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申请/专利权人：中交一公局厦门工程有限公司;交通运输部公路科学研究所;南京智慧岩土工程技术研究院有限公司

摘要：本发明是一种降雨地表径流补给岩溶隧道暗河最大洪水量估计方法，具体步骤包括：1获取降雨统计参数；2计算设计雨量；3计算历时分配的设计平均雨量；4计算设计净雨量；5隧址区地表汇水点排查与地形数据获取；6地表径流汇水分析；7计算地下水汇流参数；8地表径流补给地下水径流计算；9隧道暗河最大洪水量估计。本发明能够准确预测岩溶区因地表汇水补给隧道暗河最大洪水量，从而合理设计隧道施工期防洪护堤高度与运行期暗河上跨渡槽或下穿涵管的过水容量，并且能够依据估算洪峰时间，确定隧道规避风险的施工时间，保障隧道施工与运营安全。

主权项：1.一种降雨地表径流补给岩溶隧道暗河最大洪水量估计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，获取降雨统计参数：收集隧址区当地附近雨量站资料，若当地雨量站分布均匀，具有长期同期雨量资料时，采用直接法计算降雨统计参数；否则采用间接法查表获得降雨统计参数；步骤二，计算设计雨量：按照皮尔逊Ⅲ型频率曲线，由降雨量均值、变差系数、偏态系数确定暴雨频率曲线，依据暴雨频率P值，确定离均系数Φ；模比系数KP,i＝Φi·Cv,i+1，故1小时、6小时、24小时、3日设计暴雨频率P的设计雨量为对应暴雨统计时段i的降雨量均值；Cv,i为对应暴雨统计时段i的变差系数；步骤三，计算历时分配的设计平均雨量：历时分配的设计平均雨量hi与衰减指数n计算公式如下：1ti＝1～6小时之间 或2ti＝6～24小时之间 或3ti＝1～3天之间 或其中，n1,6＝1+α1,6lgH1H6n6,24＝1+α6,24lgH6H24n24,3＝1+α24,36lgH24H3α1,6，α6,24，α24,36为雨量区域分配系数，可查阅隧址区所在地区的水文手册获得；步骤四，计算设计净雨量；采用损失参数法，损失参数μ为产流历时tc内的平均损失强度，可由各省市地区的《水文手册》参阅获得，设计净雨量H'i按照下式：当Hiμ时，H'i＝0；当Hiμ时，H'i＝Hi-μ；步骤五，隧址区地表汇水点排查与地形数据获取；由当地测绘局或www.gscloud.cn网站，获取1：5万或者分辨率30m隧址区数字高程模型DEM数据，基于洼地分析，排查隧址区的地表汇水点位置；若获取1：5万或者分辨率30m隧址区数字高程模型数据达不到微地形地表径流汇水分析的精度要求，故根据排查获得的地表汇水点位置，开展获得汇水流域区的微地形无人机摄影测量地形测绘，获取天坑洼地区高精度DEM地形数据；步骤六，地表径流汇水分析；基于高精度数字高程模型地形数据，采用数字地形水文分析优先漫水算法，开展地表径流的流向分析、汇流累积量、水流长度、河流网络、河网分级、流域分割的分析，最终获得地表径流的流域范围；然后根据第四步中的设计净雨量与第三步中对应净雨历时分配时段，在流域范围内，采用水文汇水分析方法，计算每个单位时段的汇水点出口断面流量；最后，根据叠加假定和淹没迭代法，通过各时段净雨形成部分流量过程错开时段叠加，获得汇水点出口断面流量过程线；步骤七，计算地下水汇流参数；开展降雨期隧道暗河水流量实测，分别记录无降雨的暗河日常流量Qg0、降雨期暗河高峰流量Qg1、降雨期雨停暗河稳定流量Qg2、以及Qg1与Qg2之间的历时tg小时计；采用下式推求地下水汇流参数Kg： 降雨实测应选择对应隧址区降雨量应超过该地区雨季多年月降雨量平均值；步骤八，地表径流补给地下水径流计算；根据汇水点出口断面流量过程线，得到随时间t的地表径流补给量Ig,i，相应的随时间变化t的地下水径流量为Qg,i，则依据Ig,i～t变化过程，按照下式迭代计算： 其中，Δt为计算时段，按照小时计；Kg按照第七步推求；Qg,i的初始值按照步骤七无降雨的暗河日常流量Qg0计算；最后，获得Qg,i～t的地表径流补给地下水径流量时间变化过程线，通过此过程线得到地表径流补给地下水径流量峰值与其相应的峰值时间；步骤九，隧道暗河最大洪水量估计；地表径流补给地下水径流量峰值Qg,i,Max与无降雨的暗河日常流量Qg0之和就是隧道暗河最大洪水量QH,Max，即为QH,Max＝Qg,i,Max+Qg0；地表径流给地下水径流量的峰值时间即为隧道暗河的洪峰时间。

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