小流域设计洪水ppt
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6 设计洪水-PPT课件

设计标准
校核标准
设计洪水
校核洪水
该类防洪设计标准确保 水工建筑物自身安全
该类防洪设计标准确保下 游防护对象安全
三 水工建筑物的等级与防洪标准
防洪标准[重现期(年)] 水工建 筑物级 别 山区、丘陵区 校核 设计 混凝土坝、浆砌石坝及其 他水工建筑物 5000~2000 2000~1000 1000~500 设计 土坝、堆石坝 可能最大洪水(PMF) 或10000~5000 5000~2000 2000~1000 300~100 100~50 50~20 2000~1000 1000~300 300~100 校核 平原区、滨海区
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ Ⅴ
大(2)型 中型
小(1)型 小(2)
10~1.0 1.0~0.10
0.10~0.01 0.01~0.001
重要 中等
一般
500~100 100~30
30~5 <5
200~60 60~15
15~3 <3
150~60 50~5
5~0.5 <0.5
重要 中等
一般
120~30 30~5
5~1 <1
1 2 3
1000~500 500~100 100~50
4
5
50~30
30~20
500~200
200~100
1000~300
0~200
20~10
10
100~50
50~20
三 水工建筑物的等级与防洪标准
城市等级和防洪标准
城市 等级 I II III IV 城市 重要性 特别重要的城市 重要的城市 中等城市 一般城镇 非农业人口 (万人) ≥150 50~150 20~50 ≤20 防洪标准 [重现期(年)] ≥200 100~200 50~100 20~50
小流域设计洪水.ppt
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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:
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
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
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。
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。
第五章 小流域设计洪水的计算(gao).

山东农业大学林学院
第二节 水科院推理公式法
四、水科院推理公式法的计算步骤
(一)设计暴雨计算
2.暴雨特性参数( n 、 Sp)确定 ①暴雨衰减指数n随 地区及历时长短而变。 常用的暴雨强度计算 公式为:
该公式由水文所分析了我 国8个城市(北京、天津、 南京、上海、成都等))的 暴雨资料制定的。
山东农业大学林学院
Sp
Qm .1% 0.278
n
F =767.7(m3/S)
与假设相符,Qm.1%=765m3/s 即为所求。
山东农业大学林学院
诺模图法例题
第二节 水科院公式法
为解决上述方程求解设计最大洪峰流量时的两个 困难,可制成诺模图求解Ψ和τ0。步骤如下: 1. 计算 n、Sp、u、m、tc (同试算法) 2. 求 τ0
山东农业大学林学院
第二节 水科院推理公式法
四、水科院推理公式法的计算步骤
(一)设计暴雨计算
1 1 1 1 ( h0 h1 )l1 ( h1 h2 )l2 ( hn1 hn )ln ( h0 JL h0 ) L 2 2 2 2 整理后得; (h h1)l1 ( h1 h2 )l 2 (hn 1 hn)l n 2h0 L J 0 2 L
山东农业大学林学院
第二节 水科院推理公式法 一、水科院推理公式法的假设条件
(1)计算洪峰流量是以暴雨的设计频率作为设计洪峰流 量的频率,即认为暴雨和洪水是同频率的。 (2)暴雨和损失在时空上是均匀的,即净雨强度不随时 间、地点变化,沿程的汇流速度不变。 (3)把汇流面积概化为矩形,即汇流面积随时间的增长 率是一条直线,全流域面积汇流形成最大洪峰流量。
第二节 水科院推理公式法
第二节 水科院推理公式法
四、水科院推理公式法的计算步骤
(一)设计暴雨计算
2.暴雨特性参数( n 、 Sp)确定 ①暴雨衰减指数n随 地区及历时长短而变。 常用的暴雨强度计算 公式为:
该公式由水文所分析了我 国8个城市(北京、天津、 南京、上海、成都等))的 暴雨资料制定的。
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Sp
Qm .1% 0.278
n
F =767.7(m3/S)
与假设相符,Qm.1%=765m3/s 即为所求。
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诺模图法例题
第二节 水科院公式法
为解决上述方程求解设计最大洪峰流量时的两个 困难,可制成诺模图求解Ψ和τ0。步骤如下: 1. 计算 n、Sp、u、m、tc (同试算法) 2. 求 τ0
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第二节 水科院推理公式法
四、水科院推理公式法的计算步骤
(一)设计暴雨计算
1 1 1 1 ( h0 h1 )l1 ( h1 h2 )l2 ( hn1 hn )ln ( h0 JL h0 ) L 2 2 2 2 整理后得; (h h1)l1 ( h1 h2 )l 2 (hn 1 hn)l n 2h0 L J 0 2 L
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第二节 水科院推理公式法 一、水科院推理公式法的假设条件
(1)计算洪峰流量是以暴雨的设计频率作为设计洪峰流 量的频率,即认为暴雨和洪水是同频率的。 (2)暴雨和损失在时空上是均匀的,即净雨强度不随时 间、地点变化,沿程的汇流速度不变。 (3)把汇流面积概化为矩形,即汇流面积随时间的增长 率是一条直线,全流域面积汇流形成最大洪峰流量。
第二节 水科院推理公式法
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
工程水文学第九章小流域暴雨洪峰流量计算ppt课件

.
6.3.3 不同净雨情况下的径流过程
m i f q1 1 i1 f1 i1 f1 2 i2 f2 i1 f2 3 i3 f3 i1 f3 4 i4 5 6
全流域汇流 tc≥τ
q2
q3
q4
Q
i1 f1
Qm =if
i2 f1
i1 f2+ i2 f1
=2if
i2 f2
i3 f1
i1 f3 +i2 f2 +i3 f1 =3if
θ=L/S1/3 F1/4
=2.65/0.0331/3×2.931/4
=6.31 m=0.54θ0.15
=0.54×6.310.15 =0.71
.Hale Waihona Puke (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-2.39
Qmp=189.7τ-1
(1) tc ≥τ (2)
方法1:查水文手册
方法2:由实测流量资料反推:
m
V S1/ 3Qm1/ 4
方法3:采用经验公式,如
L
S1/ 3F1/ 4
m f ()
.
【算例】 湘江支流某地欲修建一座水库,地点位于北纬28°以南, 集水面积2.93km2,干流长度2.56km,干流坡度0.033。推求坝址 处百年一遇的洪峰流量。
12
82 53 337 489 16 895
15
60 38 298 530 33 899
18
24 11 213 469 36 745
21
156 334 32 533
24
62 244 23 329
3
98 17 114
6.3.3 不同净雨情况下的径流过程
m i f q1 1 i1 f1 i1 f1 2 i2 f2 i1 f2 3 i3 f3 i1 f3 4 i4 5 6
全流域汇流 tc≥τ
q2
q3
q4
Q
i1 f1
Qm =if
i2 f1
i1 f2+ i2 f1
=2if
i2 f2
i3 f1
i1 f3 +i2 f2 +i3 f1 =3if
θ=L/S1/3 F1/4
=2.65/0.0331/3×2.931/4
=6.31 m=0.54θ0.15
=0.54×6.310.15 =0.71
.Hale Waihona Puke (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-2.39
Qmp=189.7τ-1
(1) tc ≥τ (2)
方法1:查水文手册
方法2:由实测流量资料反推:
m
V S1/ 3Qm1/ 4
方法3:采用经验公式,如
L
S1/ 3F1/ 4
m f ()
.
【算例】 湘江支流某地欲修建一座水库,地点位于北纬28°以南, 集水面积2.93km2,干流长度2.56km,干流坡度0.033。推求坝址 处百年一遇的洪峰流量。
12
82 53 337 489 16 895
15
60 38 298 530 33 899
18
24 11 213 469 36 745
21
156 334 32 533
24
62 244 23 329
3
98 17 114
小流域设计洪水

WUHEE
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线图,查算出统计历时的
流域设计雨量,如24h设计暴雨量等;②将统计历时的设计雨量
通过暴雨公式转化为任一历时的设计雨量;③按分区概化雨型或 移用的暴雨典型同频率控制放大,得设计暴雨过程。
1.统计历的设计暴雨计算 2.用暴雨公式计算任一历时的设计雨量 3.设计面雨量计算 4.设计暴雨的时程分配
WUHEE
三、推理公式法计算设计洪峰流量
推理公式法的基本原理 推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程
便可求得设计洪峰流量Qp,即Qm,及相应的流域汇流 时间τ。
WUHEE
四、综合瞬时单位线法推求设计洪水过程
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,自然地理条件趋于单一,拟定计算方法时, 允许作适当的简化,即允许作出一些概化的假定。例如假定短历 时的设计暴雨时空分布均匀。
③ 小流域分布广、数量多。因此,所拟定的计算方法,在保持 一定精度的前提下,将力求简便,一般借助水文手册即可完成。
第七节 小流域设计洪水
内容提要 1.小流域的定义及其特点; 2.小流域设计暴雨的计算; 3.小流域洪水计算方法;
学习要求 掌握小流域设计暴雨的计算,推理公式法和经 验公式法计算设计洪峰流量的方法。
WUHEE
一、 概 述
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 明确限制。小流域设计洪水计算,与大中流域相比,有许多特点 ,并且广泛应用于铁路、公路的小桥涵、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,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:
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线图,查算出统计历时的
流域设计雨量,如24h设计暴雨量等;②将统计历时的设计雨量
通过暴雨公式转化为任一历时的设计雨量;③按分区概化雨型或 移用的暴雨典型同频率控制放大,得设计暴雨过程。
1.统计历的设计暴雨计算 2.用暴雨公式计算任一历时的设计雨量 3.设计面雨量计算 4.设计暴雨的时程分配
WUHEE
三、推理公式法计算设计洪峰流量
推理公式法的基本原理 推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程
便可求得设计洪峰流量Qp,即Qm,及相应的流域汇流 时间τ。
WUHEE
四、综合瞬时单位线法推求设计洪水过程
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,自然地理条件趋于单一,拟定计算方法时, 允许作适当的简化,即允许作出一些概化的假定。例如假定短历 时的设计暴雨时空分布均匀。
③ 小流域分布广、数量多。因此,所拟定的计算方法,在保持 一定精度的前提下,将力求简便,一般借助水文手册即可完成。
第七节 小流域设计洪水
内容提要 1.小流域的定义及其特点; 2.小流域设计暴雨的计算; 3.小流域洪水计算方法;
学习要求 掌握小流域设计暴雨的计算,推理公式法和经 验公式法计算设计洪峰流量的方法。
WUHEE
一、 概 述
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 明确限制。小流域设计洪水计算,与大中流域相比,有许多特点 ,并且广泛应用于铁路、公路的小桥涵、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,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:
第七章 城市及小流域设计洪水

1、当
tc
Sp
h
n
1
S p
h
1 n
Sp
n
2、当
tc
hR nS ptc1n
hR ,P tc n h ,P
3、当
1 n
tc
n
3.汇流计算
Qm, p 0.278a , p F
1 lg Sp lg i n lg t m1
同理,可求得其他重现期的Sp值,
Sp可以根据地区水文手册等值线图查得,也可根据最大24小时
设计雨量反算。
S p x24, p 24n21
当Sp和n确定以后,即可根据暴雨公式进行不同历时暴雨间的
转换。
t 1h
1h t 24h
xt , p S p t n21 x24, p 24n21 t1n1
xt , p S p t
n 21
x24, p 24
n 21
t
1n 2
例:
某小流域拟建一小型水库,该流域无实测降雨资料,需推求 t=2h设计标准P=1%的暴雨量,在该省水文手册上查得流域中心 处暴雨的参数为:
dxD,p
2.产流计算
i(t )
i(t )
r(t ) i(t )-
r(t ) 0
iD,p (1 n)S p Dn
解得产流历时
(1 n)S p tc
1 n
一次设计暴雨产生的洪水径流总量为:
一次设计暴雨产生的洪水径流总量为:
hR,p P tc tc
二、推理公式的形式
dw rFdt (a )dt F
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
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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 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)
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
当t<1h:
(10 4)
xt,P S P t
1 n1
x24,P 24
n2 1
t
1 n1
(10 5)
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。
合计
100
100
100
100
237.0
三、设计净雨计算
由暴雨推求洪水过程,一般分为产流和汇流两个阶 段,故需先进行产流计算,推求设计净雨过程。
方法:利用损失参数 μ 推求 损失参数 μ :指 产流历时tc内的平 均损失强度。如图 10-8所示,i ~ t 为 设计雨强过程, μ 为产流历时tc内的 平均损失强度。
SP a24,P 24 n2 24 S P 241 n2 24
S P x24,P 24n2 1
(10-3)
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:
xt,P S P t 1 n2 x24,P 24n2 1 t 1 n2
10 - 6 小流域设计洪水计算
Design Flood for Small Watershed
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
制。例如:水利部门 F ≤ 200 km2 ,公路交通部门F ≤
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。
【 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
Qm
推理公式第一个假定:净雨在时间和空间上分布均匀, 即:h1 = h2 = h3 = h4 = h,则有:
h h Qm ( f1 f 2 f 3 ) F(未单位换算) t t h 0.278 F (m 3 / S ) t
h 为净雨强度,或称为产流强度,记为: t
h a t
i, μ
不产生 净 雨
产生净雨 i~t
不产生 净 雨
μ
时间
tC
当 i ≤ μ时,降 i, μ 雨全部耗于损失; 当 i > μ时,损 失率为μ,超渗 部分 i - μ 形成 净雨,总净雨量 如图阴影部分所 示。
不产生
净 雨
产生净雨 i~t
不产生
净 雨
μ
时间 tC
只要有了μ,就可求出净雨量。各省水文手册一 般有μ的经验关系,可直接查阅。
a 为平均降雨强度,μ为损失强度,故有:
Qm 0.278F 0.278(a )F
另一种表示方法:
(10 6)
h 3h h Qm 0.278 F 0.278 F 0.278 F t 3 t
(10 7)
式中,τ = 3Δt 为流域汇流历时,hτ = 3h 为 τ 历时内的 净雨量,而净雨历时 tc = 4Δt ,全部净雨为 4h 。显然, tc ≥ τ ,洪峰流量是部分净雨在全部流域面积上形成的。
6 h设计雨量 x6P= 0.754×197.5=148.9mm
24h设计雨量 x24P= 0.814×291.2=237.0mm
(2)计算设计暴雨过程
将上面所得各种历时的设计暴雨量x1P、x 3P、x
6P、x 24P 按该水文分区的概化雨型进行分配,得设计
暴雨过程。
时段 (Δt = 1 h)
1~3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23~24
汇流历时(concentration
time of catchment),记为
τ 。本例:τ= 3Δt。
Δt 时段内在等流时面积 f 上形 成的净雨 h 都能在两个Δt 时段 内流出流域出口断面。最大流 量为:
Q
Δt
h
Q
1 hf Q 2t 2
hf Q t
Δt
Δt
t
设流域内形成了4个时段的净雨,故净雨历时(产流 历时)tc = 4Δt,出口断面形成的流量过程线为:
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
lg at,P lg S P n lg t
用图解法可求得n。根 lg at,P 据我国资料分析,大多 数地区n与P无关,在 t=1h的前后发生变化, 记t<1h为n1,t=124h为 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 区查算图。
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:
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
四、推理公式推求设计洪峰流量的基本原理 (fundamental conception in rational formula ) (一)推理公式的形式 汇流时间(concentration time):净雨从流域上某点 流至流域出口断面的时间。
等流时线(isochronic line):流域上汇流时间相等的
a t, P
SP n t
(10 1)
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。 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:
求各种历时设计面雨量: 该流域的面积为451.4km2,查水文手册得各种历时的 点~面折减系数为α1= 0.684, α3 = 0.707, α6 = 0.754, α24= 0.814。折算后各种历时的设计面暴雨量为: 1h设计雨量 x1P= 0.684×119.6 = 81.8mm 3h设计雨量 x3P = 0.707 × 162.7= 115.0mm
SP=0.1%
SP=1%
1h
lg t
频率为P、历时为 t 的暴雨量:
xt,P at,P t S P t 1 n
计算步骤:
已知:流域中心
( mm)
(10 2)
x 24,CV,C S ( 3.5 ~ 4)CV,n1,n2求出24h设计暴雨量 x2来自,P。由式(10-2):
x24,P
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; 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。
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
h1
h2
h3
h4
0
t 2t 3t 4t 5t 6t
0 h1 f1 0 t h2 f1 h1 f 2 + t t 0 h2 f 2 h1 f 3 + + h3 f1 t t t 0 h2 f 3 h3 f 2 0 h4 f1 t + t + t 0 h3 f 3 h4 f 2 + t t 0 h4 f 3 t
S P x24,P 24n2 1 291.2 240.721 119.6mm / h
求历时为1、3、6 h 的设计点暴雨量:
x1,P S P t 1 n2 119.6 110.72 119.6mm
x3,P S P t 1 n2 119.6 310.72 162.7mm x6,P S P t 1 n2 119.6 610.72 197.5mm
这种情况称为全面汇流。
设流域内形成了2个时段的净雨,故净雨历时(产流 历时)tc = 2Δt,出口断面形成的流量过程线为:
h1
h2
0
t 2t 3t 4t 5t 6t