水文设计暴雨的计算5

• 面暴雨量的选样：一把采取用年最大值法。
• 面暴雨量的频率计算：选用的线型和经验频率公式与洪水频率分析计算相同，
其计算步骤包括暴雨特大值的处理、适线发绘制频率曲线、典型暴雨过程得
放大及合理性分析等。
• 2：暴雨资料短缺时设计面暴 雨量的计算
• 当流域内的雨量站较少，或各 雨量站资料不一，难以求出满足 设计要求的暴雨量系列时，可先 求出流域中心的设计点雨量，然
一：概述 二：设计暴雨的计算 三：设计净雨的推求 四：设计洪水过程线
一:概述
• 我国大部分地区的洪水主要由暴雨形成。在实际工
作中，中小流域常因流量资料不足无法直接用流量资料
推求设计洪水，而暴雨资料一般较多，因此可用暴雨资
料推求设计洪水
• 为什么要由暴雨资料推求设计洪水? • (1) 统计参数的地区综合比较容易； • (2)受人类活动的影响比较小； • (3) 暴雨资料比流量资料充足； • (4)在小流域设计洪水常用暴雨资料推求。
流的总损失量
根据Im的概念，可用下式估算Ka值，即
Ka=1－Em/Im
式中Em——流域日蒸散发能力，可近似地以水面蒸发观测值代替。
• 从上式可以看出Ka和Im的关系，即I愈大，Ka亦愈大。相应地 也表示所考虑的影响土层深度亦愈大。因此，对于一个流域 来说，Ka和Im.是配对使用的；它没有唯一解，但有一个合理 的取值范围,Ka值一般变化在0.85-0.95。
后通过降雨的点面关系进行转换，
求出设计点的雨量。
• 1）设计点雨量计算
• 设计点雨量：如果在流域中心处有雨量站且系列足够长，则可用该站的暴 雨资料直接进行频率计算求得设计点雨量。 • 得该流域24h设计雨量H24p，按暴雨公式得设计雨量Sp=h24p24n-1 • 设计暴雨Htp,由暴雨公式得Htp=Spt1-n
（三）初损后损法 • 1.初损后损法基本原理
• 2.初损I0的确定
在流域较小时，降雨分布基本均匀，出口断面洪水过程线的起涨点反映了产流开始的时刻。
3.平均下渗率f的确定
四、设计பைடு நூலகம்水过程线
• 由流经形成过程可知，流域上各点产生的净雨，经过坡地和河网 回流形成出口断面流量过程的整个过程为流域汇流。
和降雨强度，需要首先加以考虑。
Pa,t+1=Ka（Pa,t+Ht)
(Pa,t
≤
Im）
• Pa,t+1、Pa,t——第t+ 1天和第1天开始时的前期影响雨量,mm;
• Ht——第t天的流域降雨量;
• Ka——流域蓄水的日消退系数，各月可近似取一个平均值; • Im——流域最大损失水量,mm,即流域久早之后(Pa=0) 普降大雨使流域全面产
三：设计净雨的推求
• • • • 扣除损失的三种方法： 一：径流系数法 二：降雨径流相关图法 三：初损后损法
• 一：径流系数法
• 径流系数：降雨损失过程是一个非常复杂得过程，影响因素多，把各种损失
综合在一起反映在一个系数中，称为径流系数。 • 径流系数α=Y/H • 径流系数往往随暴雨强度的增大而增大
1）降雨径流相关图的建立
图5-8 降雨径流相关图
2）降雨径流相关图的应用
• 利用降雨径流相关图由设计暴雨及过程可查出设计净雨及过程。其方法是由 时段累加降雨量，查降雨径流相关图曲线得相应的时段累加净雨量，然后相
邻累加净雨量相减得到给时段的设计净雨量。
（1）降雨径流相关图的外延。 （2）设计条件下Pa,p的确定。 （3）设计净雨的划分。
• 按照暴雨洪水的形成过程，推求设计洪水可分三步进行。
• • • •
输入 暴雨 资料
①推求设计暴雨: 用频率分析法求不同历时指定频率的设计雨量及暴雨 过程。 ②推求设计净雨:设计暴雨扣除损失就是设计净雨。 ③推求设计洪水:应用单位线法等对设计净雨进行汇流计算，即得流域 出口断面的设计洪水过程。
Ht
• 2）设计面暴雨量计算
• 求出设计点雨量后，由流域降雨点面关系，转换出流域设计年均雨量， 即设计面暴雨量。
• 例如淮河上游1975年8月在河南发生的一场特大暴雨，简称“75· 8 暴雨”，历时5天，板桥站总雨量1451.0 mm，其中三天为 1422.4 mm，雨量大而集中，且主峰在后，曾引起两座大中型水库和不 少小型水库失事。因此，该地区进行设计暴雨计算时，常选作暴 雨典型。
设计暴 雨计算
Htp~t
设计暴 雨
Htp~t
产流计 算 设计 净雨 汇流计 算
Qp~t 输出
设计洪 水
图 5-6 由暴雨资料推求设计洪水流程框图
二：设计暴雨的计算
• （一）设计暴雨的推求
• 设计暴雨：指设计符合标准的面平均暴雨量及过程。
• 推求设计洪水：需要的是流域上的设计面暴雨过程。
• 1:暴雨资料充分时设计面暴雨量的计算。
等流时线法
经验单位线法
瞬时单位线法
（一）等流时线法 • 由于流域内各点距离出口断面的远近不同，加上坡面与河槽
的调蓄作用，各净雨点汇集到流域出口断面的速度和时间都不一
样。把净雨从流域最远点流到出口断面所经历的时间，称为最大
汇流历时，简称流域汇流历时，以T 表示。净雨在单位时间所通
过的距离，叫做汇流速度，以Vr 表示。
二：降雨径流相关图法
• 次降雨和其相应的径流量之间，一般存在着较密切的关系，可根据次降
雨量和径流量建立它们的相关关系。对其影响因素作适当考虑，能够有效地 改进降雨径流关系。这些影响因素包括前期流域下垫面的干湿程度、降雨强 度、流域植被和季节影响等。对于一个固定流域来说,植被可视为固定因素, 降雨季节影响亦相对较小,最重要的影响因素是前 期流域下垫面的干湿程度
• （二）设计暴雨的时程分配
• 设计暴雨过程：选定一次典型暴雨过程，以各历时的设计暴雨量为控制缩放典型，
得到设计暴雨过程。 • 典型暴雨选择原则： • 1）“可能(代表性)”和“不利”。所谓可能是指所选典型暴雨的分配过程应是设 计条件下比较容易发生的； • 2）还要考虑对工程不利的情况。所谓比较容易发生，首先是从量上来考虑，应使 典型暴雨的雨量接近设计暴雨的雨量； • 3）要使所选典型的雨峰个数、主雨峰位置和实际降雨时数是大暴雨中常见的情况， 即这种雨型在大暴雨中出现的次数较多。 • 对工程不利是指：暴雨比较集中、主雨峰靠后，其形成的洪水对水库安全不利