[发明专利]一种基于流量控制的山洪防治方法

说明书

本发明提供一种基于流量控制的山洪防治方法，包括河段允许通过最大流量、各支流最大允许下泄流量、支流设计流量过程以及调控水量的确定方法，并在以上资料的基础上给出了该措施所使用的控流坝孔口尺寸的设计思路。与当前普遍只单纯通过提高城镇河段堤防标准来抵御山洪的方法相比，该方法只改变洪水流量超设计标准时的流量过程，不改变支流其他时段的流量过程，不会造成长期淹没；只修建坝体，不修闸门等控制设施，投资小；不存在运行调度的问题，有效降低城镇山洪损失，综合效益高；洪水过后只需要清除可能存在的树枝等杂物，防止孔口的堵塞，维护成本低。有利于山地城镇山洪防治工作的展开，能够更有效地抵御山洪和防止内涝。

技术领域

本发明涉及山洪防治领域，具体是一种基于流量控制的山洪防治方法。

背景技术

山洪灾害历来是我国防治任务最为艰巨的自然灾害。在我国的山区，有大量山地城镇位于多条支流交汇的位置，在强降雨条件下，山区洪水汇流迅速，很容易导致洪水淹没城镇，而以往的山洪防治方法单纯通过提高城镇河段堤防标准来抵御山洪，不仅效益不高，还可能导致城镇因堤防高度过高而排水困难、形成内涝，反而造成了额外的损失。

综上所述，为了人民群众生命财产的安全，且考虑到山地施工的难度，一种便于施工、成本低效益高且生态环境影响较小的山洪防治措施是极有必要且具有广泛的应用前景的。

发明内容

本发明的目的在于解决目前大量位于多条支流交汇的位置的山地城镇在强降雨条件下，山区洪水汇流迅速，单纯通过提高城镇河段堤防标准来抵御山洪，不仅效益不高，还可能导致城镇因堤防高度过高而排水困难，形成内涝的问题，提供一种基于流量过程控制的山洪防治方法，通过在支流上修建控流坝，严格控制支流的汇入的最大流量从而调节支流洪水过程以防治山洪。

本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：

一种基于流量过程控制的山洪防治方法，包括如下步骤：

a.通过历史降雨资料和城镇河段水文资料，确定城镇山洪防御标准，得到河段允许通过最大流量；

b.基于支流集雨面积占比分配各支流峰值流量控制目标以及步骤a得到的河段允许通过最大流量，确定各支流最大允许下泄流量；

c.根据历史降雨资料计算支流设计流量过程；

d.根据步骤c计算得到的各支流设计流量过程和步骤b得到的最大允许下泄流量确定是否需要进行调控以及需要调控的水量，若步骤c计算得到的各支流设计流量过程中有超过步骤b得到的最大允许下泄流量的情况，则予以调控并计算需要调控的水量，反之则不需要调控；

e.根据步骤d得出的需要调控调控的水量确定所需的库容，再由地形地貌、地质条件、交通、土地临时淹没面积综合确定坝址和坝高以满足库容需求，根据各支流最大允许下泄流量确定泄流孔尺寸。

进一步的，步骤b中确定各支流最大允许下泄流量Q_i的计算公式如下:

式中Q_M为河段允许通过最大流量；F_i为支流流域集雨面积；F为总流域集雨面积。

进一步的，步骤c中根据历史降雨资料计算支流设计流量过程采用单位线法，具体的计算公式如下:

r_i为已知降雨资料的地面净雨过程；R_i为对应地面径流过程；单位线时段△t以小时计；流域面积F以km²计；其中i为大于等于4小于等于n的自然数，n的取值范围为8到24，具体取值根据单位线时段△t取值以及历史降雨资料所涵盖的时间跨度而定。