公路養(yǎng)護(hù)應(yīng)關(guān)注環(huán)境變化對(duì)橋涵水文的影響

沈艷紅（漳州市先行交通建設(shè)有限公司）

公路養(yǎng)護(hù)應(yīng)關(guān)注環(huán)境變化對(duì)橋涵水文的影響

沈艷紅
（漳州市先行交通建設(shè)有限公司）

人為改變地理環(huán)境，勢(shì)必改變流域水文和匯水洪峰流量，威脅原有公路橋涵安全。僅憑結(jié)構(gòu)完好率不足以評(píng)價(jià)橋涵防毀能力。公路養(yǎng)護(hù)應(yīng)將橋涵匯水流域環(huán)境變化對(duì)橋涵水文的影響納入路況調(diào)查范圍，盡可能提早發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)，以便采取對(duì)應(yīng)措施，預(yù)防橋涵水毀。

公路養(yǎng)護(hù)；橋涵水文；防毀措施

1　前言

我國(guó)改革開放以來，基礎(chǔ)建設(shè)全面鋪開。公路交通的便捷條件促進(jìn)了原有公路沿線兩側(cè)土地功能的自動(dòng)置換?；A(chǔ)建設(shè)改變地形地貌，破壞地理環(huán)境，流域水文隨之變化，原有公路橋涵的匯水洪峰流量跟隨變化，威脅橋涵安全。公路養(yǎng)護(hù)部門應(yīng)服從經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，相應(yīng)擴(kuò)大養(yǎng)護(hù)職能，將土地使用功能的置換過程造成橋涵匯水流域地理環(huán)境變化，改變橋涵水文狀況的程度納入路況調(diào)查范圍，預(yù)警潛在危險(xiǎn)，對(duì)應(yīng)采取預(yù)防措施，避免橋涵水毀。

2　影響小流域洪峰流量的主要因素

確保小橋涵在設(shè)計(jì)洪峰流量沖擊下不致水毀，是公路養(yǎng)護(hù)部門的主要職責(zé)之一。小流域洪峰流量的形成與大中河流流域洪峰流量的形成是不相同的。小流域的洪峰流量比較突出地或靈敏地反映于各單項(xiàng)因素的影響。核定小橋涵洪峰流量，一般是從小流域洪峰流量的形成入手，重點(diǎn)分析產(chǎn)流與匯流兩個(gè)方面的影響。

影響產(chǎn)流的主要因素：①暴雨強(qiáng)度，與地理氣候條件相關(guān)；②暴雨在流域地面上的損失。影響暴雨損失的因素是多種多樣的。它們包括流域地形地貌、土質(zhì)、土壤、植被，以及地理氣候等因素。植被對(duì)降水的攔蓄，農(nóng)田塘壩對(duì)徑流的攔截和地表水下滲與蒸發(fā)等因素，均造成暴雨的損失，對(duì)洪峰流量的形成產(chǎn)生重大影響。流域的植被與土壤或其他自然條件，可能在相隔很近的兩個(gè)流域上截然不同，而造成它們徑流強(qiáng)度的明顯差別。如暴雨落在透水性很強(qiáng)的砂土地面上，往往不會(huì)產(chǎn)生水流；而在不透水的石質(zhì)地面上，則會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度很大的水流。

影響小流域匯流的主要因素，包括流域的地形特征與地貌特征，流域的面積和形狀等幾何特征，河槽與山坡流程的坡度與長(zhǎng)度，以及與糙率有關(guān)的特征參數(shù)。如果暴雨特征為某一定值，洪峰流量的形成就取決于地面自然地理?xiàng)l件，首先是暴雨在流域地面上的損失。扣除損失后的凈雨，在重力作用下發(fā)生流動(dòng)，形成徑流。徑流集合為匯流。

我們把雨量與暴雨損失結(jié)合起來作為產(chǎn)流條件，其余與匯流有關(guān)的流域自然地理因素并為匯流條件，這樣凈雨與流域匯流運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面就是洪峰流量形成的主要矛盾。對(duì)小流域洪峰的形成而言，暴雨損失與洪峰流量此消彼長(zhǎng)。

3　核定小流域暴雨洪峰流量的主要技術(shù)參數(shù)

核定小流域洪峰流量的推算方法有好多種。在實(shí)際工作中，小流域的洪峰流量計(jì)算多采用推理公式或經(jīng)驗(yàn)公式。本文采用原交通部科學(xué)研究院制定的徑流簡(jiǎn)化公式：

Qp=ψ0（h-z）3/2F4/5β·γ·δ

式中：

Qp——頻率為P的洪峰流量（m3/s）；

h——徑流厚度，與流域的地理區(qū)位、土壤類別、匯流時(shí)間和流域面積大小相關(guān)；

z——植被或洼地?cái)r蓄滯留的徑流厚度（mm），與地面特征（指植被類型、植物疏密、林木的郁閉度、耕地類型、泥沼阻塞等）相關(guān)；

F——流域面積（km2），即流域的分水線和出口斷面（即橋位或涵位）所包圍的面積，或稱集水面積，與流域的開合類型有關(guān)；

β——洪水傳播影響洪峰流量的折減系數(shù)，與流域面積重心至橋位（涵位）的距離、流域的幾何特征（羽狀或扇狀）和地形特征（平地、丘陵、山地、山嶺）相關(guān)；

γ——流域內(nèi)降雨不均勻影響洪峰流量的折減系數(shù)，與匯流時(shí)間、流域的長(zhǎng)度或?qū)挾?，以及流域的氣候等因素相關(guān)；

ψ0——地貌系數(shù)，與流域地形、主河溝平均坡度和流域面積相關(guān)；

δ——湖泊或小水庫(kù)調(diào)節(jié)作用影響洪峰流量的折減系數(shù)，與流域內(nèi)湖塘水庫(kù)所控制的匯水面積與流域集水面積的分布比例相關(guān)。

4　小流域地理環(huán)境變化影響洪峰流量，危及原有橋涵安全

小流域地理環(huán)境的變化改變了橋涵水文狀況，可能導(dǎo)致洪峰流量超出小橋涵設(shè)計(jì)排洪能力，威脅橋涵安全。公路養(yǎng)護(hù)部門應(yīng)在調(diào)查登記路況、檢查橋涵結(jié)構(gòu)完好率的同時(shí)，一并調(diào)查記錄小橋涵流域地理環(huán)境改變程度，分析橋涵水文因應(yīng)變化，核定小橋涵服役狀態(tài)。調(diào)查登記的主要內(nèi)容，應(yīng)包括與計(jì)算小流域洪峰流量有關(guān)、與核定計(jì)算參數(shù)相關(guān)的各項(xiàng)要素，重點(diǎn)調(diào)查記錄以下幾個(gè)方面的變化情況：

（1）流域面積（F）變化。改變流域面積的主要成因：①土地開發(fā)變遷流域周界，直接擴(kuò)大或縮小流域匯水面積；②水利溝渠攔截切割流域面積，溢洪口調(diào)撥匯水流量，間接改變流域面積；④新修公路或鐵路，邊溝截水調(diào)撥匯水流量，間接改變流域面積；

（2）流域地形地貌變化。主要成因：①土地開發(fā)削丘填壑，填池筑路，或改變地面坡度和坡面傾向；或改變流域開合類型和徑流匯水流向；或改變主河溝平均坡度，延長(zhǎng)或縮短匯流時(shí)間，影響匯流過程；或改變湖塘水庫(kù)面積的分布比例；②農(nóng)田基本建設(shè)平丘并畝，修造梯田，挖渠筑埂，改變徑流匯水過程；綜合上述，即改變地貌系數(shù)（ψ0）和洪峰流量折減系數(shù)（δ）；

（3）流域植被變化。改變流域植被的因素較多，主要有土地開發(fā)鏟除植被，剝土露石，護(hù)坡砌石，硬化地面；開礦采石，堆積礦渣覆蓋植被，填塞天然溝；開墾土地亂砍濫伐；過度放牧導(dǎo)致荒漠化，或其他破壞生態(tài)環(huán)境的活動(dòng)造成水土流失，致使石漠化；還有森林火災(zāi)、山體滑坡和泥石流等自然災(zāi)害，也是影響流域植被變化的主要因素。植被劣化削弱地表攔蓄徑流的作用，即改變攔蓄徑流厚度（z），降低暴雨損失，加大徑流厚度（h）。

公路養(yǎng)護(hù)部門觀察調(diào)查小橋涵匯水流域水文狀況變化的目的，是為確保小橋涵正常服役。當(dāng)觀察調(diào)查發(fā)現(xiàn)小橋涵流域地理環(huán)境變化對(duì)橋涵安全造成嚴(yán)重威脅時(shí)，應(yīng)分析具體成因，分清人為因素或自然因素。對(duì)人為因素造成的影響，公路養(yǎng)護(hù)部門有權(quán)追究肇事法人的責(zé)任，有義務(wù)協(xié)調(diào)相關(guān)部門采取應(yīng)對(duì)措施，解除威脅。

[1]小流域暴雨徑流研究組.小流域暴雨洪峰流量計(jì)算.北京：科學(xué)出版社，1978，3.

[2]邱大洪.工程水文學(xué).北京：人民交通出版社，1999，5.

[3]葉鎮(zhèn)國(guó).水力學(xué)及橋涵水文.北京：人民交通出版社，1995，2.

U442

A

1673-0038（2015）06-0159-02

2015-1-20

沈艷紅，女，中級(jí)工程師，大專，主要從事路橋施工方面的工作。