第9章暴雨资料推求设计洪水

一、统计历时的设计点雨量计算 由设计流域中心点位置在各省区的水文手 册中查出那里的某统计历时暴雨的均值、 册中查出那里的某统计历时暴雨的均值、Cv 及
Cs/Cv→该统计历时的设计频率点雨量
二、用暴雨公式计算任一历时的设计点雨量 暴雨公式最常见的形式为
iTP = Sp Tn
（4-37）
T ——暴雨历时；h；
第九章 由暴雨资料推求设计洪水
§9-1 概述
一.为什么要采用这种途径
1. 实测流量资料不足 人类活动措施影响太大、 2. 人类活动措施影响太大、太复杂 3. 重要的设计洪水论证 4. 需要计算可能最大洪水 5. 雨量资料一般较多
二. 主要内容 设计暴雨（包括设计前期影响雨量）→[产流 设计暴雨（包括设计前期影响雨量）→[产流 计算] 设计净雨→[流域汇流计算） →[流域汇流计算 计算]→设计净雨→[流域汇流计算）→设计洪水 1. 设计暴雨 设计暴雨指形成设计洪水的暴雨。 设计暴雨指形成设计洪水的暴雨。实际 表明，某一设计频率的暴雨基本形成同频率的洪水， 表明，某一设计频率的暴雨基本形成同频率的洪水， 因此规范规定： 因此规范规定：设计暴雨即是与设计洪水同频率的 暴雨 设计暴雨量 设计暴雨量的时程分配 设计净雨=设计暴雨- 损失, 2. 设计净雨=设计暴雨- 损失,如降雨径流相关图法 设计洪水：对设计净雨进行汇流计算， 3. 设计洪水：对设计净雨进行汇流计算，如单位线 法
iTP ——历时为 T、频率为 P 的最大平均降雨强度，
mm/h，见图 9-4； SP ——T=1.0h 的最大平均降雨强度，与设计频率 p 有关；称雨力，mm/h； n ——暴雨衰减指数，T<1h 为 n0，1∼24h 为 n2 ， 在水文手册中查取。
图9-4 某站设计暴雨过程线示意图
有关， 雨力Sp与设计频率p有关，可由流域中心的设计24h雨量P24 推求： 推求：
§9-3 暴雨资料不足时设计暴雨的推求
暴雨资料不足指流域长期观测的雨量站不 够多，无法直接推求面雨量， 够多，无法直接推求面雨量，此时则需采用间接 方法来推求设计面雨量： 方法来推求设计面雨量： 先由流域中心附近的长期资料求出流域中 心处的设计点雨量→[暴雨点面关系] →[暴雨点面关系 心处的设计点雨量→[暴雨点面关系]→转换为设 计面雨量 一、设计点雨量计算 由流域中心附近的具有长期雨量资料的测站， 由流域中心附近的具有长期雨量资料的测站， 依据该站点的资料进行频率计算， 依据该站点的资料进行频率计算，求得设计流域 各种历时的设计点雨量 对计算成果作合理性检查
例如已求得某流域的Wm=120mm，百年一遇 =120mm， =400mm，百年一遇的（ 的3d设计暴雨量P1%=400mm，百年一遇的（P+Pa） =480mm， =480-400=80mm。 1%=480mm，则设计的Pa，1%=480-400=80mm。若计算的 Pa,p大于Wm时，则取等于Wm。 3. 扩展设计暴雨过程法 （三）推求设计净雨过程 和拟定的产流计算方案， 根据Pa,p和拟定的产流计算方案，便可用第八章 介绍的方法由设计暴雨过程推求设计净雨过程。 介绍的方法由设计暴雨过程推求设计净雨过程。 值得注意的是，产流计算方案外延的合理性 值得注意的是，
二、设计面暴雨量的推求 由点雨量与面雨量之间的关系（称暴雨点面关系） 由点雨量与面雨量之间的关系（称暴雨点面关系） 将设计点雨量转化为设计面雨量 将设计点雨量转化为设计面雨量 将一个水文分区中各流域的点面关系综合为如图 9-3所示的定点定面关系a∼T∼ F。图中a为流域中 心雨量折算为流域面雨量的系数，称点面系数， 心雨量折算为流域面雨量的系数，称点面系数， 而变化， 随所取的暴雨历时T和流域面积F而变化，它等于 历时T的流域面雨量与相应的流域中心点雨量的比 值。
（四）由设计净雨推求设计洪水 拟定地面汇流计算方案，如单位线法， 1. 拟定地面汇流计算方案，如单位线法，综合单位 线法 按拟定的地面汇流计算方案， 2. 按拟定的地面汇流计算方案，将地面净雨转化为 地面径流过程 3. 选定地下汇流计算方案，确定设计洪水的地下径 选定地下汇流计算方案， 流过程 4. 将地面、地下径流叠加，即得设计洪水过程 将地面、地下径流叠加，
式中 Pp——设计频率为p的设计暴雨量，mm； 设计频率为 的设计暴雨量，mm；
Pa,p——设计暴雨发生时的前期影响雨量，mm； 设计暴雨发生时的前期影响雨量， 设计暴雨发生时的前期影响雨量 mm；
与设计暴雨同频率的（ （P+Pa）p——与设计暴雨同频率的（P+Pa）值， 与设计暴雨同频率的 mm。 mm。 其中（P+Pa）p的计算方法是：对于某统计历时， 其中（ 的计算方法是：对于某统计历时， 在从实测暴雨资料摘录年最大暴雨量P时，还同时计 并求出（ ），于是有 算P的前期影响雨量Pa，并求出（P+Pa），于是有P和 两个系列，通过频率计算， （P+Pa）两个系列，通过频率计算，由前者求得设计 由后者求得同频率的（ 暴雨量Pp，由后者求得同频率的（P+Pa）p。
可能最大暴雨的估算（ §9-5 可能最大暴雨的估算（自学） ）
§9-6 由设计暴雨推求设计洪水
一、由设计暴雨推求设计净雨 设计暴雨扣除相应的损失， 设计暴雨扣除相应的损失，即得设计净雨 （一）拟定设计流域的产流计算方案 有暴雨径流资料时，可采用降雨径流相关图法、 有暴雨径流资料时，可采用降雨径流相关图法、 初损后损法等 缺乏暴雨径流资料时， 缺乏暴雨径流资料时，可采用省水文手册等规定 的方法 （二）确定设计暴雨的前期影响雨量Pa,p（或前期流 域蓄水量W 域蓄水量W）
P1%=0.92×30Hale Waihona Puke Baidu=276mm =0.92×
设计暴雨过程的确定——典型暴雨过程同频率 三、设计暴雨过程的确定 典型暴雨过程同频率 放大法 典型暴雨可在有长期观测的单站中选取
§9-4 暴雨资料缺乏时设计暴雨的推求
流域上完全没有长系列雨量资料： 流域上完全没有长系列雨量资料： 1.由省水文手册等文献刊载的暴雨统计参数 由省水文手册等文献刊载的暴雨统计参数（ 1.由省水文手册等文献刊载的暴雨统计参数（各 种历时的年最大点雨量均值、 等值线图和C 种历时的年最大点雨量均值、CV）等值线图和CS/ CV 分区图查得流域中心处各种历时暴雨的统计参数→ 分区图查得流域中心处各种历时暴雨的统计参数→ 绘出各种历时暴雨的理论频率曲线→ 绘出各种历时暴雨的理论频率曲线→由设计频率求 得各种历时的设计点雨量→2.通过暴雨公式转化为 得各种历时的设计点雨量→2.通过暴雨公式转化为 任一历时的设计点雨量→3.通过该区的暴雨点面关 任一历时的设计点雨量→3.通过该区的暴雨点面关 系求得任一历时的设计面雨量→4.按分区概化雨型 系求得任一历时的设计面雨量→4.按分区概化雨型 或移用的暴雨典型同频率控制放大， 或移用的暴雨典型同频率控制放大，得设计暴雨过 程
§9-2 暴雨资料充分时设计暴雨的推求
流域内及附近有足够多的雨量站、 流域内及附近有足够多的雨量站、且观测 资料足 够长，足以计算长系列的流域平均雨量（称面雨量） 够长，足以计算长系列的流域平均雨量（称面雨量） 一. 设计面暴雨量的计算 流域暴雨资料收集与审查→ 选样] 流域暴雨资料收集与审查→[选样]→每年各历 时的最大面雨量系列→ 频率计算] 时的最大面雨量系列→[频率计算]→各种历时面暴雨 量的理论频率曲线→ 设计频率] 量的理论频率曲线→[设计频率]→各种历时的设计面 雨量
PTP = iTp T = S PT 1−n
（9-2） 代入上式， 当T=24h时，PTp=P24p，n=n2，代入上式，得
S P = P24P × 24 n2 −1
（9-4） 即可按式（ 求得Sp后，即可按式（9-2）推求任一历时T的设计点 雨量
三、设计面雨量计算 各省、区的水文手册中， 各省、区的水文手册中，均刊有不同历时暴 雨的点面关系图或点面关系表， 雨的点面关系图或点面关系表，可根据流域位置查 取点面系数a，将设计点雨量转换为设计面雨量 四、设计暴雨的时程分配 常采用分区概化时程分配雨型来推求。 常采用分区概化时程分配雨型来推求。如表 9-1便是某省第二水文分区的概化时程分配雨型
图9-3 某水文分区定点定面暴雨点面关系曲线
依据暴雨点面关系求设计面雨量： 依据暴雨点面关系求设计面雨量：例如在 所代表的水文分区中的某流域， 图9-3所代表的水文分区中的某流域，流域面积 流域中心百年一遇1d暴雨为300mm 1d暴雨为300mm， 为500km2，流域中心百年一遇1d暴雨为300mm，由 =0.92，故该流域百年一遇1d 图上查得点面系数a=0.92，故该流域百年一遇1d 面雨量为
面暴雨量的插补延长 特大暴雨调查、 特大暴雨调查、移置及处理 成果合理性分析 二、设计暴雨时程分配 典型暴雨过程的选择；选择原则与选典型洪 典型暴雨过程的选择； 水类似 同频率控制放大法， 同频率控制放大法，按各时段设计雨量对典 型放大，得设计暴雨的时程分配。 型放大，得设计暴雨的时程分配。由于暴雨 过程一般以柱状图表示， 过程一般以柱状图表示，所以不需修匀
（二）确定设计暴雨的前期影响雨量Pa,p （或前期流域蓄 水量W） 1．Wm折算法
Pa,p=γWm γ=0.5∼0.8，对于千年一遇以上的设计暴 =0.5∼0.8， 安全计， 雨，为 安全计，还可取γ =1.0
同频率法： 2．同频率法： 按下式推求 Pa,p=(P+Pa)p - Pp
(4(4-9)