牤牛河设计洪水计算书.docx

牤牛河设计洪水计算书
1概述
牤牛河发源于东营燕子沟，在大屯乡大屯村汇入兴洲河，流域面积344.76km2，河流长度33.5km。窟窿山水库坝址在滦平县城南7.5km处的安匠屯乡铧子炉村，水库以上控制面积142.2km2，占全河流域面积的41.2%，窟窿山水库大坝以上主河道长22km，河道平均坡降20.3‰。因坡陡流急、汛期洪水迅猛而得名“牤牛河”。牤牛河由南至北纵贯滦平县城，是滦平县城区主要行洪河道。
线路于大屯乡营房村南侧约400m处跨越牤牛河，位于牤牛河入汇兴洲河河口上游约700m，根据《河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程设计变更报告》，河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程终止点为国道112公路桥，该桥所处位置位于线路跨越牤牛河断面下游约500m,该段河道治理在原有河堤基础上修建防洪堤和平整河道，迎水面采用浆砌石仰斜式挡土墙，迎水坡边坡1：0.25，背水坡边坡1：0.15，顶宽1.1m，高5m，底宽1.85m；外边坡1：2。防洪堤内填筑砂砾石，采用浆砌石护岸。该段河道治理后，防洪标准为10年一遇。
2设计洪峰流量
2.1设计暴雨
根据《承德地区水文实用图集》，由“河北省承德地区年最大24小时降雨量多年平均值等值线图”和“河北省承德地区年最大3日降雨量多年平均值等值线图”，断面以上流域年最大24小时降雨量多年平均值位于70mm与80mm等值线之间，年最大3日降雨量多年平均值位于80mm与85mm等值线之间，由此可见该流域的暴雨集中在1日，采用1日设计暴雨进行洪水计算符合该地区暴雨洪水特点。根据年最大24小时降雨量多年平均值等值线查得牤牛河流域最大24小时降雨量平均值为：
H1=75（mm）
由“河北省承德地区年最大24小时降雨量变差系数（Cv）等值线图”查得：
Cv1=0.40，
24小时Cv值的折算系数为1.11。
Cv1=Cv1×1.11=0.44；
Cs1/Cv1=3.5；
由“P-Ⅲ型曲线Kp值表(Cv=3.5)”查得最大24小时降雨量Kp值：
P=1﹪，Kp=2.48；
P=2﹪，Kp=2.21；
P=3.33﹪，Kp=2.02；
P=20﹪,Kp=1.301；
牤牛河流域各频率24小时设计暴雨量为：
P=1﹪，H1%=80×2.48=198.4（mm）；
P=2﹪，H3.33%=80×2.21=176.8（mm）；
P=3.33﹪，H3.33%=80×2.02=161.6（mm）；
P=20﹪，H20%=80×1.301=104.1（mm）；
牤牛河流域位于燕山迎风区，计算区间流域面积202km2，查“各区不同历时点面折减系数表”，最大24小时点面折减系数为0.92：
点面折算后，流域设计面暴雨量H为：
频率流域24小时设计面暴雨量HP=1﹪198.4×0.92=182.5mmP=2﹪176.8×0.92=162.7mmP=3.33﹪161.6×0.92＝148.7mmP=20﹪104.1×0.92=95.8mm2.2河道长度/流域面积
根据《河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程设计变更报告》，自窟窿山水库至国道112公路桥区间流域面积为202km2。根据1:50000地形图量算，主河道长度为14.306km，按等高线量算流域主河道比降，区间流域图见图2.2-1，比降量算表见2.2-1。

图2.2-1窟窿山水库至线路跨越断面区间流域图
表2.2-1窟窿山水库至牤牛河区间流域主河道比降量算表
序号间距（m）高程（m）1811.744021110.445031351.24604882.347051587.84806993.449071507.850082279.551091295.653010351.4540111387.755012637.460013109.765014690总长度14306比降9.599‰2.3区间设计洪峰流量
分别采用《承德水文图集》中的合理化公式法和水利部科研院法计算线路跨越水文断面100年一遇、50年一遇、30年一遇和5年一遇的设计洪峰流量。
合理公式法
根据《承德水文手册》，计算洪峰流量的合理公式如下：
Q1%=0.278(i-μ)F（1）
i=Sp/τn（2）
v=0.278L/τ（3）
上式中：Q1%——百年一遇设计洪峰流量（m3/s）；
0.278——单位换标系数；
i——暴雨强度（mm/h）；
μ——产流历时内平均入渗率（mm/h）；
F——流域面积（km2）；
Sp——雨力（mm/h）；
τ——汇流时间（h）；
n——暴雨递减指数；
L——河流长度（km）；
v——汇流速度（m/s）
全流域的河道坡度为：J=9.599‰。
牤牛河流域属兴洲河的一级支流，由“河北省承德地区汇流参数分区图”可知，该