坡面水系工程水文水利計(jì)算

鄧智予劉瑩

（1貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 貴州貴陽(yáng) 550002 2貴州黔水科研試驗(yàn)測(cè)試檢測(cè)工程有限公司 貴州貴陽(yáng) 550002）

坡面水系工程水文水利計(jì)算

鄧智予1劉瑩2

（1貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 貴州貴陽(yáng) 550002 2貴州黔水科研試驗(yàn)測(cè)試檢測(cè)工程有限公司 貴州貴陽(yáng) 550002）

坡面水系工程是控制控制坡面水土流失的重點(diǎn)，其通過(guò)調(diào)整和控制坡面徑流實(shí)現(xiàn)工程控制。坡面水系工程水文水利計(jì)算是整個(gè)工程調(diào)控的依據(jù)，本文作者通過(guò)分析導(dǎo)致坡面水土流失的原因，分析坡面水系工程水文計(jì)算和水利計(jì)算。

坡面徑流；坡面水系工程；水文水利計(jì)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(shè)計(jì)的重點(diǎn)是減少坡面徑流。坡面水系工程水文水利計(jì)算是其工程進(jìn)行的前提，通過(guò)對(duì)工程各部分項(xiàng)目通過(guò)公式計(jì)算來(lái)確定設(shè)計(jì)方案，所以水文水利計(jì)算的精確度非常重要，需要綜合多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和推理公式科學(xué)合理的進(jìn)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(dāng)雨滴擊落在坡面時(shí)，對(duì)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(shí)也出現(xiàn)跳躍狀和滾動(dòng)狀。隨著土壤被水流搬移，最終到達(dá)最低處或水庫(kù)下游。有的受到攔截后土壤被沉積下來(lái)。坡面水土流失受雨水、土壤性質(zhì)、地勢(shì)特點(diǎn)、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?jiǎng)恿ΑＦ旅鎻搅鞯男纬墒瞧旅娴乃衷诮?jīng)過(guò)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(dòng)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(guò)坡面水系工程來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)攔截、引導(dǎo)、蓄水、灌水、排水等各項(xiàng)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?gòu)搅鲗?duì)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(qiáng)農(nóng)田抗旱能力，排出多余的洪水，防止泥沙的堆積，保護(hù)農(nóng)田生產(chǎn)。

2 坡面水系工程水文計(jì)算分析

坡面水系工程水文計(jì)算是一項(xiàng)復(fù)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(jì)算是根據(jù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各個(gè)部分的工程的洪峰流量進(jìn)行精確的計(jì)算，為工程提供可靠有效的依據(jù)，對(duì)整體水系工程來(lái)說(shuō)意義重大。計(jì)算方法一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和推理公式來(lái)完成，主要包括截水溝水文計(jì)算和排水溝水文計(jì)算兩方面，下面對(duì)其具體分析[2]。

2.1 截水溝水文計(jì)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(jì)算方法有兩個(gè)，第一是經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算方法。這種計(jì)算方法主要依據(jù)水文部門(mén)的經(jīng)驗(yàn)資料，通過(guò)查閱部分流域設(shè)計(jì)洪峰流量公式可進(jìn)行計(jì)算，這種方法簡(jiǎn)單方便，但是由于此公式是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)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(shí)間短，實(shí)際值要比計(jì)算值偏大，所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮此因素。第二是推理公式計(jì)算法。主要是結(jié)合水文部門(mén)編著的《暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》進(jìn)行推理的，在公式中不考慮地下的徑流過(guò)程，主要考慮凈雨過(guò)程和徑流過(guò)程，兩個(gè)過(guò)程直接過(guò)度通過(guò)洪水過(guò)程線查出洪峰流量值[3]。

2.2 排水溝水文計(jì)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(jì)算相對(duì)要復(fù)雜一些。一般為了精確計(jì)算結(jié)果，排水溝水文計(jì)算選用推理公式方法計(jì)算，在計(jì)算過(guò)程中要包括其溢流水量和下泄水量，除去蓄水池和沉沙池?cái)r截部分，通過(guò)公式進(jìn)行項(xiàng)目區(qū)域洪水總量的計(jì)算，設(shè)計(jì)洪水過(guò)程。在這當(dāng)中還要除去蓄水減少的過(guò)程量，最終得到的洪峰流量就是排水溝所需計(jì)算的洪峰量。

3 坡面水系工程水利計(jì)算分析

坡面水系工程水利計(jì)算是根據(jù)水文計(jì)算得出的洪峰流量以及工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)而計(jì)算得出的工程結(jié)構(gòu)尺寸等，因此上一步的水文計(jì)算非常重要，其精準(zhǔn)性關(guān)系到下一步工程設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。

3.1 截排水溝水利計(jì)算

截排水溝水利計(jì)算公式主要依據(jù)水土治理技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，主要針對(duì)小型的蓄水、排水工程，期限設(shè)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(guò)水?dāng)嗝婷娣e、上一步驟中洪峰流量以及水力半徑等。通過(guò)公式計(jì)算能夠求出截排水溝過(guò)水面積。但是在實(shí)際的計(jì)算過(guò)程中，截排水溝的寬度以及型式無(wú)法精確的計(jì)算出來(lái)，只能通過(guò)其他設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行估算，最終設(shè)定近似結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)參數(shù)試算出過(guò)水深。

3.2 蓄水工程水利計(jì)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(duì)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(shè)定就要根據(jù)其灌溉要求來(lái)確定，只有來(lái)水量不足時(shí)才能使用其進(jìn)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(zhǎng)度決定。當(dāng)來(lái)水量不足以用來(lái)灌溉時(shí)，蓄水池的設(shè)計(jì)公式也相應(yīng)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(yǔ)

坡面水系工程通過(guò)分散坡面徑流以及聚集徑流相結(jié)合的方式進(jìn)行坡面水土流失的綜合治理，其水利水文計(jì)算作用非常重要。通過(guò)精確的計(jì)算進(jìn)行坡面工程結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，精確結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造類(lèi)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(qiáng).紅壤坡面水系防護(hù)工程設(shè)計(jì)與建設(shè)及其生態(tài)作用[J].亞熱帶水土保持,2011(03).

[2]左長(zhǎng)清.水蝕地區(qū)坡面水土流失阻控技術(shù)研究[A].中國(guó)水土保持學(xué)會(huì)科技協(xié)作工作委員會(huì)2011年年會(huì)交流材料[C].2011.

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