坡面水系工程水文水利计算

邓智予刘莹

（1贵州省水利水电勘测设计研究院 贵州贵阳 550002 2贵州黔水科研试验测试检测工程有限公司 贵州贵阳 550002）

坡面水系工程水文水利计算

邓智予1刘莹2

（1贵州省水利水电勘测设计研究院 贵州贵阳 550002 2贵州黔水科研试验测试检测工程有限公司 贵州贵阳 550002）

坡面水系工程是控制控制坡面水土流失的重点，其通过调整和控制坡面径流实现工程控制。坡面水系工程水文水利计算是整个工程调控的依据，本文作者通过分析导致坡面水土流失的原因，分析坡面水系工程水文计算和水利计算。

坡面径流；坡面水系工程；水文水利计算

坡面水系工程主要作用是减少或阻止坡面水土流失，造成坡面水土流失的主要因素就是坡面径流，所以坡面水系工程设计的重点是减少坡面径流。坡面水系工程水文水利计算是其工程进行的前提，通过对工程各部分项目通过公式计算来确定设计方案，所以水文水利计算的精确度非常重要，需要综合多年设计经验和推理公式科学合理的进行。

1 坡面水土流失的原因及坡面水系工程的功能

坡面水土流失受多种因素影响，当雨滴击落在坡面时，对坡面的土壤造成一定程度的破坏，土粒相互分离产生位移。坡面径流作用下土壤位移变大，甚至呈现悬浮状的位移现象，有时也出现跳跃状和滚动状。随着土壤被水流搬移，最终到达最低处或水库下游。有的受到拦截后土壤被沉积下来。坡面水土流失受雨水、土壤性质、地势特点、植被情况等多种因素影响。最直接的影响因素是坡面径流，它是产生土壤位移的主要动力。坡面径流的形成是坡面的水分在经过渗透作用、蒸发作用、植物吸收等作用后剩余的存在坡面表面的流动水体，径流的速度、大小都直接影响坡面水土流失情况[1]。

坡面水土流失的防治主要通过坡面水系工程来实现，通过拦截、引导、蓄水、灌水、排水等各项工程减少坡面水土流失现象，这是坡面水系工程的主要功能。坡面水系工程能够控制坡面径流的方向及流量，减少径流对坡面土壤的冲刷作用，不仅能够减少水土的流失，还能够灌溉梯田、增强农田抗旱能力，排出多余的洪水，防止泥沙的堆积，保护农田生产。

2 坡面水系工程水文计算分析

坡面水系工程水文计算是一项复杂的工程，涉及到整体工程的整体布局和规模规划，具有承上启下的作用。坡面水系工程水文计算是根据工程设计标准对各个部分的工程的洪峰流量进行精确的计算，为工程提供可靠有效的依据，对整体水系工程来说意义重大。计算方法一般根据经验和推理公式来完成，主要包括截水沟水文计算和排水沟水文计算两方面，下面对其具体分析[2]。

2.1 截水沟水文计算

截水沟是梯田与上部林地相交的地方，截水沟和排水沟相通，其尺寸大小由上部集雨面积和总的降水量决定。其计算方法有两个，第一是经验公式计算方法。这种计算方法主要依据水文部门的经验资料，通过查阅部分流域设计洪峰流量公式可进行计算，这种方法简单方便，但是由于此公式是通过经验总结得出的，所以存在一定的误差。其中洪峰流浪由降雨、汇流组成的河道形成洪峰，而截水沟的洪峰流量形成时间短，实际值要比计算值偏大，所以设计时要考虑此因素。第二是推理公式计算法。主要是结合水文部门编著的《暴雨洪水计算手册》进行推理的，在公式中不考虑地下的径流过程，主要考虑净雨过程和径流过程，两个过程直接过度通过洪水过程线查出洪峰流量值[3]。

2.2 排水沟水文计算

排水沟与截水沟相连，中间连接梯田溢流口、蓄水池，排水沟下方还与山塘相连。随意排水沟水文计算相对要复杂一些。一般为了精确计算结果，排水沟水文计算选用推理公式方法计算，在计算过程中要包括其溢流水量和下泄水量，除去蓄水池和沉沙池拦截部分，通过公式进行项目区域洪水总量的计算，设计洪水过程。在这当中还要除去蓄水减少的过程量，最终得到的洪峰流量就是排水沟所需计算的洪峰量。

3 坡面水系工程水利计算分析

坡面水系工程水利计算是根据水文计算得出的洪峰流量以及工程的设计特点而计算得出的工程结构尺寸等，因此上一步的水文计算非常重要，其精准性关系到下一步工程设计的细节。

3.1 截排水沟水利计算

截排水沟水利计算公式主要依据水土治理技术规范进行，主要针对小型的蓄水、排水工程，期限设置为十年，最大降水量以24 h为最大限度。公式中涉及截排水沟过水断面面积、上一步骤中洪峰流量以及水力半径等。通过公式计算能够求出截排水沟过水面积。但是在实际的计算过程中，截排水沟的宽度以及型式无法精确的计算出来，只能通过其他设计参数进行估算，最终设定近似结果进行设计，通过参数试算出过水深。

3.2 蓄水工程水利计算

坡面水系工程中的蓄水工程主要包括蓄水池和山塘，它们的主要作用是农田的灌溉和对洪峰调蓄。这种蓄水工程具有区域性质，例如南方地区降雨量充足，灌溉需求量少，其容积设定就要根据其灌溉要求来确定，只有来水量不足时才能使用其进行水量控制。根据推算公式，蓄水工程的山塘容积由近坝水深、水宽、水面的长度决定。当来水量不足以用来灌溉时，蓄水池的设计公式也相应变化，由暴雨降水量、集雨面积以及径流系数决定。

4 结语

坡面水系工程通过分散坡面径流以及聚集径流相结合的方式进行坡面水土流失的综合治理，其水利水文计算作用非常重要。通过精确的计算进行坡面工程结构科学、合理的设计，精确结构尺寸和构造类型才能最大程度上的发挥治理作用，有效的保证治理效果。

[1]杨文荣,郑小斌,胡明强.红壤坡面水系防护工程设计与建设及其生态作用[J].亚热带水土保持,2011(03).

[2]左长清.水蚀地区坡面水土流失阻控技术研究[A].中国水土保持学会科技协作工作委员会2011年年会交流材料[C].2011.

[3]王建,吴咏,王艳,陶阳.建立小流域坡面水系工程骨架的防灾治理技术[J].中国减灾,2013(03).