小流域设计洪水PPT课件
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小流域设计洪水计算
第八章 小流域设计洪水计算
§8-1 概述 §8-2 小流域设计暴雨 §8-3 推理公式法推求洪峰流量 §8-4 经验公式法推求洪峰流量 §8-5 设计洪水总量及设计洪水过程线
§8-1 概述 一、小流域的含义 1、从流域汇流条件看 2、小流域多属无资料情况 3、小流域集雨面积 ❖干旱区:300~500km2以下 ❖湿润地区:100~200km2以下
(一)公式的制定 (二)年最大24小时设计暴雨量的计算 1、有日雨量资料
先求得P1,p,P24,P=(1.1~1.3) P1,p 2、无资料情况下 查等值线图,得到流域中心处的均值、Cv及
Cs(常用Cs=3.5Cv) P24, p K p P24
(三)短历时暴雨公式
1、公式形式
at, p
sp tn
0.278——单位转换系数。
二、设计暴雨计算 最大τ时段设计暴雨的平均强度为:
a , p
sp
n
三、产流计算———确定ψ
ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大τ时
段内的降雨量之比值。
当tc≥τ
h
P
当tc<τ
htc
P
1
tc
1
n
sp
n
1、产流历时的确定
1
tc
1
nspຫໍສະໝຸດ n 2、洪峰径流系数ψ的确定
三、暴雨公式的历时转换计算 若设计历时t<t0(即t<1h),则:
P24, p s pt1n1 P24, p 24 t n2 1 1n1
P24,
p
t 1n1` 241n2
若设计历时t>t0(即t>1h),则:
P24, p s pt1n2 P24, p 24n2 t1 1n2
§8-1 概述 §8-2 小流域设计暴雨 §8-3 推理公式法推求洪峰流量 §8-4 经验公式法推求洪峰流量 §8-5 设计洪水总量及设计洪水过程线
§8-1 概述 一、小流域的含义 1、从流域汇流条件看 2、小流域多属无资料情况 3、小流域集雨面积 ❖干旱区:300~500km2以下 ❖湿润地区:100~200km2以下
(一)公式的制定 (二)年最大24小时设计暴雨量的计算 1、有日雨量资料
先求得P1,p,P24,P=(1.1~1.3) P1,p 2、无资料情况下 查等值线图,得到流域中心处的均值、Cv及
Cs(常用Cs=3.5Cv) P24, p K p P24
(三)短历时暴雨公式
1、公式形式
at, p
sp tn
0.278——单位转换系数。
二、设计暴雨计算 最大τ时段设计暴雨的平均强度为:
a , p
sp
n
三、产流计算———确定ψ
ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大τ时
段内的降雨量之比值。
当tc≥τ
h
P
当tc<τ
htc
P
1
tc
1
n
sp
n
1、产流历时的确定
1
tc
1
nspຫໍສະໝຸດ n 2、洪峰径流系数ψ的确定
三、暴雨公式的历时转换计算 若设计历时t<t0(即t<1h),则:
P24, p s pt1n1 P24, p 24 t n2 1 1n1
P24,
p
t 1n1` 241n2
若设计历时t>t0(即t>1h),则:
P24, p s pt1n2 P24, p 24n2 t1 1n2
小流域设计洪水.ppt
典 型 暴 雨 分 配 百 分 比 (%)
占x1 占(x3-x1) 占(x6-x3) 占(x24-x6)
0 4 5 5 7 38 100 62 52 33 15 12 17 9 12 5 5 9 5 5 0
设计暴雨 (mm) (P=1%)
0 3.5 4.4 4.4 6.2 12.6 81.8 20.6 17.6 11.2 5.1 10.6 15.0 7.9 10.6 4.4 4.4 7.9 4.4 4.4 0
点的联线。如图:标有1 、2 、…的虚线( 为单位汇流
时段长)。
等流时面积(isochronic aera):相邻两条等流时线间 的面积 f 。本例:F = f1 + f2 + f3 。
流域上最远点净雨流到出
口断面所经历的时间,称
t t
t f3 f2 f1
为流域最大汇流时间,简
称流域汇流时间,或流域
假定。例如假定短历时设计暴雨时空分布均匀等等。
③ 小流域分布广、数量多。因此,所拟定的计算方法,
在保证一定精度的前提下,力求简便。
④ 小型工程一般对洪水的调节能力较小,工程规模主 要受洪峰流量控制,因此,小流域设计洪水,主要推 求设计洪峰流量,对洪水过程线的要求低,一般采用
概化过程线。
小流域设计洪水的计算方法很多,如:推理公式 法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单 位线法。其中应用最广泛的是推理公式法,它的思路 是以暴雨形成洪水过程的理论为基础,并按设计暴雨 →设计净雨→设计洪水的顺序进行计算。
100 km2 。小流域设计洪水计算,与大中流域相比,
有自己的特点,因此水文学上常常作为一个专门的问
题进行研究。小流域设计洪水计算的主要特点是:
第三章+设计洪水流量ppt课件
.
12
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
四、资料中特大洪水的处理
特大洪水:比一般洪水大的多的稀遇洪水,通过历史 洪水调查,能知其数量 大小和重现期的洪水。
特大洪水出现的情况: ❖在实测系列以外; ❖在实测系列以内 ❖兼而有之。
.
13
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
特大值的处理的意义: ❖ 通过特大值处理,可以延长系列资料,增强系列的代表性
第五节利用暴雨资料推算设计流量图52流域地下水退水曲线第五节利用暴雨资料推算设计流量第五节利用暴雨资料推算设计流量产流计算方法1降雨径流相关法2蓄满产流计算3超渗产流计算51降雨径流相关法降雨径流相关是在成因分析与统计相关相结合的基础上用每场降雨过程流域的面平均雨量和相应产生的径流量以及影响径流形成的主要因素如前期影响雨量pa或流域起始蓄水量w建立起来的一种定量的经验关系
应从资料来源、资料的测验和整编方法有无问题、刊印是否有误进行检 查,可以通过上下游或干、支流水量平衡,流域年降水量等检查数据是 否合理。
.
5
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
2.资料一致性的审查与还原
洪水资料一致性:所谓洪水资料的一致性,就是产生各年洪水的流 域产流 和汇流条件在调查观测期中应基本相同。
,减少各参数值的抽样误差,从而提高计算成果的稳定性 和可靠性。 ❖ 一般同时采用三种来源的资料:水文站观测资料、参证站 插补和延长资料、调查洪水和文献考证资料。
.
14
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
黄河某水文站,到1954年共有不连续的20年实测洪水资料,其中最大 实测洪峰流量为3700m3/s。在1958年推算设计洪水时,虽然已调查到四次 历史洪水资料,但因为有人对它们定量的可靠性有怀疑,只用了实测的二 十年资料进行推算,得到百年一遇(p为1%)的洪水流量为7500m3/s。( Cv=0.8)
小流域暴雨洪峰流量计算ppt课件
(2)建立I0的经验关系
8.3设计净雨量推求—初损后损法
(三)平均下渗率 f 的确定
影响因素:
I0:W0一定, I0越大,fp0越小, f 越小
i 0 : i 0 越大, fp0越大,f 越大
tR: tR越大,f 越小
8.3设计净雨量推求—初损后损法
确定方法: (1)利用实测雨洪资料分析计算 基本过程:
8.2.3 设计暴雨时程分配
设计暴雨总历时:根据流域暴雨特性选择 暴雨控制历时:1、3、6、24h等 方法:同频率放大法 典型暴雨过程:
a. 选择实测降雨过程 b.《水文手册》、暴雨图集:典型分配过程
8.3 设计净雨量推求—初损后损法
初损后损法是一种适用于干旱半干旱地区的产流计算模型。
(一)初损后损法基本原理
8.2 小流域设计暴雨计算
确定:设计标准P;暴雨历时t(<24h)
8.2.1 年最大24h设计暴雨计算(P24,P) 无实测降雨资料情况下的一般流程:
暴雨图集
等值线图
查P1日、Cv
查P24、Cv
P24,P
P1日,P
P24,P
1.1~1.2
8.2.2 不同历时设计暴雨量推求
(1)当1≤t≤24h时,
后损 (mm)
净雨 (mm)
14:00-20:00
5.5
20:00-02:00
176.0
6.11. 02:00-08:00
99.4
08:00-14:00
40.0
14:00-20:00
82.9
20:00-02:00
9.0
合计
419.3
时间(月.日.时)
降雨量 (mm)
6.10. 08:00-14:00 6.5
《设计洪水过程线》PPT课件
放大 倍数 K
1.27 1.27
1. 1.27 1.27 1.27 1.12 1.12 27
1.37
1.12 1.27 1.27
设计 15.5 8.6 0 25.4 1.9 4.8 5.3 12.7 64 暴雨 过程 mm
24 4.8 11 178
22
1.什么是传统机械按键设计?
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能 的一种设计方式。
3000
地表径流
2500
地下径流
2000
总径流
1500
1000
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
推求设计洪水过程线
41
复习题:
1、由暴雨资料推求设计洪水时,一般假定 ( C )。
A、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率
第三节
设计洪水过程线推求
课前复习
1
由流量资料推求设计洪水框图
年最大值法选样 可靠性、一致性、代表性审查
特大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水处理
峰、量频率计算 安全修正值 设计洪峰和设计洪量 成果合理性检验 选择典型洪水
同倍比或同频率缩放 设计洪水过程线
2
主要内容
1.选择典型洪水过程线; 2.对典型洪水过程线进行缩放, 得出设计洪水过程线。
26
同频率法:同时进行P和P+Pa两种
系列的频率计算,由设计频率的
P+Pa值减去同一频率的P 值,差额作 为所求的设计Pa值: Pap=(P+Pa)p-Pp
27
分析法:根据流域水文气象和地理特性、 设计条件、经验分析或查手册得出设计 Pa 。在湿润地区,当设计标准较高时, 可取Pa=Im 。
推算小流域面积设计洪水流量118页PPT
推算小流域面积设计洪水流量
11、获得的成功越大,就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因, 节制使 人枯萎 。 12、不问收获,只问耕耘。如同种树 ,先有 根茎, 再有枝 叶,尔 后花实 ,好好 劳动, 不要想 太多, 那样只 会使人 胆孝懒 惰,因 为不实 践,甚 至不接 触社会 ,难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕,不悔(虽然只有四个字,但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己, 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体, 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米,如 果他不 曾希望 它长成 种籽; 单身汉 不会娶 妻,如 果他不 曾希望 有小孩 ;商人 或手艺 人不会 工作, 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
பைடு நூலகம்
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
11、获得的成功越大,就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因, 节制使 人枯萎 。 12、不问收获,只问耕耘。如同种树 ,先有 根茎, 再有枝 叶,尔 后花实 ,好好 劳动, 不要想 太多, 那样只 会使人 胆孝懒 惰,因 为不实 践,甚 至不接 触社会 ,难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕,不悔(虽然只有四个字,但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己, 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体, 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米,如 果他不 曾希望 它长成 种籽; 单身汉 不会娶 妻,如 果他不 曾希望 有小孩 ;商人 或手艺 人不会 工作, 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
பைடு நூலகம்
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法).ppt
例如湖南、江西的Cp、n值表
二、多因素公式
Qm, p Ch24, p F n Qm, p Ch24, p f F n Qm, p Ch24, p J f F n
式中,f=F/L2——流域形状系数。 例如:安微省山区小河洪峰流量经验公式为:
QP
Ch F 1.21 0.73 24,P
同时把山区分为4类:深山区(C=0.0514)、浅山区(C=0.0285)、 高丘区(C=0.0239)、低丘区(C=0.0194)。
1. 暴雨公式
it , P
SP tn
(8-1)
式中,it.p—— 历时为t、频率为P的平均暴雨强度(mm/h);
Sp—— 单位时间的平均雨强(mm/h),又称雨力,随地区 和重现期而变;
n—— 暴雨参数或暴雨递减指数,随地区和历时长短而变 。
式(8-1)为水利电力部门广泛应用的暴雨公式。
意义:暴雨强度与历时成指数关系。见书图8-2。
简单到复杂,由计算洪峰流量到计算设计洪水过程线。
三、计算方法 1. 推理公式法 2. 经验公式法 3. 相似流域法 4. 综合单位线法
四、小流域设计洪水计算步骤 1. 小流域设计暴雨计算; 2. 设计洪峰流量计算; 3. 小流域设计洪水过程线拟定。
8.2 小流域设计暴雨计算
小流域面积较小,可忽略暴雨在地区上分布的不均匀, 由流域中心点处的点雨量作为流域面雨量。
1第八章小流域设计洪水计算81概述82小流域设计暴雨计算83设计洪峰流量的推理公式84计算洪峰流量的地区经验公式85设计洪水过程线的推求81概述一小流域设计洪水特点1
第八章 小流域设计洪水计算
8.1 概述 8.2 小流域设计暴雨计算 8.3 设计洪峰流量的推理公式 8.4 计算洪峰流量的地区经验公式 8.5 设计洪水过程线的推求
水文水利计算课件:第八章小流域设计洪水2
θ=L/J1/3 F1/4
=2.65/0.0331/3×2.931/4 =6.31
m=0.54θ0.15
=0.54×6.310.15 =0.71
(5)设计洪峰Qm的试算 将结果代入推理公式得
τ=3.235Qmp0.25 Qmp=105.1τ-0.76-1.63 Qmp =189.7τ-1
试算:
tc ≥τ tc <τ
第二节 小流域设计暴雨计算
(一)暴雨公式
1.暴雨公式形式
暴雨强度 ip与暴雨历时 t 之间的关系称暴雨公式,水
利部门常用形式为:
ip
Sp tn
式中,Sp-雨力,单位历时暴雨平均强度,随重现期和地区 而变
n-暴雨递减指数,随地区和历时而变 按雨量表示
Pp t1n
2.暴雨公式参数推求及综合 由雨量~历时~频率(P~t~p)关系转为雨强~频率 ~历时(i~p~t)关系。
2.设计洪峰多因素公式
Qp Chp F n Qp Chp f F n
Qp Chp f J F n
3.洪峰统计参数经验公式 Q=C F n Cv=f(F) Cs=k Cv
C、Cv、k具有地理分布规律,可根据有
资料流域实测资料分析参数勾绘参数等值线 图或制作综合参数表以供无资料流域查用。
第五节 概化设计洪水过程线的推求 1.三角形概化
出口概化为三角形,取σ=1/ 3;λ =1/ 4代入上式得
=0.278
L
mJ
1/
Q 3 1/ m
4
汇流参数m的取值: 方法1:查水文手册
方法2:由实测流量资料反推:
m=
J
V Q 1/ 3 1/
m
4
方法3:采用经验公式,如
= L
=2.65/0.0331/3×2.931/4 =6.31
m=0.54θ0.15
=0.54×6.310.15 =0.71
(5)设计洪峰Qm的试算 将结果代入推理公式得
τ=3.235Qmp0.25 Qmp=105.1τ-0.76-1.63 Qmp =189.7τ-1
试算:
tc ≥τ tc <τ
第二节 小流域设计暴雨计算
(一)暴雨公式
1.暴雨公式形式
暴雨强度 ip与暴雨历时 t 之间的关系称暴雨公式,水
利部门常用形式为:
ip
Sp tn
式中,Sp-雨力,单位历时暴雨平均强度,随重现期和地区 而变
n-暴雨递减指数,随地区和历时而变 按雨量表示
Pp t1n
2.暴雨公式参数推求及综合 由雨量~历时~频率(P~t~p)关系转为雨强~频率 ~历时(i~p~t)关系。
2.设计洪峰多因素公式
Qp Chp F n Qp Chp f F n
Qp Chp f J F n
3.洪峰统计参数经验公式 Q=C F n Cv=f(F) Cs=k Cv
C、Cv、k具有地理分布规律,可根据有
资料流域实测资料分析参数勾绘参数等值线 图或制作综合参数表以供无资料流域查用。
第五节 概化设计洪水过程线的推求 1.三角形概化
出口概化为三角形,取σ=1/ 3;λ =1/ 4代入上式得
=0.278
L
mJ
1/
Q 3 1/ m
4
汇流参数m的取值: 方法1:查水文手册
方法2:由实测流量资料反推:
m=
J
V Q 1/ 3 1/
m
4
方法3:采用经验公式,如
= L
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)ppt课件
Sp—— 单位时间的平均雨强(mm/h),又称雨力,随地区 和重现期而变;
n—— 暴雨参数或暴雨递减指数,随地区和历时长短而变 。
式(8-1)为水利电力部门广泛应用的暴雨公式。
意义:暴雨强度与历时成指数关系。见书图8-2。
WUHEE
2. 历时t的设计暴雨量公式
将(8-1)式左乘历时t 得:
t ·it,P=Pt,p=Sp·t1-n
P24,P P24 (1 PCv)
二、历时t(<24小时)的设计暴雨Pt,p的计算
将年最大24小时设计暴雨量P24,P通过暴雨公式转化为 任意一历时的设计雨量Pt,P(1<t<24)。
WUHEE
WUHEE
1. 暴雨公式
it , P
SP tn
(8-1)
式中,it.p—— 历时为t、频率为P的平均暴雨强度(mm/h);
t=1h, SP=i1.P。 b、 n1 、n2 和SP
随频率变化。
WUHEE
(8-3)
(1) n(n1、n2)的获取
a、由实测暴雨资料分析得到; b、从水文手册中的n值分区图上查取。
(2)Sp的计算
t ·it,P=Pt,p=Sp·t1-n
a、地区水文手册中的Sp等值线图插取;
b、由式(8-2)知:Sp=Pt,p·tn-1 ∵ P24,p已知(t=24h) ∴ Sp=P24,p·24n2 -1
WUHEE
8.2 小流域设计暴雨计算
小流域面积较小,可忽略暴雨在地区上分布的不均匀, 由流域中心点处的点雨量作为流域面雨量。
设计暴雨计算采用以下步骤推求: 1 按省(区、市)水文手册及《暴雨径流查算图表》上 的资料计算特定历时的设计暴雨量; 2 将特定历时的设计暴雨量通过暴雨公式转化为任意一 历时的设计雨量。
n—— 暴雨参数或暴雨递减指数,随地区和历时长短而变 。
式(8-1)为水利电力部门广泛应用的暴雨公式。
意义:暴雨强度与历时成指数关系。见书图8-2。
WUHEE
2. 历时t的设计暴雨量公式
将(8-1)式左乘历时t 得:
t ·it,P=Pt,p=Sp·t1-n
P24,P P24 (1 PCv)
二、历时t(<24小时)的设计暴雨Pt,p的计算
将年最大24小时设计暴雨量P24,P通过暴雨公式转化为 任意一历时的设计雨量Pt,P(1<t<24)。
WUHEE
WUHEE
1. 暴雨公式
it , P
SP tn
(8-1)
式中,it.p—— 历时为t、频率为P的平均暴雨强度(mm/h);
t=1h, SP=i1.P。 b、 n1 、n2 和SP
随频率变化。
WUHEE
(8-3)
(1) n(n1、n2)的获取
a、由实测暴雨资料分析得到; b、从水文手册中的n值分区图上查取。
(2)Sp的计算
t ·it,P=Pt,p=Sp·t1-n
a、地区水文手册中的Sp等值线图插取;
b、由式(8-2)知:Sp=Pt,p·tn-1 ∵ P24,p已知(t=24h) ∴ Sp=P24,p·24n2 -1
WUHEE
8.2 小流域设计暴雨计算
小流域面积较小,可忽略暴雨在地区上分布的不均匀, 由流域中心点处的点雨量作为流域面雨量。
设计暴雨计算采用以下步骤推求: 1 按省(区、市)水文手册及《暴雨径流查算图表》上 的资料计算特定历时的设计暴雨量; 2 将特定历时的设计暴雨量通过暴雨公式转化为任意一 历时的设计雨量。
第6章小流域设计洪峰流量PPT课件
t
t
f3
t
f2
f1
32
等流时面积(isochronic aera):
相邻两条等流时线间 的面积 f ,或称为共时径 流面积。
本例:F = f1 + f2 + f3 。
t
t
f3
t
f2
f1
33
Δt 时段内在等流时面积 f 上 形成的净雨 R 都能在两个 Δt 时段内流出流域出口断 面。最大流量为:
Rf1Q2t
15
在一定下垫面条件下,充分供水的条件下的下渗 率,称为下渗能力(infiltration capacity)。
下渗能力随时间的 变化过程线,称为下 渗能力曲线,简称下 渗曲线(infiltration curve ),如图6-1中 的 f ~t 线所示。
16
f0 :起始下渗率(initial infiltration rate),其值
' 3
t3
t2
t
t4
28
增加,汇入河网并汇集到出口断面,出口断面水位上 涨。到 t 2 时刻,if fc ,地面净雨终止,但 t 2 之前产生的净雨继续由坡面汇入河网并汇集到河槽, 直至全部径流流出流域出口断面,即时刻 t 4 为止,地 面径流结束。洪水过程延续的时间比净雨历时(产流 历时)和坡地漫流历时要长。从 t 2 到 t 4 称为流域最 大汇流时间(concentration time),记为τ ,即流域 最远点 A 的净雨流到出口断面 B 所花的时间。
损率 。 f
净雨强度: i f a
25
§6.3 流 域 汇 流 (basin flow concentration)
26
6.3.1 暴雨洪水形成过程
小流域设计洪水计算课件
第二节 小流域设计暴雨计算
一、 小流域设计暴雨的特点
➢ 小流域由于面积小,雨深随面积变化不大,可不考虑暴雨在空间面 分布上的不均匀性,面以流域中心的设计点雨量代替全流域的设计 面雨量
➢ 小流域汇流面积小.汇流历时短,在一次暴雨过程中仅有较短历时 的核心部分雨量参与形成洪峰流量,这部分雨量称为“成峰暴雨”
2. 参数分析
第二节 小流域设计暴雨计算
如果在双对致纸上点绘a~P~t关系,应为一直线。但很多地区由于反映 暴雨递减速度的参数n值并非常数,因此绘在双对数纸上的a~P~t关系关系 就往往不是直线分布,而是曲线状。这时,通常将它概化成变斜率的折线, 通过分段图解确定公式中的暴雨衰减指数n值
第二节 小流域设计暴雨计算
SP xt,ptn1
第二节 小流域设计暴雨计算
三、年最大24小时设计暴雨量的计算
➢ 若流域中心附近有充分长的人工观测的日雨量资料,可对日 雨量系列进行频率计算,先求得年最大一日设计雨量X日,P, 然后按X24,P=1.1~1.2 X日,P 进行换算
➢ 如流域无日雨量资料,可由暴雨洪水图案或手册查阅年最大 24小时暴雨均值和Cv等值绘图,求出流域中心处的均值和 Cv ,Cs常采用3.5Cv,由确定的统计参数,便可求得流域中 心处年最大24小时设计雨量X24,P
➢ 小流域通常缺乏自记雨量计观测记录,通常先推求出年最大24小时 设计暴雨量X24,P,然后利用短历时暴雨公式或雨量百分率历时曲线转 换成任意历时t的设计成峰暴雨量Xt,P
第二节 小流域设计暴雨计算
二、短历时暴雨公式
1. 公式形式
大量资料的统计成果表明,暴雨强度和历时的关系可用指数方程来表 达,它反映一定频率情况下所取历时的平均降雨强度at,P与历时t的关系, 称为短历时暴雨公式
工程水文学第八章 小流域设计洪水
(n1,n2)以1h为分 界,暴雨递减指数
(暴雨参数)
不同历时雨量:
xt. p
at ,P
t
SP tn
t
SP
t1n
⑵参数确定 ①n: 水文手册中n值分区图。
②sp:查设计流域 x 24、 cv、 cs/cv,由下式计
算:
S P at , pt n
xt , pt t n2
x t (n2 1) t,p
推理公式法:
以暴雨形成洪水的成因分析为基础,考虑影响洪峰 流量的主要因素,建立推理公式,利用实测资料求得公 式中的参数。
推理公式的形式(北京水科院推理公式)
⑴当tc ≥ τ时:
Qm
0.278
s
p n
F
⑵当tc < τ时:
Qm
0.278
ns
ptc1
n
F
0.278 L 11 mJ 3 Qm4
设计净雨的推求原理:
方法: 利用损失参数µ的地区综合规律计算设计净雨
损失参数µ:
产流历时tc内的平均损失强度
i ,
不产生净雨 产生净雨
不产生净雨
µ
tc
t
第四节 由推理公式推求设计洪水的基本原理
1、推理公式基本形式: 假定流域产流强度在时间、空间上都是均匀的 , 经过线性汇流推导,可得出形成洪峰流量的计算公 式:
3.设计流域损失参数和汇流参数的确定 可查有关水文手册,本例 f =3.0mm/h,m=0.70。
二、推理公式的形式
⑴当tc ≥ τ时:
Qm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.278
s
p n
F
⑵当tc < τ时:
Qm
0.278
水文学设计洪水计算PPT课件
洪水资料的审查,以保证资料的可靠性、 一致性和代表性;
❖ 选样,从每年洪水中选取符合要求的洪 峰流量和洪量,组成各自的统计系列;
频率计算,求出设计洪峰和设计洪量 (与设计径流的不同之处是要对特大值洪水进行 相应的处理)
求设计洪水过程线
第14页/共93页
1. 计算步骤: 1)洪水样本的选择
河流一年内要发生多次洪水,每次都不同, 因此如何从历年的洪水系列资料中选取表征洪水 特征值的样本,是设计洪水的一个首要问题。对 水利水电工程而言,一般采用“年最大值法”, 即每年只选一最大的特征值作为样本点。
加入1963年实测特大 洪水Q m=12000 m3/s后 计算结果
第23页/共93页
特大洪水:
指在洪水系列中,比一般洪水大得多的稀 遇洪水,一般为历史洪水,可以经过调查考证 取得,它也可以出现在实测系列中,均称之为 特大洪水。
将特大洪水与实测洪水共同组成一洪水系 列(样本),如何进行频率计算?
关键是对特大洪水的处理,即在经验频率 计算、统计参数估计等方面采取有别于一般洪 水的计算方法。
按正常运用洪水标准计算的洪水称为设计 洪水,用它确定水利水电工程的设计洪水位, 设计泄流量等。
第10页/共93页
非常运用的洪水标准(校核标准) :
出现超过这种标准的洪水,水利工程的某 些正常工作可以暂时破坏,如允许消能设施和 一些次要建筑物部分损坏,但必须确保主要水 利工程建筑物安全或不允许发生河流改道等重 大灾害性后果,则这种情况为“非常运用条 件”。
防洪标准
洪水频率 重现期 (%) (年)
重大城镇 重大工业区 >500 重要城市 重要工业区 100~500 中等城市 中等工业区 2~100 一般城市 一般工业区 5~10
❖ 选样,从每年洪水中选取符合要求的洪 峰流量和洪量,组成各自的统计系列;
频率计算,求出设计洪峰和设计洪量 (与设计径流的不同之处是要对特大值洪水进行 相应的处理)
求设计洪水过程线
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1. 计算步骤: 1)洪水样本的选择
河流一年内要发生多次洪水,每次都不同, 因此如何从历年的洪水系列资料中选取表征洪水 特征值的样本,是设计洪水的一个首要问题。对 水利水电工程而言,一般采用“年最大值法”, 即每年只选一最大的特征值作为样本点。
加入1963年实测特大 洪水Q m=12000 m3/s后 计算结果
第23页/共93页
特大洪水:
指在洪水系列中,比一般洪水大得多的稀 遇洪水,一般为历史洪水,可以经过调查考证 取得,它也可以出现在实测系列中,均称之为 特大洪水。
将特大洪水与实测洪水共同组成一洪水系 列(样本),如何进行频率计算?
关键是对特大洪水的处理,即在经验频率 计算、统计参数估计等方面采取有别于一般洪 水的计算方法。
按正常运用洪水标准计算的洪水称为设计 洪水,用它确定水利水电工程的设计洪水位, 设计泄流量等。
第10页/共93页
非常运用的洪水标准(校核标准) :
出现超过这种标准的洪水,水利工程的某 些正常工作可以暂时破坏,如允许消能设施和 一些次要建筑物部分损坏,但必须确保主要水 利工程建筑物安全或不允许发生河流改道等重 大灾害性后果,则这种情况为“非常运用条 件”。
防洪标准
洪水频率 重现期 (%) (年)
重大城镇 重大工业区 >500 重要城市 重要工业区 100~500 中等城市 中等工业区 2~100 一般城市 一般工业区 5~10
设计洪水流域水文模型及河道流量演算PPT课件
70.9%。工程p 设计标准 =1%。
① 根据工程所在流域下垫面条件,由表7.3-2查得单地类
砂页岩森林山地
S
=23.0,导水率
r
K=S 1.50,面积权重系数
c1
=0.291;砂页岩灌丛山地
S
=18.0,
r
K
=1.20,面积权重
S
系数 c=2 0.709。由式(7.3-4)和式(7.3-5)计算风干流域
z
F。A (t z )
⑤ 根据设计主雨面雨量 H P,A及tz流 域可能损失 F,A (用tz )式
(7.3-1)或式(7.3-2)计算设计洪水净雨深 。 R p
⑥ 非主雨日设计净雨的计算方法与上述主雨日净雨计算方
法相同,所不同的是 的B0定,P 量。当主雨日居中时,第一日的 取表B0列,P 值的40%,第三日的 取0.9B00,P~1.0;当主雨日居后时, 第一日的 取表列值的B04,P0%,第二日的 取表列值的B600,P%。
tz
Sr,A 1 B0,1%
t 0.5 z
2KS,A tz19.5 (1 0.24) 10.5 21.29 1 17.4mm
F (3) A
tz
Sr,A 1 B0,1%
t 0.5 z
2K S , A
tz
21.29 2
5.2mm
第17页/共52页
218021/7/7
设计洪水
1. 设计净雨深计算
第8页/共52页
设计洪水
1. 设计净雨深计算
表7.3-1
设计洪水流域持水度查用表
频率
0.33%
1%
2%
5%
10%
B0P
0.63
水文第五章 小流域设计洪水
t3
t2
a
0.278(a- m)F
t1
t
f1
t
图形左右对称
tc+ t
t
c ) tc < t (产流历时<流域汇流时间)
任何时间流域中的所有点都不能同时参与造峰。
Qm=0.278(a-m)Ftc Ftc—时段长为tc的最大等流时面积。 Q
tc
tc
a
0.278(a-m)Ftc
tc
t
f1
tC 2tC 3tC
tc+ t
t
一般不对称,取决于流域形状。
4、推理公式的一般形式
a) tc t
瞬 时 暴 雨 强 度
ht t tc m
历时t
i
ht Qm 0.278(a m )F 0.278 F t Sp 其中 ht n t mt t
4、推理公式的一般形式(续)
b) tc < t
瞬 时 暴 雨 强 度
将t代入Qm使式中只剩下Qm未知
Qm 234.1Q
0.15 m
86.7
运用迭代法计算得Qm,P=510m3/s,相应的t=10.5h。
1 (1 n) S P n tc [ ] 57.0h m
说明假定tc t成立 。
6、设计洪水过程线的推求
概化洪水过程线——由地区内各流域的实测洪水过程线 经综合分析得到的一条具有一定代表性的洪水过程线。 推求概化过程线的步骤:
(1)产流:a、m在时间和空间上分布均匀。 即净雨(或产流)强度 g a-m 在时空上分布均匀。
(2)汇流:各点汇流流速相同,并满足线性叠加。
3、推理公式的基本形式
既然假定产流强度 g 在时间和空间上保持恒定不
设计洪水的分析计算PPT课件
第14页/共110页
本节内容提要
内容:
一、洪水资料的选样与审查
二、频率计算推求设计洪峰流量
三、设计洪水过程线推求
练习题
要求:
掌握洪峰与洪量的选样,掌握考虑特大洪水加 入实测资料系列时设计洪峰流量的计算方法,掌握 同频率法放大洪水过程线。
第15页/共110页
一、洪水资料的选样与审查
1. 洪水资料的选样 1)什么是选样?
实例分析
[例 5-2]:某流域拟建中型水库一座。经分析确定水库枢纽本身永久水
工建筑物正常运用洪水标准(设计标准)p=1%,非常运用洪水标准(校核 标准)p=0.1%。该工程坝址位置有25年实测洪水资料(1958~1982),经选 样审查后洪峰流量资料列入表5-9第②栏,为了提高资料代表性,曾多 次进行洪水调查,得知1900年发生特大洪水,洪峰流量为3750m3/s,考 证期为80年,试推求p=1%、p=0.1%的设计洪峰流量。
1. 防洪标准
担任防洪任务的水工建筑物,应具备的防御 洪水能力的洪水标准。常用重现期表示。
2. 选定防洪标准的原则
统一 防洪安全
经济
第7页/共110页
二、设计标准
《水利水电工程等级划分》
注:1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容; 2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
第8页/共110页
二、设计标准
CV
1 Qm
1 N
1
a
(Q j
j 1
Qm )2
N a nl
n
(Qi
il 1
Qm )2
1 1168
设计洪水: 在进行水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安
全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设 计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪 水。
本节内容提要
内容:
一、洪水资料的选样与审查
二、频率计算推求设计洪峰流量
三、设计洪水过程线推求
练习题
要求:
掌握洪峰与洪量的选样,掌握考虑特大洪水加 入实测资料系列时设计洪峰流量的计算方法,掌握 同频率法放大洪水过程线。
第15页/共110页
一、洪水资料的选样与审查
1. 洪水资料的选样 1)什么是选样?
实例分析
[例 5-2]:某流域拟建中型水库一座。经分析确定水库枢纽本身永久水
工建筑物正常运用洪水标准(设计标准)p=1%,非常运用洪水标准(校核 标准)p=0.1%。该工程坝址位置有25年实测洪水资料(1958~1982),经选 样审查后洪峰流量资料列入表5-9第②栏,为了提高资料代表性,曾多 次进行洪水调查,得知1900年发生特大洪水,洪峰流量为3750m3/s,考 证期为80年,试推求p=1%、p=0.1%的设计洪峰流量。
1. 防洪标准
担任防洪任务的水工建筑物,应具备的防御 洪水能力的洪水标准。常用重现期表示。
2. 选定防洪标准的原则
统一 防洪安全
经济
第7页/共110页
二、设计标准
《水利水电工程等级划分》
注:1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容; 2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
第8页/共110页
二、设计标准
CV
1 Qm
1 N
1
a
(Q j
j 1
Qm )2
N a nl
n
(Qi
il 1
Qm )2
1 1168
设计洪水: 在进行水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安
全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设 计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪 水。
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数地区n与P无关,在 t=1h的前后发生变化,
SP=0.1%
记t<1h为n1,t=124h为
SP=1%
n2。n1、n2各地不同,
各省(自治区、直辖市)
已根据各自分析的n1、
n2绘成了等值线图或分
1h
lg t
区查算图。
2021
12
2021
13
2021
14
频率为P、历时为 t 的暴雨量: x t , P a t , P t S P t 1 n( m ) m ( 1 2 ) 0
制。例如:水利部门 F ≤ 200 km2 ,公路交通部门F ≤
100 km2 。小流域设计洪水计算,与大中流域相比,
有自己的特点,因此水文学上常常作为一个专门的问
题进行研究。小流域设计洪水计算的主要特点是:
2021
2
① 绝大多数小流域都没有水文站,即缺乏实测径流资 料,甚至降雨资料也没有。
② 小流域面积小,自然地理条件比较单一,拟定计算 方法时,允许作适当的简化,即允许作出一些概化性 假定。例如假定短历时设计暴雨时空分布均匀等等。
③ 小流域分布广、数量多。因此,所拟定的计算方法, 在保证一定精度的前提下,力求简便。
2021
3
④ 小型工程一般对洪水的调节能力较小,工程规模主 要受洪峰流量控制,因此,小流域设计洪水,主要推 求设计洪峰流量,对洪水过程线的要求低,一般采用 概化过程线。
小流域设计洪水的计算方法很多,如:推理公式
法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单
at, PS tn P
(1 01)
式中,at,P :历时为t,频率为P的平均暴雨强度, mm/h;
2021
10
at, PS tn P
(1 01)
SP :频率为P,历时为1h的平均暴雨强度(average rainfall intensity for duration t = 1h with frequency P),称为设计雨力,mm/h。
2021
17
【 例 1 】鱼龙溪流域位于某省第二水文分区,拟在此 建一小水库,试推求 P=1% 的设计洪水。为此,应先 推求 P=1% 的设计暴雨及其时程分配过程。
(1)计算1、3、6、24h 流域设计雨量
根据该流域中心点位置,查该省水文手册得24h暴 雨的统计参数及暴雨递减指数 :
x 2 1 4 m , C 0 V 0 . 5 m 0 , C S 3 4 . 5 C V , n 1 0 . 6 , n 2 0 0 . 7
计算步骤: 已知:流域中心 x 2 , 4 C V , C S ( 3~ 4 .) C 5 V , n 1 , n 2
求出24h设计暴雨量 x24,P。
由式(10-2):
x 2 , P 4 a 2 , P 4 2 4 2 S P n 2 4 2 4 S P 2 1 n 2 4(10-3) SPx2, 4P2n 2 4 1
线图,查算出各种历时的流域设计雨量,如24h设计
暴雨量等。(如果有实测资料,可直接推求设计雨
量)
2021
5
2021
6
2021
7
工程设计中常用的暴雨历时有: 城市排水:5、10、15、20、30、45、60、90、120 min 水利部门:1、3、6、12、24 h
② 将各种历时的设计雨量建立暴雨公式,就可利用暴 雨公式推求任一历时的设计雨量;
位线法。其中应用最广泛的是推理公式法,它的思路
是以暴雨形成洪水过程的理论为基础,并按设计暴雨
→设计净雨→设计洪水的顺序进行计算。
2021
4
二、 小流域设计暴雨的计算 针对小流域水文资料缺乏的特点,设计暴雨推求
常采用以下步骤:
① 根据省(区)水文手册(包括有关的水文图集,
如《暴雨径流查算图表》)中绘制的暴雨参数等值
10 - 6 小流域设计洪水计算
Design Flood for Small Watershed
20211ຫໍສະໝຸດ 一、 概 述铁路、公路建设中的小桥涵、中小型水利工程、
农田、城市及厂矿排水等工程的规划设计中的洪水设
计,大多集水面积小,属小流域。小流域通常指集水
面积不超过数百平方公里的小河小溪,但并无明确限
n:暴雨参数、暴雨递减指数或暴雨衰减指数。
暴雨递减指数n与历时长短有关,且随地区而变 化,可根据自记雨量资料分析。首先对实测各种历时 的雨量进行频率分析,求得各种频率的设计雨强at,P 及相应的历时t,然后推求n。由(10-1)式可知:
2021
11
la g t, P lS g P n ltg
用图解法可求得n。根 据我国资料分析,大多 lg at,P
2021
15
由式(10-2)(10-3),可求出任意历时 t 的设计 雨量:
当 1 h ≤ t ≤ 24 h: x t , P S P t 1 n 2 x 2 , P 4 2 n 2 1 t 4 1 n 2 ( 1 4 ) 0
当t<1h: x t , P S P t 1 n 1 x 2 , P 4 2 n 2 1 t 4 1 n 1 ( 1 5 ) 0
如:x24P 、x6P 、x1P 。
2021
9
2. 用暴雨公式计算任一历时的设计雨量
有了特定历时的设计暴雨量(如:x24P 、x6P 、 x1P ),就可以建立暴雨公式。大量资料的统计成果表 明,暴雨强度和历时的关系可用指数方程来表达,它反 映一定频率某历时的平均降雨强度 at,P 与该历时 t 的 关系,称为短历时暴雨公式。暴雨公式最常见的形式为:
2021
16
3. 设计面雨量计算
按上述方法所求得的设计流域中心点的各种历时 的点暴雨量,需要转换成流域平均暴雨量,即面暴雨 量。各省(自治区、直辖市)的水文手册中,刊有不 同历时暴雨的点面关系图或点面关系表,可供查用。
4. 设计暴雨的时程分配 在推求小流域设计洪水中,需要计算设计暴雨过
程。这时常采用分区概化时程分配雨型来推求。
③ 按分区概化雨型或移用邻近流域典型暴雨,用同 频率法控制放大,求得设计暴雨过程。
2021
8
1. 特定历时的设计暴雨计算
由各省区的《暴雨径流查算图表》和《水文手册》 查取。例如湖北省1985年印发的《暴雨径流查算图表》 中,就提供了7d、3d、24h、6h、1h及10min的暴雨参 数等值线图,CS/CV值全省统一用3.5。据此,便可查出 设计流域中心点位置的某特定历时暴雨的均值、CV 及 CS/CV,进而求得该历时设计频率的雨量。