陇南地区桥涵小流域设计洪水计算
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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；
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
推算小流域面积设计洪水流量详解
由此可得：
df ( t ) [ f (t ) fc ] dt f (t ) t 0 f0
解上述微分方程，得：
f ( t ) f c ( f 0 f c )e
t
(6 1)
式中， f0 、 fc 、β （β > 0）与土壤性质有关，根据 实测资料或实验资料分析确定。
Δt 时段内流出流域出口断
面。最大流量为：
Q
Δt
R
Q
1 Rf Q 2t 2 Rf Q t
Δt
Δt
t
流域出口断面 t 时刻的流量，就是各等流时面
积上在 t 时刻同时流达流域出口断面的流量之和。 等流时线可以用流域平均汇流速度来绘制。流 域平均汇流速度：
V
流域最大汇流时间：
L
t4 t2
下渗为 f ，产生地面净雨，净雨强度（净雨率、产流 率）i – f =a ， 故在 t 3 时刻，流域出口断面开始涨水， 此后，流域内各处普遍产生径流，水量也不断
fc
A t
f~t i， f Q
i~t
.C
B
Q~t
流域汇流 时间τ
tc
t
t1 t t
' 3 3
t2
t4
增加，汇入河网并汇集到出口断面，出口断面水位上
量称为填洼量（depression storage）。
暴雨量扣除损失量称为净雨量（net rainfall ,
effective rainfall），也称为产流量，其数量等于该
场降雨形成的径流量（runoff amount）。
在上述的损失中，下渗损失是最主要的。
6.2.2
下渗（Infiltration）
df ( t ) [ f (t ) fc ] dt f (t ) t 0 f0
解上述微分方程，得：
f ( t ) f c ( f 0 f c )e
t
(6 1)
式中， f0 、 fc 、β （β > 0）与土壤性质有关，根据 实测资料或实验资料分析确定。
Δt 时段内流出流域出口断
面。最大流量为：
Q
Δt
R
Q
1 Rf Q 2t 2 Rf Q t
Δt
Δt
t
流域出口断面 t 时刻的流量，就是各等流时面
积上在 t 时刻同时流达流域出口断面的流量之和。 等流时线可以用流域平均汇流速度来绘制。流 域平均汇流速度：
V
流域最大汇流时间：
L
t4 t2
下渗为 f ，产生地面净雨，净雨强度（净雨率、产流 率）i – f =a ， 故在 t 3 时刻，流域出口断面开始涨水， 此后，流域内各处普遍产生径流，水量也不断
fc
A t
f~t i， f Q
i~t
.C
B
Q~t
流域汇流 时间τ
tc
t
t1 t t
' 3 3
t2
t4
增加，汇入河网并汇集到出口断面，出口断面水位上
量称为填洼量（depression storage）。
暴雨量扣除损失量称为净雨量（net rainfall ,
effective rainfall），也称为产流量，其数量等于该
场降雨形成的径流量（runoff amount）。
在上述的损失中，下渗损失是最主要的。
6.2.2
下渗（Infiltration）
小流域洪峰流量计算的公式
小流域洪峰流量计算的公式1、推理公式f Q n sm τψ278.0=当τ≥c t ，时，n su τψ-=1 当τc t ，时，nc t n -⎪⎭⎫ ⎝⎛=1τψn H s -=12424n--=410ψττ()nnnsF L mJ ----⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=414431410278.0τ()nc s n t 11⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=μm Q ——设计频率的洪峰流量（m 3/s ）ψ——洪峰径流系数τ——汇流历时(h)S ——暴雨雨力(mm/h)n ——暴雨衰减指数，其分界点为1小时，当t<1，取n=n 1，当t 1，取n=n 2μ——产流历时内流域内的平均入渗率（mm/h ）c t ——产流历时24H ——设计频率的最大24小时雨量（mm ）计算步骤1、根据地形图确定流域的特征参数F 、L 、J2、由公式4131FJ L =θ计算θ值，并根据相关公式计算汇流参数m3、由暴雨μ的参数等值线图确定设计流域的暴雨参数特征值24H 、C V 、C S 、n 1或n 2，并由皮尔逊Ⅲ型，结合频率查表，确定指定频率下的K p 值，由()241224H K s K S n p p p -== 4、有《四川省水文手册》，查出n-44的值，并根据ns m -⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=44410383.0θτ计算0τ值5、查表确定μ值，并计算n sτμ，查图由n 、n sτμ两坐标的焦点值，确定洪峰径流系数ψ6、根据《四川省水文手册》，查出n-41的值，计算流域汇流时间n--=41ψττ，计算τ值2、水利水电科学研究院的经验公式 适用于流域面积小于100km 2.32ksFQ m =洪峰流量参数K 可有下表3、公路科学研究所nm kFQ =指数n 为面积指数，当101≤≤F 时，K 值如下表梯形断面830)'(189.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=i m m nQ h ，)1(2200m m h b -+=，212'm m +=。
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。
第六章 小流域设计洪峰流量的计算
段的最大平均雨强(历时t1，t2，...，相应最大降雨量为
H1，H2，…) 2 以最大平均雨强i为纵坐标，历时t为横坐标点绘曲线， 此曲线就是最大平均暴雨强度-历时曲线，简称雨强历时曲线
t2 t3
t1
i1=H1/t1； i2=H2/t2；……
降雨强度i/mm.min-1
0.16
历时 0.14 t/min 10 0.12 15 0.1 20 30 0.08 45 0.06 60 90 0.04 120
(或t+b)等于1min或1h时的平均雨强，随地区和重现
期而变
暴雨公式的意义：暴雨强度与历时成指数关系
暴雨公式的作用：在n、Sp已知情况下，可以得到 任意历时t的设计暴雨强度和设计暴雨量
在雨水管渠用暴雨强度公式中，《室外排水设计规 范》推荐S与T的关系为： S = A + BlgT = A ( 1 + ClgT ) 式中A、B、C统称为暴雨参数，为地方性参数 《室外排水设计规范》要求雨水管渠用暴雨强度公 式用每秒每公顷面积上的降雨量L表示，以便绘制全
0.02 0
0
降雨深度 h/mm 1.3 2 2.55 3.35 4.6 5.7 7.8 8.9
降雨强度 i/mm.min-1 0.13 0.13 0.13 0.11 0.1 0.095 0.087 0.074
9 雨段起迄时间 起 8迄 22:12 22:22 7 22:16 22:31 6 22:13 22:33 5 22:12 22:42 22:09 22:54 4 21:59 22:59 3 21:43 23:13 2 21:13 23:13
第六章 小流域设计洪峰流量的计算
内 容： 6.1 概述 6.2 小流域设计暴雨 6.3 小流域暴雨强度公式参数的推求 6.4 暴雨强度公式参数的地区综合 6.5 推理公式 6.6 用推理公式计算设计洪峰流量 6.7 地区经验公式
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。
小流域设计洪水的计算全套
方法1：查等值线图或水文手册 方法2：若已知24小时设计雨量P24p，可 根据查出的n代入暴雨公式反推Sp： Ptp＝Sp t1－n P24p＝Sp 241－n Sp ＝P24p24n－1 Sp ＝αP日p24n－1
（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%）
（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%）
小桥涵水文计算
二．形态调查法计算公式
1 形态断面处的洪峰流量Qx
当形态断面流速为同一流速时，洪峰流量： Qx=ω v 当河槽断面因粗糙系数、断面水深不同(即复式河床 断面时 ) 而形成不同流速，则应分段按各相应面积计算后 相加。
2 形态断面处流速的确定
(
1)
用均匀流公式计算:
宽浅河床：
B 10 H
R=Hp
2) 按沉积物粒径或土的类属特征估算流速 对于山区河沟，可在形态断面附近浅滩上找3—5个最 大石块，求其平均粒径，然后按下式估算v
QS (h z) F
3 2
4 5
暴雨径流厚度h：由以下四因数查附表3-12
(1) 暴雨分区，附表3-7； (2) 公路洪水频率，表1-6； （3）汇水区吸水类型；附表3-9或3-10 （4）汇水时间，附表3-11
考虑洪峰传播、降雨不均匀、水库湖泊等影响
QS (h z) F
v
hRg B
△h ——同一断面上两岸洪水位之高差(m)； R——河弯的曲率半径，凸凹岸曲率半径平均值(m)； g——重力加速度； B——河沟的宽度(m)。
3 频率计算 Qx 是形态断面相应于所调查的历史洪水位的 流量，并不是小桥涵规定的设计频率的流量，还 必须换算。 (1)按流量模比系数换算
Q XS KP QX Kn
7)湖泊折减系数δ： ： δ=1-(1-k)f/F =1-(1-0.7)8.2/12 =0.8
8）洪峰传播折减系数β：由汇水面积重心至桥涵位 置距离L0=4km，附表3-14 β=0.95 9）汇水区降雨不均匀系数γ：由于汇水面积较小， 查涵洞手册附表3-15，降雨不均匀系数近似γ=1.
是 确定地貌系数 的依据之一。 (1) 当有地形图可利用时，根据等高地形图作出构造物至分分水 岭沿河沟的纵断面图，然后依其等面积切割 的坡度即 F1 ， F2 I2 主河沟平均坡度
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。
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
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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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第二节 水科院推理公式法
试算法例题
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
Qm,p C
E
D
A
T
上涨历时t1
F t
B
本章小结
小流域设计洪水特点及方法 暴雨公式的理解 全部产流、部分产流的概念 推理公式推求设计洪峰的步骤 影响洪峰流量的因素
作业: P156 8-1
称为全部产流。Qm k (i u)F
式中 Qm——洪峰流量(m3/s); F——流域面积(km2); i——平均降雨强度(mm/h)； u——平均下渗强度(mm/h); k——单位换算系数。
（8-4）
3. 部分产流 当tc<τ时，即不充分供水条件下，出口断面的最大流量是 由全部降雨在部分流域面积上形成的：
2. L、J、F
θ
m
3.
P24,p
R2L4,p J 1/3F1/ 4
4. 产流历时tc计算
5. 试算求Qm
u
或
L J 1/3
u
(1
n
n)n1n
(
Sp hRn
1
)1n
1
tc
(1
n)
Sp u
n
(1) 假定一个Qm 值，计算τ；
(2)
当τ≤tc时，由式（80-1.227）8 m计J 算1/L3Qm1/
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)。
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);
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;
u
E
D
A
T
上涨历时t1
F t
B
本章小结
小流域设计洪水特点及方法 暴雨公式的理解 全部产流、部分产流的概念 推理公式推求设计洪峰的步骤 影响洪峰流量的因素
作业: P156 8-1
称为全部产流。Qm k (i u)F
式中 Qm——洪峰流量(m3/s); F——流域面积(km2); i——平均降雨强度(mm/h)； u——平均下渗强度(mm/h); k——单位换算系数。
（8-4）
3. 部分产流 当tc<τ时，即不充分供水条件下，出口断面的最大流量是 由全部降雨在部分流域面积上形成的：
2. L、J、F
θ
m
3.
P24,p
R2L4,p J 1/3F1/ 4
4. 产流历时tc计算
5. 试算求Qm
u
或
L J 1/3
u
(1
n
n)n1n
(
Sp hRn
1
)1n
1
tc
(1
n)
Sp u
n
(1) 假定一个Qm 值，计算τ；
(2)
当τ≤tc时，由式（80-1.227）8 m计J 算1/L3Qm1/
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)。
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);
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;
u
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
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 式（8-2）为历时t 的设计暴雨量计算公式。 （8-2）
暴雨公式的作用： 在n、Sp已知情况下，可以得到任意历时t的设计暴雨强 度和设计暴雨量。
3. n、Sp的计算
WUHEE
将（8-1）式两边取对数得：
WUHEE
n2等值线图
WUHEE
8.3
计算设计洪峰流量的推理公式
一、推理公式的一般形式 假定：1）采用平均净雨强度；2）暴雨与洪水同频率；3） 流域上的净雨强度在时间上和空间上是不变的。 1. 基本概念 tc ——产流历时(h)；u——产流历时tc内的平均损失强度。 i u t tc
WUHEE
WUHEE
各省、市、区都绘制了年最大24小时降雨量统计参数 ( 、Cv)等值线图以及Cs/Cv的比值。这些参数直接从当 地水文手册上查取。
通过地理内插法可获得流域中心点年最大24小时降雨量 统计参数： 、Cv。则设计频率p下的年最大24小时设计暴 雨量P24,p为：
P24,P P24 (1 PCv)
3. 相似流域法
4. 综合单位线法
四、小流域设计洪水计算步骤
1. 2. 3. 小流域设计暴雨计算； 设计洪峰流量计算； 小流域设计洪水过程线拟定。
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。 一、年最大24小时设计暴雨量计算
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 式（8-2）为历时t 的设计暴雨量计算公式。 （8-2）
暴雨公式的作用： 在n、Sp已知情况下，可以得到任意历时t的设计暴雨强 度和设计暴雨量。
3. n、Sp的计算
WUHEE
将（8-1）式两边取对数得：
WUHEE
n2等值线图
WUHEE
8.3
计算设计洪峰流量的推理公式
一、推理公式的一般形式 假定：1）采用平均净雨强度；2）暴雨与洪水同频率；3） 流域上的净雨强度在时间上和空间上是不变的。 1. 基本概念 tc ——产流历时(h)；u——产流历时tc内的平均损失强度。 i u t tc
WUHEE
WUHEE
各省、市、区都绘制了年最大24小时降雨量统计参数 ( 、Cv)等值线图以及Cs/Cv的比值。这些参数直接从当 地水文手册上查取。
通过地理内插法可获得流域中心点年最大24小时降雨量 统计参数： 、Cv。则设计频率p下的年最大24小时设计暴 雨量P24,p为：
P24,P P24 (1 PCv)
3. 相似流域法
4. 综合单位线法
四、小流域设计洪水计算步骤
1. 2. 3. 小流域设计暴雨计算； 设计洪峰流量计算； 小流域设计洪水过程线拟定。
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。 一、年最大24小时设计暴雨量计算
陇南地区桥涵小流域设计洪水计算
陇南地区桥涵小流域设计洪水计算
冯英杰
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】小流域洪水具有产流快、峰量大、预测难度大、破坏性强等特点.而目前我国尚无准确的城区小流域设计洪水计算方法.对于城区小流域设计洪水计算通常采用规范的推理公式或城建部门的经验公式近似计算,存在一定的误差.结合城区的特点,通过暴雨推理法、径流形成法及城建经验法比对,确定陇南某城区小流域设计洪水,认为按径流形成法计算30km2流域面积以内的洪水量较为合理.
【总页数】3页(P86-87,94)
【作者】冯英杰
【作者单位】西北民族大学,甘肃兰州730124
【正文语种】中文
【中图分类】U442.3
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1.鄂西北特小流域公路桥涵设计洪水计算方法研究
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Ｑ １ １ ． ２ Ｆ （ ３ ）
４ 确定工程点设计洪水流量
比较各 类方 法计 算结 果 ，以确 定 陇南某 城 区设
（ 下转 第 ９ ４页 ）
９ ４ 防洪排水
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ４ 年２ 月第 ２ 期
质， 是构建人工湿地 、 提 高 人 工 湿 地 净 化 能力 的 关
汇水 湾小 区周边环境 ， 提高卫生水平 ， 保护人 民身
体健康 。
（ ２ ） 该 工程 的建 设 ， 可改善 承德市 的投 资 、 旅 游环境 ，可 吸引更 多的外商投资 ，促 进承德市经 济、 贸 易 和旅 游 业 的全 面发 展 。 （ ３ ） 该工程是把承德市建设成为一座风景优美 、 经 济 繁荣 、 社会稳定 、 生 活 方 便 的 现 代 化 山水 城 市 的基础设施 ， 其社会效益十分显著 。
ｌ ３ ￣ Ｃ～１ ６ ℃。
（ ３ ） 流量小 ， 洪水历时短暂 。通常河床沟槽的洪
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ８ — ２ ８ 作者 简介 ： 冯 英杰 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 女， 内蒙古赤 峰人 ， 讲师， 从 事桥 梁 工程教学 与研 究 工作 。
２ ． ３植 被状况
别是 暴雨 的 强度 和暴雨 的时间 分布对 洪 峰流 量 和其 特征 有重要 影响 。
孔径的计算重要依据 ， 也是工程规划的主要依据。 而 我国公路小流域洪水流量计算方法 尚不够完善 ， 缺
２ 城 区特 征
２ ． １地貌特征
乏可靠的科学计算依据 ， 致使小桥涵孑 Ｌ 径设计存在 定困难。 孑 Ｌ 径确定中偏大造成浪费 ， 偏小出现水毁
的现象 ， 给地 区和 国家带来严 重损失 。
１ 小流域洪水计算特点
小流域设计洪水是公路建设中经常遇到的 ， 它
是 决定小桥 涵孔径 的 主要依 据 。与大 中流域 相 比 ， 小
高山峡谷地貌类型。 境内多为峡谷盆地或丘陵地形 ，
流域设计洪水计算有如下特点 ： （ １ ） 缺 乏水 文观 测 资料 。 由于汇水 面 积小 ， 河 沟 小 ，绝大多数小流域没有水文观测站 ，缺乏实测资
新建城镇一般布置在河滩一级台地上 ， 面水靠 山， 城 镇呈条型布置 ， 而背 山侧又多 自然冲沟 ， 冲沟面积介
于 １ —１ ０ ｋ ｍ 之间。
２ ． ２气候 特征 陇南城 区所处 地理 位置 比较特 殊 ， 位 于青 藏高 原
料 ，因而不能用数理统计的方法根据 已有 的流量资 料 推算设 计 流量 。流量计 算 只能 按照 无 观测 资料设
陇南 地 区森林 覆 盖率 ４ ２ ． ５ ％， 覆盖 面积 达 到 １ ７ ７ ５ ． ６ 万亩 。生 态植 被较好 的县依 次为两 当县 、
２ ０ １ ４ 年２ 月第 ２ 期
城 市道 桥 与 防 洪
２ ． ５城 区特 点
防洪排水 ８ ７
康县 、 徽县 、 文县 、 成县 ， 森林 覆盖率分别 为 ７ ２ ％、 ６ ３ ％、 ６ ２ ％、 ４ ７ ％、 ４ ２ ． ８ ％； 礼县 、 西和县 、 武都 区、 宕昌
表 １ 陇南各县（ 区） 年平均降雨■及年降雨量极值（ 单位 ： ｍｍ）
的计算方法 。 用暴雨推求设计流量时 ， 假定暴雨与其 形成的流量为同一频率。 城 市排 洪小 流域 沟 道一般 有两 个功 能 ，排 山面 下 来 的洪水 同时 由于城镇 排水 系统 部分 雨水 需要 汇
集 排入 沟道 ，然后排 入 主河道 中。 由于汇水 面积 较
８ ６ 防洪排水
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ４ 年２ 月第 ２ 期
陇南地 区桥 涵小 流域 设 计洪 水计 算
冯英 杰
（ 西北 民族 大学 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ １ ２ ４ ） 摘 要 ： 小流域 洪水具有 产流快 、 峰量大 、 预测难 度大 、 破 坏性强 等特点 。而 目前 我国 尚无 准确的城 区小流域设 计洪水 计算方 法 。 对于城 区小流域设 计洪水 计算通 常采 用规 范的推理公 式或城建 部 门的经验公 式近似计算 ， 存 在一定 的误 差。结合城 区 的特 点 ， 通
县 植 被 较 差 ，森 林 覆 盖 率 分 别 为 １ ９ ． ２ ％、 ２ １ ． ３ ％、 ２ ４ ． ８ ％和 ３ ０ ． ６ ％， 生 态 植 被 与 降水 、 滑 坡 泥石 流分 布 情 况基本 一致 。
２ ． ４降水特征
陇南地区小城镇工矿企业较少 ， 主要以行政和居 住为 主 ， 而 陇南地 区人口较 多 ， 适宜 居住地块 狭长 ， 城 镇居住人 口密度较大 ， 新建城镇 区域一般在 ２～ ５ ｋ ｍ ，
计 流量 的方法进 行水文 计算 。
东侧地形坡度较陡的地方 ，在巴颜格拉山和秦岭之
间， 气 候 资源 丰 富 ， 天 气气 候 差 异 比较 明显 ， 属 北 亚
（ ２ ） 洪水暴涨暴落 ， 破坏性较大。由于流域控制 的面积小 ， 河沟长度较短 ， 河床 比降较大 ， 因而河床 的调 洪能力 很弱 ， 由暴 雨形 成 的洪 峰流量 来 势 凶猛 ，
键措 施 。
业工程 ， 其 社会 效益 有 以下几 点 ： （ １ ） 该 工程实施 后 ， 可改善 武烈河 水质 ， 改 善
Hale Waihona Puke ２ ． ４人 工湿 地 对 水质 的 改善情 况 ２ ． ４ ． １对 有 机 物 的去 除 效 果 人 工 湿 地 对 有 机 物 有 较 强 的 处 理 能 力 ：不 溶 性 有 机 物 通 过 过 滤 可 从 污 水 中截 流 下 来 ，被 微 生 物 加 以利 用 ；可 溶 性 有 机 物则 可 通 过 微 生 物 的吸 附 及微 生 物 的代 谢 过 程 被去 除 。 在进水浓度较低的情况下 ， Ｂ Ｏ Ｄ 、 Ｃ Ｏ Ｄ Ｓ Ｓ的 去 除 率分 别 能够 达到 ８ ５ ％ 一９ ０ ％、 ８ ０ ％、 ７ ０ ％。 ２ ． ４ ． ２对 氮 、 磷 的去 除 效 果
０ 引 言
随着我 国公路交通运输事业 的迅速发展 ，国家
对 交通 建设 提 出更 高 的要求 ，因此对 人工 排水 构造 物和小桥 涵 的要求 亦有 所提高 。同时 ， 由于地 区经济 的飞跃 发展 ，城镇 新 区建设 正逐 渐成 为 地 区的建设 重 点 ，对新 建城 区的小 流域 沟道 的排 洪 和城 区规 划 需 综合 考虑 ，合理 确 定小 流域洪 水 流量 既是 小桥 涵
Ｑ ￣ － ｏ － ２ ７ ８ ｆ １ Ｆ
＼丁 ／
（ １ ）
从降雨时间分布看 ，陇南地区降雨量随季节变 化差异较大 ， 陇南各地降雨主要集中在下半年 ５ ～ １ ０
月， 下半年降雨量 占年降雨量的 ８ ３ ％～ ８ ７ ％， 其中尤 以６ ～ ８ 月的降雨量集 中， 各县的降雨量 占全年降雨
防洪 等级一般 为 ２ ０ ａ 一遇 。考虑跨 越沟 道 由于城镇 建设 必须 设 置桥涵 等结 构 物 ，建议城 镇 沟道设计 洪 水采用 ５ ０ ａ 一 遇为宜 。
陇南地 区所 处地 理 位置 比较 特殊 ，属 南北 气候
过渡地带 ， 气候特点是降雨量较充沛 ， 局部短时暴雨
降雨量比率来看 ， ６ ～８ 月各县差异不大 ， 总体趋势一 致。 大于 ０ ． １ ｍ ｍ降雨天数各县差异不大 ， 都在 １ ０ ０ ｄ 以上 ， 康县最多 １ ４ ６ ｄ ， 武都县最少 １ ０ ４ ｄ ， 见表 ２ 。
裹 ２ 各县大于 Ｏ ． １ ｍｍ 降雨天数及下半年降雨量全年降雨量的 比
量 累计 资料 ， 有利 于分 析研 究该 工程 点 的洪水 流量 。 运 用实 测暴 雨洪 水 资料来 计算 参数 ，并 进行 综 合， 对 于无 实测 流量 资料 地 区 ， 是公 路小 桥涵 最常 用
较好的一致性 ，陇南出现较重和严重的滑坡大多数 是 由暴雨或大暴雨诱发 的。该地区由于暴雨造成的 直接经济损失每年愈亿元。 区域 内地貌 、 植被等差异较大 ， 其降水以及暴雨 分布也存在较大差异。陇南地区降雨量的空间分布 见表 ｌ 。
对小桥 涵及其 构造物 破坏性 较大 。
热带向暖温带过渡地段 ， 立体气候特征明显 ， 年平均 降雨量在 ４ ５ ０ ７ ５ ８ ｍ ｍ之 间 ， 白龙江 、 白水江河谷 地带年平均气温 ｌ ３ ℃～ １ ６ ￣ Ｃ ，西北部高山旱地年平 均气温 ８ ℃ ～１ ｌ ℃ ，东部徽成盆地地带年平均气温
３ ． １暴 雨推理 法
较弱 ， 暴雨是陇南最多发的自然灾害之一 ， 滑坡泥石
流灾 害发 生 的时段 频次 与暴 雨 发生 的时 段频 次具 有
桥位处缺乏实测流量资料 ， 又因工程规模小 ， 不 可能做大量的勘测和地区资料的整理工作 ， 但 当地 水 文气 象部 门有 较多 的 自记雨 量记 录和 定时 观测 雨
频繁。 暴雨主要出现在陇南东部， 占暴雨出现 日 数的 ８ ０ ％以上 。 西 北 出现 暴雨相对 较少 。 暴 雨 出现 的时 间 为５ 月～ ９ 月， ７ ～ ８ 月是陇南暴雨多发时期 ， ８ ０ ％的
暴 雨 出现在这 一时段 。从 降雨 量看 ， 陇南 的暴 雨强 度
３ 小流域洪水计 算方法
量的 ４ ７ ． １ ％ 一５ ２ ． ４ ％ ，从 ６～８月 的降 雨量 占全年 总
３ ． ２径流 形成法 近百 年来 ，小 流域 径流 流量 的推 理公 式数 以百
计， 主要有 两 大类 ： 一类 是根 据实 践经 验建 立径 流流 量与 径流 因素 函数 关系 的公 式 ， 即经验 公式 ； 二是 根 据径 流形 成 的 因素 和条 件 ， 通 过 分析 、 推理 而建立 的 径流流量 与径流 因素函数关 系的公式 ， 为成 因推理公
一
陇南地 区主要为黄土高原 向西秦岭地 区过渡段 ， 包括长江水系和 白龙江和西汉水中系中下游地区 ， 地处青藏高原 、 黄土高原和四川盆地三大单元之间 ，
４ 确定工程点设计洪水流量
比较各 类方 法计 算结 果 ，以确 定 陇南某 城 区设
（ 下转 第 ９ ４页 ）
９ ４ 防洪排水
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ４ 年２ 月第 ２ 期
质， 是构建人工湿地 、 提 高 人 工 湿 地 净 化 能力 的 关
汇水 湾小 区周边环境 ， 提高卫生水平 ， 保护人 民身
体健康 。
（ ２ ） 该 工程 的建 设 ， 可改善 承德市 的投 资 、 旅 游环境 ，可 吸引更 多的外商投资 ，促 进承德市经 济、 贸 易 和旅 游 业 的全 面发 展 。 （ ３ ） 该工程是把承德市建设成为一座风景优美 、 经 济 繁荣 、 社会稳定 、 生 活 方 便 的 现 代 化 山水 城 市 的基础设施 ， 其社会效益十分显著 。
ｌ ３ ￣ Ｃ～１ ６ ℃。
（ ３ ） 流量小 ， 洪水历时短暂 。通常河床沟槽的洪
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ８ — ２ ８ 作者 简介 ： 冯 英杰 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 女， 内蒙古赤 峰人 ， 讲师， 从 事桥 梁 工程教学 与研 究 工作 。
２ ． ３植 被状况
别是 暴雨 的 强度 和暴雨 的时间 分布对 洪 峰流 量 和其 特征 有重要 影响 。
孔径的计算重要依据 ， 也是工程规划的主要依据。 而 我国公路小流域洪水流量计算方法 尚不够完善 ， 缺
２ 城 区特 征
２ ． １地貌特征
乏可靠的科学计算依据 ， 致使小桥涵孑 Ｌ 径设计存在 定困难。 孑 Ｌ 径确定中偏大造成浪费 ， 偏小出现水毁
的现象 ， 给地 区和 国家带来严 重损失 。
１ 小流域洪水计算特点
小流域设计洪水是公路建设中经常遇到的 ， 它
是 决定小桥 涵孔径 的 主要依 据 。与大 中流域 相 比 ， 小
高山峡谷地貌类型。 境内多为峡谷盆地或丘陵地形 ，
流域设计洪水计算有如下特点 ： （ １ ） 缺 乏水 文观 测 资料 。 由于汇水 面 积小 ， 河 沟 小 ，绝大多数小流域没有水文观测站 ，缺乏实测资
新建城镇一般布置在河滩一级台地上 ， 面水靠 山， 城 镇呈条型布置 ， 而背 山侧又多 自然冲沟 ， 冲沟面积介
于 １ —１ ０ ｋ ｍ 之间。
２ ． ２气候 特征 陇南城 区所处 地理 位置 比较特 殊 ， 位 于青 藏高 原
料 ，因而不能用数理统计的方法根据 已有 的流量资 料 推算设 计 流量 。流量计 算 只能 按照 无 观测 资料设
陇南 地 区森林 覆 盖率 ４ ２ ． ５ ％， 覆盖 面积 达 到 １ ７ ７ ５ ． ６ 万亩 。生 态植 被较好 的县依 次为两 当县 、
２ ０ １ ４ 年２ 月第 ２ 期
城 市道 桥 与 防 洪
２ ． ５城 区特 点
防洪排水 ８ ７
康县 、 徽县 、 文县 、 成县 ， 森林 覆盖率分别 为 ７ ２ ％、 ６ ３ ％、 ６ ２ ％、 ４ ７ ％、 ４ ２ ． ８ ％； 礼县 、 西和县 、 武都 区、 宕昌
表 １ 陇南各县（ 区） 年平均降雨■及年降雨量极值（ 单位 ： ｍｍ）
的计算方法 。 用暴雨推求设计流量时 ， 假定暴雨与其 形成的流量为同一频率。 城 市排 洪小 流域 沟 道一般 有两 个功 能 ，排 山面 下 来 的洪水 同时 由于城镇 排水 系统 部分 雨水 需要 汇
集 排入 沟道 ，然后排 入 主河道 中。 由于汇水 面积 较
８ ６ 防洪排水
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ４ 年２ 月第 ２ 期
陇南地 区桥 涵小 流域 设 计洪 水计 算
冯英 杰
（ 西北 民族 大学 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ １ ２ ４ ） 摘 要 ： 小流域 洪水具有 产流快 、 峰量大 、 预测难 度大 、 破 坏性强 等特点 。而 目前 我国 尚无 准确的城 区小流域设 计洪水 计算方 法 。 对于城 区小流域设 计洪水 计算通 常采 用规 范的推理公 式或城建 部 门的经验公 式近似计算 ， 存 在一定 的误 差。结合城 区 的特 点 ， 通
县 植 被 较 差 ，森 林 覆 盖 率 分 别 为 １ ９ ． ２ ％、 ２ １ ． ３ ％、 ２ ４ ． ８ ％和 ３ ０ ． ６ ％， 生 态 植 被 与 降水 、 滑 坡 泥石 流分 布 情 况基本 一致 。
２ ． ４降水特征
陇南地区小城镇工矿企业较少 ， 主要以行政和居 住为 主 ， 而 陇南地 区人口较 多 ， 适宜 居住地块 狭长 ， 城 镇居住人 口密度较大 ， 新建城镇 区域一般在 ２～ ５ ｋ ｍ ，
计 流量 的方法进 行水文 计算 。
东侧地形坡度较陡的地方 ，在巴颜格拉山和秦岭之
间， 气 候 资源 丰 富 ， 天 气气 候 差 异 比较 明显 ， 属 北 亚
（ ２ ） 洪水暴涨暴落 ， 破坏性较大。由于流域控制 的面积小 ， 河沟长度较短 ， 河床 比降较大 ， 因而河床 的调 洪能力 很弱 ， 由暴 雨形 成 的洪 峰流量 来 势 凶猛 ，
键措 施 。
业工程 ， 其 社会 效益 有 以下几 点 ： （ １ ） 该 工程实施 后 ， 可改善 武烈河 水质 ， 改 善
Hale Waihona Puke ２ ． ４人 工湿 地 对 水质 的 改善情 况 ２ ． ４ ． １对 有 机 物 的去 除 效 果 人 工 湿 地 对 有 机 物 有 较 强 的 处 理 能 力 ：不 溶 性 有 机 物 通 过 过 滤 可 从 污 水 中截 流 下 来 ，被 微 生 物 加 以利 用 ；可 溶 性 有 机 物则 可 通 过 微 生 物 的吸 附 及微 生 物 的代 谢 过 程 被去 除 。 在进水浓度较低的情况下 ， Ｂ Ｏ Ｄ 、 Ｃ Ｏ Ｄ Ｓ Ｓ的 去 除 率分 别 能够 达到 ８ ５ ％ 一９ ０ ％、 ８ ０ ％、 ７ ０ ％。 ２ ． ４ ． ２对 氮 、 磷 的去 除 效 果
０ 引 言
随着我 国公路交通运输事业 的迅速发展 ，国家
对 交通 建设 提 出更 高 的要求 ，因此对 人工 排水 构造 物和小桥 涵 的要求 亦有 所提高 。同时 ， 由于地 区经济 的飞跃 发展 ，城镇 新 区建设 正逐 渐成 为 地 区的建设 重 点 ，对新 建城 区的小 流域 沟道 的排 洪 和城 区规 划 需 综合 考虑 ，合理 确 定小 流域洪 水 流量 既是 小桥 涵
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（ １ ）
从降雨时间分布看 ，陇南地区降雨量随季节变 化差异较大 ， 陇南各地降雨主要集中在下半年 ５ ～ １ ０
月， 下半年降雨量 占年降雨量的 ８ ３ ％～ ８ ７ ％， 其中尤 以６ ～ ８ 月的降雨量集 中， 各县的降雨量 占全年降雨
防洪 等级一般 为 ２ ０ ａ 一遇 。考虑跨 越沟 道 由于城镇 建设 必须 设 置桥涵 等结 构 物 ，建议城 镇 沟道设计 洪 水采用 ５ ０ ａ 一 遇为宜 。
陇南地 区所 处地 理 位置 比较 特殊 ，属 南北 气候
过渡地带 ， 气候特点是降雨量较充沛 ， 局部短时暴雨
降雨量比率来看 ， ６ ～８ 月各县差异不大 ， 总体趋势一 致。 大于 ０ ． １ ｍ ｍ降雨天数各县差异不大 ， 都在 １ ０ ０ ｄ 以上 ， 康县最多 １ ４ ６ ｄ ， 武都县最少 １ ０ ４ ｄ ， 见表 ２ 。
裹 ２ 各县大于 Ｏ ． １ ｍｍ 降雨天数及下半年降雨量全年降雨量的 比
量 累计 资料 ， 有利 于分 析研 究该 工程 点 的洪水 流量 。 运 用实 测暴 雨洪 水 资料来 计算 参数 ，并 进行 综 合， 对 于无 实测 流量 资料 地 区 ， 是公 路小 桥涵 最常 用
较好的一致性 ，陇南出现较重和严重的滑坡大多数 是 由暴雨或大暴雨诱发 的。该地区由于暴雨造成的 直接经济损失每年愈亿元。 区域 内地貌 、 植被等差异较大 ， 其降水以及暴雨 分布也存在较大差异。陇南地区降雨量的空间分布 见表 ｌ 。
对小桥 涵及其 构造物 破坏性 较大 。
热带向暖温带过渡地段 ， 立体气候特征明显 ， 年平均 降雨量在 ４ ５ ０ ７ ５ ８ ｍ ｍ之 间 ， 白龙江 、 白水江河谷 地带年平均气温 ｌ ３ ℃～ １ ６ ￣ Ｃ ，西北部高山旱地年平 均气温 ８ ℃ ～１ ｌ ℃ ，东部徽成盆地地带年平均气温
３ ． １暴 雨推理 法
较弱 ， 暴雨是陇南最多发的自然灾害之一 ， 滑坡泥石
流灾 害发 生 的时段 频次 与暴 雨 发生 的时 段频 次具 有
桥位处缺乏实测流量资料 ， 又因工程规模小 ， 不 可能做大量的勘测和地区资料的整理工作 ， 但 当地 水 文气 象部 门有 较多 的 自记雨 量记 录和 定时 观测 雨
频繁。 暴雨主要出现在陇南东部， 占暴雨出现 日 数的 ８ ０ ％以上 。 西 北 出现 暴雨相对 较少 。 暴 雨 出现 的时 间 为５ 月～ ９ 月， ７ ～ ８ 月是陇南暴雨多发时期 ， ８ ０ ％的
暴 雨 出现在这 一时段 。从 降雨 量看 ， 陇南 的暴 雨强 度
３ 小流域洪水计 算方法
量的 ４ ７ ． １ ％ 一５ ２ ． ４ ％ ，从 ６～８月 的降 雨量 占全年 总
３ ． ２径流 形成法 近百 年来 ，小 流域 径流 流量 的推 理公 式数 以百
计， 主要有 两 大类 ： 一类 是根 据实 践经 验建 立径 流流 量与 径流 因素 函数 关系 的公 式 ， 即经验 公式 ； 二是 根 据径 流形 成 的 因素 和条 件 ， 通 过 分析 、 推理 而建立 的 径流流量 与径流 因素函数关 系的公式 ， 为成 因推理公
一
陇南地 区主要为黄土高原 向西秦岭地 区过渡段 ， 包括长江水系和 白龙江和西汉水中系中下游地区 ， 地处青藏高原 、 黄土高原和四川盆地三大单元之间 ，