输送水电【机械工程】溃坝洪水计算
洪水计算范例
2.4 洪水2.4.1 洪水的暴雨特性、洪水成因、洪水的时空分布规律流域地处副热带北缘，属山地温带湿润气候，是南北冷暖气流交绥要道，夏季受西风带天气系统的控制和副热带系统的影响，有时受两系统共同作用，锋面活动显著，降雨充沛，实测降水资料统计表明,流域年平均降水分布主要集中在5～10月,年最大暴雨发生在6月～8月居多。
一次大的降雨过程多集中在一天内，主要降雨历时为8～12h 。
##河洪水由暴雨形成．因流域地处南北冷暖气流交绥要道，每遇较强降雨均可形成一次洪水过程，如遇深厚的强冷空气入侵，便可导致大强度的暴雨，即可发生特大洪水，其洪水特征受暴雨强度和地形的影响，暴雨主要集中在5～10月，由于该流域暴雨强度大，河床坡降陡，洪水汇流时间短，致使洪水暴涨暴落。
主要大洪水均系单峰,由于流域森林植被较好，河槽调蓄能力强，使得主峰段持续时间较长，峰型略胖。
2.4.2 设计洪水1、计算依据及基本方法依据GB50201～94《防洪标准》、SL252～2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》及工程布置，确定##三级电站等级为V 等，永久性水工建筑物为5级。
次要建筑物为5级，##三级电站坝址处按10年一遇设计，50年一遇校核。
电站厂房按30年一遇设计，50年一遇校核。
##河流域##三级电站所在的##河流域位于##省水文气象分区第Ⅷ区，##河流域##三级电站坝、厂址设计洪水采用瞬时单位线法，地区小流域经验公式等方法计算，以互验成果的合理性。
2.4.3 采用小流域经验公式法推求设计洪水1、暴雨经验公式法推求设计洪水根据《##省暴雨径流查算图表》第Ⅷ小流域洪峰流量经验公式推算，其公式如下：βt m KH Q = 式中：m Q —相应频率的洪峰流量，m 3/s ；K —与流域面积、形状有关的综合系数； β—造峰指数； t H —造峰雨量，mm 。
其中：nF t dt d t H H )24(2424++= 52.035.0F t =，242424H H F α=，a bF -+=)1(24α。
防洪工程常用计算公式
(式中：Qm设——洪水设计流量；Fs——设计控制面积；Fz——附近典型水文站的控制面积；Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水：经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法：Qm=KnFn
(式中：Qm——洪水设计流量；Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数，洪水设计计算系数是28-48个系数；Fn——控制面积，F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个，根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用，超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型：洪水的类型一般分为六种，一是暴雨洪水，暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水，三是冰川洪水，四是冰凌洪水，五是雨雪混合洪水，六是溃坝洪水。
洪水分级：根据国家《水文情报预报规范》，按洪水重现期的大小，把洪水分为常见洪水（8-10年一遇）、较大洪水（10-50年一遇）、大洪水（50-150年一遇）、特大洪水（大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素：
①梯形断面的过水断面面积计算公式：ω=（b+mh）h
(式中：ω——过水断面面积，单位：平方米；b——底宽，单位：米；h——水深，单位：米；m——边坡系数，表示斜坡的垂直距离每增加1米，则水平距离相应增加m米；)
过水断面宽度计算公式：B=b+2mh
⑷蓄满产流：年降雨量充沛，地下水位高，包气带土层不厚，下层容易常达田间持水量，缺水量不大，不容易形成超渗产流，在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式，称为满蓄产流。
⑸汇流过程：降雨或者溃坝形成的洪水，从产生的地点到流域出口断面的汇集过程，称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。
洪水计算方法
2.7设计洪水设计洪水分析计算研究目的主要为确定流域内各分区设计洪水，为流域防洪规划提供基础数据。
研究内容主要是分析流域内各分区不同频率设计洪量和设计洪水过程线，计算方法如下。
2.7.1基本资料分析2.7.1选站原则选择洪水资料质量好、观测系列长、控制条件较好的水文站作为分析计算设计洪水的主要依据站。
2.7.2资料的审查及插补延长为保证成果质量，对测站已整编的洪水资料进行必要的合理性检查和审核。
对缺测的洪水资料进行适当的插补延长，插补延长采用水文比拟法和相关法。
（1）水文比拟法水文比拟法就是将参证流域的洪水资料，按要求有选择地移置到设计流域上来的一种方法。
这种移置是以设计流域影响洪水的各项因素，与参证流域影响径流的各项因素相似为前提。
将参证站的洪水资料按集水面积比缩放到设计站。
（2）相关法利用洪水资料：利用参证站的流量与设计依据站的相关关系来插补延长设计依据站的流量系列，选用的参证站径流要与设计依据站的径流在成因上有密切联系，这样才能保证相关关系有足够的精度。
利用降雨资料：建立本站降雨径流相关关系来插补延长设计依据站的流量系列。
2.7.3洪水系列一致性处理为了使水文站历年的流量能基本上代表当年天然产流量，需要将测站以上受人类活动影响而增减的洪量进行还原计算。
还原计算是处理实测洪水系列不一致的有效办法。
2.7.3设计洪水的计算方法（1）流量频率曲线法频率计算中的洪峰流量和不同时段的洪量系列，应由每年最大值 组成。
在n 项连序洪水系列中，按大小顺序排位的第m 项洪水的经验频率P M 采用以下计算公式：1+=N M P M 频率曲线的线型选择皮尔逊III 型，频率曲线的统计参数为均值、变差系数和偏态系数。
参数采用矩法初估，计算公式如下：均值均方差 变差系数 偏态系数= 式中：系列变量（i=1,,n);n 系列项数。
根据初估参数，采用适线法调整参数。
适线时尽可能拟合全部点据，拟合不好时，侧重考虑较可靠的大洪水点据。
防洪工程经常用到的公式
防洪工程经常用到的公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1+t2。
一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
相邻两次以上的降雨，前面降雨形成的洪水没有泄完，后面降雨形成的洪水接踵而来，称为复式洪水过程。
水利常用计算公式
水利常用计算公式水利工程计算是指对水的流量、速度、压力、水头、水位、水力损失等水文水力相关参数进行计算的一类计算工作。
常用的水利计算公式包括水流量计算公式、水速计算公式、压力计算公式、水头计算公式、水位计算公式、水力损失计算公式等。
一、水流量计算公式：1.静水流量计算公式：静水流量指的是自由液体通过管道或渠道时，未考虑其动力影响时的流量。
静水流量的计算公式如下：Q=A∙V式中，Q代表流量，A代表流过断面的面积，V代表流速。
2.总能量方程流量计算公式：总能量方程是流体力学中几个重要方程之一、应用于水流量计算时，可以得到如下公式：Q=A∙V=C∙A∙√(2∙g∙H)式中，Q代表流量，A代表流过断面的面积，V代表流速，C代表流量系数，g代表重力加速度，H代表水头。
二、水速计算公式：根据流量和流过的断面面积，可以计算出平均流速。
平均流速的计算公式如下：V=Q/A式中，V代表流速，Q代表流量，A代表流过断面的面积。
三、压力计算公式：1.静水压力计算公式：P=γ∙h式中，P代表压力，γ代表液体的密度，h代表液体的高度。
2.动水压力计算公式：动水力学是水力学的另一个重要分支。
当流体的流速不为零时，流体的动能也会对周围物体带来压力。
动水压力的计算公式如下：P=0.5∙γ∙V^2式中，P代表压力，γ代表液体的密度，V代表流体的速度。
四、水头计算公式：在水利工程中，经常需要计算水头，水头是指流体的能量在垂直方向上所具有的高度。
常见的水头计算公式包括：1.总水头计算公式：总水头是指流体的总能量，是流体流动时各种能量之和。
总水头的计算公式如下：H=h+V^2/(2g)+z式中，H代表总水头，h代表压力水头，V代表速度水头，g代表重力加速度，z代表位置水头。
2.水泵水头计算公式：水泵是指将液体抽入，然后通过压力输送液体的机械装置。
水泵的工作原理是通过提升液体的总水头。
水泵水头的计算公式如下：H=(P2-P1)/(γ∙g)+(V2^2-V1^2)/(2∙g)+(Z2-Z1)式中，H代表泵水头，P代表压力，γ代表液体的密度，g代表重力加速度，V代表速度，Z代表液体的高度。
【精品】溃坝洪水计算
FCD13030FCD水利水电工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲范本1 / 13水利水电勘测设计标准化信息网1997年8月2 / 13水电站技术设计阶段溃坝洪水计算大纲范本主编单位：主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位：2 / 13软件编写人员:勘测设计研究院年月3 / 131.目次2.流域及工程概况 (4)3.设计依据 (4)4.基本资料 (5)5.计算原则 (7)6.溃坝计算方法及内容 (8)7.溃坝洪水计算成果及分析 (10)应提供的设计成果113 / 131流域及工程概况2设计依据2。
1有关本工程的文件（1)设计任务书；(2）可行性研究报告；（3)可行性研究报告审查文件。
2.2主要规范（1）SL44－93 水利水电工程设计洪水计算规范；（2）DL/T5015－1996 水利水电工程水利动能设计规范;(3)SD138－85 水文情报预报规范；(4)DL/T5064－1996 水电工程水库淹没处理规划设计；（5)DL5021－93 水利水电工程初步设计报告编制规程。
2。
3主要参考资料（1）谢任之，溃坝水利学，山东科学技术出版社;（2）唐友一，溃坝水流状态计算方法的探讨,水利水电技术，1962年第4期；(3)美国天气局，溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南，水电部南京水文水资源研究所，1987年11月；（4)山西省水利勘测设计院,水利动能设计手册，水库溃坝计算，1983年；(5）水电部十一局研究院，土坝溃坝流量计算方法的研究，1977年6月；(6)天津勘测设计院，孙国洁等，溃坝洪水计算国内外概况；(7）水电部四川勘测设计院，大中型水电站水能设计第十五章，溃坝流态计算，19774 / 13年1月;(8)黄委会科研所，溃坝水流计算方法初步探讨,水利科技情报，1976年9月；（9)彭登模，溃坝最大流量及溃坝流量过程计算的体会及建议，人民长江,1965年第5期。
3基本资料3.1地形资料（1）水库及下游河道地形图；(2）坝址横断面图;(3）下游河道纵横断面资料。
溃坝计算
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10000 C0：上游舍齐系数 v1：涌波波峰后水流速度 Qm:最大泄流量 h1：涌波波高 4.5 ω：涌波波速 T：泄容时间 302900000 A：查表数 W：可泄库容 C2：下游舍齐系数 Qml：距离L米处的流量 1.1 t1：洪水起涨时间 t2：最大流量到达时间 0.00075 L距：洪水水深2m到底的距离 t3：最大流量持续时间 9.1 20年一遇洪水流量 8520 C2 6.198064214 进一步求得h1 7.259294984 Qm 11670.4083 A 4.02796348
10000 C0：上游舍齐系数 v1：涌波波峰后水流速度 Qm:最大泄流量 h1：涌波波高 4.5 ω：涌波波速 T：泄容时间 90000000 A：查表数 W：可泄库容 C2：下游舍齐系数 Qml：距离L米处的流量 1.1 t1：洪水起涨时间 t2：最大流量到达时间 0.00075 L距：洪水水深2m到底的距离 t3：最大流量持续时间 12.5 20年一遇洪水流量 7650 C2 6.198064214 进一步求得h1 7.259294984 Qm 11175.23292 A 3.970169379
计算距离龙塘大坝17000m处的新谭村、潭口村，正常蓄水位（8.347m） H0：大坝上游水位 8.347 L：可泄库容长度 10000 h2：大坝下游恒定流水深 1 K2：泄容时间系数，四次抛物 4.5 n：躁率 0.0275 线=4~5 2.5次抛物线=3.5 i：坡降 0.0009 w0：溃坝时库容 16400000 v2：下游恒定流速 1.6 K3：流量系数，山区=1.1~1.5， 1.1 B：大坝处河宽 200 半山区=1.0，平原地区=0.8~0.9 v：河道洪水期断面最大平均流速 5 K4-1：起涨时间系数 0.00075 K4-2：最大流量到达时间系数 1.2 hM：最大流量时的平均水深 9.1 一 gH0 gh2 C0 C2 81.8006 9.8 9.044368414 3.130495168 代人水利计算手册图9-2-5得则求得ω为 由ω求得v1 进一步求得h1 ω/C2=1.625 5.087054649 2.340058657 1.851860965 二 泄容时间T（小时） 可泄库容W 4.618148319 7347000 三 距离L米处的流量Qml L 17000 2416.944165 四 距离L米处洪水起涨时间t1(min 最大流量到达时间t2（min） 最大流量持续时间t3（min） 110.9055385 120.271897 337.0864634
溃坝计算
水电工程溃坝洪水计算赵太平（国家电力公司水电水利规划设计总院）摘要：某电站为一待建电站，位于高山峡谷区，河道比降较大。
其下游为某城市，一旦大坝溃决，将对人民的生命财产安全造成极大的威胁。
为此，进行溃坝洪水计算，可预测溃坝后，洪水的淹没范围和程度，以便提早采取相应的措施，减少损失。
关键词：溃坝; 洪水; 预测; 不恒定流1 前言水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。
但水电站往往处于深山峡谷，甚至高地震区中，水电站的溃决将造成巨大的损失，为了预估溃坝洪水带来的影响，并提早采取相应的措施，将洪水灾害造成的影响减少到最小程度，有必要进行溃坝洪水计算。
本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。
且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。
电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。
2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型［１］。
该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。
用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。
2）水库下泄流量的计算。
3）溃口下泄流量向下游的演进。
2.1.1 溃口形态确定溃口是大坝失事时形成的缺口。
溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。
目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。
考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。
若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。
溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。
由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式2010-8-28 强新泉摘自新浪强新泉的博客在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑪暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑫洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1+t2。
一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
水库群溃坝洪水计算
水库群溃坝洪水计算
戴明龙;黄燕;李中平
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2008(039)017
【摘要】湖北大畈核电厂址上游已建及规划的中型水库共有7座,众水库之间的关系较为复杂.溃坝后,洪水波不但沿河道演进,还继续在富水水库库区内演进,较为特殊.采用溃坝水力学和河道水力学公式,对这些水库溃坝后的洪水波进行了演进计算,并与影响厂址防洪安全的洪水事件进行组合,分析了溃坝对厂址处的水位影响,为工程可研阶段提供设计依据.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】戴明龙;黄燕;李中平
【作者单位】长江水利委员会,水文局,湖北,武汉,430010;长江水利委员会,水文局,湖北,武汉,430010;长江水利委员会,水文局,湖北,武汉,430010
【正文语种】中文
【中图分类】P333.2
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设计洪水分析计算
设计洪水分析计算1、洪水标准依据《水利水电工程等级划分与洪水标准》（SL44-2006），确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水校核。
本水库上游流域面积为1.6平方千米，属于小于30平方千米范围，按《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）进行洪水计算。
2、设计洪水推求成果1、基本资料流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2.1千米，干流平均比降j=0.02。
根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》，该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。
该水库水位、库容关系表如下：设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。
2、最大入库流量Q m计算（1）、流域综合特征系数K按下式计算K=L/j1/3F2/5（2）、设计暴雨量计算查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v等值线图》，该流域中心C v=0.6，采用C s=3.5C v应用皮尔逊3型曲线K p值表得，20年一遇K p=2.20，200年一遇K p=3.62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2.2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。
（3）单位面积最大洪峰流量计算经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区，查泰沂山北丘陵区q m- H24-K关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量与200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。
（4）洪水总量与洪水过程线推求已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米与200年一遇最大24小时降雨量H24=307.7毫米，取其75%为P 。
设计前期影响雨量P a取40毫米，计算P+P a，查P+P a与设计净雨h R关系曲线，得20年一遇与00年一遇h R。
洪水总量按下式计算W=0.1*F*h R，由此可计算得20年一遇与200年一遇洪水总量W。
将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算T=W/1800Q m。
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。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1 t2。
一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
相邻两次以上的降雨，前面降雨形成的洪水没有泄完，后面降雨形成的洪水接踵而来，称为复式洪水过程。
水利计算6-防洪水利计算精选全文完整版
一、无闸门控制的防洪水利计算
• 中小型水库、库容小，一般不承担下游防洪 任务；管理方便可靠，节省投资
• 特点： • 1）溢洪道的堰顶高程一般等于正常蓄水位； • 2）防洪限制水位应与正常蓄水位齐平； • 3）当库水位超过溢洪道的堰顶后，即自行泄
洪，属自由泄流方式； • 4）对设计条件，起调水位应取防洪限制水位，
节省投资； 5）水库溢洪道设闸，便于考虑洪水预报，提前预泄腾
空库容
二、有闸门控制防洪水利计算
• 特点：随着闸门的启闭，泄流方式是属于控制泄流和 闸门全开的自由泄流中转换。
• (一)防洪方案的拟定 • 组成防洪方案因素很多：如溢洪道宽度B、堰顶高
程Z堰、防洪限制水位Z限、闸门顶高程Z门等，或非 常泄洪设施，其位置、类型、规模、启用水位等，这 些因素中只要有一因素改变，则构成一个拟定方案。
第二节 水库调洪计算的原理和方法 • 一.洪水调节计算原理
Q1
Q2 2
Δt
-
q1
q2 2
Δt
V2
V1
q f (V )
式中
Q1、q1 — 时段初入库、出库流量； Q2、q2 — 时段末入库、出库流量； V1、V2 — 时段初入库、出库流量。
（1） （2）
• 蓄洪方程q=f(V)表示闸 门开度不变条件下水库蓄 水量与泄洪量间关系；
q2 2gh2
式中:
— 孔口出流面积；
h2 — 孔口中心水头；
— 孔口出流系数。
• 根据泄流公式可换算求得水库水位Z与泄流量q的 关系q=f1(Z)，如下图中的Z~q曲线，进而由库容曲 线换算求得水库蓄水量V与q的关系q=f(V)。
•
溃坝洪水水面线的简化计算方法
溃坝洪水水面线的简化计算方法
张琨;陈树山;华家鹏;童奕懿;黄启有
【期刊名称】《水电能源科学》
【年(卷),期】2010(0)2
【摘要】针对溃坝洪水水面线采用非恒定流计算资料要求全、技术要求高,提出了先用溃坝流量衰减公式求出各个断面的流量,再用恒定流计算公式分别由下游到上
游计算相应各个断面的水位,由此推求一种较好的溃坝洪水水面线的简化计算方法。
结果表明,该方法简便、合理、可靠,有一定的应用价值,可供借鉴。
【总页数】3页(P41-43)
【关键词】溃坝洪水;水面线;恒定流;非恒定流;简化算法
【作者】张琨;陈树山;华家鹏;童奕懿;黄启有
【作者单位】河海大学水文水资源学院;深圳中广核工程设计有限公司上海分公司【正文语种】中文
【中图分类】TV122.4;P333
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溃坝洪水计算
2171411.0HB KW 2141411.0HB KW b3.2 大坝溃决分析3.2.1可能导致大坝溃决的主要因素＊*水库可能出现大坝溃决的主要因素、形式见3.1。
1条。
3。
2.2可能发生的水库溃坝形式水库溃坝的主要形式有漫坝溃决、管涌溃决。
*＊水库可能发生的水库溃坝形式是发生了超标准洪水超过泄洪能力造成洪水漫坝溃坝.3。
2.3 溃坝洪水计算*＊水库坝型为钢筋混凝土面板堆石坝，坝高*＊＊ m ，坝顶高程＊*＊ m ，防浪墙顶高程＊＊＊m ，最大库容10460万m 3，坝顶长度***m 。
＊*水库采用洪水漫坝造成水库逐渐溃决进行洪水计算.(1)溃坝决口宽度估算①根据铁道科学研究院推荐的经验公式估算。
计算公式为： b= 式中：b 溃坝决口宽度(m),W 水库总库容(万m3)，B 坝顶长度（m ），H 最大坝高（m)，K 经验系数，对于该水库属土石混合坝K 值为1.19。
b=26。
18m②根据黄河水利委员会经验公式估算式中:b 为溃口宽度（m ），W 为水库总库容（万m 3），B 为主坝长度(m ），H 为坝高(m ）,K 为经验系数(粘土类取0。
65,壤土取1。
30）.b=26.84m③参考中国水利水电科学研究院陆吉康经验公式计算。
b = 0.180×3×kW 0.32 H 0。
19H 为溃决水深（水库溃决时刻水位— 坝址断面平均底高程)(m ）,W 为水库有效下泻库容（m 3),b 为最终溃口的平均宽度(m),K 为修正系数，对于漫顶造成的溃决K = 1 。
b=25.32m以上三种方法计算决口宽度均在经验误差范围内，取情况最恶劣计算坝址溃坝最大流量,即溃坝决口宽度26。
84m。
(2) 溃口坝址最大流量估算溃口坝址最大流量根据肖克列奇经验公式估算：式中：Q max溃口坝址最大流量（m3/s)，B坝顶长度（m)，b溃坝决口宽度(m），H0溃坝前上游水深（m)。
Q max = 38768.09 m3/s＊＊水库坝址处溃坝最大流量：38768.09 m3/s。
溃坝洪水水面线的简化计算方法
溃坝洪水水面线的简化计算方法
张琨，华家鹏，黄启有
河海大学水文水资源学院，南京（210098）
E-mail: zhangkun913@
摘 要：对于水面线的计算，有恒定流和非恒定流两种传统的方法。在用于计算溃坝洪水的 水面线时，用恒定流计算不太合理，用非恒定流计算所需资料多，本文综合考虑两种方法提 出一种综合方法，先用溃坝流量衰减公式求出各个断面的流量，再计算各个断面的水位。该 方法具有两种传统方法的优点，计算合理且所需资料少。 关键词：溃坝洪水；水面线；恒定流；非恒定流 溃坝洪水是一种低概率、高危害的社会致灾因素。尤其是对于高坝大库，一旦失事其危 害十分巨大。在人类活动频繁的地区,水利工程、城市化以及城市防洪工程建设对流域产汇 流的影响日趋严重。当流域发生可能最大洪水（PMP）时，一些水库会发生溃坝，为保护其 下游的城市及重要工程，需要按照可能最大洪水（PMF）标准来修建堤防[1]。水面线计算的 目的是为堤防工程、河道整治工程、河道开发工程及河道管理提供可靠的依据。其计算一般 有两种方法，恒定流计算和非恒定流计算。由于天然河道中水流的运动情况复杂，部分流域 未设控制性水文站无法设站测流。因此,传统的两种方法已经无法满足经济社会发展的需要。 本文结合实际工程的条件，综合考虑恒定流与非恒定流的方法提出一种综合方法。
作者简介：张琨，女，1986 年生，硕士研究生，主要研究方向水文学及水资源。
-5-
1 、 2 ——下、上断面的动量修正系数；
V1 、 V2 ——下、上断面的平均水流流速；
h f ——上下断面间的沿程水头损失； h j ——上下断面间的局部水头损失；
恒定流计算河道水面线应用广泛， 计算简单。 但是该方法的应用有一定的假设条件： （1） 所选河段为恒定流，（2）所取过水断面应是均匀流过水断面或渐变流过水断面，但两断面 之间可以存在急变流，（3）两个过水断面之间没有外界能量加入控制体积，也没有从控制 体积内部取出能量。在计算溃坝洪水的水面线时，流量会沿程衰减，将其假设为恒定流不太 合理。
溃坝最大流量计算公式的问题与修正
溃坝最大流量计算公式的问题与修正
赵明登;李靓亮;周湘灵
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2010(0)6
【摘要】目前用于计算溃坝最大流量的正负波相交法和波额流量法在下游水深较小时,计算结果与实际情况和理论解差别很大,变化趋势也不正确。
为此,通过合理概化溃坝波形与压力,得出了修正的溃坝最大流量计算公式。
修正后的计算公式在下游水深较大时与原计算公式计算结果相近,在下游水深较小时,计算出的最大流量变化趋势正确,比较符合实际情况。
在矩形断面渠道下游水深为0时,修正后计算公式和里特尔-圣维南法公式的计算结果完全一致。
【总页数】3页(P66-68)
【关键词】溃坝;最大流量;正负波相交法
【作者】赵明登;李靓亮;周湘灵
【作者单位】武汉大学水利水电学院;长江航道规划设计研究院;广州市番禺区协同水利水电建设工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV672.2
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水电工程溃坝洪水计算发表日期：2006-03-06 浏览人数：1570 作者：赵太平来源：网络收集评论0条1 前言水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。
但水电站往往处于深山峡谷，甚至高地震区中，水电站的溃决将造成巨大的损失，为了预估溃坝洪水带来的影响，并提早采取相应的措施，将洪水灾害造成的影响减少到最小程度，有必要进行溃坝洪水计算。
本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。
且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。
电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。
2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型［１］。
该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。
用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。
2）水库下泄流量的计算。
3）溃口下泄流量向下游的演进。
2.1.1溃口形态确定溃口是大坝失事时形成的缺口。
溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。
目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。
考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。
若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。
溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。
由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。
由后面三个参数可以确定溃口断面形态为矩形、三角形或梯形及局部溃或全溃。
2.1.2水库下泄流量计算水库下泄流量由两部分组成，一是通过溃口下泄流量Q b，二是通过泄水建筑物下泄的流量 Q s，即Q=Q b＋Q s漫顶溃口出流由堰流公式计算Q b=C1(h－h b)1.5+C2(h－h b)2.5其中C1=3.1b i C v K S，C2=2.45ZC v K S当t b≤τ时,h b=h d－(h d－h bm)·t b/τb i=b·t b/τ当t b>τ时，b=h bmb i=b行进流速修正系数C v=1.0＋0.023Q′2/［B′2d(h′－h bm)2(h′－ h b)］K s=1.0 当(h′t－h′b)/(h′－h′b)≤0.67K S=1.0－27.8［(h′t－h′b)/(h′－h′b)－0.67］3当(h′t－h′b)/ (h′－h′b)>0.67式中h b为瞬时溃口底部高程；h bm为终极溃口底高程；h d为坝顶高程；h f为漫顶溃坝时的水位；h为库水位高程；b i为瞬时溃口底宽；b为终极溃口底宽；t b为溃口形成时间；C v为行进流速修正系数（Brater1959）；Q为水库总下泄流量；B d为坝址处的水库水面宽度；K s为堰流受尾水影响的淹没修正系数（Venard1954）；h t为尾水位（靠近坝下游的水位）。
尾水位（h t）由曼宁公式计算，即Q=(1.49/n)·S1/2A5/3/B2/3式中n为曼宁糙率系数；A为过流断面积；B为过流断面的水面宽；S为能坡。
管涌溃口出流由孔口出流公式计算Q b=4.8A p(h-h′)1/2式中A p=［2b i+4Z(h f-h b)］(h f-h b)。
若h t≤2h f-h b时,h′= h f，否则h t>2h f-h b时,h′= h t溢洪道下泄流量（Q s）计算如下Q s=C s L s(h-h s)1.5+C g A g(h-h g)0.5+C d L d(h-h d)1.5+Q t式中C s为无控制的溢洪道流量系数；h s为无控制的溢洪道堰顶高程；C g为有闸门的溢洪道流量系数；h g为有闸门的溢洪道中心线高程；C d为漫坝水流的流量系数；L s为溢洪道长度；A g为闸门过流面积；L d为坝顶长度减L s；Q t为与水头无关的固定下泄流量项。
水库总出库流量过程是水库蓄水和入库流量共同作用的结果，本模型采用水文蓄量法来推求水库总出库流量，程如下I-Q=ds/dt式中I为入库流量；Q为总出库流量；ds/dt为水库蓄量随时间变化率。
将上述方程用有限差分法离散可得（I i+I i+1）/2-（Q i+Q i+1）/2 =△s/△t其中上标i和i+1分别表示t和t+△t时刻变量的值。
△s=（A S i+1+A S i）（h i+1-h i）/2代入有关公式得到总的离散方程为（A S i+1+A S i）（h i+1-h i）/△t+ C1(h－h b)1.5+C2(h－h b)2.5+ C s L s(h-h s)1.5+C g A g(h-h g)0.5+C d L d(h-h d)1.5+Q t+Q i-I i+1-I i=0上述方程可用Newton—Raphson迭代法求解，得到水位h和下泄流量Q。
2.1.3 溃坝洪水向下游演进本模型采用圣维南方程来描述洪水波向下游的传播，其方程形式如下连续方程动量方程式中A为有效过流面积；A0为非有效过流面积（滩地蓄水面积）；q为沿河道单位距离的侧向入流或出流（“+”表示入流，“—”表示出流）；S f为摩阻比降；由曼宁公式求出：S f=n2|Q|Q/2.21A2R4/3;S e为局部损失（扩散—收缩）比降；S e=K△(Q/A)2/2g△x。
圣维南方程为双曲型偏微分方程组，目前尚无法求出其解析解。
应用中通常将其离散为代数方程，然后求出其数值解。
本模型中，变量的时间差分采用中心差分，即变量的空间差分采用有加权系数θ的向前差分变量本身的近似表示如下将上述离散式代入圣维南方程中，得到两个非线性方程。
对N个断面的河道，有（N-1）个河段，可建立（2N—2）个方程。
给定上、下游边界，共同组成2N个非线性方程，利用Ne wton Raphson法迭代求解方程组，可求出任意时刻各断面有关的水力要素。
2.1.4 初始条件和边界条件初始条件：在求解上述不恒定流方程时，为了使方程的解尽快收敛，必须给定一个适当的初始值，即时段初（t=0），各断面的水位（h）或流量（Q）。
本模型给定恒定非均匀流作为河道初始流条件。
该初始值可由下列恒定流方程求出Q i=Q i-1+q i-1△x i-1i=2,3,4…N式中Q i为坝址处的恒定流量，q i-1为沿河断面间莫玿内有支流汇入的单宽旁侧入流量。
对于给定的上游初始流量条件及下游末端断面的确定的起始水位，用Newton—Raphson 法很容易迭代求解上述方程，得到各断面的初始水位和流量。
对于山区河流，由于断面比降较大，某些断面可能会出现急流、跌水等复杂的流态。
利用上述恒定流方程求解时，可能会出现迭代不收敛的情况，使得计算无法继续。
为了解决这种问题，在推求水面线时，对可能会出现以上复杂流态的断面，采用临界流方程，用临界流水深作为该断面的水位初值。
临界流方程可表示为F3/B-Q2/g=0当下断面为急流，上断面为缓流时，取上断面水位为临界水位。
上述方程为超越方程可用对分法求。
上游边界条件：可用水库的出流过程线Q(t)。
下游边界条件：可用下游断面的水位流量关系曲线。
若最下游的流量由河道控制，可用满宁公式给出其水位流量关系若最下游流量由建筑物控制，则其关系式可表示为Q N=Q b+Q s式中Q b为溃口流量，Q s为溢洪道流量。
此两变量均与末断面水位h N有关，故上式可确定末断面的水位流量关系。
2.1.5 △t及△x的选择在求解不恒定流方程时，由于数值离散本身的特点，适当选择时间步长△t和空间步长△x对方程的稳定性和收敛性至关重要。
本模型的时间步长采用变时间步长，表示如下△t=0.5 t≤t b-0.5△t=τ/20 t b-0.5<t<t b+2τ△t =T p/20 t≥t b+2τ式中τ为出流过程线的峰现时间。
空间步长的选择由数值离散的稳定条件决定：△x/C△t≤1。
溃坝洪水过程线是一个尖瘦的曲线，随着向下游的传播，洪峰不断衰减，过程线不断展宽，因此，计算时间步长可随洪水波的向下游演进而加大，空间步长也可随之加大即紧靠坝址下游处选择较小的△x，随着距坝址的距离增大，△x的值可随之增大。
2.2 模型验证本模型经用雅砻江唐古栋滑坡堵江后形成的溃坝洪水演进实测资料验证［２］，并经二滩不恒定流出流资料验证，计算值与实测值符合较好。
证明本模型在模型结构、计算方法及参数选择上是基本合理的。
3 大坝溃决方案的拟定3.1 溃决形式本电站上库大坝按10000年一遇洪水校核，坝顶高程为3 829.5m。
正常蓄水位3 824.5 m，库容为1.26亿m3。
水库一般在正常蓄水位下运行，因此不会出现超标准洪水漫顶溃决的情况。
本电站库周无大型坍滑体存在，不会出现因滑坡造成的涌浪导致大坝漫顶溃决的情况。
土石坝失事主要原因是：施工质量差、水库调度管理失当及出现大于抗震烈度的地震等。
失事形式主要为管涌，据资料统计由于管涌造成大坝失事的占38%。
管涌从发生到大坝溃决一般要经历一个比较长的时间，易于察觉。
在发生管涌时，除了采取适当的工程措施来阻止管涌外，还应及时开启泄水设施泄流，以便降低库水位。
本水库水位与放空洞放空时间关系见表1。
表1 某水库水位与放空洞放空时间关系Table 1 Relationship between water level and emptying time in one reservi or放空时间/d 1 3 5 7 8 9 10库水位/m 3 821.6 3 815.0 3 808.4 3 801.6 3 798.0 3 795.1 3 791.73.2 溃口宽度及底高程土石坝的溃决过程是水流与坝体相互作用的一个复杂的过程。
到目前为止，溃坝的溃决机理还不是十分清楚。
一般而言，土石坝的溃口宽度及底高程与坝体的材料，施工质量及外力如地震等因素有关。
在具体计算时，溃口尺寸一般根据实验和实测资料确定。
本水电站上库坝体溃口尺寸通过已有资料和大坝自身的结构、型式及筑坝材料确定为：溃决底高程为3788.0m，溃口边坡，不考虑原始河床冲刷时取1：1.5，考虑原始河床有少量冲刷时取1：1。
溃口底宽由坝体材料和当地地形确定，考虑坝上游原始河床有少量冲刷经计算取最大底宽为150m，当不考虑原始河床冲刷时，溃口底宽由原始河床控制为70m。
3.3 溃决历时大坝的溃决历时因大坝的型式、坝高、筑坝材料、施工质量及溃决形式的不同而不同，可从几分钟到数小时不等。
土石坝［３］的溃决一般是渐溃，历时一般为0.5～2.0h。