小流域暴雨洪峰流量计算ppt课件
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第6章_小流域暴雨洪峰流量的计算
6.2 设计净雨量的推求
6.2.1 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 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。
第6章 小流域暴雨洪 峰流量计算
内 重 难
容: 6.1 小流域暴雨洪水计算的特点 6.2 设计净雨量的推求 6.3 流域汇流 6.4 暴雨洪峰流量的推理公式 6.5 地区性经验公式及水文手册的应用 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; 点: 暴雨洪峰流量的推理公式;
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 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
6.1 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PPT课件
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。
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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:
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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。
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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;
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10
第六章 小流域设计洪峰流量的计算
不同时段雨强频率曲线
雨强(mm/min)
4 在绘制好的雨强频率(次频率)曲线上读取不同频率
(次频率)不同历时的雨强t1,=5 m并in将频率(次频率)换算成
重现期制成i-t-T关系表
t2=10 min
t3=15
t4=20
5 根据雨强-历时-重现期关系表,在直角坐标纸上点绘
i-t-T相关线,称为暴雨特性曲线P131
3 洪水调查途径:根据洪水调查资料直接选配总体分 布曲线,或采用分区洪峰流量综合频率分布曲线推 求设计流量
本章重点介绍推理公式法(暴雨径流途径),简要介绍 地区经验公式
§6.2 小流域设计暴雨
一 暴雨和设计暴雨
➢ 暴雨标准与流域自然地理条件、流域面积大小和降 雨强度有关
➢ 设计暴雨:据工程设计要求,确定设计频率的一定 时段的暴雨量及其在时间上的分配和地区上的分布
i 1
式中,r为重现期的总项数P134
二 公式i=S/(t+b)n中参数的推求
➢
对
it , P
(t
SP 两边取对数,得 b)n
lg it,P lg SP n lg(t b)
把 lg (t+b)看作自变量,lg it,p作为函数,上式也是一
直线方程式,其中 lg S为截距,n为斜率,所以参数n,
5
小0流.06 域设计暴雨是计算设计时段指定频率p的最大34平
0.04
均暴雨强度,但雨强-历时关系没有频率意义
2
0.02
1
0
0
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
降雨历时t/min
雨强(mm/min)
雨强(mm/min)
4 在绘制好的雨强频率(次频率)曲线上读取不同频率
(次频率)不同历时的雨强t1,=5 m并in将频率(次频率)换算成
重现期制成i-t-T关系表
t2=10 min
t3=15
t4=20
5 根据雨强-历时-重现期关系表,在直角坐标纸上点绘
i-t-T相关线,称为暴雨特性曲线P131
3 洪水调查途径:根据洪水调查资料直接选配总体分 布曲线,或采用分区洪峰流量综合频率分布曲线推 求设计流量
本章重点介绍推理公式法(暴雨径流途径),简要介绍 地区经验公式
§6.2 小流域设计暴雨
一 暴雨和设计暴雨
➢ 暴雨标准与流域自然地理条件、流域面积大小和降 雨强度有关
➢ 设计暴雨:据工程设计要求,确定设计频率的一定 时段的暴雨量及其在时间上的分配和地区上的分布
i 1
式中,r为重现期的总项数P134
二 公式i=S/(t+b)n中参数的推求
➢
对
it , P
(t
SP 两边取对数,得 b)n
lg it,P lg SP n lg(t b)
把 lg (t+b)看作自变量,lg it,p作为函数,上式也是一
直线方程式,其中 lg S为截距,n为斜率,所以参数n,
5
小0流.06 域设计暴雨是计算设计时段指定频率p的最大34平
0.04
均暴雨强度,但雨强-历时关系没有频率意义
2
0.02
1
0
0
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降雨历时t/min
雨强(mm/min)
第一节 小流域设计洪水计算特点 工程水文学课件
对公式两边取对数:
lg i lg s n lg t
上式为一直线方程式,lgs为截距,n为斜率,在双对 数坐标格纸上以i为纵坐标,t为横坐标,可点汇出一组近 乎平行的直线,在线上量取t=1小时的纵坐标值和斜率值, 即为s和n值。
(1)当t=1小时,转折点的纵坐标即为s;
(2)当t<1时,取n=n1;
设计净雨过程
由暴雨推求设计洪水,一般分产流和汇流两个阶段。
产流——由降雨过程求净雨过程
汇流——由净雨过程求流量过程
利用损失参数μ值的地区 综合规律计算设计净雨法
损失参数μ是指产流历时tc内的平均损失强度
设计净雨过程
(1)i≤μ时,降雨全耗于损失, 不产生净雨;
(2)i> μ时,损失按μ值进行, 超渗部分即为净雨。
效果,一般用水计算小流域设计洪水过程线的方
法有概化过程线法和综合单位线法。
概化过程线
概化过程线是根据实测洪水资料,经过综合分析
和简化而得。概化的线型有三角形、五边形和综
合概化过程线等,一般根据地区涨洪的情况选取。
从概化过程线转换成设计洪水过程线,必须知道
设计洪峰流量和设计洪水总量。
Qmp
W T 9.66 Qm
量。
(1)全面汇流情况
在充分供水条件下,即净雨历时大于汇流时间τ时,净雨产 生后,每一时刻总有一部分面积上的净雨同时汇流到流域出 口断面。此时流域出口断面的最大流量是由t时段的净雨在 全流域面积上形成的,此种情况称为全面汇流。
Qm K (i f )F
i ——平均降雨强度,mm/h;
f ——平均下渗强度,mm/h; F——流域面积,km2;
①把流域中心点雨量作为流域面雨量,无需考虑点面雨量折算 ②由最大1日设计雨量X1日,p推求历时t的设计雨量Xt,p
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:
水文学第6章 小流域暴雨洪峰
水文与水文地质学第6章
7
下渗强度过程线
2012-11-2
水文与水文地质学第6章
8
净雨形成过程线
2012-11-2
水文与水文地质学第6章
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净雨过程线
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水文与水文地质学第6章
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洪水过程线
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水文与水文地质学第6章
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• 一次降雨过程中,某河道断面的洪水形成 过程如下: • 1.刚下雨时,由于植物截流、土壤下渗等影 响,雨水尚未流入河道,未形成洪水。 • 2.即使是降雨量超过损失量(即净降雨开 始), 雨水已流入河道,但尚未到达该断 面。 • 3.当汇流到达该断面时,该断面的洪水过程 开始。
2012-11-2 水文与水文地质学第6章 17
• 第五时段末, 时刻t=5Δt ,洪水流量Q= Q2 +Q3 +Q4 。 • 第六时段末, 时刻t=6Δt ,洪水流量Q= Q3 +Q4 。 • 第七时段末, 时刻t=7Δt ,洪水流量Q=Q4 。 • 第八时段末, 时刻t=8Δt ,洪水流量Q= 0。
2012-11-2 水文与水文地质学第6章 18
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水文与水文地质学第6章
19
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水文与水文地质学第6章
20
暴雨洪峰流量经验公式
Qmax 0.278
A n
F
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水文与水文地质学第6章
21
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水文与水文地质学第6章
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净雨历时tc=汇流时间τ河口断面的汇流过程
• • • •
时序 洪水流量 第一时段开始, 时刻t=0,洪水流量Q=0。 第一时段末, 时刻t=Δt ,洪水流量Q= Q1 。 第二时段末, 时刻t=2Δt ,洪水流量Q= Q1 + Q2 。 • 第三时段末, 时刻t=3Δt ,洪水流量Q= Q1 + Q2 +Q3 。 • 第四时段末, 时刻t=4Δt ,洪水流量Q= Q1 + Q2 +Q3 +Q4 。
《小流域设计洪水》课件
加强监测预警,及时发布洪 水预警信息
提高公众防洪意识,加强防 洪宣传教育
汇报人:
域的防洪能力, 确保防洪安全。
指导防洪工程建 设:设计洪水的 计算结果可以为 防洪工程建设提 供依据,指导防
洪工程建设。
提高水资源利用 效率:通过计算 设计洪水,可以 了解小流域的水 资源状况,提高 水资源利用效率。
保护生态环境: 设计洪水的计 算结果可以为 生态环境保护 提供依据,保 护生态环境。
原理:根据流域降 雨量、径流系数、 汇流时间等参数, 计算单位线
步骤:确定流域降 雨量、径流系数、 汇流时间等参数, 计算单位线
应用:用于小流域 设计洪水计算,确 定设计洪水量
注意事项:确保参 数准确,避免误差 影响计算结果
选取原则:代表性、典型性、可操作性 资料收集:历史洪水资料、气象资料、地形地貌资料、水文地质资料等 资料整理:对收集到的资料进行整理、分析、归纳和总结 计算方法:采用合适的计算方法,如经验公式法、水文模型法等 结果验证:对计算结果进行验证,确保其准确性和可靠性
目标:保障人民生命财产安全,减少洪涝灾害损失,提高防洪减灾能力
措施:加强监测预警,提高应急响应能力;加强基础设施建设,提高防洪能力;加强宣 传教育,提高公众防洪意识
效果:降低洪涝灾害风险,提高社会经济发展水平
修建堤防:加固堤防,提高防洪能力 河道整治:疏浚河道,提高行洪能力 水库建设:建设水库,调节洪水流量 生态修复:恢复植被,提高水土保持能力
洪水风险分析的 目的:评估小流 域洪水风险,为 防洪减灾提供依 据
洪水风险分析的 内容:包括洪水 频率分析、洪水 淹没分析、洪水 风险图绘制等
洪水风险分析的 方法:采用水文 模型、GIS技术、 遥感技术等
第5章小流域洪峰流量的计算
• (4) 设计面暴雨量的时程分配 • 城市雨水管道及小桥孔径的设计,需要确定最大流量,而 最大流量和暴雨或设计暴雨在各时程的分配有着密切的关 系。分区概化时程分配雨型就是对一个水文分区的许多实测 暴雨过程,按暴雨特性,如设计历时中的雨峰个数、主雨峰 位置、各时段雨量占总雨量的比例等进行统计分析,所综合 概括出的反映该区暴雨时程分配主要特征和满足工程设计基 本要求的一种设想的用相对值表示的降雨分配过程。一般以 1、3、6h控制时段,设计暴雨控制在24h内。省(自治区、直 辖市)及有些地区的水文手册中有最大1h、3h、6h及24h设计 暴雨等值线图及概化时程分配雨型。如表5.3便是某省第三水 文分区的概化时程分配雨型。目前各省(自治区、直辖市) 的水文手册或水文图集中均载有此类概化雨型,供缺乏资料 的情况下推求设计暴雨过程时使用。
(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, 在基本保持精度的前提下,将力求简便,一般借助水文手册 即可完成。 小流域设计洪水计算方法概括起来有4种:推理公式法、地 区经验公式法、综合单位线法和历史洪水调查分析法。 在具体设计中采用哪一种方法应根据工程规律与当地条件 决定。若有可能,可采用几种方法计算,并通过综合分析比 较,最后确定出设计洪峰流量。 2.地区经验公式法计算设计洪水过程线 此法只推求设计洪峰流量,它是建立在某地区和相邻地区的 实测洪水和调查洪水这些资料的基础上,探求地区暴雨洪水 经验性的规律,但使用时有一定的局限性。
• [例5.2] 在某省的水文手册中查得: • 某流域的概化时程分配雨型见表5.4,拟在此建一桥涵, 需利用综合瞬时单位线法推求P =1%的设计洪水。 • [解] 应先推求P =1%的设计暴雨过程。 • (1)计算1h、3h、6h、24h流域的设计雨量。 根据该流域中心点位置查该省水文手册得各种历时暴雨的统 计参数 ht 、CV、Cs/CV ,列于表5.3中第2列~4列。 由CV、Cs/CV及P查附录1或附录2,得各种历时暴雨的f1% ht ,1% (1 f1%CV )ht 或代入式(3.27) 或K1% ,代入式(3.25) 中得 ht ,1% K1% ht ,从而算得1h、3h、6h、24h的流域设 计点雨量ht,1% 列于表5.3中第5列。
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
工程水文学第九章小流域暴雨洪峰流量计算
研究不足与展望
01
数据局限性
由于实测数据的限制,部分计算方法的适用性和精度需要进一步验证和
完善。
02
模型参数的不确定性
数学模型中的参数具有不确定性,对计算结果的影响需要深入研究。
03
未来研究方向
未来可以加强小流域暴雨洪峰流量的长期变化规律、影响因素及其相互
作用机制等方面的研究,同时开发更为精准、实用的计算方法和技术。
降雨径流模型
通过建立降雨径流关系,利用降 雨资料推算洪峰流量。常用的降 雨径流模型有经验公式、概念性
模型和数值模型等。
水文资料分析
通过对历史水文资料的分析,找出 影响洪峰流量的因素,建立相关关 系,预测未来洪峰流量。
实测资料推算
通过实测暴雨过程中降雨量、河流 水位、流量等数据,分析计算出洪 峰流量。这种方法比较准确,但需 要足够的实测资料。
结果分析
对计算结果进行误差分析、敏感性分析和不确定性评估,确 保结果的可靠性和准确性。同时,将计算结果与历史数据进 行对比,验证模型的适用性和精度。
结果验证与应用
结果验证
通过实测数据对计算结果进行验证,比较实测值与计算值之间的差异,评估模型的精度和可靠性。
实际应用
将计算结果应用于小流域暴雨洪水的预测、预警和防治,为工程设计和防洪减灾提供科学依据。同时 ,根据实际情况对模型进行修正和优化,提高计算精度和适用性。
然而,暴雨洪水是一个复杂的现象, 受到多种因素的影响,因此仍需要不 断的研究和创新,以应对不断变化的 气候和环境条件。
目前,基于数值模拟和计算机技术的 暴雨洪水模型已成为主流,这些模型 能够考虑更多的影响因素,提高计算 精度和可靠性。
02 小流域暴雨洪峰流量计算 的基本理论
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
小流域暴雨洪峰流量的计算
06
案例分析
某小流域暴雨洪水计算实例
流域概况
某小流域位于山区,流域面积约为100平方公里,地形复杂,植 被覆盖率高,降雨量较大。
计算方法
采用暴雨洪水法,根据历史暴雨资料和流域特征,计算洪峰流量。
计算结果
根据计算,该流域的洪峰流量为200立方米/秒。
不同计算方法的比较分析
对比方法
对比了暴雨洪水法、水文模型法和径流系数法三种计算方 法。
规划设计
在水利工程规划和设计中,洪峰流量 计算是评估工程防洪能力、制定防洪 措施的重要依据。
02
暴雨洪水形成原理
降雨形成洪水的过程
降雨
01
降雨是洪水形成的基础,其量、强度和持续时间直接影响洪水
的规模和特点。
地表径流
02
降雨在地表形成径流,冲刷地面,携带大量泥沙和杂物,形成
洪水。
地下水
03
地下水受到降雨影响,水位上升,与地表径流相互影响,共同
暴雨洪水计算的应用
在防洪规划中的应用
防洪标准确定
根据暴雨洪水计算结果,确定防洪工程的设防标准,为防洪规划 提供科学依据。
洪水风险分析
通过对暴雨洪水的计算和分析,评估洪水发生的可能性和影响范 围,为制定防洪减灾措施提供依据。
洪水调度方案制定
根据暴雨洪水计算结果,制定合理的洪水调度方案,优化水库、 河道等水利工程的调度运行。
THANKS
感谢观看
基础设施破坏
暴雨洪水对城市基础设施 如道路、桥梁、房屋等造 成严重破坏,影响正常生 活和经济发展。
洪峰流量计算的意义
预警预报
科学研究
准确计算洪峰流量是预警预报的重要 依据,有助于提前采取应对措施,减 少灾害损失。
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。
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82 53 337 489 16 895
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60 38 298 530 33 899
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24 11 213 469 36 745
21
156 334 32 533
24
62 244 23 329
3
98 17 114
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(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
小流域设计洪水计算主要应用于中、小型水利工程,如小流 域面积上的排水建筑物、小水库;城镇、厂矿周围地区的排 洪渠、防洪工程;铁路和公路的桥梁、涵洞;立体交叉道路 的排水管渠;广大农村中众多的小型水库的溢洪道等 。
小流域设计洪水计算特点
特点一:工程数量多,往往缺乏降雨、流量资料 特点二:小型工程调节能力低,重点计算设计洪峰流量 特点三:计算方法力求简便易行,便于基层技术人员应用
解决问题:已知P~t,I0,f ,
求R~t 一般列表计算
【例8-1】 已知某流域一次暴雨过程如下表所示,已查得该 次暴雨初损为30mm,后期平均下渗能力为2.0mm/h。试 求本次降雨形成的地面径流(净雨)过程。
时段(6h)
1
雨量(mm)
20
初损(mm)
20
后损(mm)
地面净雨(mm)
t0=6+1=7h
t t0 tR t'
8.3 设计净雨量推求—初损后损法
(二)初损I0的确定 主要影响因素:
W0: W0越大, I0越小;
i 0 : i 0 越大, I0越小;
土地利用、季节变化
确定方法: (1)利用实测雨洪资料分析 小流域:起涨点时刻前的累积降雨量; 大中流域:确定各雨量站的汇流时间ti; 计算ti的平均值—该时刻前的降雨量
第八章 小流域暴雨洪峰流量计算
研究对象:小流域暴雨洪峰流量 研究内容:小流域暴雨洪峰流量计算特点;设计净雨 量的推求;流域汇流计算(等流时线法);暴雨洪峰 流量推理公式;暴雨洪峰流量经验公式
8.1 概述
小流域:集水面积不超过数百平方公里,无明确限制。 当地形平坦时,可以为300~500km2以下; 当地形复杂时,有时限制在10~30km2以内; 一般情况下,南方面积较小(水量丰富、地形复杂),而北 方面积较大。
2
3
4
60
105
10
10
10
12 10
40
93
合计 195
30 32
133
4.某流域降雨过程如表 3 所示,已知初损为 12mm,平均后损率为 1.5mm/h,试以初损后损法 计算雨量损失过程和地面净雨过程。
时间(月.日.时) 6.10. 08:00-14:00
降雨量 (mm)
6.5
初损 (mm)
雨强 (mm/h)
1.08
14:00-20:00 5.5
0.92
20:00-02:0002:00-08:00 99.4
16.57
08:00-14:00 40.0
6.67
14:00-20:00 82.9
13.82
20:00-02:00 9.0
小流域设计洪水的计算思路:
设计暴雨
设计净雨
设计洪峰
设计洪水过程
小流域设计洪水计算的常用公式
(1)推理公式法: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。
(2)地区经验公式: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。
a.选择雨洪资料; b.计算流域面降雨P~t;
c.流量过程分割计算,得∑R、 ∑RS 、∑Rg
d.确定I0; e.采用试算法确定平均下渗率:
fPR tRI0P' P tR t 0I 0t ' P'
8.3设计净雨量推求—初损后损法
(2)建立经验关系
8.3设计净雨量推求—初损后损法
(四)初损后损法产流计算
初损:I0,t0,降雨开始到出现超渗产流时的降雨全部损失 ,包 括初期下渗,植物截留,填洼等。
后损:产流以后损失阶段,包括产流历时tR内的平均下渗能力 f 与产流历时的乘积 tR f 与后期不产流的雨量P’之和。
i>fp:Rs>0 i≤fp:Rs=0 由水量平衡原理,可得:
P
? RI0
? ftR
P'
P t , p A p t 1 n 2 P 2 ,p 4 2 n 2 1 4 t 1 n 2 k p P 2 2 4 n 2 1 4 t 1 n 2
(2)当t < 1h时,
P t , p A p t 1 n 1 P 2 ,p 4 2 n 2 1 4 t 1 n 1 k p P 2 2 4 n 2 1 4 t 1 n 1
(3)综合单位线法 (4)水文模型法
小流域设计洪水计算重点分析的问题
(1)暴雨强度:不同历时设计暴雨强度公式
(2)暴雨损失:包括植物截留、地表填洼、下渗和蒸发。 仅介绍适用于干旱半干旱地区产流计算的初损后损法。
(3)流域汇流:包括坡地汇流和河网汇流,计算方法包括 等流时线法、时段单位线法、瞬时单位线法和地貌单位线法、 推理公式法等。仅讲述等流时线法和推理公式法