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，其通過調整和控制坡面徑流實現工程控制。坡面水系工程水文水利計算是整個工程調控的依據，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，土粒相互分離產生位移。坡面徑流作用下土壤位移變大，甚至呈現懸浮狀的位移現象，有時也出現跳躍狀和滾動狀。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、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過滲透作用、蒸發作用、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，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、增強農田抗旱能力，排出多余的洪水，防止泥沙的堆積，保護農田生產。

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模規劃，具有承上啟下的作用。坡面水系工程水文計算是根據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，對整體水系工程來說意義重大。計算方法一般根據經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，第一是經驗公式計算方法。這種計算方法主要依據水文部門的經驗資料，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驗總結得出的，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構尺寸等，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。

3.1 截排水溝水利計算

截排水溝水利計算公式主要依據水土治理技術規范進行，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進行估算，最終設定近似結果進行設計，通過參數試算出過水深。

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田的灌溉和對洪峰調蓄。這種蓄水工程具有區域性質，例如南方地區降雨量充足，灌溉需求量少，其容積設定就要根據其灌溉要求來確定，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決定。

4 結語

坡面水系工程通過分散坡面徑流以及聚集徑流相結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構科學、合理的設計，精確結構尺寸和構造類型才能最大程度上的發揮治理作用，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作用[J].亞熱帶水土保持,2011(03).

[2]左長清.水蝕地區坡面水土流失阻控技術研究[A].中國水土保持學會科技協作工作委員會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[J].中國減災,2013(03).