防洪堤和堰坝设计(共24页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上农业综合开发土地治理项目单项工程设计—防洪堤、堰坝第一部分 防洪堤一、防洪堤的概念防洪堤，是使某一保护范围能抵御一定防洪标准的洪水的侵害沿河岸修筑的线型水工建筑物农业综合开发土地治理项目建设的防洪堤主要功能是保护耕地和村庄不受洪水的侵害二、防洪堤工程的级别设计高水位由洪水控制的河段，防洪堤工程的级别应按照防洪堤的防洪标准并兼顾河道等级确定表2-1 防洪堤工程的级别防洪堤工程级别12345防洪标准≥100＜100，且≥50＜50，且≥30＜30，且≥20＜20，且≥10防护对象城镇人口50万以上20-50万10-20万10万以下农村人口150万以上50-150万20-50万10-20万10万以下工矿企业特大型大型中型中型小型注：1、如防洪堤工程的级别与所在河道等级相差二个级别以上（含二个级别），则防洪堤的级别可以提高或降低一级2、对于防护人口超过150万的，防洪堤工程的防洪重现期应在200年以上3、防洪标准：重现期（年）河道建设等级可参照浙江省地方标准《河道建设标准》确定，入湖入海水系的河道，按照河段上游控制断面的集水面积或年径流总量来确定，河网地区的河道按照河宽来确定等级。

表2-2 入湖入海水系的河道建设等级河道等级一级二级三级四级五级集水面积（km2）≥10000＜10000，且≥1000＜1000，且≥100＜100，且≥10＜10年径流量（亿m3）≥90＜90，且≥10＜10，且≥1.0＜1.0，且≥0.1＜0.1表2-3 平原河网地区的河道建设等级河道等级一级二级三级四级五级平均河宽（m）≥50＜50，且≥30＜30，且≥15＜15，且≥5＜5我省农业综合开发土地治理项目中建设的防洪堤所在河道的等级，一般都属于4级或5级河道根据《国家农业综合开发土地治理项目建设标准》：“农业综合开发山区小流域农业生态工程项目区的防洪标准不低于5年一遇，山区乡村镇不低于10年一遇，设施高效农业及平原区不低于20年一遇所以农业综合开发土地治理项目建设的防洪堤工程的级别一般为5级，中型灌区节水配套改造项目以及控制性工程防洪堤的级别视具体的项目区情况而定，有可能达到4级或3级三、防洪堤型式防洪堤的断面型式有：直立式、斜坡式、复合式堤防断面型式选择应分析基础处理、地质地形、土地利用、交通要求、环境要求、工程造价和运行管理等因素堤身断面必须满足整体稳定和局部稳定要求，防渗和渗透稳定要求，防冲抗浪要求，保证河势和岸滩稳定。

防洪堤护岸可分为自然土质岸坡、人工粘土护坡、沙砾护坡、卵石护坡、干砌（堆砌、抛填）块石护坡、浆砌块石（条石）护坡、混凝土（混凝土预制板块）护坡和植物护坡等护岸型式选择应分析水文、地形、地质、生态、周围环境等条件农业综合开发土地治理项目建设的防洪堤断面型式一般采用前两种（直立式、斜坡式）复合式一般用在城市防洪工程中乡村河段的堤防宜选用斜坡式（建议坡度不小于1：1.75），在土地使用紧张的平原河段，可采用直立式，直立式档墙高度不宜超过2.5米也可以两者相结合，比如在保护耕地的河段采用直立式防洪堤，在保护乡村的地段采用斜坡式在平原地区的河段的防洪堤护岸，一般宜采用自然土质岸坡、人工粘土护坡、通航河道护岸宜采用砼预制块或块石护砌（如杭嘉湖等地区）；对山区性河段或流速较大的河段，宜采用干砌（堆砌、抛填）块石护坡、浆砌块石（条石）护坡、混凝土（混凝土预制板块）护坡（如杭州，温州山区和丽水）四、防洪堤堤线布置防洪堤堤线布置和选择的优劣，直接关系到整个工程的合理性和建成后所发挥的功用，尤其对工程投资大小影响重大堤线布置和选择时，应根据防洪规划，地形、地势、地貌和地质条件，结合现有及拟建筑物的位置、型式、施工条件和河流历史演变，充分估计地质状况后综合分析确定。

农业综合开发项目建设的防洪堤，由于工程等级较低，规模较小，堤线布置应保留河道的自然形态、尽可能保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩对于未定规划堤线的河道，宜维持河道原有的岸线一般不应采用河道裁弯取直工程堤线布置时，应进行实地踏勘测量来确定五、防洪堤设计实例（一）设计洪水流量计算（推理公式计算方法） 山区、半山区中溪流的设计洪水，大都用设计暴雨按推理公式计算： Q洪=0.278CipF(立方米/秒)……………………………（5-1）式中 Q洪——相当于某一设计标准的洪水流量（立方米/秒）；0.278——单位换算系数C——洪峰径流系数它与地形条件、水土保持情况等因素有关可参考表5—1表5-1 洪峰径流系数表地形条件和水土保持情况洪峰径流系数地势平坦，水土保持良好0.70～0.80地势与水土保持一般0.80～0.90地势陡峻，水土保持差的0.90～0.95 ip—暴雨强度，ip=（毫米/小时），随着不同设计标准，不同地方的降雨量和集流时间而不同； t—暴雨历时，对小流域来说，常常假设形成洪峰流量的暴雨历时，等于流域的集流时间τ（小时）n—暴雨衰减指数，各地不同，可按照浙江省水文总站所编资料采用。

新安江、巨江、瓯江、飞云江、敖江等流域暂用0.6，在浙江省其他地区暂用0.67H24P—某一设计标准的24小时最大设计暴雨量（毫米）；H24P =（1+ФCv）24 24—多年平均最大24小时降雨量（毫米）CV—年最大24小时点雨量变差系数Ф—皮尔逊Ⅲ型曲线离均系数（由CS、CV查表可得）F—集雨面积（平方公里）；τ—集流时间，又叫做“汇流时间”，它是流域内最远处的一滴水流到设计断面所需的时间（小时）集流时间τ，包括水流流过山坡的坡流时间（符号：τ坡）和流过河槽的槽流时间（符号：τ槽）两个部分，即τ=τ坡+τ槽=（0.2～0.5）+（小时）……………（5-2）式中 τ坡—小流域大约0.2～0.5小时，一般采用0.3小时； L—主流长度（公里）； V平均—平均集流速度（米/秒），一般在山区可采用1.2米/秒；半山区采用1.0米/秒；平原地区采用0.8米/秒，凡有条件时应进行实测为简化计算，浙江省对汇流时间τ按表5-2所定大致数据，再结合实地调查后确定表5-2主流长L与洪峰汇流时间τ关系参考表L（公里）12345678τ（小时）0.5～0.60.7～0.90.9～1.11.1～1.41.3～1.71.5～2.01.6～2.21.8～2.5（二）某县2007年农业综合开发山区小流域农业生态生态工程项目区内有一溪流，流域暴雨频繁，洪水暴涨暴落，主流左右摆动，侧向侵蚀严重，致使两岸人民生命财产受到严重威胁，为了保护两岸村民和农田的安全，在保证该溪流行洪宽度（25m）的前提下，拟设计溪流上的一段长1.35公里的防洪堤工程，可保护两岸200亩的耕地。

已知该溪流特性如下：防洪堤出口段面以上集雨面积5平方公里，主流长3公里，流域属于土石山区，地势较缓，林木较多1．堤防级别及防洪标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000、《防洪标准》GB50201—94、《堤防工程设计规范》GB50286—98，以及浙江农业综合开发土地治理项目建设标准，本工程属Ⅴ等小（2）型工程，防洪堤工程按5级建筑物设计，防洪标准按十年一遇洪水设计，二十年一遇洪水校核2．堤线设计及断面型式堤线设计参照前面，该地区土地使用比较紧张，断面型式采用直立式浆砌块石挡墙结构防洪堤基础用浆砌块石护底，挡土墙采用M7.5浆砌块石砌筑，浆砌石厚度由上而下从0.50m渐变到1.10m；齿墙深0.50m，宽1.50m浆砌石护坡顺水流方向每10m设计三毡四油伸缩缝一道，缝宽2cm为确保堤内渗水向的堤外排泄，在防洪堤河床面以上设φ10PVC排水管一排，水平方向间距4m，排水管呈交错位置布置3．根据该流域的实际地形以及治理要求，确定流量计算的控制断面可根据实际情况选择控制断面，测量现有溪流的地形相关数据堤线共由四段组成：0＋000～0＋350段, 0＋350～0＋700段, 0＋700～1＋200段,1＋200～1＋350段。

4．设计洪峰流量计算（以1+350断面流量计算为例）（1）计算10年一遇24小时暴雨量H24P=10%及20年一遇24小时暴雨量H24P=5%由流域所在位置查水文资料中“多年平均最大24小时降雨量图”及相应的“年最大24小时降水量变差系数图”，查得24=140毫米；Cs/Cv=3.5；Cv=0.6由Cv=0.6，偏差系数Cs=3.5Cv=2.1，查离均系数Ф值表，查得系数ФP=10%=1.29，ФP=5%=2.0所以： KP=10%=1+ФCv=1+1.29×0.6=1.774 KP=5%=1+ФCv=1+2.0×0.6=2.2H24P=10%=24×KP=10%=140×1.774=248.36毫米；H24P=5%=24×KP=5%=140×2.2=308毫米2）求暴雨强度ip，流域所在位置属暴雨衰减指数n=0.67，溪流主流长L=3公里，查表可得洪峰汇流时间τ=1.1小时由图查得，当τ=1.1、n=0.67时，A==0.33暴雨强度系数ip=10%=×H24P=10%=0.33×248.36=81.96毫米/小时；ip=5%=×H24P=5%=0.33×308=101.64毫米/小时。

3）求洪峰流量QMP，根据流域特征，洪峰径流系数取ψ=0.85用推理公式求洪峰流量QMP=0.278·ip·ψ·F则：QMP=10%=0.278×81.96×0.85×5=96.8立方米/秒 QMP=5%=0.278×101.64×0.85×5=120.09立方米/秒其他断面设计流量据此方法逐个计算，列表如下：表5-2 洪峰流量计算成果表断面位置集雨面积（平方公里）主流长度（公里）比降Jτ（小时）QMP=10%（立方米/秒）QMP=5%（立方米/秒）0+0004.51.650.03251.092.53114.750+3504.62.00.02681.0392.73115.000+7004.72.350.02651.0593.541161+2004.92.850.02101.0995.10117.941+3505.03.00.01841.196.8120.095．根据以上十年一遇洪峰流量计算结果，确定各控制断面水位流量关系曲线1）计算公式Q=AC式中：Q—河道计算断面流量（立方米/秒）；A---河道过水面积（平方米），按梯形面积计算 A=（b+mh）h C—谢才系数；用曼宁公式求得：C=R1/6 R—水力半径（米）；R=J--河床坡降m—边坡系数，因防洪堤采取直立式挡墙结构，m=0；n—河道糙率，因河道护岸采用浆砌块石，故n取0.03；b—河道宽度（米）；h—断面水深（米）；（2）各控制断面水位--设计流量关系曲线表5-3 各控制断面水位--设计流量关系曲线断面位置设计洪峰流量（m3/s）河床坡降J河宽b。