流域洪水计算1
贵州省小汇水流域暴雨洪水计算
H60 ' CV 60 '
H24
110
m m
[ 注
多雨区 一般雨区 较少雨区 少雨区
110 0.55 47 0.47
100 0.5 43 0.43
90 0.45 38 0.33
80 0.4 35 0.35
校
核
Qp
0.357
0.922 1
f
0.36
J 0.240
F 0.716 (CK pH24 )1.23
0.81 0.74 ~ 0.88
0.86 0.8 ~ 0.94
0.89 0.84 ~ 0.92
0.91 0.87 ~ 0.94
0.93 0.9 ~ 0.95
0.94 0.92 ~ 0.96
Ⅱ2
(三都 推荐)
Ⅱ2 Ⅱ3
山区或部分山 区:中等岩溶
植被较好
平均C 变化范围
三
Hf
~ 造
[ 注
都 P(%) 0.1 0.2 0.33 0.5
皮甲河流域 平桥站以上
0.24
0.22~0.26
Ⅱ1
高山间山丘区,少量岩溶植被差
松坎河流域 松坎站以上
0.43
0.41~0.45
Ⅱ
Ⅱ2
山区间山丘,少量岩溶,植被一般或较 好
黔东北部分 地区
0.38
0.36~0.4
Ⅱ
Ⅱ3 山区间山丘,非或少量岩溶,植被好
f
J
F C
~ 流~ 主~ 汇~ 洪
f F / L2 104
× 0.1484313 ^ 0.36 × 0.01611
× ( 0.786 × 1.83 × 110
式 中
1
~ 汇
小流域设计洪水计算
二、短历时暴雨公式 (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
当tc<τ
htc P
sp n t c 1 n
1
1、产流历时的确定
sp t c 1 n
1 n
2、洪峰径流系数ψ的确定
当≥τ时:
1
sp
n
当<τ时:
tc n
1 n
第八章
§8-1 概述
小流域设计洪水计算
§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 一、小流域的含义
概述
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
二、小流域设计洪水计算的特点 1、小流域绝大多数没有水文站,缺乏流量和 自记雨量资料。 2、小型工程设施,一般对洪水的调蓄能力较 弱,其规模主要受洪峰控制,因此方法可 着重于洪峰流量的计算。 3、因工程小,面广量大,因此计算方法应简 单易行,容易为基层技术人员接受。
三、小流域设计洪水计算方法 1、是由设计暴雨推求相应的洪水;
mm/h;
——流域汇流历时,即流域最远处的水质
点到达出口断面所需的汇流时间,h;
1洪峰流量计算
1洪峰流量计算
控制流域面积1km2,流域属黄土丘陵沟壑区第Ⅱ副区,由于流域面积较小,无实测和调查洪水资料,所以洪峰流量计算采用《榆林地区实用水文手册》中汇水面积相关法计算,计算公式为:
Q p=C p×F n
式中:Q p—频率为P的设计洪峰流量;
C P—不同频率的地理参数;
n—经验指数;
F—流域面积,km2。
从《榆林地区实用水文手册图集》中查得该流域位于Ⅱ区,n=0.69,C10=23.9,C20=32.5,C30=44.2,C50=52.7,C100=60.1,C200=75.1,C300=83.2,F=1km2,计算结果见表1。
2洪水总量计算
采用《水土保持治沟骨干工程技术规范》推荐的公式计算:
W P=0.1·α·H24P·F
H24P=Kp·H24P
式中:W P——频率为P的设计洪水总量(万m3);
α——24小时洪量径流系数;
H24P——频率为P的24小时暴雨量(mm);
H24P——多年平均最大24小时暴雨量均值(mm)。
其它符号含义同前。
由《榆林地区实用水文手册》查得,k10=1.83,k20=2.30,k30=2.51,k50=2.94,k100=3.44,k200=3.92,k300=4.22,α10=0.22,α20=0.26,α30=0.28,α50=0.29,α100=0.30,α200=0.31,α300=0.32,H24=57mm,C V=0.65,Cs/Cv=3.5,经计算得不同频率的设计洪水总量和24小时暴雨量见表1。
不同频率洪峰流量和洪水总量表
表1。
综合单位线法计算流域出口洪水过程
n=2.679(F/L2)-0.1221J-0.1134
四、综合瞬时单位线法推求设计洪水过程:步骤为 1)根据产流计算方法,由设计暴雨计算设计净雨
2)根据流域特征,由省、区水文手册查算 、m1',10 、n
3)按设计净雨计算m1、K(=m1/n) 4)按上节方法计算时段单位线 5)由设计净雨和时段单位线计算地面径流过程 6)计算地下径流 7)地面径流过程加地下径流,得设计洪水过程
§8-8 综合单位线法计算流域出口洪水过程
无资料流域洪水计算的主要方法之一
一. 综合瞬时单位线法基本概念
纳希瞬时单位线仅有两个参数n、K,它们与流域特征和净雨强度有着密切
的综合关系,这种综合关系式即反映了纳希瞬时单位线,称之为综合瞬时单位 线。由于
m1=nK, m2=1/n
(8-51、52)
m1、m2————纳希瞬时单位线的一阶、二阶原点矩,因此也常常对m1、m2 综合。 综合包括净雨强度影响和流域特征影响二个方面
该式应用时,当 i s < i临 时按 i s 计算,≥ i临 时按 is = i临 计算。
与流域面积 F(km2)、河流坡降、河长等因素有关,各省、
区的水文手册中均有公式计算,例如四川省
=0.9813-0.2109lgF
三、
m' 1,10
及
n
的地区综合
例如四川省
m' 1,10
=1.3456F0.228J-0.1071(F/L2)-0.041
二、m1、m2的标准化与 的地区综合
m2 基本不受净雨强度影响,因此常常只对 m1 标准化和
对净雨强度影响指数 作地区综合。
净雨强度影响如式(8-49),取净雨强度 i s =10mm/h 的 m1
中小河流洪水计算方法
中小河流洪水计算方法洪水是水文气象学中一项重要的研究内容。
中小河流洪水的计算方法主要是基于洪水频率分析、经验公式、及物理模型。
下面将分别介绍这三种方法。
一、洪水频率分析洪水频率分析是一种常用的计算中小河流洪水量的方法。
其基本思想是利用洪水频率和流量之间的统计关系,以得出一个特定流量的洪水频率。
这里的流量是指河水在一定时间内流过某一地点的水量。
洪水频率分析通常需要以下步骤:1.收集流域的观测资料,如流量、降雨等。
2.根据历史记录绘制流量-频率曲线,利用该曲线确定某一频率下的洪水流量。
3.利用统计学方法推算其他未观测频率下的洪水流量。
洪水频率分析的主要缺点是需要大量的观测资料,并且不适用于特殊环境下的中小河流。
二、经验公式经验公式是一种简化的计算中小河流洪水量的方法。
通常基于历史上观测数据编制出来,其计算过程简单但精度较低。
下面列出两种常用的经验公式:1.范氏公式:Q=P×K该公式利用设计暴雨P和经验系数K来计算设计洪水流量Q。
其中,设计暴雨一般根据历史流量数据和气象记录来计算,经验系数则可以根据不同的环境进行调整。
2.杨氏公式:Q=C×D×(L×H+K)该公式是根据单元面积产流量与径流面积的关系而得出的。
由于径流的计算与地形、地貌、水文条件等有关,所以该公式中的C、D、L、H、K都需在实地调查中测量并推算。
三、物理模型物理模型是一种用物理原理构建的计算中小河流洪水量的方法。
主要通过对水动力学理论和水文测量数据的分析,在河道中设计特殊的测流设备来求解。
物理模型计算精度高且不依赖于历史数据,但需要昂贵的实验装备和大量的实地调查。
总结中小河流洪水计算方法主要有洪水频率分析、经验公式和物理模型等。
不同的方法有其适用的范围和精度,根据具体情况选择合适的方法进行计算。
同时,中小河流洪水预报是洪水计算的重要应用领域,它可以帮助地方政府和灾害机构做好洪水安全管理工作。
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
Qm——待求最大流量(m3/s);
m——汇流参数; J——流域平均纵比降;
σ、λ ——反映沿流程水力特性的经验指数。对于一般 山区河道采用σ=1/3,λ=1/4。
WUHEE
将σ=1/3,λ=1/4代入(8-12)式得:
0.278
L 1/ 4 m J1/ 3Qm
将上式代入 Qm 0.278
Qm,p=C p· Fn
式中,Cp——随频率变化的综合系数;n ——经验指数;各省、 市水文手册中可查。
WUHEE
例如湖南、江西的Cp、n值表
WUHEE
二、多因素公式
Qm, p Ch24 , p F n Qm, p Ch24 , p f F
n
n Qm, p Ch24 J f F ,p
第八章
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5
小流域设计洪水计算
概述 小流域设计暴雨计算 设计洪峰流量的推理公式 计算洪峰流量的地区经验公式 设计洪水过程线的推求
WUHEE
8.1
概述
一、小流域设计洪水特点 1. 缺少实测资料(流量和暴雨资料)。
中、小型水库,涵洞,城市和工矿区的防洪工程
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
概化过程线法 概化线型有三角形、五边形和综合概化过程线等形式。 一、三角形概化设计洪水过程线 已知:设计洪峰流量Qm,p;P24,p
洪水计算(推理公式法)
P=00
1.32
33.93
1.80
67.87
2.40
135.74
2.94
271.48
3.78
407.21
4.80
542.95
5.93
644.76
7.19
678.69
8.39
644.76
9.77
542.95
11.81
407.21
14.81
271.48
19.66
135.74
25.18
1.998 2.121 2.305 2.734 2.118 2.212 2.335
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Qm
4.73 4.50 4.23 3.73 4.70 4.49 4.22
验算
ψ
τ
τn3
Qp
0.045936341 0.052548381 0.061999459 0.086334157 0.046416195 0.052274533 0.061536412
Htp
380.79 306.67 232.49 137.59 335.79 281.41 225.67
t=1-6h
Qp
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Wp(万m ³)
1376.06 1094.70 819.68 479.04 1154.25 954.94 755.85
-0.274557823 3.0716779 -0.275104022 3.1915656 -0.275803928 3.3439505 -0.278095567 3.6870571 -0.276682603 3.065531 -0.276322519 3.1814113 -0.277180269 3.3635863
广东省小流域设计洪水计算
讲授:舒晓娟
1.1设计暴雨计算
1.1.1设计点雨量计算 《广东省暴雨径流查算图表》编制了年最 大10分钟、1小时、6小时、24小时、3天点 暴雨均值、Cv等值线图,可取CS=3.5Cv,从 皮尔逊III型曲线Kp值表查取相应于设计频率 P%的Kp,按公式 H tp K p H t 算出Htp
1.1设计暴雨计算
其它历时的HtP面是采用暴雨公式Htp面=Sp×t1-np 进行计算。公式中的Sp、np是指相应频率P%面 雨量的暴雨力和暴雨递减指数,1- np、Sp的计 算公式如下: 当1h t 6h 时:
1 n p (1~6) 1gH6 p面 1gH1P面 1g 6 1g1 1g ( H 6 P面 / H1 p面 ) 1g 6
1.1设计暴雨计算
1.1.3设计暴雨过程的计算
广东省应用模糊聚类方法根据实测 降雨资料分析设计雨型,得到广东省分 区最大24小时设计雨型(暴雨时程分配) 表及广东省分区最大3天设计雨型(暴雨 时段分配)表。设计毛雨过程的计算就 可以将以上求得的各历时设计面雨量, 按照设计雨型进行分配得到。
1.2产流计算
1.1设计暴雨计算
1.1.2设计面暴雨量的计算 按本工程的集水面积F,在工程所在亚 区规定采用的设计暴雨定点定面关系图 (即点面换算系数at~历时t~集水面积F关 系图)上查求历时t为1小时、6小时、24 小时、3天(即72小时)的点面换算系数at, 乘以相应历时的设计点雨量Htp,即可求得 相应历时的设计面雨量Htp面=Htp×at。
S p H1 p面
1.1设计暴雨计算Fra bibliotek当6h t 24 h 时:
1g H 24 P面 1g H 6 p面 1g 24 1g 6 1g ( H 24 p面 / H 6 p面 ) 1g (24 / 6) 1g ( H 24 P面 / H 6 p面 ) 1g 4
水文学设计洪水计算
灌溉 面积 (104 亩)
150 150 ~ 50 50 ~ 5 5 ~ 0.5
0.5
GB50201-94《防洪标准》,1995年1月1日起实施
水电站装 机容量 (104KW)
120 120 ~ 30 30 ~ 5
5~1 1
其次根据工程的等级、作用和重要性确定建筑物 的级别(1~5):
工程等别
重大城镇 重大工业区 >500 重要城市 重要工业区 100~500
1~0.33 2~1
100~300 50~100
中等城市 中等工业区 2~100
5~2
20~50
一般城市 一般工业区 5~10
10~5
10~20
第二类防洪标准:
按水利水电工程的等级确定设计洪水:
首先根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性, 确定水利水电枢纽工程等级(如下表所示):
设计洪水有二个待解决的问题:
1) 按什么标准(设计标准)来选择设计洪水; 2) 确定标准后,如何确定设计洪水的三要素。
对于第一个问题: 设计标准:
一般按工程规模、工程重要性及社会经济 等综合因素,来确定不同的频率洪水作为设计 标准。
1) 防洪设计标准
防洪设计标准:
▲ 第一类:为保障防护对象免除一定洪水 灾害的防洪标准;
2)推求设计洪水的途径:
有以下四种方法: 由流量资料推求设计洪水; 由暴雨资料推求设计洪水; 由水文气象资料推求设计洪水; 利用暴雨等值线图和一些简化公式 估算设计洪水
10. 3. 1 由流量资料推求设计洪水
当设计流域具有一定数量(n30)的实测洪水 资料时,可采用该法推求设计洪水,其推求的思 路和步骤大体与推求设计年径流类似:
洪水资料的审查,以保证资料的可靠性、 一致性和代表性;
洪水总量的计算方法
洪水总量的计算方法一、洪水总量计算方法的基本概念哎呀,小伙伴们,洪水总量这个概念呢,简单来说就是一场洪水从开始到结束总共的水量啦。
这就像是你去接水,从开始放水到接满了,那桶里的水总量就是类似洪水总量的概念哦。
二、计算洪水总量的常见方法1. 流量过程线法这是个挺常用的办法呢。
咱们先得知道洪水的流量随时间的变化情况,就像看一个人跑步速度随时间的变化一样。
然后把每个时间段的流量乘以这个时间段的时长,再把这些乘积都加起来,就得到洪水总量啦。
比如说,第一个小时流量是10立方米每秒,那这一个小时的水量就是10乘以3600秒(因为1小时 = 3600秒),就得到这一个小时的水量啦。
然后按照这个方法把整个洪水过程的每个时间段都算好再加起来。
2. 降雨径流关系法这个方法呢,是根据降雨和径流之间的关系来计算洪水总量的。
一般来说,下了雨之后,一部分雨水会渗入地下,一部分会变成径流流走,变成洪水的那部分径流就是我们要关注的。
我们要先找到这个地区降雨和径流之间的关系公式或者曲线,然后根据降雨量来计算径流量,也就是洪水总量啦。
不过这个方法有点麻烦的是,不同地区的降雨径流关系可能差别很大,所以得找到适合咱们计算地区的关系才行。
3. 单位线法单位线就像是一把特殊的尺子。
它是在特定的流域条件下,单位时间内单位净雨深所产生的地表径流过程线。
我们可以根据这个单位线,再结合实际的净雨情况,来计算洪水总量。
比如说,我们知道了单位线对应的流量过程,然后乘以实际的净雨深度,再做一些调整,就可以算出洪水总量了。
三、影响洪水总量计算准确性的因素1. 数据准确性这可是很关键的一点哦。
如果我们测量流量或者降雨量的数据不准确,那算出来的洪水总量肯定就不对啦。
就像你做菜,如果盐的量称错了,菜的味道肯定就不对了。
所以测量设备要准确,测量方法也要科学。
2. 流域特性不同的流域有不同的特性,像地形啊、土壤类型啊、植被覆盖啊,这些都会影响洪水总量的计算。
比如说,植被覆盖率高的流域,雨水被植被截留和下渗的就多,洪水总量可能就相对小一些。
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
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
n
F
未知参数:Sp、n、F 、 、τ。 1. Sp、n、F 的计算
流域面积F可从地形图上量出; n 由地区n值分区图查出; Sp查等值线图或由暴雨公式可求,即:
由式(8-1)it , P
SP tn
知:Sp=Pt,p· tn-1 ∴ Sp=P24,p· 24n2-1
∵ P24,P已知(t=24h)
L 1/ 3 1/ 4 J F 或
L J 1/ 3
在建立m~θ关系时,分下面几种情况: 1 按下垫面条件定线 2 按区域条件定线 3 考虑设计洪水大小定线 50年一遇以上洪水: m=0.5θ0.23
WUHEE
P139
小流域4类下垫面条件下相应的m值。见表8-1。
WUHEE
三、设计洪峰流量计算方法——试算法 1. 、Cv、Cs、n1、n2
WUHEE
Sp tc (1 n) u 22.6h
1 n
WUHEE
WUHEE
8.4
计算洪峰流量的地区经验公式
暴雨特性(强度、历时)
洪峰影响因素
流域几何形特征(河长、比降、集水面积)
地质地貌特征(植被、土壤、地质)
一、单因素公式
以流域面积F作为洪峰流量的主要影响因子,建立二者间 的关系,其形式为:
Pt utc hR c P P
由暴雨公式有: u=(1-n)Sp/tcn=(1-n)itc 。 代入上式得:
小流域设计洪水与排水计算
小流域设计洪水与渣场排水计算1. 小流域设计洪水1.1 设计暴雨(1)有实测降水资料如果附近有雨量站,则需要收集各时段(1h 、6h 、24h )的最大时段降水资料,选取P-Ⅲ线型作为频率分析线型,计算设计暴雨成果。
(2)没有实测降水资料如果附近没有雨量站,则根据《湖北省暴雨径流查算图表》中等值线图的年最大1h 、6h 、24h 的点暴雨均值和对应的C V 值,推求各频率的设计点雨量:x k x p p ⋅=p k 为设计倍比,查参数表。
2.2 设计洪水2.2.1 设计洪水(比较精确计算)(1)确定小流域的特征参数:F-流域面积(km 2),L-河长(km),J-坡降(‰)。
(2)推理公式 设计洪峰流量:F S Q n m ⋅⋅⋅=τϕ278.0 (1) 流域汇流历时: 41m31Q J m L278.0⋅⋅⋅=τ (2) m --流域汇流参数;S —雨力,1h 暴雨强度;ϕ--洪峰径流系数;n--暴雨递减指数;(3)参数选取由于各地方产、汇流特征不同,产、汇流参数需要大量的水文资料进行论证确定,目前,最简单的参数取值可根据《 (各)省暴雨径流查算图表》中各项参数的拟定数据。
(4)设计洪峰流量根据《各省暴雨径流查算图表》中的产、汇流方案和暴雨雨型,用推理公式计算,一般可采用图解法或试算法。
2.2.2 设计洪水(近似计算)根据水土保持中计算公式,近似计算公式如下:设计洪峰流量:F )a (278.0Q m μ-= 式中,a 为1h 暴雨强度,μ为损失强度。
假定汇流历时近似取值h 1=τ。
式中参数以《各省暴雨径流查算图表》为准。
2. 渣场排水计算(1)排水标准可参考水土保持行业规范对临时渣厂和永久渣厂分别确定。
(2)排水明渠规模因堆渣体没有碾压,土层松软,经不起洪水浸泡,一般按排水明渠不溢流确定规模。
根据地形图对汇水区分片,并确定排水明渠走向,渣厂排水明渠各处出水口规模可按曼宁公式近似计算,公式如下:n J R A V A Q m 2132⋅=⋅=其中,糙率系数n 随排水明渠的类型取值。
四川省中小流域暴雨洪水计算
由推理公式计算最大流量参照《四川省中小流域暴雨洪水计算手册1984版》推理公式求解,步骤如下:1 基本参数计算1.1 确定设计坡面的流域特征值F 、L 、J1、F 为设计坡面的积水面积,平方公里。
由比例尺为1:500的地形图上量取得24602m ;2、L 为自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度,公里。
包括主河槽及其上游沟形不明显部分和沿流程的坡面直至分水岭的全长从1:500的地形图上量取得77.19m ;3、J 为沿L 的河道平均坡度,即在量出L 的过程中读取河道各转折点的高程i h 和间距i l ,如图1.1所示。
图1.1 落差i h 和间距i l 逐段关系示意图()()()()()0111222331022n n n iiH H l H H l H H l H H l H l J l -+++++++++=∑∑……()1022i i i HH l H L L -+-=∑式中i H 、i h 以米计;L 、i l 以公里计;J 以千分率(‰)计将已知数据代入公式求得J=118‰=0.118。
1.2 计算暴雨雨力S 、暴雨公式的衰减指数n1、计算年最大暴雨,已知暴雨特征值1/6H 、1H 、6H 、24H 、v C 、/s v C C ,由皮尔逊Ⅲ型频率曲线表(附表6.5)查出频率为2%的p K 值,例1/61/6=K P P H H 。
2、计算暴雨公式的衰减指数n 。
假定用2n 做初试计算。
当历时t=6~24小时范围内,6324n =1 1.661lgP P H H +();当历时t=1~6小时范围内,126n =1 1.285lg P PHH +();当历时t=1/6~1小时范围内,1/611n =1 1.285lgPPH H +()。
3、计算设计雨力S ,当历时t=6~24小时范围内,33n 1n 1p 246=24=6P P S H H --;当历时t=1~6小时范围内,22n 1n 1p 61p 1p =6=1=P S H H H --;当历时t=1/6~1小时范围内,11n 1n 1p 11/6p 1=1=6P S H H --。
小流域设计洪水的计算全套
(2)损失参数μ 方法1:查区域或流域水文手册 方法2:设计公式 可以证明
n
(1-n)1n
对ip~ t点据配以公式 iP=SP /tn,按离差最小为原 则率定参数Sp和n(常假定n不随p而变)
根据多站的参数Sp和n进行地区综合(可以是等 值线图或综合表形式)
(二)设计暴雨过程 1、同频率过程线
P (mm)
t (h)
2、地区综合暴雨过程线 α
t (h)
(三) 推求设计流量过程线
1、综合时段单位线法 2、综合瞬时单位线法
=0.278
mJ
L Q 1/ 3 1/
m
4
(5 )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
J 1/ 3F 1/ 4
m=f (θ)
(6)设计洪峰流量的计算
Qm
0.278(
Sp
n
)F
Qm
0.278(
Sp tcn
) tc F
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。
对有雨量资料站点进行24小时内各时段(一般取t =0.2、0.5、1、3、6、12、24h)雨量频率计算
由频率曲线查算时段雨量并计算雨强ip=Pp / t, (一般取p=5%、2%、1%)
小流域设计洪水的计算
第一节 第二节 第三节
小流域设计洪水特点 水科院推理公式法 小流域暴雨径流研究组公式
本章重点: 水科院推理公式法的设计洪水计算
山东农业大学林学院
第一节 小流域设计洪水特点
一、小流域设计洪水的意义
二、小流域设计洪水的概念 水土保持工作一般是在小
流域上进行的。水土保持
工程的规划设计、测流建
92.61
Qm .1%
0.278
Sp 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
(1)流域面积(F):在地形图上勾出分水线后量得,在 图上如看不清分水线时,应实地勘测。 (2)流域汇流长度(L):包括坡面和主河道长度。地形 图上量取自出口断面沿主河道至分水岭的最长距离。 (3) 沿流程的平均纵比降(J):自出口断面起根据沿流程比降 变化特征点高程及河长,利用公式计算。P16
山东农业大学林学院
1
(2)
tc=
1
n
Sp
n
32.76(h)
(3)假设 Qm.1%=750m3/s
=
0.278 L
mJ
1/
3
Q
1 m
/
4
=5.29(h)
tc> 全面汇流
山东农业大学林学院
第二节 水科院推理公式法
试算法例题
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
设计暴雨
设计暴雨时段采用年最大三日雨期控制。
设计雨型为三日雨量分二次计算,一次为年最大24小时雨量,位于第三日,占年最大三日雨量的80%;一次为年最大三日雨量的20%,两次间隔12小时。
设计点雨量计算,采用河北省水利厅1993年12月出版的《河北省平原地区设计暴雨图集》中“年最大三日暴雨多年平均值等值线图”与“年最大三日暴雨变差系数(Cv)等值线图”。
由等值线图中查得各区年最大三日点平均雨量均值和值,采用Cs=3.5 Cv,按P—Ⅲ型频率曲线即可计算各区不同频率的年最大三日点雨量。
点面折减系数,根据流域面积,从“河北省平原地区点面折减系数表”中查取。
流域平均面雨量,通过点雨量与点面折减系数计算得出。
前期影响雨量Pa
根据设计雨型,第一次雨量的前期影响雨量Pa1为:
Pa1=0.96Pa;(3·1)第二次雨量(最大24小时)的前期影响雨量Pa2为:
Pa2=0.96(Pa1+0.2P3-R1)(3·2)式中:Pa1——第一次雨量的前期影响雨量(mm);
Pa——设计前期影响雨量(mm);
P3——设计三日降雨量(mm);
R1——第一次降雨产生的径流深(mm);
Pa2——第二次雨量的前期影响雨量(mm);
最大排水流量
一般平原区:
Q = 0.022R0.92F0.80 (3·3)坡度较陡地区:
Q= 0.030R0.92F0.80(3·4)式中: Q—最大排水流量(m3/s);
R—设计径流深(mm);
F—计算面积(km2);
设计径流深R,由设计暴雨通过次暴雨径流关系(P+ Pa~R)推求,以前期影响雨量Pa为主要影响因素。
计算时,应把三日雨量按设计雨型划分为二次暴雨,分别计算P+ Pa,并分别查P+ Pa~R关系线推求径流深R。
+-
本次洪水分析的9个小流域中,磁县铁路桥以上区间洪水已推求,在此不考虑。
其余8个小流域中有4个有山区面积(涧河山区面积已并入平原区),即御路沟、澄槽沟、牤牛河和渚河。
设计洪水计算主要考虑一下几种方法:
实测资料法
实测资料法主要适用具有于较长水文资料系列,计算经验频率,采用P —Ⅲ型曲线进行频率计算,经适线调整后求得特征值及不同标准的设计洪峰流量及洪水总量。
瞬时单位线法
对于缺乏实测洪水资料的河流,设计洪水计算通常采用“河北省中小流域设计暴雨洪水图集”所推荐的瞬时单位线法,公式基本形式如下:
[])()()(1T t s t s t T u T --⋅=⋅ (3·5) 式中 u(T,t)——时段为T 的单位线;
S(t) ——通常称S 曲线,
根据n 及t/k 从S(t)曲线表中查取,n 、k 为参数,并在“图集”中给出n 值。
k 值通过m 1 =nk 确定,m 1由分析得出的经验公式计算:
太行山迎风南区:m 1 =ωF 0.65J -0.3I -0.35
ω = 38.01025
.095.2+-a L B
K ………(0.10≤25.0a L B K ≤0.30) m 1 =ωF 0.65J -0.3I -0.35 (3·6)
式中:m 1————洪峰滞时;
F ————流域面积(km 2);
L──沿主河道从出口断面至分水岭最远点的距离(km);
J──沿流程L 的平均比降(以小数计);
B──流域平均宽度;
Ka──流域面积不对称系数;
I──有效降雨历时的平均净雨强度(mm/h );
该方法较好的适用范围是流域面积为100~1000 km 2的流域,小于100 km 2的流域部分可以应用,但与流域某些参数的关系较为密切,应视具体情况而定。
推理公式法
推理公式法又称合理化公式法,该法已有100多年历史,是历来小流域由暴雨推求洪峰流量的一种常用方法,其具体计算分设计暴雨、设计净雨过程、设计洪峰流量等几个环节,该方法公式的基本形式如下:
F h Q m τ
τ278.0= (3·7)
τ
τV L 278.0= (3·8) 4/13/1m
Q mJ V =τ (3·9) 经验公式法
为了进行对比分析,本次还应用地区经验公式计算了设计洪峰流量,经验公式的形式及参数采用邯郸地区水利局1974年编制的《水文计算图表》中的成果。
牤牛河流域面积相对较大,且在京广铁路桥附近建有木鼻水文站,因此优先采用实测资料法进行计算,同时采用暴雨途径的瞬时单位线法和推理公式法复核。
因山区部分的其他小流域多缺乏实测洪水流量资料,故洪水计算主要采用暴雨间接推算洪水的途径。
设计暴雨及产流计算采用1985年原河北省水利厅勘测设计院与河北省水文总站编制的《河北省中小流域设计暴雨洪水图集》的计算方法;汇流计算采用我省常用的瞬时单位线法和推理公式法。