一种确定场地排水沟断面尺寸的方法.pdf

第 3 4 卷 第 2期 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 2 0 1 3正 4 月 一 种确定场地排水沟断面尺寸的方法 周丽娜 ( 中国瑞林工程技术有 限公司， 江西南昌3 3 0 0 3 1 ) [ 摘要] 在矿 山总图设计 中， 依据以往 的计算公式对场地排水沟断面尺寸进行计算较 为繁琐 ， 且容 易造 成误差。 本文引入 明渠水文水力计算公式对设计流量进行计算， 同时预先设定排水沟断面尺寸． 并计算其泄洪 能力， 通过两者计算结果的对 比， 确定合适的排水沟断面尺寸。实践证 明， 该方法计算简便， 且结果较为准确 。 [ 关键词] 排水沟断面尺寸 ； 设计流量 ； 泄洪能力； 水力计算 中图分类号 ： 3 3 ) 2 2 1 文献标识码 B 文章编码 ： 1 0 0 4 - - 4 3 4 5 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 0 4 7 — 0 2 A M e t h o d o f De t e r mi n i n g S e c t i o n S i z e o f Dr a i n Di t c h Z HOU L i - n a ( C h i n a N e r i n E n g i n e e r i n g C o ． ， L t d ． ， N a n c h a n g ， J i a n g x i 3 3 0 0 3 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t I n t h e d e s i g n o f g e n e r a l l a y o u t o f mi n e ， t h e p r e v i o u s c a l c u l a t i o n f o r mu l a i s c o mp l i c a t e d t o c a l c u l a t e s e c t i o n s i z e o f d r a i n d i t c h ， a n d i t i s e a s y t o c a u s e t h e e l r o r ．Hy d r o - h y d r a u l i c e alc da t i o n f o r mu l a o f o p e n d i t c h i s i n t r o d u c e d t o c alc ula t e the d e s i gn fl o w； me a n wh i l e ， s e c ti o n s i z e o f d r a i n d i t c h i s p r e - e s t a b l i s h e d a n d the fl o o d — c a r r y i n g c a p a c i t y i s c alc u l a t e d i n thi s p a p e r ， and the n ， t h e s u i t a b l e s e c t i o n s i z e o f d r a i n d i t c h i s d e t e r mi n e d b y c o mp a r i s o n o f the b o th c a l c u l a ti o n r e s ult s ． I t p r o v e d t h a t thi s me tho d i s s i mp l e an d c o n v e n i e n t an d t h e c alc ula t i o n r e s u l t i s a c c u r a t e ． Ke y wo r d s s e c ti o n s i z e o f d r a i n d i t c h ； d e s i gn fl o w； fl o o d - c a r r y i n g c a p a c i t y ； h y d r a uli c c alc ula t i o n 0 概述 在矿山总图布置中， 场地排水沟断面尺寸的计算 十分重要。 计算合适时， 雨水得以迅速排泄， 能有效地 保护场地内的建构筑物； 尺寸计算偏小将造成壅水， 对建构筑物和一些惧水设备造成损害， 甚至引起山体 滑坡等灾害， 造成不可估量的经济损失； 尺寸计算偏 大则会造成设施浪费， 并对其他相关设施的设计和施 工造成不利影响。 为此， 本文拟介绍一种准确、 简单、 适用于矿 山总 图汇水面积在 1 0 k m 2 以内的场地排 水沟断面尺寸的确定方法， 以便今后没计工作的使用。 1 确定排水沟断面的常用做法 通常在计算设计流量时， 设计人员会采用《 公路 涵洞设计细则》 中给出的暴雨推理公式[1] ： 收稿日期： 2 0 1 2 — 1 1 - 2 1 作者简介 ： 周丽娜( 1 9 8 2 — _ 1 ， 女， 工程师， 主要从事总图及道路设计工作。 Q p = 0 ．2 7 8 ( 粤 刊 F 丁 式中： Q 为规定频率为 p ％的设计流量， m 3／ s ； S p 为频 率为 p ％的雨力， rn m ／ h ， 须查暴雨等值线图内插； 为 汇流时间， h ； n 为暴雨递减指数；／x 为损失参数， m m ／h ； F 为汇水面积， k m 2 。其中， 损失参数 在北方可采用 ：K。 |s ’ ，在南方可采用 ： ’ ， 其中 K 、 K 2 为 系数， 查表；卢 。 、 A 。 为指数， 查表。汇流时间 在北 方地区可采用 T -- K 3 ( ， 南方地区可采用 = 、 ／ J z ( ) S p ， 其中K 3 、 为系数， 须查表； 为主河 i z 沟长度 ， k m； l z 为 主河 沟平 均坡度 ， 0 ． 0 1 ； 、 3 为 指数 ， 须查表。 综上可见， 该公式相当复杂， 且须查表计算的设 计参数有 1 1 个之多， 一旦某个参数或表格选值出现 误差就会影响最终的计算结果。 4 8 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第 3 4卷 2 确定排水沟断面的新方法 本方法的目的在于提供一种简单的、适用于矿 山总图场地排水设计流量和排水沟断面尺寸的计算 方法， 从而简洁地算得相对准确的流量， 避免前述经 验公式的冗长繁琐。设计步骤如下： 1 1 设计流量的计算。由于矿山工业场地汇水面 积一般不会> 1 0 k m z ， 引入明渠水文水力计算公式[2 1 ： Q s = C S F ( F Q ， 则 表示实际泄洪能力大于设计流量( 差值控制在 1 0 ％ 以内最为理想) ， 步骤 2中假定的排水沟尺寸即为合 理；若 Q < Q ， 可返回步骤 2 修改 和 日值， 直到满足 要求为止。设计人员通过计算可以很容易掌握其规 律，并能根据设计流量将排水沟断面尺寸控制在一 个合理的范围内。 3 计算实例 安徽某选矿厂内某一区域汇水面积 7 0 2 2 0 m 2 ， 2 5 年内小时最大降雨量 5 5 ． 6 m m， 排水沟长度 1 0 0 m， 根据地形计算得边沟平均纵坡为 5 ．1 3 ％。 1 ) J l~ 用方法计算设计流量 a Q r = O ．2 7 8 ( 詈 F ● 已知S p = 5 5 ．6 ； F = 0 ．0 7 0 2 2 ； 查表得 ／Z 取 0 ．6 1 ； 按 照南方地区公式 仁 ( — ) 计算 ， I z = 5 ． 1 3 ， V， z L = O ． 1 ， 查表得 K 4 = 1 1 ， O ／ 2 = 0 ． 5 1 2 ， ／ 3 3 = 0 ． 3 9 5 ， 将各值 代 入得 丁 = 0 ． 4 5 ； 按 南方地 区公 式 = K P 2 - “ 计 算 ， 查表得 K = O ． 7 5 5， 2 = O ． 7 4， A 1 = O ． 0 1 7 1 ， 将 各值 代 人得 ： 1 5 ．4 4 6 1 。将求得的丁 值代人流量计算公 式得 ， Q z s = 1 ．4 6 5 m 3 ／ s 。 2 ) 明渠水文水力计算公式求解 Q s = C S F = O ． 4 ~ 5 5 ． 6 x 0 ． 0 7 0 2 2 = 1 ． 5 6 m3 ／ s ， 可见其值 略大于以上经验公式值 。 设计排水沟断面尺寸材料为浆砌块石 ，根据地 形此处排水沟形式为 型， 见图 1 。 ≈ 1、 一 J 图 1 排水沟断面图 假设断面 B x ／ -／ = 0 ． 7 m ~ 0 ． 8 m， 则有效断面为 B h = 0 ． 7 mx 0 ． 6 m， m= 1 ． 2 5 。 计算假设断面的泄洪能力 Q = Og C ， 式中： t O = 0 ． 5 6 4， c = 4 5 ． 7 6 ， i = 0 ． 0 5 1 3， R= og／ x = 0 ． 5 6 4 ／ 2 ． 0 6 8 4 = O ．2 7 2 7 。 将上述各值代人公式计算得 Q = 3 ．0 5 m 3／ s ， 可见实际泄洪流量 Q远远大于设计流量 Q ， 故假设 断面尺寸偏大。 重新假设断面 B x H= 0 ． 6 mx 0 ． 6 m， 有效断面为 B ~ h = 0 ． 6 mx 0 ． 4 5 m。 计算假设断面的泄洪能力力 p = 0 3 c 、 ／ ， 式中： o9=0． 3 51， c=43 ． 71 4， i =0． 05 1 3， R= og／ x =0． 3 51 ／ 1 ． 6 2 6 3 =0 ． 2 1 5 8 。 将上述各值代人公式计算得 Q = I ． 6 1 m 3／ s ， 可见实际泄洪流量 Q大于设计流量 Q ， 且数值差在 1 O ％以内， 所 以此断面为理想的排水断面 ， 即最终断 面尺寸 B x H = 0 ． 6 m~ 0 ． 6 m( m= 1 ． 2 5 ) 。 4 结论 经多次实例验证， 明渠水文水力计算公式的计算 结果较准确， 且计算简单， 只有一个参数 c 需查表， 大大减小了经验公式中由于多个参数的取值不同引 起的误差， 适用于矿山总图复杂地形情况下的设计计 算， 值得在类似工程项 目中推广应用。 参考文献 【 1 ]J T G ／ T D 6 5 — 0 4 — 2 0 0 7 ， 公路涵洞设计细~ U [ S 1 ． 【 2 ] 邓学均．路基路面工程[ M I ．北京： 人民交通出版社 ， 2 0 0 1