3/s 三百年一遇洪水设计流量为Q0.33％＝3224.04m3/s （二）设计水位

利用桥位处的实测水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.7.4 B6K91+960 岩溪洢水大桥

B6K线岩溪洢水大桥位于梅城镇岩溪村附近，在AK线七里村洢水大桥上游约2.7Km。桥梁中心桩号B6K91+960，桥跨组合（9×40+2×30）m预应力砼T梁，起终点为B6K91+747～B6K92+173，桥长426m。桥梁于B6K90+600左右跨越洢水河。

（一）设计流量

根据实际情况觉得采用全国水文分区经验公式计算桥位处洢水河的洪峰流量。全国水文分区经验公式的使用范围仅适用于F（流域面积）

由分区平均流量

QCF

n

2

,C、n值，Cv值和Cs/Cv值，求算

Qp%Q(1Cv)

；

由分区平均流量值，得

Q1%

Q2%KF

n'

，根据K，n’值，求算

Q2%

；再由表中

Q1%/Q2%

的比

。

Q0.33%

要求得

值时，则可由Q、Cv、Cs/Cv值查得0.33%值，计算。

Q0.33%Q(1Cv0.33)

洢水河属于资水流域区，全国水文分区编号61。桥位处洢水河断面控制流域面积：382.3 Km2。查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.1得：

☆系数 C＝11.95 ☆系数 n＝0.62 ☆系数 K＝31.59 ☆系数 n’=0.59 ☆

Q1%

与

Q2%

的比值：1.10

0.593

1160.27m/s 计算结果为：Q1%1.10Q2%1.1031.59382.3

查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.2及12.3得资水流域区Cv=0.4，Cs/Cv＝2.0。根据上述数据《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表13.2得0.33%2.42。

3

（10.42.42）＝2283.41m/s。 Q0.33%Q(1Cv0.33)1160.27

（二）设计水位

利用桥位处的实测水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.8 沿线其他桥梁水文分析

沿线桥梁均进行相应设计洪水频率的洪峰流量、设计水位、最短桥长、最低桥面高程及墩台冲刷计算。

1.8.1 设计流量

沿线桥梁水文分析洪峰流量计算分为小流域（F≤100Km）流量与非小流域流量计算小流域流量计算的两种方法介绍如下。

（一）、原交通部交通科学研究院径流简化公式（F≤100Km2）

QphZ2F5

3

4

2

式中：

Qp-------频率为P的洪峰流量（m/s）；

3

h--------径流厚度（mm）；

； Z-------被植物或洼地滞留的径流厚度（mm）； F-------流域面积（Km）

2

-------洪水传播影响洪峰流量的折减系数； 

-------流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数；

-------地貌系数；

-------湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数。

以上各参数取值按《桥涵水文》（景天然编，同济大学出版社 1993）采用。 （二）、交通部公路科学研究所小流域推理公式（F≤100Km）

Qp

Sp

F 0.278n



2

式中：

Qp设计流量（m/s）；

3

Sp设计雨力，可从暴雨分区图查取（mm/h）；

n暴雨递减指数，取1h

，K3(L/I0.5)1，其中L为主河沟的长度（Km），I为主河沟汇流时间（h）的平均坡度（‰），K3为参数；

F——流域面积（Km）；

，K1(SP)损失参数（mm/h）

1

2

，其中K1为土壤分类系数，β1为指数。

1.8.2 设计水位

根据确定的设计流量，选取合适的水文断面，采用断面流量法计算相应频率洪水的设计水位。

1.8.3 桥孔最小净长度

由现场勘察桥位河段的地貌特征和调查的相关资料，根据《河段分类表》（见《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30-2002 附录A）将桥位河段分类，根据各类河段上桥位总体布设的一般要求，确定桥梁孔径的布设依据和桥长的计算方法。桥孔最小净长度计算方法按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002 ）介绍的经验公式法计算，其公式介绍如下：

（1）峡谷河段，可按河床地形布孔，不宜压缩河槽，可不作桥孔最小净长度计算。 （2）开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段，桥孔最小净长度计算公式为：

Qp

LjKqQ

C

n3

BC

式中：

Lj-------桥孔最小净长度（m）； Qp------设计流量（m/s）；

3

； Qc------河槽流量（m/s）； Bc------河槽宽度（m）

Kq、n3-----系数和指数，按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）

3

表6.2.1采用。

（3）宽滩河段，桥孔最小净长度计算公式为：

Qc

Lj 1.19Qqc

t

Qp



0.10

式中：

------水流压缩系数；

qc-----河槽平均单宽流量（m3/s.m）； Qt-----河滩流量（m3/s）。

（4）滩、槽难分的不稳定河段，桥孔最小净长度计算公式为：

LjCpB0

0.24

Q

B016.07

0.3d 

Cp

Qp

Q2%

0.33

式中：

B0-------基本河槽宽度（m）；

Q--------年最大流量平均值（m/s）； d---------河床泥沙平均粒径（m）； Cp-------洪水频率系数；

Q2%-----频率为2%的洪水流量（m3/s）；

Lj

3

1.8.4 桥面最低高程

桥面最低高程计算计算分不通航河流及通航河流桥面最低高程计算，其计算方法如下：

（1） 不通航河流的桥面设计高程计算：

HminHshhjh0

式中：

； Hmin-------桥面最低高程（m）

Hs---------设计水位（m）；

； h-----各种水面升高值总和（m）

hj--------桥下净空安全值（m）；

h0--------桥梁上部构造建筑高度（m），应包括桥面铺装高度。

（2） 通航河流的桥面设计高程除应满足不通航河流的要求外，同时还应该满

足：

HminMAX(Hs

hh

j

h0,HtnHMh0)

式中：

Htn-----设计最高通航水位（m）；

，其余参数含义同上。 HM-----通航净空高度（m）

以上各参数取值按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第6.4条规定采用。 H1.8.5 墩台冲刷

（一）、墩台一般冲刷

项目区域河床都属于非粘性土河床，利用64-2简化公式计算墩台一般冲刷，公式介绍如下：

Q2

hp1.04Ad

Qc

Q2

QcQcQt1

0.90

Bc



1B

cg

0.66

hcm

Qp

Bz

Ad

H

z

0.15

式中：

hp-------桥下一般冲刷后的最大水深（m）； Qp------频率为P%的设计流量（m3/s）；

Q2

Qc

------河槽部分通过的设计流量（m3/s）； ------天然状态下河槽部分的设计流量（m3/s）；

3

Qt1------天然状态下桥下河滩部分的设计流量（m/s）；

Bcg------桥长范围内的河槽宽度（m），当河槽可能扩宽至全桥时取用桥孔长度；

Bz-------造床流量下的河槽宽度（m），对复式河床可取平滩水位时河槽宽度；

------设计水位下，在B宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值；

cg

------桥墩水流 侧向压缩系数；

； hcm-----桥下河槽最大水深（m）

Ad-----单宽流量集中系数；当Ad>1.8时，可采用1.8；

（m），对复式河床可取平滩水位时河槽平均水深。 Hz-----造床流量下的河槽平均水深

以上各参数取值按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第7.3条规定采用。 （二）、墩台局部冲刷

项目区域河床都属于非粘性土河床，利用65-1修正公式计算墩台局部冲刷，公式介绍如下：

当V≤V0时，hbKK1B1

0.6

V

V0'

n1

VV0'0.6

 当V>V0时，hbKK1B1VV0'VV' 00hp

 V00.0246d

0.14



10hp

332d0.72

d



 

11

 K10.80.150.45

ddd V0'0.462B1

Vn10

V

0.25d

0.19

 

0.06

V0

式中：

hb

------桥墩局部冲刷深度（m）； ------墩形系数；

-------桥墩计算宽度（m）； ------一般冲刷后的最大水深（m）；

K

B1

hp

d-------河床泥沙平均粒径；

V------一般冲刷后墩前行近流速（m/s）；

V0

------河床泥沙起动流速（m/s）； ------墩前泥沙起冲流速（m/s）；

V0'

K1-----河床颗粒影响系数；

n1--------指数。

以上各参数取值按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第7.4条规定采用。 （三）、墩台冲刷深度

1.9 沿线涵洞水文分析

1.9.1 涵洞设计流量

根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第8条有关规定，结合本地区具体情况以及涵洞所处位置都属于小流域的特点，决定采用原交通部交通科学研究院小流域径流简化公式（F≤100Km）计算涵洞设计流量，计算公式介绍如下：

QphZ2F

53

4

2

式中：

Qp-------频率为P的洪峰流量（m3/s）；

h--------径流厚度（mm）；

Z-------被植物或洼地滞留的径流厚度（mm）； F-------流域面积（Km）；

2

-------洪水传播影响洪峰流量的折减系数； -------流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数；

-------地貌系数；

-------湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数。

以上各参数取值按《桥涵水文》（景天然编，同济大学出版社 1993）采用。

交通部公路科学研究所小流域推理公式（F≤100Km）计算涵洞设计流量，计算公式介绍如下：

Qp

Sp

0.278nF 

2

式中：

Qp设计流量（m/s）；

3

Sp设计雨力，可从湖南省暴雨分区图查取（mm/h）；

n暴雨递减指数，取1h

0.51

，K3(L/I)，其中L为主河沟的长度（Km），I为主河沟汇流时间（h）

的平均坡度（‰），K3为参数；

F——流域面积（Km2）；

，K1(SP)损失参数（mm/h）

1

，其中K1为土壤分类系数，β1为指数。

1.9.2 涵洞孔径

根据计算得出的涵洞设计流量，进行涵洞孔径计算，采用同济大学出版社景天然编著的《桥涵水文》介绍的方法进行计算，其计算方法介绍如下：

Qk

2gH0hk

Q

Vk

k

H0hk

Vk

22

2g

V0

2

HH0

2g

式中： Q-----过涵流量（m3/s）；

hk、Vk、Wk-----涵洞进口附近临界断面的水深（m）、流速（m/s）和过水面

积（m）；

H----涵前水深（m）；

2

V0----涵前行近流速（m/s）；

H0---涵前总水头（m）；

因涵洞进水口的局部水头损失而引起；箱涵、盖板涵，----流速系数，=0.95；

拱涵、圆管涵，＝0.85；

1

----压缩系数，考虑涵洞进水口对水流的侧向压缩，

，其中为流

速分布系数；无压力式涵洞一般取＝1,则＝1；对于拱涵，有升高管节者取＝1,则＝1，无升高管节者取＝1.1,则＝0.96；

g----重力加速度，取9.81m/s。

2

根据涵洞的实际工作条件，作了下列的规定和假设：

1、

无压力式涵洞进水口处的水面和涵顶之间要保持一个最小净空高度，的取值可根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）表8.4.1采用；

2、

从涵前水深H至进水口水深H'的降落系数取0.87，而H'h，所以

h0.87

H。

3、 4、

收缩断面的水深hc0.9hk； 涵前的行近流速

V00,

,即

H0H

；

Vmax

5、 涵洞出口处或收缩断面处的最大允许流速

,规定为：净跨L0=0.5～

1.5m的拱涵、盖板涵，用Vmax＝4.5m/s；L0=2.0~4.0m的拱涵、盖板涵以及所有的圆管涵， 则用Vmax＝6.0m/s。

1.10 对沿线桥涵水文分析结果的校核与印证 1.11 本次水文分析的结论与建议 1.12 附表

 （一）、《沿线水系图》（共1页）

 （二）、《沿线大、中桥设计流量计算结果一览表》（共×页）

 （三）、《沿线大、中桥设计水位、桥面最低高程及桥孔最小净长度计算结果一览表》

（共×页）

 （四）、《沿线大、中桥梁墩台冲刷计算结果一览表》（共×页）  （五）、《沿线涵洞水文计算结果一览表》（共×页）

1.13 参考文献

★《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）交通部 人民交通出版社 ★《内河通航标准》GB 50139-2004

★《公路桥位勘测设计规范》（JTJ 060-91）交通部 人民交通出版社 ★《铁路工程设计手册 桥涵水文》 铁三院 人民铁道出版社 ★《桥涵水文（第二版）》 张学龄 人民交通出版社 ★《桥位勘测设计》 高冬光 人民交通出版社

★《二连浩特至广州国家高速公路湖南境常德至梅城段公路工程可行性研究报告》 中交第一公路勘察设计研究院

二连浩特至广州国家高速公路 湖南境常德至梅城段A2合同段

桥涵水文分析报告

中交第二公路勘察设计研究院

中国·武汉 2006.08

二连浩特至广州国家高速公路 湖南境常德至梅城段A2合同段

桥涵水文分析报告

中交第二公路勘察设计研究院

中国·武汉 2006.08

目 录

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

项目概述..................................................... 2 项目区气象................................................... 2 项目区水系................................................... 2 沿线桥涵设计洪水频率......................................... 4 沿线水文资料的搜集与整理..................................... 4 沿线历史洪水调查............................................. 5 洢水河水文分析............................................... 6 沿线桥梁水文分析............................................ 12

1.8.1 设计流量 ................................................. 12 1.8.2 设计水位 ................................................. 13 1.8.3 桥孔最小净长度 ........................................... 13 1.8.4 桥面最低高程 ............................................. 15 1.8.5 墩台冲刷 ................................................. 16 1.9

沿线涵洞水文分析............................................ 18

1.9.1 涵洞设计流量 ............................................. 18 1.9.2 涵洞孔径 ................................................. 19 1.10 1.11 1.12 1.13

对沿线桥涵水文分析结果的校核与印证.......................... 21 本次水文分析的结论与建议.................................... 21 附表........................................................ 21 参考文献.................................................... 21

1.1 项目概述

二连浩特至广州国家高速公路湖南境常德至梅城段位于湖南省中部，东经111°15’～111°47’，北纬27°11’～29°00’，南北横跨湖南省中部的常德、益阳两个地市；其中，常德至梅城段从北向南经常德市德山区、益阳市安化县、桃江县。

项目起点段位于洞庭湖平原边缘的岗地丘陵，自黄土店进入雪峰山余脉，以岗地、丘陵、中低山地貌为主。走廊带内地势从起点至终点逐渐升高，北部常德一带海拔高程在35m左右；终点段达650米。山岭多以北东向展布。

1.2 项目区气象

项目区域属亚热带季风湿润气候区，总的特点是：四季分明，冬冷期短，夏热期长，雨量丰富，生长期长。多年平均气温16～17.2℃，四季温差变化大，最高温度43℃，最低温度-13.3℃。多年平均相对湿度81％，潮湿系数1.61，绝对湿度17.4毫巴。多年平均降水量1324～1551毫米，由平原向山区递增。4～8月份占年降水量的60％以上，且多绵绵细雨，可连续30天之久。8月份以后雨量减少，11月～来年2月降水量很少，占年降水量的18％左右。多年平均陆面蒸发量550～800毫米，水面蒸发量1000～1200毫米，山区蒸发量小，平原蒸发量大。

1.3 项目区水系

区内河流属长江水系，较大的河流有资江、涟水、洢水。其特征详述如下。 （一）、资水

资水又名资江，为湖南省第三大河流。有二源，南源夫夷水源出广西壮族自治区资源县越城龄西麓桐木江，流经资源县域，与梅溪进入湖南省新宁县境。西源赦水出于湖南省城步苗族自治县青界山麓黄马界，流经武冈、洞口、隆回三县。两源于邵阳县双江口汇合。赦水流域面积比夫夷水大36.3％，河长较夫夷水短24.25％，以赦水为干流。两源汇合后，北流经邵阳市新邵、冷水江、新化、桃江、益阳等县市，至益阳市分为两支，北支由杨柳潭入洞庭湖，南支在湘阴县临资口入湘江。长653公里，湖南省境内长630公里。流域面

积28142平方公里，湖南省境内26738平方公里。河口年均流量717立方米/秒。年均含沙量0.089公斤/立方米。不结冰。年均总硬度3.59（德国度）。PH值平均为7.7。耗氧量为1.3毫克/升。河床比降0.44‰。干流自西南蜿蜒流向东北，略成“S”形狭带状。五公里以上支流共821条，湖南省境内771条。由于两岸山脉逼近，支流分布大多短小，积水面积不大。资水干流水道，武冈以上为河源段，长49公里，水流浅窄，陡降陡急。武冈至小庙头为上游，长226公里。小庙头至桃江马迹塘为中游，长271公里。马迹塘以下为下游，河谷开阔，两岸地形低缓，河中多沙滩。流域内多暴雨，水位暴涨暴落，最高水位出现在4～6月，最低水位多出现在1月和10月。水力资源丰富，中游建有拓溪电站和马迹塘水电站。双江口以下可常年通航5吨级以下机船。

（二）、涟水

湘江支流。源出新邵县观音山西南麓，初名骆马江，再名甘溪。流经新邵、涟源、双峰、湘乡、湘潭等市县，于湘河口入湘江，长224公里，流域面积7155平方公里。年均流量138.4立方米/秒。河床比降0.46‰。河宽上游一般为36米，中游95米，下游140米。航道弯曲，礁石和险滩甚多。娄底至湘河口可季节性通航。

在工程区涟水的主要支流有渭水、新涟河、枝杈纵横，流向循北北往南东，分别渡头塘、涟源县城注入涟水主干。

（三）、洢水

又名敷溪，属资水支流。位于安化县东南部。源于浮青乡山溪界，东北流经梅城，柏树坪、大桥、仙溪至小山口，再西北流经张家坪、大仙坪至滔溪，转北流至敷溪村注入资水。长83.8公里。流域面积1120平方公里，年均流量32.65立方米/秒。河床比降1.97‰。梅城以上河宽约29米。梅城至针咀上段宽约40米。针咀上以下段宽约75米。此水属山溪性质，水易涨落。水能资源丰富，有山口、瓦子坪等处水电站。支流有栗木水、漳河、龙溪水、滔溪。其中滔溪源出安化县锯木岭，长48.2公里，流域面积212平方公里，河床比降4.98‰。

（四）、水系图

本项目沿线水系图见附件《沿线水系图》。

1.4 沿线桥涵设计洪水频率

根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）及《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002），本项目沿线桥涵构造物设计洪水频率如下表：

1.5 沿线水文资料的搜集与整理

项目初步设计外业测量阶段进行了较为细致的水文资料搜集工作，收集到的水文资料汇总如下表：

1.6 沿线历史洪水调查

初步设计阶段对沿线历史洪水进行了较为详细的调查，经过对洪水调查资料进行了整理与可靠性评价，沿线历史洪水调查结果整理汇总如下表。

1.7 沿线跨洢水河大桥水文分析

洢水，又名敷溪，属资水支流。位于安化县东南部。源于浮青乡山溪界，东北流经梅城，柏树坪、大桥、仙溪至小山口，再西北流经张家坪、大仙坪至滔溪，转北流至敷溪村注入资水。长83.8公里。流域面积1120平方公里，年均流量32.65立方米/秒。河床比降1.97‰。梅城以上河宽约29米。梅城至针咀上段宽约40米。针咀上以下段宽约75米。此水属山溪性质，水易涨落。水能资源丰富，有山口、瓦子坪等处水电站。支流有栗木水、漳河、龙溪水、滔溪。其中滔溪源出安化县锯木岭，长48.2公里，流域面积212平方公里，河床比降4.98‰。

由于本项目线位（推荐线及比较线）方案多次跨越洢水河，洢水河设计水位可能影响路线跨河桥梁最低桥面标高及沿河路基标高。故本次水文计算对路线跨洢水河桥梁做单独的水文分析计算。

1.7.1 AK76+464 仙溪洢水特大桥

AK线仙溪洢水特大桥位于仙溪镇彭家湾附近，桥梁左幅桥中心桩号AK76+559，桥跨组合（53×40+9×30+3×40+4×30）m预应力砼T梁，起终点为AK75+241～AK77+877，桥长2636m；右幅桥中心桩号AK76+464，桥跨组合（54×40+8×30+3×40）m预应力砼T梁，起终点为AK75+201～AK77+727，桥长2526m。桥梁于AK77+280左右跨越洢水河上原有老桥石坳倒虹桥。

AK75+300左右有一湖南益阳水文水资源勘测局竹溪坡水文站，根据该站提供的有关资料及湖南益阳水文水资源勘测局网站上公布的相关信息：

[竹溪坡水文站] 地处湖南省安化县仙溪镇简家村,东经111°43'，北纬28°16'，集水面积686Km2，干流长度49Km，河床比降2.42％，河床糙率为0.031～0.04，至河口距离35km。测验项目有水位、流量、降水量、蒸发，还有普通测量、水文调查，资料整理、分析、整编等任务。下辖洞市、黄柏界、梅城、清塘、芙蓉、熊家山6个委托观测雨量站。该站为资水一级支流伊溪区域代表站，属省级重要水文站。该站1958年10月由湖南省水文总站设立，一直未有变更。 该站最高历史洪水出现在1969年6月13日，洪峰水位为130.63m。.

（一）设计流量

根据实际情况觉得采用全国水文分区经验公式计算桥位处洢水河的洪峰流量。全国水文分区经验公式的使用范围仅适用于F（流域面积）

由分区平均流量由分区平均流量值，得

Q1%

QCF

n

,C、n值，Cv值和Cs/Cv值，求算

n'

Qp%Q(1Cv)

； 的比

Q2%KF

，根据K，n’值，求算

Q2%

；再由表中

Q1%/Q2%

。

Q0.33%

要求得

值时，则可由Q、Cv、Cs/Cv值查得0.33%值，计算。

Q0.33%Q(1Cv0.33)

洢水河属于资水流域区，全国水文分区编号61。汇水面积采用桥位处的竹溪坡水文站控制流域面积：686.0 Km2。查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.1得：

☆系数 C＝11.95 ☆系数 n＝0.62 ☆系数 K＝31.59 ☆系数 n’=0.59 ☆

Q1%

与

Q2%

的比值：1.10

计算结果为：Q1%1.10Q2%1.1031.59686.00.591638.23m3/s 查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.2及12.3得资水流域区Cv=0.4，Cs/Cv＝2.0。根据上述数据《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表13.2得0.33%2.42。

3

（10.42.42）＝3224.04m/s。 Q0.33%Q(1Cv0.33)1638.23

（二）设计水位

利用桥位处的竹溪坡水文站水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.7.2 AK89+590 七里村洢水大桥

AK线七里村洢水大桥位于梅城镇七里村附近，在AK线仙溪洢水特大桥上游约17.5Km处，桥梁中心桩号AK89+590，桥跨组合（9×40+5×30）m预应力砼T梁，起终点为AK89+332～AK89+848，桥长516m。桥梁于AK89+500左右跨越洢水河。

（一）设计流量

根据实际情况觉得采用全国水文分区经验公式计算桥位处洢水河的洪峰流量。全国水文分区经验公式的使用范围仅适用于F（流域面积）

2

n

QQ(1Cv)QCF由分区平均流量,C、n值，Cv值和Cs/Cv值，求算p%；

n'

由分区平均流量值，得

Q1%

Q2%KF

，根据K，n’值，求算

Q2%

；再由表中

Q1%/Q2%

的比

。

Q0.33%

要求得

值时，则可由Q、Cv、Cs/Cv值查得0.33%值，计算。

Q0.33%Q(1Cv0.33)

洢水河属于资水流域区，全国水文分区编号61。桥位处洢水河断面控制流域面积：418.2 Km2。查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.1得：

☆系数 C＝11.95 ☆系数 n＝0.62 ☆系数 K＝31.59 ☆系数 n’=0.59 ☆

Q1%

与

Q2%

的比值：1.10

0.593

1223.37m/s 计算结果为：Q1%1.10Q2%1.1031.59418.2

查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.2及12.3得资水流域区Cv=0.4，Cs/Cv＝2.0。根据上述数据《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表13.2得0.33%2.42。

3

（10.42.42）＝2407.59m/s。 Q0.33%Q(1Cv0.33)1223.37

（二）设计水位

利用桥位处的实测水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.7.3 B3K75+964 仙溪洢水大桥

B3K线仙溪洢水大桥位于仙溪镇简家村附近，在AK线仙溪洢水特大桥上游约1Km，桥梁中心桩号B3K75+964，桥跨组合（11×40）m预应力砼T梁，起终点为B3K75+741～B3K76+187，桥长446m。桥梁于B3K76+120左右跨越洢水河。

（一）设计流量

由于本桥在AK线仙溪洢水特大桥上游约1Km，两桥位处洢水河断面控制流域面积相差不大，决定本桥设计流量采用AK线仙溪洢水特大桥设计流量如下。

百年一遇洪水设计流量为Q1％＝1638.23m3/s 三百年一遇洪水设计流量为Q0.33％＝3224.04m3/s （二）设计水位

利用桥位处的实测水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.7.4 B6K91+960 岩溪洢水大桥

B6K线岩溪洢水大桥位于梅城镇岩溪村附近，在AK线七里村洢水大桥上游约2.7Km。桥梁中心桩号B6K91+960，桥跨组合（9×40+2×30）m预应力砼T梁，起终点为B6K91+747～B6K92+173，桥长426m。桥梁于B6K90+600左右跨越洢水河。

（一）设计流量

根据实际情况觉得采用全国水文分区经验公式计算桥位处洢水河的洪峰流量。全国水文分区经验公式的使用范围仅适用于F（流域面积）

由分区平均流量

QCF

n

2

,C、n值，Cv值和Cs/Cv值，求算

Qp%Q(1Cv)

；

由分区平均流量值，得

Q1%

Q2%KF

n'

，根据K，n’值，求算

Q2%

；再由表中

Q1%/Q2%

的比

。

Q0.33%

要求得

值时，则可由Q、Cv、Cs/Cv值查得0.33%值，计算。

Q0.33%Q(1Cv0.33)

洢水河属于资水流域区，全国水文分区编号61。桥位处洢水河断面控制流域面积：382.3 Km2。查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.1得：

☆系数 C＝11.95 ☆系数 n＝0.62 ☆系数 K＝31.59 ☆系数 n’=0.59 ☆

Q1%

与

Q2%

的比值：1.10

0.593

1160.27m/s 计算结果为：Q1%1.10Q2%1.1031.59382.3

查《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表12.2及12.3得资水流域区Cv=0.4，Cs/Cv＝2.0。根据上述数据《公路桥位勘测设计规范（JTJ 062-91）》附表13.2得0.33%2.42。

3

（10.42.42）＝2283.41m/s。 Q0.33%Q(1Cv0.33)1160.27

（二）设计水位

利用桥位处的实测水文断面采用形态断面流量法根据设计流量计算设计水位。计算采用院编制水文程序。

（三）桥孔最小净长度

本桥桥孔最小净长度不受水位控制，不做桥孔最小净长度计算。 （四）桥面最低高程

（五）墩台冲刷

1.8 沿线其他桥梁水文分析

沿线桥梁均进行相应设计洪水频率的洪峰流量、设计水位、最短桥长、最低桥面高程及墩台冲刷计算。

1.8.1 设计流量

沿线桥梁水文分析洪峰流量计算分为小流域（F≤100Km）流量与非小流域流量计算小流域流量计算的两种方法介绍如下。

（一）、原交通部交通科学研究院径流简化公式（F≤100Km2）

QphZ2F5

3

4

2

式中：

Qp-------频率为P的洪峰流量（m/s）；

3

h--------径流厚度（mm）；

； Z-------被植物或洼地滞留的径流厚度（mm）； F-------流域面积（Km）

2

-------洪水传播影响洪峰流量的折减系数； 

-------流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数；

-------地貌系数；

-------湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数。

以上各参数取值按《桥涵水文》（景天然编，同济大学出版社 1993）采用。 （二）、交通部公路科学研究所小流域推理公式（F≤100Km）

Qp

Sp

F 0.278n



2

式中：

Qp设计流量（m/s）；

3

Sp设计雨力，可从暴雨分区图查取（mm/h）；

n暴雨递减指数，取1h

，K3(L/I0.5)1，其中L为主河沟的长度（Km），I为主河沟汇流时间（h）的平均坡度（‰），K3为参数；

F——流域面积（Km）；

，K1(SP)损失参数（mm/h）

1

2

，其中K1为土壤分类系数，β1为指数。

1.8.2 设计水位

根据确定的设计流量，选取合适的水文断面，采用断面流量法计算相应频率洪水的设计水位。

1.8.3 桥孔最小净长度

由现场勘察桥位河段的地貌特征和调查的相关资料，根据《河段分类表》（见《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30-2002 附录A）将桥位河段分类，根据各类河段上桥位总体布设的一般要求，确定桥梁孔径的布设依据和桥长的计算方法。桥孔最小净长度计算方法按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002 ）介绍的经验公式法计算，其公式介绍如下：

（1）峡谷河段，可按河床地形布孔，不宜压缩河槽，可不作桥孔最小净长度计算。 （2）开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段，桥孔最小净长度计算公式为：

Qp

LjKqQ

C

n3

BC

式中：

Lj-------桥孔最小净长度（m）； Qp------设计流量（m/s）；

3

； Qc------河槽流量（m/s）； Bc------河槽宽度（m）

Kq、n3-----系数和指数，按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）

3

表6.2.1采用。

（3）宽滩河段，桥孔最小净长度计算公式为：

Qc

Lj 1.19Qqc

t

Qp



0.10

式中：

------水流压缩系数；

qc-----河槽平均单宽流量（m3/s.m）； Qt-----河滩流量（m3/s）。

（4）滩、槽难分的不稳定河段，桥孔最小净长度计算公式为：

LjCpB0

0.24

Q

B016.07

0.3d 

Cp

Qp

Q2%

0.33

式中：

B0-------基本河槽宽度（m）；

Q--------年最大流量平均值（m/s）； d---------河床泥沙平均粒径（m）； Cp-------洪水频率系数；

Q2%-----频率为2%的洪水流量（m3/s）；

Lj

3

1.8.4 桥面最低高程

桥面最低高程计算计算分不通航河流及通航河流桥面最低高程计算，其计算方法如下：

（1） 不通航河流的桥面设计高程计算：

HminHshhjh0

式中：

； Hmin-------桥面最低高程（m）

Hs---------设计水位（m）；

； h-----各种水面升高值总和（m）

hj--------桥下净空安全值（m）；

h0--------桥梁上部构造建筑高度（m），应包括桥面铺装高度。

（2） 通航河流的桥面设计高程除应满足不通航河流的要求外，同时还应该满

足：

HminMAX(Hs

hh

j

h0,HtnHMh0)

式中：

Htn-----设计最高通航水位（m）；

，其余参数含义同上。 HM-----通航净空高度（m）

以上各参数取值按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第6.4条规定采用。 H1.8.5 墩台冲刷

（一）、墩台一般冲刷

项目区域河床都属于非粘性土河床，利用64-2简化公式计算墩台一般冲刷，公式介绍如下：

Q2

hp1.04Ad

Qc

Q2

QcQcQt1

0.90

Bc



1B

cg

0.66

hcm

Qp

Bz

Ad

H

z

0.15

式中：

hp-------桥下一般冲刷后的最大水深（m）； Qp------频率为P%的设计流量（m3/s）；

Q2

Qc

------河槽部分通过的设计流量（m3/s）； ------天然状态下河槽部分的设计流量（m3/s）；

3

Qt1------天然状态下桥下河滩部分的设计流量（m/s）；

Bcg------桥长范围内的河槽宽度（m），当河槽可能扩宽至全桥时取用桥孔长度；

Bz-------造床流量下的河槽宽度（m），对复式河床可取平滩水位时河槽宽度；

------设计水位下，在B宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值；

cg

------桥墩水流 侧向压缩系数；

； hcm-----桥下河槽最大水深（m）

Ad-----单宽流量集中系数；当Ad>1.8时，可采用1.8；

（m），对复式河床可取平滩水位时河槽平均水深。 Hz-----造床流量下的河槽平均水深

以上各参数取值按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第7.3条规定采用。 （二）、墩台局部冲刷

项目区域河床都属于非粘性土河床，利用65-1修正公式计算墩台局部冲刷，公式介绍如下：

当V≤V0时，hbKK1B1

0.6

V

V0'

n1

VV0'0.6

 当V>V0时，hbKK1B1VV0'VV' 00hp

 V00.0246d

0.14



10hp

332d0.72

d



 

11

 K10.80.150.45

ddd V0'0.462B1

Vn10

V

0.25d

0.19

 

0.06

V0

式中：

hb

------桥墩局部冲刷深度（m）； ------墩形系数；

-------桥墩计算宽度（m）； ------一般冲刷后的最大水深（m）；

K

B1

hp

d-------河床泥沙平均粒径；

V------一般冲刷后墩前行近流速（m/s）；

V0

------河床泥沙起动流速（m/s）； ------墩前泥沙起冲流速（m/s）；

V0'

K1-----河床颗粒影响系数；

n1--------指数。

以上各参数取值按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第7.4条规定采用。 （三）、墩台冲刷深度

1.9 沿线涵洞水文分析

1.9.1 涵洞设计流量

根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）第8条有关规定，结合本地区具体情况以及涵洞所处位置都属于小流域的特点，决定采用原交通部交通科学研究院小流域径流简化公式（F≤100Km）计算涵洞设计流量，计算公式介绍如下：

QphZ2F

53

4

2

式中：

Qp-------频率为P的洪峰流量（m3/s）；

h--------径流厚度（mm）；

Z-------被植物或洼地滞留的径流厚度（mm）； F-------流域面积（Km）；

2

-------洪水传播影响洪峰流量的折减系数； -------流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数；

-------地貌系数；

-------湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数。

以上各参数取值按《桥涵水文》（景天然编，同济大学出版社 1993）采用。

交通部公路科学研究所小流域推理公式（F≤100Km）计算涵洞设计流量，计算公式介绍如下：

Qp

Sp

0.278nF 

2

式中：

Qp设计流量（m/s）；

3

Sp设计雨力，可从湖南省暴雨分区图查取（mm/h）；

n暴雨递减指数，取1h

0.51

，K3(L/I)，其中L为主河沟的长度（Km），I为主河沟汇流时间（h）

的平均坡度（‰），K3为参数；

F——流域面积（Km2）；

，K1(SP)损失参数（mm/h）

1

，其中K1为土壤分类系数，β1为指数。

1.9.2 涵洞孔径

根据计算得出的涵洞设计流量，进行涵洞孔径计算，采用同济大学出版社景天然编著的《桥涵水文》介绍的方法进行计算，其计算方法介绍如下：

Qk

2gH0hk

Q

Vk

k

H0hk

Vk

22

2g

V0

2

HH0

2g

式中： Q-----过涵流量（m3/s）；

hk、Vk、Wk-----涵洞进口附近临界断面的水深（m）、流速（m/s）和过水面

积（m）；

H----涵前水深（m）；

2

V0----涵前行近流速（m/s）；

H0---涵前总水头（m）；

因涵洞进水口的局部水头损失而引起；箱涵、盖板涵，----流速系数，=0.95；

拱涵、圆管涵，＝0.85；

1

----压缩系数，考虑涵洞进水口对水流的侧向压缩，

，其中为流

速分布系数；无压力式涵洞一般取＝1,则＝1；对于拱涵，有升高管节者取＝1,则＝1，无升高管节者取＝1.1,则＝0.96；

g----重力加速度，取9.81m/s。

2

根据涵洞的实际工作条件，作了下列的规定和假设：

1、

无压力式涵洞进水口处的水面和涵顶之间要保持一个最小净空高度，的取值可根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）表8.4.1采用；

2、

从涵前水深H至进水口水深H'的降落系数取0.87，而H'h，所以

h0.87

H。

3、 4、

收缩断面的水深hc0.9hk； 涵前的行近流速

V00,

,即

H0H

；

Vmax

5、 涵洞出口处或收缩断面处的最大允许流速

,规定为：净跨L0=0.5～

1.5m的拱涵、盖板涵，用Vmax＝4.5m/s；L0=2.0~4.0m的拱涵、盖板涵以及所有的圆管涵， 则用Vmax＝6.0m/s。

1.10 对沿线桥涵水文分析结果的校核与印证 1.11 本次水文分析的结论与建议 1.12 附表

 （一）、《沿线水系图》（共1页）

 （二）、《沿线大、中桥设计流量计算结果一览表》（共×页）

 （三）、《沿线大、中桥设计水位、桥面最低高程及桥孔最小净长度计算结果一览表》

（共×页）

 （四）、《沿线大、中桥梁墩台冲刷计算结果一览表》（共×页）  （五）、《沿线涵洞水文计算结果一览表》（共×页）

1.13 参考文献

★《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）交通部 人民交通出版社 ★《内河通航标准》GB 50139-2004

★《公路桥位勘测设计规范》（JTJ 060-91）交通部 人民交通出版社 ★《铁路工程设计手册 桥涵水文》 铁三院 人民铁道出版社 ★《桥涵水文（第二版）》 张学龄 人民交通出版社 ★《桥位勘测设计》 高冬光 人民交通出版社

★《二连浩特至广州国家高速公路湖南境常德至梅城段公路工程可行性研究报告》 中交第一公路勘察设计研究院