截洪沟是为了拦截排水地区坡面上部的径流而修建的排水沟道,用来保护某一地区或某项工程免受洪水造成的渍涝和冲刷。截洪沟的设计流量是一个重要的参数,它是确定截洪沟断面尺寸的重要依据。由于截洪沟的洪水流量过程线一般峰高量小,历时短,因此,可采用洪峰流量作为截洪沟的设计流量[1]。

受降雨强度、地表粗糙度、山坡坡度、土壤结构等因素的影响,坡面产汇流是一个极为复杂的过程[2-6]。因此,小流域截洪沟洪峰流量的计算方法较多,水利、市政、交通、水保等部门的相关规范以及地方标准中均有常用的推荐方法[7-15]。刘俊萍等[16]针对三个级别汇流面积的小流域截洪沟,比较了室外排水手册——雨水流量公式法和公路科学研究院经验公式法。郑佳重等[17]比较了中国水利水电科学研究院水文研究所公式法(简称推理公式法)、中国公路科学研究所经验公式法(简称经验公式法)和《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》(简称“84办法”),得出“84办法”在洪峰流量计算中的应用是合理可行的。以上研究比较了市政部门的雨水流量公式法、公路科学研究院经验公式法以及地方标准中的方法,而未涉及水保部门推荐的方法。钟鸣辉[18]比较了水土保持规范中的两种计算方法,但仅考虑的是清水洪峰流量,未考虑高含沙山洪容重的影响,且未与其它部门常采用的方法进行比较。本文通过实例计算对水保部门常采用的水土保持工程设计规范中的方法(方法1)、开发建设项目水土保持技术规范中的方法(方法2)以及市政部门常采用的室外排水设计规范中的方法(方法3)进行比较,并分析降雨历时、山洪容重和重现期对截洪沟洪峰流量的影响规律以及各因素影响的显著程度,为截洪沟的合理设计提供思路和参考。

1 研究方法

本文首先通过工程实例,分别按照《水土保持工程设计规范》、《开发建设项目水土保持技术规范》和《室外排水设计规范》进行计算,并对三种方法的计算结果进行比较。其次,分析研究降雨历时对流量的影响,分别选取降雨历时为 5、20、40、60、90和120 min进行分析;分析研究洪水容重对流量的影响,分别选取高含沙山洪容重为 1.1、1.2、1.3、1.4和1.5 t/m3进行分析;分析研究重现期对三种方法流量的影响,分别选取重现期为 3、5、10、15、20、30、50和100年进行分析。最后,通过SPSS软件,分析和比较各方法的影响因素对截洪沟洪峰流量影响的显著程度。下面先对几种方法进行介绍。

1.1 方法1

依据《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014),永久截洪沟设计排水流量按下式计算[19]。

 

式中:Qm为设计洪峰流量(m3/s);φ为径流系数;q为设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度(mm/min);F为山坡集水面积(km2)。

2.3.1 方法1

 

式中:q5,10为5年重现期和10 min降雨历时的标准降雨强度,可按工程所在地区,查中国5年一遇10 min降雨强度q5,10等值线图(mm/min);Cp为重现期转换系数,为设计重现期降雨强度qp同标准重现期降雨强度q5的比值(qp/q5),按工程所在地区查表确定;Ct为降雨历时转换系数,为降雨历时t的降雨强度qt同10 min降雨历时的降雨强度q10的比值(qt/q10),先查我国60 min降雨强度转换系数等值线图(C60),再按工程所在地区的60 min转换系数(C60)查表取值。其中,降雨历时t为汇水区最远点到排水设施处的坡面汇流历时t1与沟管汇流历时t2之和(min)。

坡面汇流历时t1可按下式计算:

多媒体将多种感官的信息作用于学生，打破了单调呈现板书的传统模式，使学生能够边看，边听，边说，边记，更好理解和掌握所学知识点。

 

式中:Ls为坡面流的长度(m);is为坡面流的坡降,以小数计;m1为地面粗糙系数,可按地表情况确定。

沟管汇流时间t2按下式计算:

 

式中:n和i为分段数和分段序号;li为第i段的长度(m);vi为第i段的平均流速(m/s)。

沟管的平均流速v(m/s)可按下式计算[20]:

 

式中:n为沟管壁的粗糙系数;R为水力半径(m),R=A/χ,χ为过水断面湿周(m);I为水力坡度,可取沟管的底坡(以小数计)。

2.3.2 方法2

1.2 方法2

依据《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433-2008)进行计算[21]。首先按公式(6)计算清水洪峰流量。

 

式中:QB最大清水流量(m3/s);k为径流系数;i为平均1 h降雨强度(mm/h);F为山坡集水面积(km2)。

从“画家”“操纵者”“创造性叛逆”者等比喻可见，这一时期的译学研究赋予了译者前所未有的自由，充分肯定了译者在翻译中所起的重要作用，使其主体性得到进一步彰显。

针对岩心冲蚀扰动的问题，可采取超前压入提前保护底部岩层以及避免冲洗液直接冲刷底部岩层的方式辅助内筒单动来解决。

 

然后采用公式(7)和(8)计算高含沙洪峰流量。式中:QS为高含沙洪水洪峰流量(m3/s);QB为最大清水流量(m3/s);φ为修正系数;rc为高含沙山洪容重,一般为1.1～1.5 t/m3;rh为高含沙山洪中固体物质容重,取2.65 t/m3。

1.3 方法3

Q= Ψ·q·F (9)式中:Q为雨水设计流量(L/s);Ψ为径流系数;q为设计暴雨强度(L/(s·hm2));F为汇水面积(hm2)。

1.4统计学方法应用SPSS13.0软件完成统计学分析,各组间计量资料比较采用成组t检验,各组采用均数±标准差(±s)表示,计数资料采用卡方检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

依据《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)(2014年版)进行计算[22]。

式(9)中设计暴雨强度q采用下式计算:

 

式中:A1为在重现期下的设计降雨的雨力;C为雨力变动系数,是反映设计降雨各历时不同重现期的强度变化程度的参数之一;P为重现期(a);t为降雨历时(min),计算方法同1.1节相关公式;b为参数。

2 实例分析

由图3可知:不同重现期下,洪峰流量均随山洪容重的增大而增大,两者呈指数函数关系。洪峰流量与山洪容重的关系可由式(23)-式(27)表示,决定系数均在0.99以上,拟合效果良好。

随着信息技术的发展，手机作为“第五媒体”，从之前的通信工具成为生活必需品，已经在人们的生活中普及。手机的功能不断更新和完善，许多日常生活中的需求都可以通过手机完成。大学生作为一个高知识群体，具有较高的接受能力，很快就成为使用功能强大、个性化、智能化手机的主力军。然而，手机的普及在带来便利的同时，也带来不利的一面，不分时间、不分场合使用手机，尤其是在课堂上使用手机的情况屡禁不止，对大学的教育教学产生较大影响，大学生上课使用手机已经成为不可忽视的现象。上课使用手机已经严重影响教师教学、学生学习的效果，影响到学生对知识、技能的获取质量，也对课堂教学管理产生严峻挑战。

2.1 设计暴雨计算

截排水工程应按短历时设计暴雨计算设计排水流量,截洪沟排水流量采用1 h雨量进行计算。采用湖北省水文水资源局2008年编制的《湖北省暴雨统计参数图集》成果,工程区最大1 h点雨量的均值i=45.8 mm,变差系数Cv=0.41,偏态系数Cs取3.5Cv。根据Cv和Cs查表可得不同频率下最大1 h降雨量见表1,其中 10年、20年、50年、100年一遇最大1 h降雨量分别为70.8 mm、82.3 mm、96.9 mm和107.6 mm。工程区面积较小,可用点暴雨代替面雨量,故不作设计暴雨的点面折减。

 

表1 最大1 h设计点雨量计算成果Tab.1 Calculation result of maximum design point rainfall in one hour

  

重现期/年 100 50 30 20 15 10 5 3频率(%) 1 2 3.3 5 6.7 10 20 33.3降雨量/mm 107.6 96.9 88.8 82.3 77.6 70.8 59.0 49.6

2.2 暴雨强度计算

根据武汉市排水防涝系统规划设计标准,武汉市短历时暴雨的暴雨强度应采用下式计算:

 

式中:q为设计暴雨强度L/(s·hm2);P为重现期(年);t为降雨历时(min)。

2.3 结果与分析

当缺乏自记雨量计资料时,可采用查降雨强度表法,利用标准降雨强度等值线图和有关转换系数进行计算,具体见式(2)。

方法1中,降雨历时包括坡面汇流历时和沟管内汇流历时两部分。由于沟管内汇流历时需在截洪沟过水断面确定后,根据流速计算得到。然而,此时截洪沟设计流量尚未确定,无法设计过水断面。因此,需进行试算。先假设沟管内汇流历时t2,计算总汇流历时t,确定截洪沟的设计流量和断面尺寸;再根据断面尺寸,按曼宁公式计算沟管内的平均流速,进而重新计算汇流历时。将计算得到的汇流历时和假设的汇流历时进行比较,如果两者相差较大,则需重新假设进行计算。经试算得到10年一遇标准下,截洪沟的设计洪峰流量约为4.05 m3/s。

与国外相比，目前国内征信行业尚处在市场化起步阶段，潜在市场容量相对较大，但行业内产品质量信用评估标准的统一性、实用性，产品质量信用数据的准确性、孤立性，产品质量监管政策的滞后性、针对性等问题需要不断完善。

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由2.1节可知,10年一遇1 h降雨强度为70.8 mm,即i=70.8 mm/h。根据方法2,计算得到10年一遇设计标准下,截洪沟的清水洪峰流量约为3 m3/s。高含沙山洪容重为1.2 t/m3时,高含沙洪峰流量约为 3.41 m3/s。

2.3.3 方法3

经计算,10年一遇设计暴雨强度q为267.83 L/(s·hm2),截洪沟的设计洪峰流量为4.07 m3/s。

2.3.4 三种方法比较

通过对上述三种方法的结果进行比较,可以得出10年一遇设计标准下,根据方法2《开发建设项目水土保持技术规范》计算得到的洪峰流量最小,根据方法1《水土保持工程设计规范》和方法3《室外排水设计规范》计算得到的洪峰流量较方法2大。方法1和方法3的结果较为接近,约是方法2的1.2倍。因此,对于该工程来说,采用方法1和方法3计算得到的洪峰流量更偏安全。

3 影响因素对洪峰流量的影响分析

3.1 降雨历时对流量的影响

为了研究降雨历时对流量的影响,分别取降雨历时为5、20、40、60、90和120 min进行分析。不同降雨历时下,根据方法1和方法3计算得到的洪峰流量Q1和Q3如图1和图2所示。

  

图1 洪峰流量Q1与降雨历时t的关系Fig.1 Relationship between peak discharge and rainfall duration in Method 1

  

图2 洪峰流量Q3与降雨历时t的关系Fig.2 Relationship between peak discharge and rainfall duration in method 3

由图1和图2可知:洪峰流量随降雨历时的增大逐渐减小,两者呈幂函数关系。当降雨历时小于60 min时,降雨历时对流量的影响较大;当降雨历时大于60 min时,降雨历时对流量的影响减弱。洪峰流量Q1与降雨历时的关系可由式(14)-式(17)表示,洪峰流量Q3与降雨历时的关系可由式(18)-式(22)表示,决定系数均在0.99以上,拟合效果良好。

 

 

3.2 高含沙山洪容重对流量的影响

为了比较不同高含沙山洪容重对洪峰流量的影响,分别取山洪容重为1.1、1.2、1.3、1.4和1.5 t/m3进行比较。根据方法2计算得到的高含沙洪峰流量与高含沙山洪容重的关系见图3。

  

图3 洪峰流量Q2和高含沙山洪容重的关系Fig.3 Relationship between peak discharge and unit weight of torrential flood in M ethod 2

某工程区位于湖北省武汉市,汇流面积约0.19 km2,防洪排水标准为10年一遇[23-24]。根据《水利水电工程水土保持技术规范》(SL 575-2012)[25],陡峻的山地径流系数一般为0.75～0.9,计算时取0.8。截洪沟长约1.56 km。坡面流的坡降取有代表性山坡坡度的算术平均值,约为0.54。

 

 

3.3 重现期对流量的影响

为了研究重现期对流量的影响,分别选取重现期为 3、5、10、15、20、30、50 和 100 年进行分析。由于相关规范仅给出了3、5、10和15年一遇的重现期转换系数,因此方法1仅计算了重现期为3、5、10和15年一遇的情况。根据方法2计算的流量分清水流量和高含沙洪水流量两种情况,此处仅以高含沙山洪容重1.2 t/m3为例来计算高含沙洪水洪峰流量。将几种方法计算得到的洪峰流量Q与重现期T的关系绘于图4,由图4可知:洪峰流量随重现期的增大基本呈对数增长趋势。当重现期小于50年时,重现期对流量的影响较大;当重现期大于50年时,重现期对流量的影响减弱。

  

图4 洪峰流量Q和重现期T的关系Fig.4 Relationship between peak discharge and recurrence interval

洪峰流量和重现期的具体关系可用式(28)-式(31)表达,决定系数均在0.99以上,拟合效果良好。

 

式中分别表示方法 1、方法 2清水、方法2高含沙水流和方法3的洪峰流量。

我们将“本色”的内涵界定为：一是“语文本原”，即立足母语教育的基本任务，明确语文课程的基本定位；二是“语文本真”，即探寻母语教学的基本规律，实践体现母语基本特点的语文教育；三是“语文本位”，即体现语文学科的基本特点，实现语文课程的基本价值。本原，是目标和任务；本真，是规律和途径；本位，是方法和效果。

2.13 论文所涉及的课题如取得国家或部、省级以上基金或属攻关项目，应在首页作者单位下加脚注，如“本课题受××基金资助(基金编号×××××)”，并附基金证书复印件。

为了对比重现期对三种方法流量的影响,将不同重现期下,三种方法计算得到的截洪沟洪峰流量列于表2。相同重现期下,根据方法2计算得到的流量与山洪容重有关。因此,表中分别给出了清水洪峰流量、山洪容重为1.1 t/m3、1.3 t/m3和1.5 t/m3几种情况的结果。

 

表2 不同方法下的设计洪峰流量结果T ab.2 Results of designed flood peak discharge by different methods

  

设计洪峰流量/(m3·s-1)重现期T/年方法2方法1高含沙洪水流量清水流量方法3山洪容重1.1 t/m3山洪容重1.3 t/m3山洪容重1.5 t/m3 3 2.93 2.1 2.24 2.57 3.01 2.99 5 3.42 2.5 2.66 3.06 3.59 3.44 10 4.05 3.0 3.19 3.67 4.30 4.07 15 4.39 3.28 3.49 4.01 4.71 4.41 20 - 3.48 3.70 4.25 4.99 4.66 30 - 3.75 3.99 4.58 5.38 5.03 50 - 4.1 4.36 5.01 5.88 5.49 100 - 4.55 4.84 5.56 6.53 5.84

由表2可知,使用方法2依据《开发建设项目水土保持技术规范》,当高含沙山洪容重为1.5 t/m3时,高含沙洪水洪峰流量最大;根据该方法计算得到的清水洪峰流量最小;使用方法1根据《水土保持工程设计规范》和使用方法3根据《室外排水设计规范》计算得到的洪峰流量介于两者之间。方法3的结果略大于方法1,但总体来说差别不大。当山洪容重较小时,根据方法2计算得到的高含沙洪峰流量小于方法1和方法3;当山洪容重较大时,根据方法2计算得到的高含沙洪峰流量大于方法1和方法3。即存在一个临界山洪容重,当实际山洪容重大于临界值时,推荐使用方法2;当实际山洪容重小于临界值时,推荐使用方法1和方法3。

以方法3的计算结果为基础,分析其它方法相对该方法的大小关系,详见表3。由表3可知,方法1比方法3的结果小0.4%～2.2%。方法2的清水洪峰流量比方法3的结果小22.1%～29.8%;当高含沙山洪容重为1.1 t/m3时,使用方法2计算的高含沙洪峰流量比方法3的结果小17.1%～25.3%;当高含沙山洪容重为1.3 t/m3时,使用方法2计算的高含沙洪峰流量比方法3的结果小4.8%～14.2%;当高含沙山洪容重为1.5 t/m3时,使用方法2计算的高含沙洪峰流量比方法3的结果大0.7%～11.8%。此外,当洪水近似为清水以及山洪容重为1.1、1.3 t/m3时,随着重现期的增大,方法2与方法3结果的差距呈逐渐减小的趋势;当高含沙山洪容重为1.5 t/m3时,随着重现期的增大,方法2与方法3结果的差距呈逐渐增大的趋势。

 

表3 不同方法洪峰流量相对方法3的大小关系Tab.3 Flood peak discharge by different methods as compared with M ethod 3

  

洪峰流量相对方法3的大小关系(%)重现期T/年方法2方法1高含沙洪水流量清水流量 山洪容重1.1 t/m3山洪容重1.3 t/m3山洪容重1.5 t/m3 3 -2.17 -29.81 -25.28 -14.21 0.71 5 -0.81 -27.42 -22.74 -11.29 4.14 10 -0.52 -26.31 -21.55 -9.93 5.73 15 -0.44 -25.60 -20.80 -9.07 6.75 20 -25.39 -20.57 -8.81 7.05 30 -25.45 -20.64 -8.88 6.96 50 -25.32 -20.50 -8.73 7.15 100 -22.11 -17.08 -4.80 11.76

方法3的结果略大于方法1,总体来说较为接近,而与方法2的清水流量差别较大。分析其原因主要在于,方法1和方法3均考虑的是设计重现期下、降雨历时内的平均降雨强度,而方法2考虑的是设计重现期下、平均1 h降雨强度。本文例子中,降雨历时小于1 h。一般来说,降雨历时越长,降雨历时内的平均降雨强度越小。因此,方法2计算得到的清水洪峰流量最小,方法1和方法3的结果较方法2的清水流量大。

三是群体利益诉求的延伸。网络中有一类群体是以讨伐个人或集体利益为目标而集中的一个群体，这样的群体往往以知识型成员为主导者，通过有理有据的说明方式使群众信服，号召更多人参与进来。声势浩大的群体容易加剧社会问题，发酵微小的社会事件，引起全社会的关注。

4 影响因素显著程度分析

影响截洪沟洪峰流量的主要因素有径流系数、重现期、降雨历时、汇流面积、高含沙山洪容重等。采用SPSS统计软件进行方差分析,研究不同因素对截洪沟设计流量的影响程度。三种方法的影响因素及因素水平见表4-表6所示。各因素水平分别为:径流系数取 0.3、0.5、0.7和 0.9;设计重现期取 3、5、10、15、20、30、50 和 100 年;汇流面积取0.1、0.2、0.4和0.8 km2,山洪容重取1.1、1.2、1.3、1.4 和 1.5 t/m3;降雨历时取 5、20、60、90和120 min。

 

表4 方法1影响因素及因素水平T ab.4 Influence factors and factor levels of Method 1

  

影响因素 因素水平径流系数 0.3 0.5 0.7 0.9汇流面积/km2 0.1 0.2 0.4 0.8重现期/年 3 5 10 15降雨历时/min 5 20 60 90 120

 

表5 方法2影响因素及因素水平Tab.5 Influence factors and factor levels of Method 2

  

影响因素 因素水平径流系数 0.3 0.5 0.7 0.9汇流面积/km2 0.1 0.2 0.4 0.8高含沙山洪容重/(t·m-3) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5重现期/年 3 5 10 15 20 30 50 100

 

表6 方法3影响因素及因素水平Tab.6 Influence factors and factor levels of Method 3

  

影响因素 因素水平径流系数 0.3 0.5 0.7 0.9汇流面积/km2 0.1 0.2 0.4 0.8降雨历时/min 5 20 60 90 120重现期/年 3 5 10 15 20 30 50 100

三种方法影响因素的方差分析结果见表7-表9。从表中可以看出,三种方法各因素的sig.值均为0,小于0.05;F值均大于临界F值,表明各因素对流量均有显著影响。同时,通过比较F值的大小可知,对于方法1和方法3,汇流面积对流量的影响最显著,降雨历时次之,接着是径流系数,重现期对流量的影响最弱;对于方法2,汇流面积对流量的影响最显著,径流系数次之,接着是重现期,山洪容重的影响最弱。

 

表7 方法1影响因素方差分析T ab.7 Analysis of variance of influence factors of Method 1

  

指标 方差来源 自由度 均方 F Sig.径流系数 3 367.95 41.98 0重现期 3 56.68 6.47 0 Q1降雨历时 4 658.29 75.10 0汇流面积 3 1 354.05 154.48 0

 

表8 方法2影响因素方差分析T ab.8 Analysis of variance of influence factors of Method 2

  

指标 方差来源 自由度 均方 F Sig.径流系数 3 1 107.18 245.59 0重现期 7 176.13 39.07 0 Q2汇流面积 3 4 074.43 903.79 0高含沙山洪容重 4 67.16 14.90 0

 

表9 方法3影响因素方差分析T ab.9 Analysis of variance of influence factors of Method 3

  

指标 方差来源 自由度 均方 F Sig.径流系数 3 1187.92 100.48 0 Q3重现期 7 147.83 12.51 0降雨历时 4 1 594.32 134.86 0汇流面积 3 4 371.53 369.78 0

5 结论

(1)通过实例分析,得出该工程在10年一遇设计标准下,截洪沟的洪峰流量采用方法2根据《开发建设项目水土保持技术规范》计算得到的洪峰流量偏小,采用方法3《室外排水设计规范》和方法1《水土保持工程设计规范》的结果较为接近,更偏安全。

(2)洪峰流量随降雨历时的增大逐渐减小,两者呈幂函数关系。当降雨历时小于60 min时,降雨历时对流量的影响较大;当降雨历时大于60 min时,降雨历时对流量的影响减弱。洪峰流量随山洪容重的增大而增大,两者基本呈指数函数关系。洪峰流量随重现期的增大基本呈对数趋势增长,当重现期小于50年时,重现期对流量的影响较大;当重现期大于50年时,重现期对流量的影响减弱。

3.4 访视者交流增强自我护理信心 通过护理人员组织访视者交流会，护士可以定时、主动、深入与患者沟通，了解其心理动态，建立信任可靠的护患关系，帮助他们正确对待造口带来的生活改变，能给予患者情感方面的支持，消除患者心理障碍，保持稳定的情绪，增强其求生存的能力和信心。患者之间的交流也使患者有了参加工作和社会交往的主动性，消除了患者的孤独感，同时也提供了更多的获取相关知识的机会，提供了能够相互交流造口护理及生活经验的平台，更好地促进造口患者身心健康。同时鼓励患者参加知识讲座活动，使其逐渐适应社会，融入社会，并能正确对待自己，以乐观的心态对待社会生活和社会工作［10］。

(3)方法3的结果略大于方法1,总体来说较为接近;方法2计算得到的清水洪峰流量最小,方法2计算得到的高含沙洪水流量与方法1、3的相对大小关系与山洪容重有关。

(4)对于方法1和方法3,汇流面积对截洪沟洪峰流量的影响最显著,降雨历时次之,接着是径流系数,重现期对流量的影响最弱。对于方法2,汇流面积对流量的影响最显著,径流系数次之,接着是重现期,高含沙山洪容重对流量的影响最弱。

(2)由于机组的排汽压力和排汽温度会上升，排汽缸及轴承座等部件受热膨胀引起动静中心改变，使汽轮机产生振动，同时产生较大的激振力，易使末级叶片损坏，威胁汽轮机的安全稳定运行。

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(5)本文的成果为其它截洪沟工程的科学合理设计提供方法和思路。由于截洪沟洪峰流量的影响因素众多且较为复杂,因此,本文的结论对于其它区域的适用性以及不同参数、不同地区对结论影响的规律有待进一步研究。

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