坡面水系工程水文水利計算

鄧智予劉瑩

（1貴州省水利水電勘測設計研究院 貴州貴陽 550002 2貴州黔水科研試驗測試檢測工程有限公司 貴州貴陽 550002）

坡面水系工程水文水利計算

鄧智予1劉瑩2

（1貴州省水利水電勘測設計研究院 貴州貴陽 550002 2貴州黔水科研試驗測試檢測工程有限公司 貴州貴陽 550002）

坡面水系工程是控制控制坡面水土流失的重點，其通過調(diào)整和控制坡面徑流實現(xiàn)工程控制。坡面水系工程水文水利計算是整個工程調(diào)控的依據(jù)，本文作者通過分析導致坡面水土流失的原因，分析坡面水系工程水文計算和水利計算。

坡面徑流；坡面水系工程；水文水利計算

坡面水系工程主要作用是減少或阻止坡面水土流失，造成坡面水土流失的主要因素就是坡面徑流，所以坡面水系工程設計的重點是減少坡面徑流。坡面水系工程水文水利計算是其工程進行的前提，通過對工程各部分項目通過公式計算來確定設計方案，所以水文水利計算的精確度非常重要，需要綜合多年設計經(jīng)驗和推理公式科學合理的進行。

1 坡面水土流失的原因及坡面水系工程的功能

坡面水土流失受多種因素影響，當雨滴擊落在坡面時，對坡面的土壤造成一定程度的破壞，土粒相互分離產(chǎn)生位移。坡面徑流作用下土壤位移變大，甚至呈現(xiàn)懸浮狀的位移現(xiàn)象，有時也出現(xiàn)跳躍狀和滾動狀。隨著土壤被水流搬移，最終到達最低處或水庫下游。有的受到攔截后土壤被沉積下來。坡面水土流失受雨水、土壤性質(zhì)、地勢特點、植被情況等多種因素影響。最直接的影響因素是坡面徑流，它是產(chǎn)生土壤位移的主要動力。坡面徑流的形成是坡面的水分在經(jīng)過滲透作用、蒸發(fā)作用、植物吸收等作用后剩余的存在坡面表面的流動水體，徑流的速度、大小都直接影響坡面水土流失情況[1]。

坡面水土流失的防治主要通過坡面水系工程來實現(xiàn)，通過攔截、引導、蓄水、灌水、排水等各項工程減少坡面水土流失現(xiàn)象，這是坡面水系工程的主要功能。坡面水系工程能夠控制坡面徑流的方向及流量，減少徑流對坡面土壤的沖刷作用，不僅能夠減少水土的流失，還能夠灌溉梯田、增強農(nóng)田抗旱能力，排出多余的洪水，防止泥沙的堆積，保護農(nóng)田生產(chǎn)。

2 坡面水系工程水文計算分析

坡面水系工程水文計算是一項復雜的工程，涉及到整體工程的整體布局和規(guī)模規(guī)劃，具有承上啟下的作用。坡面水系工程水文計算是根據(jù)工程設計標準對各個部分的工程的洪峰流量進行精確的計算，為工程提供可靠有效的依據(jù)，對整體水系工程來說意義重大。計算方法一般根據(jù)經(jīng)驗和推理公式來完成，主要包括截水溝水文計算和排水溝水文計算兩方面，下面對其具體分析[2]。

2.1 截水溝水文計算

截水溝是梯田與上部林地相交的地方，截水溝和排水溝相通，其尺寸大小由上部集雨面積和總的降水量決定。其計算方法有兩個，第一是經(jīng)驗公式計算方法。這種計算方法主要依據(jù)水文部門的經(jīng)驗資料，通過查閱部分流域設計洪峰流量公式可進行計算，這種方法簡單方便，但是由于此公式是通過經(jīng)驗總結(jié)得出的，所以存在一定的誤差。其中洪峰流浪由降雨、匯流組成的河道形成洪峰，而截水溝的洪峰流量形成時間短，實際值要比計算值偏大，所以設計時要考慮此因素。第二是推理公式計算法。主要是結(jié)合水文部門編著的《暴雨洪水計算手冊》進行推理的，在公式中不考慮地下的徑流過程，主要考慮凈雨過程和徑流過程，兩個過程直接過度通過洪水過程線查出洪峰流量值[3]。

2.2 排水溝水文計算

排水溝與截水溝相連，中間連接梯田溢流口、蓄水池，排水溝下方還與山塘相連。隨意排水溝水文計算相對要復雜一些。一般為了精確計算結(jié)果，排水溝水文計算選用推理公式方法計算，在計算過程中要包括其溢流水量和下泄水量，除去蓄水池和沉沙池攔截部分，通過公式進行項目區(qū)域洪水總量的計算，設計洪水過程。在這當中還要除去蓄水減少的過程量，最終得到的洪峰流量就是排水溝所需計算的洪峰量。

3 坡面水系工程水利計算分析

坡面水系工程水利計算是根據(jù)水文計算得出的洪峰流量以及工程的設計特點而計算得出的工程結(jié)構(gòu)尺寸等，因此上一步的水文計算非常重要，其精準性關系到下一步工程設計的細節(jié)。

3.1 截排水溝水利計算

截排水溝水利計算公式主要依據(jù)水土治理技術(shù)規(guī)范進行，主要針對小型的蓄水、排水工程，期限設置為十年，最大降水量以24 h為最大限度。公式中涉及截排水溝過水斷面面積、上一步驟中洪峰流量以及水力半徑等。通過公式計算能夠求出截排水溝過水面積。但是在實際的計算過程中，截排水溝的寬度以及型式無法精確的計算出來，只能通過其他設計參數(shù)進行估算，最終設定近似結(jié)果進行設計，通過參數(shù)試算出過水深。

3.2 蓄水工程水利計算

坡面水系工程中的蓄水工程主要包括蓄水池和山塘，它們的主要作用是農(nóng)田的灌溉和對洪峰調(diào)蓄。這種蓄水工程具有區(qū)域性質(zhì)，例如南方地區(qū)降雨量充足，灌溉需求量少，其容積設定就要根據(jù)其灌溉要求來確定，只有來水量不足時才能使用其進行水量控制。根據(jù)推算公式，蓄水工程的山塘容積由近壩水深、水寬、水面的長度決定。當來水量不足以用來灌溉時，蓄水池的設計公式也相應變化，由暴雨降水量、集雨面積以及徑流系數(shù)決定。

4 結(jié)語

坡面水系工程通過分散坡面徑流以及聚集徑流相結(jié)合的方式進行坡面水土流失的綜合治理，其水利水文計算作用非常重要。通過精確的計算進行坡面工程結(jié)構(gòu)科學、合理的設計，精確結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造類型才能最大程度上的發(fā)揮治理作用，有效的保證治理效果。

[1]楊文榮,鄭小斌,胡明強.紅壤坡面水系防護工程設計與建設及其生態(tài)作用[J].亞熱帶水土保持,2011(03).

[2]左長清.水蝕地區(qū)坡面水土流失阻控技術(shù)研究[A].中國水土保持學會科技協(xié)作工作委員會2011年年會交流材料[C].2011.

[3]王建,吳詠,王艷,陶陽.建立小流域坡面水系工程骨架的防災治理技術(shù)[J].中國減災,2013(03).