（江苏省水文水资源勘测局常州分局，江苏，常州，213000）
【摘 要】暴雨是形成本地区洪涝的主要因素，本文主要探讨了某路面拓宽工程水文的暴雨分析及设计等相关问题，仅供参考。
【关键词】路面工程；水文分析；设计暴雨；
1．工程概述
本次研究范围为江苏省金坛市金武路改扩建工程（金坛段），路线西起S240，东至规划新孟河东侧与武进区界，总里程约12.4km。结合沿线主要控制因素，优先考虑交通功能的提高和完善，兼顾工程规模和投资的控制，总体方案推荐全线采用地面式快速路，设置主辅路分离系统，标准断面道路总宽约51m。根据《金坛市城市防洪规划》要求，金坛城市防洪标准仍确定为50年一遇，排涝标准城区内河道按20年一遇最大一日暴雨设计，城区雨水管网排水设计标准一般为一年一遇。
2．设计暴雨
暴雨是形成本地区洪涝的主要因素，对缺乏洪水资料的地区，通过暴雨推求洪水是计算设计洪水的主要方法，暴雨洪水分析内容包括由暴雨分析求得暴雨参数，根据暴雨参数推求设计点暴雨，设计面暴雨；由设计面暴雨推求径流量，洪水入流过程，洪峰流量。
暴雨分析是保证设计洪水计算精度的重要环节。计算设计暴雨主要有两种途径：（1）数理统计方法，即根据雨量观测资料直接进行统计分析；（2）水文气象学方法，即根据形成暴雨的主要气象因素，估算当地可能发生的最大暴雨量。目前，在计算设计洪水时一般采用第一种方法。
2.1 暴雨成因
本项目所经地区暴雨主要由台风、涡切变、槽三类天气系统形成，暴雨一般发生在6～9月份，其中以6、7、8月份为最多。涡切变、槽是形成江淮梅雨的主要天气系统，主要发生在6、7月间，由于冷暖气团遭遇，产生的锋面低压和静止锋，形成连绵阴雨天气，往往产生大暴雨或连续大暴雨，暴雨强度大，雨区笼罩面积广，持续时间长；台风雨主要发生在8、9月份，当台风与其它天气系统遭遇时，常造成来势迅猛的特大暴雨。
2.2 历史暴雨
项目地区近六十年来发生多次特大暴雨，如1965、1974、1991年等。公路沿线及周边地区各历时实测最大点雨量如表5-1。本地区历史最大24小时暴雨一般在200mm左右，历史最大3日暴雨一般在250～330mm之间。
2.3 设计暴雨
2.3.1 暴雨统计参数分析选取
暴雨统计参数采用2001年最新编制的《江苏省暴雨参数图集》（以下简称《暴雨图集》）成果。该成果是在84年版的《江苏省暴雨洪水图集》基础上，将资料年限由过去的1979年延长至2000年，已经全国拼图、审查和协调。
《暴雨图集》的参数分析采用各站实测雨量资料以年最大独立取样的原则选样，组成实测最大点暴雨的样本系列，并对计算成果进行了如下三个方面的修正：（1）暴雨统计参数的地区综合；（2）点暴雨频率曲线的协调和修正；（3）特大值重现期的估算。
2.3.2 暴雨的点面关系
根据建国以来最大一日暴雨中心雨量大于150mm的80余场暴雨点面关系分析，点面关系与暴雨中心量级的关系是明显的，暴雨中心雨量愈大，点面关系愈小。本次设计暴雨的点面关系折算系数采用《江苏省暴雨洪水图集》中F-t-K关系线图（其中，F为暴雨面积，t为1小时、6小时或24小时，K为折算系数）来查算点面折算系数。
2.3.3 设计暴雨的推求
不同频率设计雨量的推求以《暴雨图集》为依据，在不同的参数等值线图上查得相应时段的雨量均值P平均和Cv值，以Cs=3.5Cv查得各历时不同的频率所对应的Kp值，则P设计=Kp×P平均
3．主要河道设计水位、流量等的确定
本次公路沿线主要确定尧塘河和规划新孟河设计水位和流量，以及尧塘河通航河道最高、最低通航设计水位，另外公路跨越经九河、陇塘河、兴隆沟、赵巷河所布设的公路桥或箱涵的设计水位。
3.1 沿线主要河道设计水位及流量
3.1.1 尧塘河设计水位流量
方法一是根据代表站历年最高水位资料进行频率分析，计算出金坛和坊前站各种频率下的设计水位，然后根据直线内插得到尧塘河各频率设计水位。方法之二是利用太湖河网水动力学模型，根据设计雨型对湖西地区进行设计洪水计算，得到尧塘河50年一遇水位5.84m，流量为1013/s，计算结果详见表1
根据经验公式，100年一遇流量：101*1.14=115m3/s （注：1.14为百年一遇和50年一遇的设计暴雨之比）。
综合以上两种计算方法，现状尧塘河百年一遇设计水位主要采用频率计算，然后内插得到为5.92m，设计流量主要以据河网水动力模型，根据50年一遇设计流量推算至百年一遇设计流量为115m3/s。
尧塘河91年洪水调查值在5.90-6.20m之间，说明通过频率计算得出的百年一遇设计水位确定为5.92m较为合理。
3.1.2 规划新孟河设计水位流量
根据《新孟河延伸拓浚工程可行性研究报告》，建立了太湖流域一维河网水量水质数学模型、太湖二维湖流水质数学模型和长江二维水流水质数学模型，计算分析工程规模，工程对太湖、区域水环境改善、防洪排涝及水资源配置等方面的效果，并为工程设计提供设计流量。
防洪设计暴雨采用《防洪规划》中的“91上游”、“91北部”和“99南部”100年一遇设计雨型。同时，考虑“91北部”雨型新孟河工程所承担的排江水量较大，工程设计以“91北部”流域100年一遇设计雨型为主，本次区域防洪除涝设计暴雨采用《太湖流域湖西区防洪规划》的暴雨设计典型。
根据该模型计算成果，所在河段百年一遇防洪设计水位为5.63m，设计流量为314m3/s。
3.1.3沿线其它小河道设计水位
（1）经九河
根据金坛市城市防洪规划，城区50年一遇防洪设计水位确定为6.60m，经九河为金坛市东城区，其设计洪水位50年一遇也为6.60m，根据本区域设计暴雨及本区河道蓄水面积等参数，推算百年一遇设计水位为6.90m。
（2）陇塘河、兴隆沟和赵巷河
根据调查资料，陇塘河、兴隆沟和赵巷河百年一遇设计水位均取历史调查最大值，统一采用为7.40m。
3.2 尧塘河最高最低通航设计水位
《内河通航标准》（GB50139-2004）规定，设计最高通航水位应采用频率分析法及表3.1 中规定的各级洪水重现期的水位；设计最低通航水位可采用保证率频率分析法或综合历时曲线法计算。尧塘河现状河道为VI级，规划后为V级，其最高通航应为10年一遇高水位，最低通航为4年一遇低水位，或保证率为95%水位。根据江根据《江苏省通航河道水位手册》，尧塘河也称夏溪河，其现状VI级最高、最低通航水位分别为4.96m和2.90m（吴淞基面）。
因金坛水位站和坊前水位站基本分别代表夏溪河两端水位，金坛和坊前水位站5年一遇年最高水位分别是5.64m和4.63m，根据直线内插，其最高通航水位也是4.96m，故尧塘河10年一遇最高通航水位利用金坛和坊前站10年一遇设计水位内插得到5.23m。最低通航水位通过综合历时曲线法计算两站95%保证率水位，资料系列选取1979-2012年逐日平均水位进行计算，分别为2.98m和2.87m，进行直线内插得到2.91m。
4．结语
此次报告对金武路沿线水文设计暴雨的分析计算，为沿线桥涵布置、桥涵高度和宽度、桥梁高度等构造物（设计）及复核提供了依据。
论文作者:夏玉林
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年7月供稿
论文发表时间:2015/11/9
标签：暴雨论文; 水位论文; 洪水论文; 金坛论文; 流量论文; 河道论文; 雨量论文; 《工程建设标准化》2015年7月供稿论文;