小流域设计洪水的概念及意义
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小流域设计洪水
汇流时间（concentration time）：净雨从流域上某点 流至流域出口断面的时间。
等流时线（isochronic line）：流域上汇流时间相等的 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 。
【 例 1 】鱼龙溪流域位于某省第二水文分区，拟在此 建一小水库，试推求 P=1% 的设计洪水。为此，应先 推求 P=1% 的设计暴雨及其时程分配过程。 （1）计算1、3、6、24h 流域设计雨量
根据该流域中心点位置，查该省水文手册得24h暴 雨的统计参数及暴雨递减指数 ：
x 2 1 4 m , C 0 V 0 . 5 , m 0 C S 3 4 . 5 C V , n 1 0 . 6 , n 2 0 . 0 7
求各种历时设计面雨量： 该流域的面积为451.4km2，查水文手册得各种历时的 点~面折减系数为α1= 0.684， α3 = 0.707， α6 = 0.754， α24= 0.814。折算后各种历时的设计面暴雨量为： 1h设计雨量 x1P= 0.684×119.6 = 81.8mm 3h设计雨量 x3P = 0.707 × 162.7= 115.0mm
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。
等流时线（isochronic line）：流域上汇流时间相等的 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 。
【 例 1 】鱼龙溪流域位于某省第二水文分区，拟在此 建一小水库，试推求 P=1% 的设计洪水。为此，应先 推求 P=1% 的设计暴雨及其时程分配过程。 （1）计算1、3、6、24h 流域设计雨量
根据该流域中心点位置，查该省水文手册得24h暴 雨的统计参数及暴雨递减指数 ：
x 2 1 4 m , C 0 V 0 . 5 , m 0 C S 3 4 . 5 C V , n 1 0 . 6 , n 2 0 . 0 7
求各种历时设计面雨量： 该流域的面积为451.4km2，查水文手册得各种历时的 点~面折减系数为α1= 0.684， α3 = 0.707， α6 = 0.754， α24= 0.814。折算后各种历时的设计面暴雨量为： 1h设计雨量 x1P= 0.684×119.6 = 81.8mm 3h设计雨量 x3P = 0.707 × 162.7= 115.0mm
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。
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；
第四章 设计洪水与设计水位推
4、资料独立性的审查
要求同一系列中的样本，必须相互独立
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
频率计算推求设计洪峰流量
1、特大洪水的处理 (1)什么是特大洪水? 特大洪水是指实测系列和调查到的历史洪水中， 比一般洪水大得多的稀遇洪水。 历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水 痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供查 证,所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水. 特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以 发生在实测流量期之外,前者称资料内特大洪水,后 者称资料外特大洪水(历史特大洪水).
P
1949年
P
M 1 2
2 0.0282 70 1
M 1 2
0.0282 (1 0.0282) 21 0.042 70 1 1 0.0282 (1 0.0282) 2 0.0559 70
1903年
P
M 1 3
P 3 0.0423 70 1
将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列， 作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在 历史调查期N年内统一排位。 特大洪水的经验频率仍采用下式
(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为：
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水，l项
x
N a
x
a j 1
n l
n i l 1
N a
n l
1 N a 则可导出： x x n j x N 1 1 N a C x x n l x x x N 1
j i
小流域治理工程设计
02
小流域治理工程设计原则
生优先原则
01
02
03
保护生态环境
小流域治理工程设计应优 先考虑生态环境的保护， 避免对自然环境造成破坏 。
恢复生态功能
通过工程措施，恢复小流 域的生态功能，提高生态 系统的稳定性和可持续性 。
促进生态平衡
合理配置植被、湿地、水 域等生态系统，促进小流 域内生态系统的平衡和协 调。
土地利用现状分析
对小流域内的土地利用现状进行调查，包括土地类型、利用方式 、利用程度等。
土地利用规划目标
根据小流域的实际情况和治理目标，确定土地利用规划的目标， 如提高土地利用率、改善生态环境等。
土地利用布局优化
根据土地利用规划目标，对小流域内的土地进行合理布局，优化 土地利用结构。
水资源保护与利用技术与方法
小流域治理工程设计
汇报人： 2023-12-18
目录
• 引言 • 小流域治理工程设计原则 • 小流域治理工程设计内容 • 小流域治理工程设计技术与方
法
目录
• 小流域治理工程设计实施方案 与保障措施
• 小流域治理工程设计效果评估 与总结反思
01
引言
小流域治理工程背景
我国小流域治理现状
小流域治理是我国生态环境建设的重要组成部分，对于改善区域生态环境、提 高人民生活质量具有重要意义。
水能等。
水资源保护措施
02
根据小流域的水资源现状和治理目标，采取相应的水资源保护
措施，如水土保持、水源涵养、水污染治理等。
水资源利用方案
03
根据小流域的水资源情况和水质要求，制定水资源利用方案，
包括农业灌溉、工业用水、生活用水等。
植被恢复与生态修复设计
小流域设计洪水的计算
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
（1）小流域集水面积: 水文计算 筑物的设计都需要研究工
通常不超过200-300km2。水保上 指的小流域，一般在30km2以下，
程所在地点河流的水文态
最多不超过50km2。
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1. 净雨
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5.产流历时（tc）
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第二节 水科院推理公式法
三、水科院推理公式法的有关公式
1全面汇流 (tc ) 2部分汇流 t c
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n)
Sp
1
]
n
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n) S p
1
]
势，计算设计洪水。
（2）设计洪水: 指符合一定设计标准的洪水，包括洪峰流 量、洪水总量和洪水过程线三个要素。洪峰流量即一次洪水流
量的最大值，用Qm表示。洪水总量为一次洪水流过程的总水量。
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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
（3）小流域设计标准: 推求设计洪水时，首先确定标 准。设计标准是指水工建筑物本身防洪安全的标准。 它是水利水保工程规划设计的一个重要指标。
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第二节 水科院推理公式法 四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算 2.暴雨特性参数（ n 、 Sp）确定
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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
（1）小流域集水面积: 水文计算 筑物的设计都需要研究工
通常不超过200-300km2。水保上 指的小流域，一般在30km2以下，
程所在地点河流的水文态
最多不超过50km2。
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1. 净雨
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5.产流历时（tc）
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第二节 水科院推理公式法
三、水科院推理公式法的有关公式
1全面汇流 (tc ) 2部分汇流 t c
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n)
Sp
1
]
n
Qm
0.278
Sp
n
F
tc
[(1 n) S p
1
]
势，计算设计洪水。
（2）设计洪水: 指符合一定设计标准的洪水，包括洪峰流 量、洪水总量和洪水过程线三个要素。洪峰流量即一次洪水流
量的最大值，用Qm表示。洪水总量为一次洪水流过程的总水量。
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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
（3）小流域设计标准: 推求设计洪水时，首先确定标 准。设计标准是指水工建筑物本身防洪安全的标准。 它是水利水保工程规划设计的一个重要指标。
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第二节 水科院推理公式法 四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算 2.暴雨特性参数（ n 、 Sp）确定
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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：
07第八章 小流域设计洪水计算
第八章
小流域设计洪水
第八章
小流域设计洪水
重
点
掌握小流域设计暴雨的计算、推理公式法和经验公式 法计算设计洪峰流量的方法
• • •
小流域的定义及其特点 小流域设计暴雨的计算 小流域洪水计算方法
第八章
小流域设计洪水
目
录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概
述
小流域设计暴雨计算 推理公式法推求设计洪峰流量 地区经验公式法推求设计洪峰流量 概化设计洪水过程线的推求
t 1− n6 , 24 = x 24, P ( ) 24
第二节
小流域设计暴雨计算
五. 设计净雨计算
产流计算：由降雨过程求净雨过程 汇流计算：由净雨过程求流量过程
i>u
产流
i<u
不产流
第三节
推求公式法推求设计洪峰流量
一、推理公式得基本形式
1. 基本原理 推理公式是在假定流域上降雨与损失均匀，即净雨强度不随时间和空 间变化等条件下，根据流域线性汇流原理推导出来的流域出口断面处设计 洪蜗流量的计算公式，又称合理化公式 2. 基本形式
Qm , P = 0.278ψaτ , P F
aτ , P = SP
τn
Qm = 0.278
ψS F n τ
式中参数SP、n的确定按上节方法
第三节 三、产流计算
推求公式法推求设计洪峰流量
洪峰径流系数Ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大T时段内的降 雨量之比值。它可以根据产流历时(或称净雨历时)tc与汇流历时T之间的 关系，分成tC＞T和tC＜T两种情况来分折
第五节
概化设计洪水过程线的推求
一、三角形概化过程线
三角形概化过程线是一种最简单的极化洪水过程线。当洪水陡涨 陡落时，可假定流量为直线变化
小流域设计洪水
第八章
小流域设计洪水
重
点
掌握小流域设计暴雨的计算、推理公式法和经验公式 法计算设计洪峰流量的方法
• • •
小流域的定义及其特点 小流域设计暴雨的计算 小流域洪水计算方法
第八章
小流域设计洪水
目
录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概
述
小流域设计暴雨计算 推理公式法推求设计洪峰流量 地区经验公式法推求设计洪峰流量 概化设计洪水过程线的推求
t 1− n6 , 24 = x 24, P ( ) 24
第二节
小流域设计暴雨计算
五. 设计净雨计算
产流计算：由降雨过程求净雨过程 汇流计算：由净雨过程求流量过程
i>u
产流
i<u
不产流
第三节
推求公式法推求设计洪峰流量
一、推理公式得基本形式
1. 基本原理 推理公式是在假定流域上降雨与损失均匀，即净雨强度不随时间和空 间变化等条件下，根据流域线性汇流原理推导出来的流域出口断面处设计 洪蜗流量的计算公式，又称合理化公式 2. 基本形式
Qm , P = 0.278ψaτ , P F
aτ , P = SP
τn
Qm = 0.278
ψS F n τ
式中参数SP、n的确定按上节方法
第三节 三、产流计算
推求公式法推求设计洪峰流量
洪峰径流系数Ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大T时段内的降 雨量之比值。它可以根据产流历时(或称净雨历时)tc与汇流历时T之间的 关系，分成tC＞T和tC＜T两种情况来分折
第五节
概化设计洪水过程线的推求
一、三角形概化过程线
三角形概化过程线是一种最简单的极化洪水过程线。当洪水陡涨 陡落时，可假定流量为直线变化
[工学]第五章小流域及城市设计洪水资料
![[工学]第五章小流域及城市设计洪水资料](https://img.taocdn.com/s3/m/bd2e30e83186bceb18e8bb2f.png)
出口断面处的最大流量是由相当于产流 历时tc内的最大净雨h R在部分流域面 积上形成的，洪峰径流系数Ψ是tc时段 的最大净雨量h R与τ时段的降雨量P τ 之比。
hR
P
n(tc )1n
流域汇流时间τ的计算
流域汇流过程按水力特性的不同，可分为坡面汇流 和河槽汇流两个阶段。水科院采用平均的流域汇流 速度来概括描述径流在坡面和河槽内的运动。
推理公式又称合理化公式，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比较 常用的方法。
（1）采用平均净雨强度，其历时等于汇流历时τ ； （2）暴雨与洪水同频率 （3）流域的净雨强度在时间上和空间上都是不变的
推理公式的基本形式
推理公式可从线性汇流推导出来 从等流时线的概念出发，假定产流强度在时间、空间上
小流域设计暴雨的最长时段一般不超过24小时，最大3小 时或6小时雨量对小流域洪峰流量的影响较大，暴雨时程 分配一般采用3小时、6小时、24小时作为控制时段。
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 产流——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
Q f (h, F)
包含降雨因素的多参数地区经验公式
Qp Ch24, pF n
Qp Ch24, pF n f
Qp Ch24, pF n f J
应用推理公式或地区经验公式，只能算出设计洪 峰流量，对于一些中小型水库，有时要求提供设 计洪水过程线，以便分析水库的调洪能力和防洪 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。
时段综合单位线
在有实测暴雨径流资料的流域上，利用单位线便可 以由暴雨推求设计洪水过程，对于一般小流域，由 于缺乏实测暴雨径流资料，往往不能直接求得单位 线。此时，可根据附近地区从实测暴雨径流资料分 析得出的单位线，建立单位线要素与流域特征之间 的经验关系，从而求得单位线。上述经验线是根据 地区的各种流域特征资料综合而来的，故称为综合 单位线。
hR
P
n(tc )1n
流域汇流时间τ的计算
流域汇流过程按水力特性的不同，可分为坡面汇流 和河槽汇流两个阶段。水科院采用平均的流域汇流 速度来概括描述径流在坡面和河槽内的运动。
推理公式又称合理化公式，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比较 常用的方法。
（1）采用平均净雨强度，其历时等于汇流历时τ ； （2）暴雨与洪水同频率 （3）流域的净雨强度在时间上和空间上都是不变的
推理公式的基本形式
推理公式可从线性汇流推导出来 从等流时线的概念出发，假定产流强度在时间、空间上
小流域设计暴雨的最长时段一般不超过24小时，最大3小 时或6小时雨量对小流域洪峰流量的影响较大，暴雨时程 分配一般采用3小时、6小时、24小时作为控制时段。
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 产流——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
Q f (h, F)
包含降雨因素的多参数地区经验公式
Qp Ch24, pF n
Qp Ch24, pF n f
Qp Ch24, pF n f J
应用推理公式或地区经验公式，只能算出设计洪 峰流量，对于一些中小型水库，有时要求提供设 计洪水过程线，以便分析水库的调洪能力和防洪 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。
时段综合单位线
在有实测暴雨径流资料的流域上，利用单位线便可 以由暴雨推求设计洪水过程，对于一般小流域，由 于缺乏实测暴雨径流资料，往往不能直接求得单位 线。此时，可根据附近地区从实测暴雨径流资料分 析得出的单位线，建立单位线要素与流域特征之间 的经验关系，从而求得单位线。上述经验线是根据 地区的各种流域特征资料综合而来的，故称为综合 单位线。
设计洪水的概念
设计洪水的概念洪水的大小及其发生时间是随机的，所以，防洪也只能达到一定的限度，期望在不超过某特定洪水条件下的安全，而不能保证任何极值洪水条件下的安全。
防洪限度一般相对于洪水发生的频率或重现期而言，即防御指定频率的洪水，称为防洪标准。
由于洪水的概率意义，工程的防洪设计准确地讲是在降低洪水损失的风险。
不同频率的洪水大小不同。
防洪措施要与防洪标准相适应，因此，无论是工程措施还是非工程措施，其首要的问题就是要推求指定频率的洪水。
设计洪水的推求由于设计洪水必须具有频率的意义．推求设计洪水就是估计指定频率的洪水值，所以数理统计、频率分析法是推求设计洪水的重要方法。
根据水文信息资料的不同，设计洪水的推求途径可归纳如下。
(1)由流量资料推求当工程所在河段附近有K期水文站，具有较K时期（一般要求30年以上）的洪水流量观测资料，并有历史洪水调查和考证资料时，可对洪水资料进行统计、频率分析，求得符合一定标准的洪水特征值。
这是最主要的设计洪水推求方法。
对于桥涵、路基、堤防及调节性能小的水库等，设计洪水一般可只推求设计洪峰流量。
(2)由暴雨资料推求工程所在流域及邻近地区有较K期的实测暴雨资料（30年以上），并有实测大暴雨，以及对应暴雨的洪水观测资料，可进行产汇流分析计算，用频率分析法计算设计暴雨，再由产、汇流模型转化为同频率的设计洪水。
这是一种洪水成因与统计分析相结合的方法。
由于雨量测站多，测量方便，暴雨资料往往比洪水流量资料系列K，而且具有较好的地区一致性。
(3)由地区综合分析法推求如果工程所在流域暴雨及洪水资料十分短缺，可利用邻近地区的实测资料或调查资料进行地区综合分析，得山经验公式，或制成地区图表及手册，供无资料流域查算设计暴雨，再转换成设计洪水。
水文特性具有地区性差异，这一点必须给予重视，所以，地区综合分析法被广泛应用于小流域地区设计洪水的推求。
(4)可能最大暴雨及可能最大洪水法如果工程所在流域及邻近地区缺乏暴雨、洪水资料，但有水文气象观测资料时，可用水文气象法计算可能最大暴雨，再推求可能最大洪水。
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
《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
小流域及城市设计洪水
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。概化旳线型有三角形、五边形和综 合概化过程线等，一般根据地域涨洪旳情况选用。 从概化过程线转换成设计洪水过程线，必须懂得 设计洪峰流量和设计洪水总量。
管道设计流量计算
城市地域旳排水主要是由地下排水管网完毕旳，在 排水管网设计中，管道尺寸大小主要是根据设计流 量来拟定，应用推理公式推求管道设计流量一直是 最为广泛应用旳方式。
小流域设计洪水计算措施旳特点
（1）措施必须合用于无资料地域 （2）措施应简便易行 （3）措施能够着重推求设计洪峰
我国目前情况下，绝大多数小流域既没有流量资 料，面又广缺量乏大暴旳雨农统田计水，利设工计程洪和水城旳市计雨算洪措排施水必工须程适，应要 求这在种一一资般种料小短条型时件水期。库内旳给蓄出水相库当容量较旳小设，计设成计果原，则而低且，大对多由 基洪层水负旳责调规蓄划能设力计有，限这，就设要计求洪措峰施对简水便库易设行 计，影便响于较掌大握，。 洪水过程线形状旳影响较小。
设计暴雨： 具有某一要求频率旳一定时段旳暴雨量或平均暴雨强度。
基本假定： 暴雨与其所形成洪峰流量或洪量具有相同旳频率
小流域暴雨特点
（1）历时短，一般从几十分钟到若干小时； （2）缺乏实际观察资料 （3）面积小，能够忽视暴雨在地域上旳分布不均匀性
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旳设计雨量Xt,p
第五章 小流域及城市设计洪水
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章节内容
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6
7
小流域设计洪水计算
小流域一般指集水面积不超出数百平方公里 旳小河小溪，但并无明确限制。
第五章 小流域设计洪水的计算(gao)
四、小流域设计洪水推求方法
（3）工程措施：涉及的 面广，数量多，又多是 小型，因此，计算方法 上要求方法简便又能保 证一定的精度。
小流域设计洪水推求方法有推理公式法，经验公式法， 综合瞬时单位线法，洪水调查法等。
——推理公式法是从暴雨形成洪水的成因出发，即由暴雨推求流域 设计洪峰流量，属于成因推理方法，是半理论半经验公式，是小流 域计算暴雨洪水的主要方法。重点介绍水科院推理公式法和由铁道 部、中科院地理所等提出的小流域暴雨径流研究组计算公式。
——参阅《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》(SDJl2-78)及 《水土保持治沟骨干工程暂行技术规范》(SDl75-86)的规定。
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 三、小流域设计洪水的特点
（1）多数小流域没有设站观测， 缺乏实测流量和降雨资料。有的小 流域虽有短期资料，但具有较多资 料的流域很大，自然地理条件相差 悬殊，短期资料也难以延展。因此 小流域设计洪水计算是在缺乏资料 的条件下进行的。
第二节 水科院推理公式法
四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算 （二）产流计算
全面汇流
Qm 0.278
t c [(1 n)
(t c ) 部分汇流
Sp
tc
Sp
（三）汇流计算
（四）洪峰流量 Qm 计算
n
]
F
1 n
Qm 0.278
t c [(1 n)
四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算
（二）产流计算 （三）汇流计算 1.汇流历时τ的确定 2.汇流参数(m)的确定 许多省(区)水文手册都给出了 本地区 m 值的经验公式，供 设计时使用。
（3）工程措施：涉及的 面广，数量多，又多是 小型，因此，计算方法 上要求方法简便又能保 证一定的精度。
小流域设计洪水推求方法有推理公式法，经验公式法， 综合瞬时单位线法，洪水调查法等。
——推理公式法是从暴雨形成洪水的成因出发，即由暴雨推求流域 设计洪峰流量，属于成因推理方法，是半理论半经验公式，是小流 域计算暴雨洪水的主要方法。重点介绍水科院推理公式法和由铁道 部、中科院地理所等提出的小流域暴雨径流研究组计算公式。
——参阅《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》(SDJl2-78)及 《水土保持治沟骨干工程暂行技术规范》(SDl75-86)的规定。
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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 三、小流域设计洪水的特点
（1）多数小流域没有设站观测， 缺乏实测流量和降雨资料。有的小 流域虽有短期资料，但具有较多资 料的流域很大，自然地理条件相差 悬殊，短期资料也难以延展。因此 小流域设计洪水计算是在缺乏资料 的条件下进行的。
第二节 水科院推理公式法
四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算 （二）产流计算
全面汇流
Qm 0.278
t c [(1 n)
(t c ) 部分汇流
Sp
tc
Sp
（三）汇流计算
（四）洪峰流量 Qm 计算
n
]
F
1 n
Qm 0.278
t c [(1 n)
四、水科院推理公式法的计算步骤
（一）设计暴雨计算
（二）产流计算 （三）汇流计算 1.汇流历时τ的确定 2.汇流参数(m)的确定 许多省(区)水文手册都给出了 本地区 m 值的经验公式，供 设计时使用。
小流域设计洪水的概念及意义
小流域设计洪水的概念及意义洪水是指河流、湖泊或其他水域超过了正常的水位，导致周围地区被水淹没的自然灾害现象。
小流域设计洪水是指根据小流域的特征和洪水泛滥的潜在风险，制定对洪水泛滥进行管理和防范的规划和措施。
小流域设计洪水的概念是将地表径流的形成和演化过程进行数学模拟，以确定小流域洪水特征，并通过一系列参数来表征洪水的规模和频率。
这些参数包括洪峰流量、洪峰流速、汇流时间等。
通过对这些参数的研究，可以评估洪水对小流域区域地理环境和水资源的影响，并制定相应的防洪和水资源管理措施。
1.防洪规划和管理：通过对小流域设计洪水的研究，可以对小流域内洪水的规模、强度和频率进行准确评估，为防洪规划和管理提供科学依据。
根据洪水模拟结果，可以制定相应的防洪工程措施，如加固堤坝、拓宽河道等，以减少洪灾的发生和减轻洪灾的损失。
2.水资源管理：小流域设计洪水可以评估小流域内的水资源储备情况，为合理开发和利用水资源提供指导。
通过分析小流域内的水文过程，可以对水资源进行有效管理，合理划分用水计划，优化水资源配置，保证水资源的可持续利用。
3.生态环境保护：小流域设计洪水可以在一定程度上预测洪水对小流域生态环境的影响。
通过对洪水模拟结果的分析，可以评估洪水对水域植被、土地利用和土壤侵蚀等生态环境因素的损害程度，从而制定保护和恢复生态环境的措施。
4.土地利用规划：小流域设计洪水可以为土地利用规划提供科学依据。
通过对小流域洪水模拟结果的分析，可以评估不同土地利用方式对洪水的抵抗力和适应性，为优化土地利用结构和布局提供参考，避免土地资源浪费和降低洪灾风险。
5.决策支持：小流域设计洪水可以为政府决策提供科学依据。
通过对小流域洪水特征的研究，可以评估不同防洪措施的效果和经济成本，在制定洪水防治政策和规划中发挥决策支持的作用。
总之，小流域设计洪水对于洪水防治、水资源管理、生态环境保护、土地利用规划和政府决策等方面具有重要的意义。
通过对小流域洪水特征的研究，可以科学有效地降低洪灾风险，提高灾害应对能力，并促进小流域可持续发展。
小流域设计洪水
WUHEE
二、小流域设计暴雨的计算
针对小流域水文资料缺乏的特点，设计暴雨推求常采用以下步骤 ：①根据省（区）水文手册（包括有关的水文图集，如《暴雨径 流查算图表》）中绘制的暴雨参数等值线图，查算出统计历时的
流域设计雨量，如24h设计暴雨量等；②将统计历时的设计雨量
通过暴雨公式转化为任一历时的设计雨量；③按分区概化雨型或 移用的暴雨典型同频率控制放大，得设计暴雨过程。
1.统计历的设计暴雨计算 2.用暴雨公式计算任一历时的设计雨量 3.设计面雨量计算 4.设计暴雨的时程分配
WUHEE
三、推理公式法计算设计洪峰流量
推理公式法的基本原理 推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程
便可求得设计洪峰流量Qp，即Qm，及相应的流域汇流 时间τ。
WUHEE
四、综合瞬时单位线法推求设计洪水过程
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，在保持 一定精度的前提下，将力求简便，一般借助水文手册即可完成。
第七节 小流域设计洪水
内容提要 1.小流域的定义及其特点； 2.小流域设计暴雨的计算； 3.小流域洪水计算方法；
学习要求 掌握小流域设计暴雨的计算，推理公式法和经 验公式法计算设计洪峰流量的方法。
WUHEE
一、 概 述
小流域通常指集水面积不超过数百平方公里的小河小溪，但并无 明确限制。小流域设计洪水计算，与大中流域相比，有许多特点 ，并且广泛应用于铁路、公路的小桥涵、中小型水利工程、农田 、城市及厂矿排水等工程的规划设计中，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：
二、小流域设计暴雨的计算
针对小流域水文资料缺乏的特点，设计暴雨推求常采用以下步骤 ：①根据省（区）水文手册（包括有关的水文图集，如《暴雨径 流查算图表》）中绘制的暴雨参数等值线图，查算出统计历时的
流域设计雨量，如24h设计暴雨量等；②将统计历时的设计雨量
通过暴雨公式转化为任一历时的设计雨量；③按分区概化雨型或 移用的暴雨典型同频率控制放大，得设计暴雨过程。
1.统计历的设计暴雨计算 2.用暴雨公式计算任一历时的设计雨量 3.设计面雨量计算 4.设计暴雨的时程分配
WUHEE
三、推理公式法计算设计洪峰流量
推理公式法的基本原理 推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程
便可求得设计洪峰流量Qp，即Qm，及相应的流域汇流 时间τ。
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四、综合瞬时单位线法推求设计洪水过程
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，在保持 一定精度的前提下，将力求简便，一般借助水文手册即可完成。
第七节 小流域设计洪水
内容提要 1.小流域的定义及其特点； 2.小流域设计暴雨的计算； 3.小流域洪水计算方法；
学习要求 掌握小流域设计暴雨的计算，推理公式法和经 验公式法计算设计洪峰流量的方法。
WUHEE
一、 概 述
小流域通常指集水面积不超过数百平方公里的小河小溪，但并无 明确限制。小流域设计洪水计算，与大中流域相比，有许多特点 ，并且广泛应用于铁路、公路的小桥涵、中小型水利工程、农田 、城市及厂矿排水等工程的规划设计中，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：
小流域设计洪水的计算
第五章 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。
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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
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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
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第二节 水科院推理公式法
试算法例题
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
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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。
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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
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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
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