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      龍門縣金山工業(yè)園箱涵過流能力復(fù)核分析

      2011-06-14 02:29:04梁雪霞
      科技傳播 2011年10期
      關(guān)鍵詞:箱涵

      梁雪霞

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

      關(guān)鍵詞 箱涵;洪水計算;過流能力;復(fù)核

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

      0引言

      龍門縣金山工業(yè)園位于省道119線和244線金龍大道之間。園區(qū)總體規(guī)劃面積為1 080hm2。龍門縣金山工業(yè)園是一個以生產(chǎn)為主,兼具服務(wù)、居住等多功能一體的產(chǎn)業(yè)新城。

      金山工業(yè)園在排水控制方面要做到“選好產(chǎn)業(yè)控制水、控制人口治好水、選準(zhǔn)路線排好水”。園區(qū)規(guī)劃擬建鋼筋砼箱涵,主要任務(wù)是將園區(qū)東北面的山水大坑冚水和園區(qū)水排出。為充分發(fā)揮園區(qū)擬建箱涵工程的作用,滿足園區(qū)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(fù)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(qū)的工業(yè)四路排至工業(yè)七路。工業(yè)四路至工業(yè)七路園區(qū)內(nèi)縱橫設(shè)置排水管,并將園區(qū)水排至擬建箱涵排出。金山工業(yè)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(shè)在工業(yè)四路上側(cè)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(shè)在工業(yè)七路,出口設(shè)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(biāo)準(zhǔn)

      根據(jù)工程規(guī)模和保護范圍為小型工業(yè)園區(qū)工程,按國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94),該園區(qū)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(biāo)準(zhǔn)為20年一遇(P=5%)洪水標(biāo)準(zhǔn)。但結(jié)合龍門縣實際情況及園區(qū)規(guī)劃建設(shè),金山工業(yè)園防洪標(biāo)準(zhǔn)提高為50年一遇(P=2%)洪水標(biāo)準(zhǔn)。

      2.2水文基本資料

      由1/10000地形圖上量得金山工業(yè)園集雨面積F=2.65km2。

      2.3設(shè)計洪水計算

      設(shè)計洪水計算方法采用設(shè)計暴雨推求設(shè)計洪水,有關(guān)的參數(shù)查2003版《廣東省暴雨參數(shù)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(shè)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(yè)園的來水集雨面積小于10km2,依據(jù)《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(guī)定,除水庫工程外,集水面積小于10km2的其它工程,仍采用現(xiàn)行洪峰流量經(jīng)驗公式,故金山工業(yè)園設(shè)計洪峰流量的推求采用洪峰流量經(jīng)驗公式進行計算。

      洪峰流量經(jīng)驗公式:

      式中:

      C2-經(jīng)驗系數(shù),當(dāng)P=5%時,C2=0.046;P=2%時,C2=0.05;

      F-集雨面積, km2;

      H24P-24小時對應(yīng)頻率暴雨值。根據(jù)《廣東省暴雨參數(shù)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(yè)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(yè)園 2.65 32.60 41.92

      3擬建箱涵過流能力復(fù)核計算

      從上述洪水計算得出,金山工業(yè)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?,F(xiàn)就金山工業(yè)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(fù)核計算。

      擬建鋼筋砼箱涵縱向坡降按實測縱坡i=1.26/100設(shè)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(shè)計流量(m3/s);

      ω-斷面面積(m2),ω=bh;

      C-謝才系數(shù)(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(jīng)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(jié)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(yè)園區(qū)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(shè)置消能防沖設(shè)施,確保園區(qū)正常安全運行。

      參考文獻

      [1]朱春陽,胡正福,徐威.修山水閘消能防沖試驗研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電,2010(11).

      [2]王均星,馮艷.倒U型泄洪洞水力特性試驗研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2010(6).

      [3]李布靂,盤春軍,羅秉珠.萬家口子水電站泄洪消能布置優(yōu)化研究[J].紅水河,2010(6).

      [4]林金海.雨水檢查井局部損失對雨水系統(tǒng)過流能力的影響[J].中國給水排水,2010(20).

      注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”

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