小流域暴雨洪峰流量的计算水文学
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(1)下渗曲线：下渗能力随时间的变化过程线，该曲线上f0为初始下渗 率。
7.2.3.设计净雨量的推求
在一次暴雨过程中，各项损失随时间而变，一般降雨初期损 失很大，以后逐渐减小趋于稳定。因此可将一次损失过程 分为初期损失和后期损失。初损满足以后的下渗并非稳定 下渗，也是一个由大到小趋于稳定变化的过程，但一般变 化不大，实际计算中常将此时的下渗率作为一个常数看待， 称为平均下渗率。降雨扣除损失后的流域净雨量与流域出 口断面的地面径流总量是相等的，于是一次暴雨经过扣除 损失后的总净雨量以净雨深R(mm)表示，按水量平衡方程 可用下式计算 R=P-I0-f tc
成为出口断面的径流过程线。
7.3.3 不同降雨历时情况下的径流过 程
• 1.降雨历时小于流域汇流时间
设一次均匀降雨历时c t(h) 净雨深为h(mm); 净雨强 度 i h (mm/.h它) 在出口断面B处形成的地面径流，按上述等
t
流时线原理可以绘成如图6.6a所示的地面径流过程线。 Q3是洪峰流量，它是由最大共时径流面积f3上的全部净
只推求洪峰设计流量，它是建立在某地区和邻近地区的实测洪水和调查
洪水资料的基础上，探求地区暴雨洪水经验性的规律，使用上有一定的
局限性。
➢ 推导计算公式时，重点分析：
1)暴雨强度
2)暴雨损失
3)流域汇流
7.2 设计净雨量的推求
7.2.1 暴雨损失及分类 ➢ 暴雨损失：降雨过程中由于植物截流、蒸发、填洼和下渗而损失的
• 内 容： ✓ 7.1 小流域暴雨洪水计算的特点 ✓ 7.2 设计净雨量的推求 ✓ 7.3 流域汇流 ✓ 7.4 暴雨洪峰流量的推理公式 ✓ 7.5 地区性经验公式及水文手册的应用
• 重 点： ✓ 下渗曲线与下渗累积曲线； ✓ 等流时线原理； ✓ 暴雨洪峰流量的推理公式；
• 难 点： ✓ 暴雨洪峰流量的推理公式；
7.3流域汇流
• 7.3.1 暴雨洪
水形成过程
• 暴雨洪水的形
成过程与径流 的形成过程一 样。见图6.3c. 流域上一点C记 录到的雨强的 变化。
7.3.2 等流时线原理
• 某流域在单位时间△t内有均匀净降雨量h(mm)，它在出
口断面汇集的情况见图6.4。划分这些断面的界线具有的
特征是落在线上的净降雨通过坡地和河槽流到出口断面所
td tc
水量。 植物截流：降雨发生后，部分雨水首先被植物的叶茎拦截，其拦 截量对一次降雨影响不大。 蒸发量：本次降雨落到地面然后蒸发或在洼地蓄水体表面上蒸发 的那部分水量，可忽略不计。 填洼：雨水被地面凹坑或洼地拦蓄的现象，在一般地形下，损失 不大，但如果地形特殊或有大量人工蓄水工程，填洼量要另行考虑。 下渗：雨水从地面渗入土壤中的现象，是降雨损失中的主要因素。
需要的汇流时间相同，称为等流时线。由等流时线和流域
分水线所构成的面积叫共时径流面积。各等流时线到出口 段面的汇流时间分别为 t 2t 3t
• 该流域最大的汇流时间 4t因而只要知道共时径流面
积
fi
.就可以计算出口断面处的流量过程：Q i
fih t
，将求得
的各个流量点绘于各 t 时段末，连接这些纵坐标值，就
降雨汇集而成，为部分汇流形成的洪峰流量
Q3
K
h t
f3
Kif 3
2.降雨历时等于流域汇流时间
• 设图6.4所示的流域上
有一次非均匀降雨，如
把净雨历时分成四个相 等的时段即 c 4t, 4t
净雨量依次为h1 ,h 2 , h3 , h4
• 洪峰流量出现于第四
时段末，为全面积汇流 产生的洪峰
Qm
tc c t
7.3.4 暴雨洪峰流量公式
• 1.tc＜ 时,属于部分汇流产生洪峰流量为: Qm Ki fm
其中fm为最大共时径流面积。最大洪峰量的 大小与出现时间和流域形状有密切关系。
• 2. .tc≥ 属于全面汇流产生洪峰流量为： Qm Ki F
• 此外总的地面径流历时，等于净雨历时与流
域汇流时间之和，即
➢ 净雨量：暴雨量扣除损失量，也就是地表径流量。
7.2.2 下渗 ➢ 下渗的物理过程
按水分所受的力和运动特征，下渗可分三个阶段： 渗润阶段：水分主要受分子力的作用，被土壤颗粒吸收。 渗漏阶段：水分主要在毛管力和重力作用下，沿土壤空隙向下作 不稳定流动，并逐步充填土壤空隙直至饱和。此时毛管力消失。 渗透阶段：水分在重力作用下成稳定流动。 ➢ 下渗曲线与下渗量累积曲线 下渗率(下渗强度)：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量,记为f， 以mm/min或mm/h计。 下渗能力：在一定下垫面条件下，有充分供水时的下渗率。
Q4
K ( h4 f1 t
h3 f 2 t
h2f 3 t
h1 f 4 ) t
• 若全流域自始至终
均匀降雨.过程线如
图6.6b h Qm K t F KiF
3.降雨历时大于流域汇流时间
• 设一次均匀降雨历时 c 5t ，洪峰流量由全
部流域面积上的部分净降雨汇集而成， 的 数值与 Qm 求得的洪峰流量相同，只是他多 延续了一个 c tc 的时段，6.6c的过程线呈 梯形。
7.1 小流域暴雨洪水计算的特点
• 小流域暴雨洪水的应用范围： – 小流域面积上的排水建筑物； – 城市厂矿中的排水管渠； – 厂矿地区的排洪渠道； – 铁路和公路的桥梁和涵洞； – 立体交叉道路的排水渠道； – 广大农村中众多小型水库的溢洪道
• 小流域设计洪水计算的特点： – 缺乏暴雨和流量资料 – 拟定计算方法可以作适当简化 – 计算方法应力求简便,使基层工作者易于掌握
• 计算小流域暴雨洪峰流量的公式有： – 推理公式法 – 经验公式法 – 综合单位线法 – 水文模型法
➢ 推理公式
• 也称半理论半经验公式,着重推求设计洪峰流量。 • 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
立理论模式,并利用实测资料求得参数。
• 其计算成果有较好的精度。
➢ 地区经验公式
(1)下渗曲线：下渗能力随时间的变化过程线，该曲线上f0为初始下渗 率。
7.2.3.设计净雨量的推求
在一次暴雨过程中，各项损失随时间而变，一般降雨初期损 失很大，以后逐渐减小趋于稳定。因此可将一次损失过程 分为初期损失和后期损失。初损满足以后的下渗并非稳定 下渗，也是一个由大到小趋于稳定变化的过程，但一般变 化不大，实际计算中常将此时的下渗率作为一个常数看待， 称为平均下渗率。降雨扣除损失后的流域净雨量与流域出 口断面的地面径流总量是相等的，于是一次暴雨经过扣除 损失后的总净雨量以净雨深R(mm)表示，按水量平衡方程 可用下式计算 R=P-I0-f tc
成为出口断面的径流过程线。
7.3.3 不同降雨历时情况下的径流过 程
• 1.降雨历时小于流域汇流时间
设一次均匀降雨历时c t(h) 净雨深为h(mm); 净雨强 度 i h (mm/.h它) 在出口断面B处形成的地面径流，按上述等
t
流时线原理可以绘成如图6.6a所示的地面径流过程线。 Q3是洪峰流量，它是由最大共时径流面积f3上的全部净
只推求洪峰设计流量，它是建立在某地区和邻近地区的实测洪水和调查
洪水资料的基础上，探求地区暴雨洪水经验性的规律，使用上有一定的
局限性。
➢ 推导计算公式时，重点分析：
1)暴雨强度
2)暴雨损失
3)流域汇流
7.2 设计净雨量的推求
7.2.1 暴雨损失及分类 ➢ 暴雨损失：降雨过程中由于植物截流、蒸发、填洼和下渗而损失的
• 内 容： ✓ 7.1 小流域暴雨洪水计算的特点 ✓ 7.2 设计净雨量的推求 ✓ 7.3 流域汇流 ✓ 7.4 暴雨洪峰流量的推理公式 ✓ 7.5 地区性经验公式及水文手册的应用
• 重 点： ✓ 下渗曲线与下渗累积曲线； ✓ 等流时线原理； ✓ 暴雨洪峰流量的推理公式；
• 难 点： ✓ 暴雨洪峰流量的推理公式；
7.3流域汇流
• 7.3.1 暴雨洪
水形成过程
• 暴雨洪水的形
成过程与径流 的形成过程一 样。见图6.3c. 流域上一点C记 录到的雨强的 变化。
7.3.2 等流时线原理
• 某流域在单位时间△t内有均匀净降雨量h(mm)，它在出
口断面汇集的情况见图6.4。划分这些断面的界线具有的
特征是落在线上的净降雨通过坡地和河槽流到出口断面所
td tc
水量。 植物截流：降雨发生后，部分雨水首先被植物的叶茎拦截，其拦 截量对一次降雨影响不大。 蒸发量：本次降雨落到地面然后蒸发或在洼地蓄水体表面上蒸发 的那部分水量，可忽略不计。 填洼：雨水被地面凹坑或洼地拦蓄的现象，在一般地形下，损失 不大，但如果地形特殊或有大量人工蓄水工程，填洼量要另行考虑。 下渗：雨水从地面渗入土壤中的现象，是降雨损失中的主要因素。
需要的汇流时间相同，称为等流时线。由等流时线和流域
分水线所构成的面积叫共时径流面积。各等流时线到出口 段面的汇流时间分别为 t 2t 3t
• 该流域最大的汇流时间 4t因而只要知道共时径流面
积
fi
.就可以计算出口断面处的流量过程：Q i
fih t
，将求得
的各个流量点绘于各 t 时段末，连接这些纵坐标值，就
降雨汇集而成，为部分汇流形成的洪峰流量
Q3
K
h t
f3
Kif 3
2.降雨历时等于流域汇流时间
• 设图6.4所示的流域上
有一次非均匀降雨，如
把净雨历时分成四个相 等的时段即 c 4t, 4t
净雨量依次为h1 ,h 2 , h3 , h4
• 洪峰流量出现于第四
时段末，为全面积汇流 产生的洪峰
Qm
tc c t
7.3.4 暴雨洪峰流量公式
• 1.tc＜ 时,属于部分汇流产生洪峰流量为: Qm Ki fm
其中fm为最大共时径流面积。最大洪峰量的 大小与出现时间和流域形状有密切关系。
• 2. .tc≥ 属于全面汇流产生洪峰流量为： Qm Ki F
• 此外总的地面径流历时，等于净雨历时与流
域汇流时间之和，即
➢ 净雨量：暴雨量扣除损失量，也就是地表径流量。
7.2.2 下渗 ➢ 下渗的物理过程
按水分所受的力和运动特征，下渗可分三个阶段： 渗润阶段：水分主要受分子力的作用，被土壤颗粒吸收。 渗漏阶段：水分主要在毛管力和重力作用下，沿土壤空隙向下作 不稳定流动，并逐步充填土壤空隙直至饱和。此时毛管力消失。 渗透阶段：水分在重力作用下成稳定流动。 ➢ 下渗曲线与下渗量累积曲线 下渗率(下渗强度)：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量,记为f， 以mm/min或mm/h计。 下渗能力：在一定下垫面条件下，有充分供水时的下渗率。
Q4
K ( h4 f1 t
h3 f 2 t
h2f 3 t
h1 f 4 ) t
• 若全流域自始至终
均匀降雨.过程线如
图6.6b h Qm K t F KiF
3.降雨历时大于流域汇流时间
• 设一次均匀降雨历时 c 5t ，洪峰流量由全
部流域面积上的部分净降雨汇集而成， 的 数值与 Qm 求得的洪峰流量相同，只是他多 延续了一个 c tc 的时段，6.6c的过程线呈 梯形。
7.1 小流域暴雨洪水计算的特点
• 小流域暴雨洪水的应用范围： – 小流域面积上的排水建筑物； – 城市厂矿中的排水管渠； – 厂矿地区的排洪渠道； – 铁路和公路的桥梁和涵洞； – 立体交叉道路的排水渠道； – 广大农村中众多小型水库的溢洪道
• 小流域设计洪水计算的特点： – 缺乏暴雨和流量资料 – 拟定计算方法可以作适当简化 – 计算方法应力求简便,使基层工作者易于掌握
• 计算小流域暴雨洪峰流量的公式有： – 推理公式法 – 经验公式法 – 综合单位线法 – 水文模型法
➢ 推理公式
• 也称半理论半经验公式,着重推求设计洪峰流量。 • 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
立理论模式,并利用实测资料求得参数。
• 其计算成果有较好的精度。
➢ 地区经验公式