垃圾填埋场防洪计算

4.3防洪工程
截洪沟系统设计：
截洪沟沿着填埋区的边界设置以导流雨水，阻止山坡上的雨水直接流进填埋区。

洪峰流量的计算：
1.理论计算公式：
F q
Q n p ψ=τ278.0 （m3/s ）
（1）
1
2424-∙=n P H q （mm/h ） （2） ()p V P K H C H H ∙=Φ∙+∙=242424241 （3） 式中：
q ——暴雨强度，mm/h ；
ψ——暴雨径流系数，本设计取0.9； τ——降雨历时，即汇水时间，本设计取10min ；
F ——汇水面积 km2；取0.026 km2
n ——暴雨衰减指数，本设计取0.60；
24H ——多年平均最大24小时雨量（mm ），本设计取161.2mm ； p H 24——设计频率p 最大24小时雨量（mm ）；
24V C ——最大24小时雨量的变差系数，取0.60；
Φ——皮尔逊Ⅲ型曲线的离均系数，当p=5%时，Φ=2.00。

当p=5%，即重现期为20年时，Φ=2.00，则：
()()mm C H H V P 6.35400.260.012.1611242424=⨯+⨯=Φ∙+∙=；
暴雨强度q 为：
h mm H q n P /5.99246.3542416.0124=⨯=∙=--；
洪峰流量为：
s m F q
Q n p /89.1026.09.0167
.05.99278.0278.036.0=⨯⨯⨯=ψ=τ 2.暴雨强度公式计算：
()
())/(133.7lg 599.01228.1376608.0公顷秒升∙++⨯=τP q
其中：
q ——暴雨强度)/(公顷秒升∙；
P ——重现期（年）；
τ——降雨历时，本次设计取10min ，即0.167h 。

p=5%，即重现期为20年时，暴雨强度为：
()
()()()=+⨯+⨯=++⨯=608.0608.0133.71020lg 599.01228.1376133.7lg 599.01228.1376τP q 435.2843
汇水量公式：
Qp=F ·q ·Φ
其中：
F ——汇水面积 km2
Φ——径流系数，0.1～0.3，本设计取0.2
填埋区：Qp=Fq Φ=s m /26.22.02843.435026.03=⨯⨯；
由上述计算可知：暴雨强度公式推导所得流量值小于推理公式计算推导所得流量值值。

故洪水总量以及管渠计算都按推理公式计算结果来求。

一次洪水总量的计算（w ）
1、按最大24小时降雨量算
F H w p ∙∙ψ=24
式中：ψ——平均径流系数取0.8；
F ——汇水面积（km2），本设计设计的汇水面积为0.026 km2；
p H 24——设计频率p 最大24小时降雨量（mm ）；
342410202.11000026.0676.5778.0m F H w p ⨯=⨯⨯⨯=∙∙ψ=
p=5%，即重现期为20年：
一次洪水总量为：
342410956.01000026.08.4598.0m F H w p ⨯=⨯⨯⨯=∙∙ψ=
2、按最大洪峰流量计算：
p=5%，即重现期为20年：
一次洪水总量为：
3147060045.2m w =⨯=
通过以上的计算进行对比可知，按最大24小时降雨量计算所得的洪水总量远远大于用最大洪峰流量计算所得的量，所以为了安全起见，必须以最大24小时的降雨量来算。

截洪沟设计计算:
截洪沟沟底宽度应满足施工要求,因此沟底宽度要不小于0.4m,其过水断面为梯形。

截洪沟的断面面积为：
()h
w∙
=（m2）
+
b
mh
式中b——截洪沟沟底宽度，m；
h——截洪沟内水深，m；
m——边坡系数，可通过查表得出，本设计取1.0。

由于山地的土质一般为粘土或非粘土的土壤，查《给水排水设计手册（第7册）城市防洪》得，其容许的不冲刷流速都很小，大部分都小于1m/s，抗冲刷能力很差，所以必须进行防护处理。

本设计采用的是混凝土护面进行防护，其抗冲刷能力很强。

查《给水排水设计手册（第7册）城市防洪》得，混凝土护面的边坡系数为m=1.0，混凝土护面（无抹灰的混凝土）的糙率为n=0.013。

流速计算公式为：V=
C
Ri
其中： R——水力半径，m；
i——沟底纵坡，其值不小于0.2%，本次设计可取2%；
C——流速系数，其值与水力半径R和护面的糙率n有关，可通过查表得出。

取b= 1.0m。

假定设计水深h=0.4m
断面面积：
()()256.04.04.00.10.1m h mh b w =⨯⨯+=∙+=
湿周：
m m h b x 13.20.114.020.11222=+⨯⨯+=++=
水力半径：
m x w R 26.013.256.0===
由R 和n 值查流速系数表得，流速系数C=60.96。

则沟内流速为：
s m Ri C V /39.402.026.096.60=⨯⨯==
所以流量Q 为：
s m wV Q /458.239.456.03=⨯==
设计流量p Q 的计算公式为：
F q Q n p ψ=τ278.0
截洪沟的尺寸以20年一遇的流量进行计算。

由理论推导所得设计流量s m Q p /45.23=
校核流量：
%34.04584.245.24584.2=-=-Q Q Q p
＜＜5%(5%为设计允许最大误差)所以假定的h 值符合要求。

所以截洪沟的设计尺寸为：
沟底宽度b=1.0m ；
设计水深h=0.4m ；
沟内流速为V=4.39m/s
由于采用的是混凝土作为保护层的方法，因此其抗不冲刷的容许
流速较大（一般在10m/s左右），所以完全不必担心产生冲刷；而一般粘性土壤的最小不淤流速都只在1m/s左右，所以混凝土护面的不淤流速要比粘性土壤小很多，基本不会存在淤积的情况。

综上所述，本设计的沟内流速V=4.39m/s可以满足设计要求，同时，为了安全起见，设计水深应加上一安全高度△h=0.2m，所以，最终的设计结果如下：
截洪沟过水断面为梯形，并采用混凝土护面进行防护，沟底宽度b=1.0m；设计水深h=0.6m；沟内设计流速为V=4.39m/s。