公路养护应关注环境变化对桥涵水文的影响

沈艳红（漳州市先行交通建设有限公司）

公路养护应关注环境变化对桥涵水文的影响

沈艳红
（漳州市先行交通建设有限公司）

人为改变地理环境，势必改变流域水文和汇水洪峰流量，威胁原有公路桥涵安全。仅凭结构完好率不足以评价桥涵防毁能力。公路养护应将桥涵汇水流域环境变化对桥涵水文的影响纳入路况调查范围，尽可能提早发现潜在危险，以便采取对应措施，预防桥涵水毁。

公路养护；桥涵水文；防毁措施

1　前言

我国改革开放以来，基础建设全面铺开。公路交通的便捷条件促进了原有公路沿线两侧土地功能的自动置换。基础建设改变地形地貌，破坏地理环境，流域水文随之变化，原有公路桥涵的汇水洪峰流量跟随变化，威胁桥涵安全。公路养护部门应服从经济建设的需要，相应扩大养护职能，将土地使用功能的置换过程造成桥涵汇水流域地理环境变化，改变桥涵水文状况的程度纳入路况调查范围，预警潜在危险，对应采取预防措施，避免桥涵水毁。

2　影响小流域洪峰流量的主要因素

确保小桥涵在设计洪峰流量冲击下不致水毁，是公路养护部门的主要职责之一。小流域洪峰流量的形成与大中河流流域洪峰流量的形成是不相同的。小流域的洪峰流量比较突出地或灵敏地反映于各单项因素的影响。核定小桥涵洪峰流量，一般是从小流域洪峰流量的形成入手，重点分析产流与汇流两个方面的影响。

影响产流的主要因素：①暴雨强度，与地理气候条件相关；②暴雨在流域地面上的损失。影响暴雨损失的因素是多种多样的。它们包括流域地形地貌、土质、土壤、植被，以及地理气候等因素。植被对降水的拦蓄，农田塘坝对径流的拦截和地表水下渗与蒸发等因素，均造成暴雨的损失，对洪峰流量的形成产生重大影响。流域的植被与土壤或其他自然条件，可能在相隔很近的两个流域上截然不同，而造成它们径流强度的明显差别。如暴雨落在透水性很强的砂土地面上，往往不会产生水流；而在不透水的石质地面上，则会出现强度很大的水流。

影响小流域汇流的主要因素，包括流域的地形特征与地貌特征，流域的面积和形状等几何特征，河槽与山坡流程的坡度与长度，以及与糙率有关的特征参数。如果暴雨特征为某一定值，洪峰流量的形成就取决于地面自然地理条件，首先是暴雨在流域地面上的损失。扣除损失后的净雨，在重力作用下发生流动，形成径流。径流集合为汇流。

我们把雨量与暴雨损失结合起来作为产流条件，其余与汇流有关的流域自然地理因素并为汇流条件，这样净雨与流域汇流运动两个方面就是洪峰流量形成的主要矛盾。对小流域洪峰的形成而言，暴雨损失与洪峰流量此消彼长。

3　核定小流域暴雨洪峰流量的主要技术参数

核定小流域洪峰流量的推算方法有好多种。在实际工作中，小流域的洪峰流量计算多采用推理公式或经验公式。本文采用原交通部科学研究院制定的径流简化公式：

Qp=ψ0（h-z）3/2F4/5β·γ·δ

式中：

Qp——频率为P的洪峰流量（m3/s）；

h——径流厚度，与流域的地理区位、土壤类别、汇流时间和流域面积大小相关；

z——植被或洼地拦蓄滞留的径流厚度（mm），与地面特征（指植被类型、植物疏密、林木的郁闭度、耕地类型、泥沼阻塞等）相关；

F——流域面积（km2），即流域的分水线和出口断面（即桥位或涵位）所包围的面积，或称集水面积，与流域的开合类型有关；

β——洪水传播影响洪峰流量的折减系数，与流域面积重心至桥位（涵位）的距离、流域的几何特征（羽状或扇状）和地形特征（平地、丘陵、山地、山岭）相关；

γ——流域内降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数，与汇流时间、流域的长度或宽度，以及流域的气候等因素相关；

ψ0——地貌系数，与流域地形、主河沟平均坡度和流域面积相关；

δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数，与流域内湖塘水库所控制的汇水面积与流域集水面积的分布比例相关。

4　小流域地理环境变化影响洪峰流量，危及原有桥涵安全

小流域地理环境的变化改变了桥涵水文状况，可能导致洪峰流量超出小桥涵设计排洪能力，威胁桥涵安全。公路养护部门应在调查登记路况、检查桥涵结构完好率的同时，一并调查记录小桥涵流域地理环境改变程度，分析桥涵水文因应变化，核定小桥涵服役状态。调查登记的主要内容，应包括与计算小流域洪峰流量有关、与核定计算参数相关的各项要素，重点调查记录以下几个方面的变化情况：

（1）流域面积（F）变化。改变流域面积的主要成因：①土地开发变迁流域周界，直接扩大或缩小流域汇水面积；②水利沟渠拦截切割流域面积，溢洪口调拨汇水流量，间接改变流域面积；④新修公路或铁路，边沟截水调拨汇水流量，间接改变流域面积；

（2）流域地形地貌变化。主要成因：①土地开发削丘填壑，填池筑路，或改变地面坡度和坡面倾向；或改变流域开合类型和径流汇水流向；或改变主河沟平均坡度，延长或缩短汇流时间，影响汇流过程；或改变湖塘水库面积的分布比例；②农田基本建设平丘并亩，修造梯田，挖渠筑埂，改变径流汇水过程；综合上述，即改变地貌系数（ψ0）和洪峰流量折减系数（δ）；

（3）流域植被变化。改变流域植被的因素较多，主要有土地开发铲除植被，剥土露石，护坡砌石，硬化地面；开矿采石，堆积矿渣覆盖植被，填塞天然沟；开垦土地乱砍滥伐；过度放牧导致荒漠化，或其他破坏生态环境的活动造成水土流失，致使石漠化；还有森林火灾、山体滑坡和泥石流等自然灾害，也是影响流域植被变化的主要因素。植被劣化削弱地表拦蓄径流的作用，即改变拦蓄径流厚度（z），降低暴雨损失，加大径流厚度（h）。

公路养护部门观察调查小桥涵汇水流域水文状况变化的目的，是为确保小桥涵正常服役。当观察调查发现小桥涵流域地理环境变化对桥涵安全造成严重威胁时，应分析具体成因，分清人为因素或自然因素。对人为因素造成的影响，公路养护部门有权追究肇事法人的责任，有义务协调相关部门采取应对措施，解除威胁。

[1]小流域暴雨径流研究组.小流域暴雨洪峰流量计算.北京：科学出版社，1978，3.

[2]邱大洪.工程水文学.北京：人民交通出版社，1999，5.

[3]叶镇国.水力学及桥涵水文.北京：人民交通出版社，1995，2.

U442

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1673-0038（2015）06-0159-02

2015-1-20

沈艳红，女，中级工程师，大专，主要从事路桥施工方面的工作。