设计

4.1.4.4防洪堤设计

4.1.4.4.1总布置

根据4.1.4.2所述布置原则，经过优化布置，分陶村段、项湾段、泽村段、章岸段、大溪口段、马口段等6段，合计护岸平面长度7.11km，详情见表4-3。

表4-3 护岸长度统计表

溪段 序号 1 2 3 陶村段 4 5 6 7 1 2 3 项湾段 4 5 6 7 1 2 泽村段 3 4 5 1 2 起点桩号 左K0+150 左K2+560 右K0+150 右K0+370 右K0+665 右K2+116 右K2+560 小计 左K3+246 左K3+700 左K3+910 左K4+336 左K4+857 右K3+121 右K3+585 小计 左K5+364 左K7+145 左K7+608 右K5+560 右K6+900 小计 章岸段 左K8+900 左K9+100 左K9+000 左K9+116 左K5+641 左K7+315 左K7+788 右K5+860 右K7+315 左K3+677 左K3+855 左K4+174 左K4+513 左K4+963 右K3+346 右K3+679 终点桩号 左K0+339 左K2+867 右K0+351 右K0+421 右K0+908 右K2+291 右K2+885 长度(m) 189 307 201 51 243 175 325 1491 431 155 264 177 106 225 94 1452 277 170 180 300 415 1342 100 16 溪段 序号 3 4 5 6 1 起点桩号 左K10+044 左K10+478 右K8+580 右K10+478 小计 左K0+350 右K0+420 小计 左K2+380 左K3+180 小计 合计 终点桩号 左K10+378 左K10+814 右K8+893 右K10+738 左K0+730 右K0+790 左K2+600 左K3+676 长度(m) 334 336 313 260 1359 380 370 750 220 496 716 7110 大溪口段 2 1 马口段 2

4.1.4.4.2 典型护岸工程设计

【特别说明：防洪堤工程的结构设计，以荆州段为例，设计如后。】

4.1.4.4.2.1 流域概况与河道参数

防洪堤工程上游起始段为陶村段，桩号k2+870断面以

2

上集水面积15.7km（从1/10000地形图中勾绘、量算而得），

主流长度6.94km，平均坡降12.23‰,下垫面条件类别Ⅲ。河槽参数由1/10000地形图查算，成果见表4-4。

水文地理参数计算成果表

表4－4

工程名称： 陶村段 一、至k2+870m断面处 1、流域面积F(平方公里) 2、河道主流长度L(公里) 3、河道平均坡降 编号 单位 1 2 3 4 5 6 合计 高程 m 227.12 15.7 6.94 0.01223 高差 (hn-1+hn) 各河段长Ln 累积河长 (hn-1+hn)Ln m 0 m 0 18.23 51.31 101.21 144.31 199.08 km 0.00 1.84 1.55 1.78 1.05 0.72 6.94 km 0.00 1.84 3.38 5.17 6.21 6.94 m.km 0 33.49 79.27 180.46 150.95 144.13 588.30 245.35 18.23 260.20 33.08 295.25 68.13 303.30 76.18 350.02 122.9 4、平均坡度J(‰) 12.23 4.1.4.4.2.2气象

工程流域内无气象观测站，根据永康市气象站资料统计，多年平均气温16.97℃，极端最高气温41.9℃（出现在7月），极端最低气温-12.3℃（出现在1月），实测最大风力为16.0m/s。年平均降水量1640.9mm，冬季为西北风，夏季为东南风。

流域地处浙江西南部，属亚热带季风气候区，受季风影响显著，降水具有明显的季节性变化。春末夏初形成连续锋

面阴雨天气，常称为梅雨期，易发生洪涝灾害，夏秋季节受太平洋副热带高压控制，相对干旱少雨。7～10月时受热带风暴或台风影响，局部地区多雷阵雨，会产生大暴雨及洪水。10月至次年4月为非汛期，较少暴雨洪水发生。

本流域缺乏实测暴雨和洪水资料，考虑工程集雨面积较小，设计暴雨采用浙江省水文勘测局2003年2月版《浙江省短历时暴雨》图集成果。 4.1.4.4.2.3 设计暴雨

一、点雨量

点雨量由《浙江省短历时暴雨》图集（2003）查得：H10min=18mm，H1=40mm，H6=65mm，H24=95mm。

二、面雨量均值

由于计算断面以上的区间集雨面积（F）为15.7k㎡，根据《浙江省短历时暴雨》图集（2003）规定，求得面雨量均值。面雨量均值成果见表4-5。

表4-5 面雨量均值成果表 历时 流域中心10min 流域中心60min 流域中心6h 流域中心24h

点雨量均值(mm) 18 40 65 95 点面系数 0.959 0.959 0.991 0.998 面雨量均值(mm) 17.3 38.4 64.4 94.8 三、各历时暴雨

查《浙江省短历时暴雨》图集（2003）得到各历时变差系数Cv值，然后由以上参数和Cs/Cv＝3.5，查模比系数KP值表，按公式HP=KPH= H (1+φPCv)计算各历时暴雨量，各历时暴雨成果见表4－6。

表4-6 各历时暴雨（毛雨量）成果表

历时 项目 集水面积（km2） 面雨量均值（mm） 变差系数Cv 偏态系数Cs(Cs/Cv=3.5) P= 查P～Ⅲ曲线模比系数 Kp P= 10% 20% 17.3 0.38 1.33 1.509 1.272 15.7 38.4 0.43 1.51 1.573 1.296 1.081 64.4 94.8 0.45 1.58 0.47 1.65 10min 60min 6hr 24hr 1.598 1.623 1.305 1.314 1.079 1.076 P= 33.33% 1.083 P= 设计面雨量(HP)（mm） P= 10% 20% 26.1 22.0 18.7 60.4 102.9 153.9 49.78 84.06 124.54 41.5 69.5 102.0 P= 33.33%

四、设计雨型及其分配

设计暴雨的雨型、时程分配，采用《浙江省短历时暴雨》图集（2003）中的方法。其中暴雨衰减指数、雨型分配原则、时段雨量计算分述如下：

（1）暴雨衰减指数

暴雨衰减指数分段计算，不同频率暴雨衰减指数nP值，采用下列公式计算：

当ti在10min～1hr之间，n10,60=1+1.285lg(H10/H60)

当ti在1hr～6hr之间，n1,6=1+1.285lg(H1/H6) 当ti在6hr～24hr之间，n6,24=1+1.661lg(H6/H24) 各时段暴雨衰落指数见表4-7

表4-7 各时段暴雨衰减指数

时段 10~60min 频率 P= P= P= 10% 20% 33.33% 0.532 0.544 0.556 0.703 0.708 0.712 0.710 0.716 0.723 1~6hr 6~24hr （2）24小时暴雨雨型分配

24小时暴雨雨型分配原则按照《浙江省短历时暴雨》图集（2003）中的规定，即：将H24按时程划分为24/t个时段（t为单位时段），当t取1hr时，各时段雨量排列规则如下：

老大项排在第18时段（即24h时程的3/4位置），老二项排在老大项左边，即第17时段，其余各段雨量按大小顺序，奇数项时段雨量排在左边，偶数项时段雨量排在右边，右面排满第24小时段，余下各时段雨量按大小依次向左边排列。

（3）时段雨量

第ti时刻的暴雨量按下列公式计算： 当ti在1～6hr之间时，Hi=H6(ti/6)1-n1,6 当ti在6～24hr之间时，Hi=H24(ti/24)1-n6,24

相邻时刻（ti）雨量之差值，即为各时段雨量，排列原则如上述24h雨型分配。

4.1.4.4.2.4 设计洪水

一、产流计算

设计流域属我省南方湿润地区，主要产流方式为蓄满产流（也称超蓄产流），即在土壤满足田间水量以前不产流，所有的降水都被土壤吸收；而在土壤满足田间持水量后，所有的降水（减去同期的蒸散发）都产流。

在设计条件下，产流计算采用扣损法，其中：初损取值19.5mm，后损按1mm/h计。

二、汇流计算

计算断面以上集雨面积为15.7km2，小于50km2，因此本次汇流计算采用浙江省推理公式法，推求洪峰流量，其中设计流域的地理参数成果见表4-8。

表4－8 流域地理参数表(浙江省推理公式法)

集水面积 主流长度 平均纵坡 下垫面地理参数 下垫面类别 汇流参数 F L J θ m km2 km 15.7 6.94 0.01223 30.10 Ⅲ 0.78 浙江省推理公式如下： Qm=0.278×ip×F τ=0.278L /（mJ Qm） 式中：

Qm——洪峰流量（m/s） ip——净暴雨强度（mm/h）

1/3

1/4

F ——集雨面积（k㎡）

τ ——汇流历时（h）；τ=0.278L/(mJQm) m ——汇流参数，经计算为0.78； θ——下垫面地理参数； 下垫面条件分类类别：Ⅲ； L——主河道长（km）； J——主河道平均比降。

汇流计算参数及洪峰流量成果见表4-9。

表4-9 洪峰流量成果表

频率P (%) P=10% P=20% P=33.33% 汇流时间τ (h) 3.37 3.61 3.86 洪峰流量Qm (m3/s) 104.00 79.30 60.80 1/3

1/4

4.1.4.4.2.5 水深～流量关系

将设计河段的首、尾断面，按实测的主流河床面高程等水力学参数，进行棱柱体概化，按规范公式进行计算，求得设计河段的水深与洪峰流量的关系曲线，计算公式如下：

Q=ACRJ ，式中：

Q—河道计算断面流量，m3/s；

A－河道过水断面面积，A=（b+mh）h，㎡；

11/6

C—谢才系数， C= R；

n

(b+mh)h

R—水力半径（m），R=A/χ＝ ； 2

(b+2h1+m )Χ－湿周，m； J－河床坡降； m—坡率，m=0.3； n—糙率系数， b—河道底宽，m； h—水深，m。

水深～流量关系成果如表4-10

表4－10 水深～流量关系成果表 桩号 设计频率 改造断面 水深流量临界水糙率 纵坡 流态 底宽边坡（m） （m3/s） 深（m） （m） （m） P=10% 左K0+150 左K0+339 右K0+665 右K0+908 右K2+116 右K2+560 右K2+880 设计频率 左K0+150 左K0+339 右K0+665 右K0+908 右K2+116 右K2+560 右K2+880 设计频率 左K0+150 左K0+339 右K0+665 右K0+908 右K2+116 右K2+560 右K2+880

10 11 12 11 13 21 14 10 11 12 11 13 21 14 10 11 12 11 13 21 14 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 1.15 0.03 0.015 1.38 0.03 1.58 0.04 1.88 0.04 2.32 0.04 1.63 0.03 2.14 0.03 P=20% 0.96 0.03 1.15 0.03 1.3 0.04 1.6 0.04 1.94 0.04 1.37 0.03 1.8 0.03 P=33.3% 0.8 0.03 0.96 0.03 1.09 0.04 1.29 0.04 1.648 0.04 1.17 0.03 1.55 0.03 47.24 1.30 急流 缓流 缓流 缓流 缓流 缓流 缓流 急流 缓流 缓流 缓流 缓流 缓流 缓流 急流 缓流 缓流 缓流 缓流 缓流 缓流 0.007 47.79 1.23 0.007 48.81 1.18 0.005 49.38 1.26 0.008 104.38 1.85 0.005 105.05 1.36 0.005 105.06 1.77 0.015 35.40 1.08 0.007 35.74 1.02 0.007 35.78 0.96 0.005 38.30 1.07 0.008 78.75 1.53 0.005 79.34 1.13 0.005 79.89 1.48 0.015 26.41 0.89 0.007 26.76 0.84 0.007 26.99 0.80 0.005 27.21 0.85 0.008 60.82 1.30 0.005 61.43 0.95 0.005 62.97 1.26 4.1.4.4.2.6工程地质

目前，根据业主提供的河床、河岸地层情况，砂卵石覆盖层厚较小，河岸耕作层以下多为砂砾土，地层构造比较简单，河床冲刷层也已基本稳定。鉴于此，在业主未提供地质勘察报告的情况下，按照以往设计经验，粗估地质参数进行设计。

因此，在建设过程中，将根据开挖后所揭露的底层情况，再行复核。

4.1.4.4.2.7 工程等级、防洪标准及稳定安全系数

陶村段防洪堤工程以保护耕地为目的，防护区耕地面

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