基于DEM的山区小型水库设计洪水计算方法及应用
某小型水库工程设计洪水分析计算
分析ꎬ用 Ｐ － Ⅲ曲线适线ꎬ求得多年平均最大日暴
设计流域无实测暴雨资料ꎬ暴雨分析采用邻
量 ７１３ × １０ ４ ｍ３ ꎬ并灌溉 ５０ ｈｍ２ ( 全为水田) 耕地ꎬ
站 １９６１ － ２０１６ 年共 ５６ 年最大日暴雨量资料统计
水量 １４２ × １０ ４ ｍ３ ꎮ
－
雨量 Ｈ 日 ＝ ７６ ９ ｍｍꎬＣｖ ＝ ０ ３６ꎬＣｓ ＝ ３ ５Ｃｖꎬ取最
调查、地区等值线图综合分析取值ꎬ 验证设计洪水成果合理性ꎬ 为水库的建设提供可靠的
依据ꎮ
[ 关键词] 设计暴雨ꎻ设计洪水ꎻ分析计算ꎻ水库
[ 中图分类号] ＴＶ１２２ [ 文献标识码] Ａ [ 文章编号] １００６ － ７１７５(２０２０)０２ － ００１２ － ０４
Ｄｅｓｉｇｎ Ｆｌｏｏｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｍａｌｌ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｐｒｏｊｅｃｔ
厂( 规划水场工业园区水厂) ꎬ向水场工业园区供
现已建成的水场乡水厂ꎬ供原有用户人饮用水ꎬ
３ １ １ 暴雨等产汇流参数统计分析
Ｐ ＝ ９５％ 的供水量 ２９ × １０ ４ ｍ３ ꎮ Ｐ ＝ ９５％ 年供水
近气象站最大一日暴雨资料ꎮ 通过对龙里气象
Ｐ ＝ ８０％ 灌溉用水量为 ４０ ３ × １０ ４ ｍ３ ꎻ下放环境
水厂ꎬ直接向贵龙城市经济带供水ꎬＰ ＝ ９５％ 的供
由于水库流域内无实测降水、流量资料ꎬ本
水量 ５７用暴雨洪水法、水文比拟法
水ꎬＰ ＝ ９５％ 的供水量 １１０ × １０ ４ ｍ３ ꎻ③是输水到
取值ꎮ
和推理公 式 法 进 行 对 比 分 析 计 算ꎬ 综 合 比 较 后
ａｂｌｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
某小一型水库设计洪水分析计算
某小一型水库设计洪水分析计算发布时间：2023-02-20T08:37:46.060Z 来源：《新型城镇化》2022年24期作者：叶凤艳[导读] 当流域内缺乏实测水文资料和相关的水文成果是，可以结合邻近地区的雨量站实测数据，结合本流域的暴雨洪水特性，采用“暴雨洪水法”，推求水库的设计设计洪水及其过程线。
分析结果表明，某小一型水库坝址处300年一遇设计洪峰流量为48.88m3/s；30年一遇设计洪峰流量为31.97m3/s；5年一遇设计洪峰流量为17.62m3/s。
云南省设计院集团有限公司云南昆明 650118摘要：当流域内缺乏实测水文资料和相关的水文成果是，可以结合邻近地区的雨量站实测数据，结合本流域的暴雨洪水特性，采用“暴雨洪水法”，推求水库的设计设计洪水及其过程线。
分析结果表明，某小一型水库坝址处300年一遇设计洪峰流量为48.88m3/s；30年一遇设计洪峰流量为31.97m3/s；5年一遇设计洪峰流量为17.62m3/s。
关键词：暴雨洪水；设计洪水；小一型水库设计洪水是指符合工程设计中防洪标准要求的洪水，当地可能出现的洪水。
水库设计洪水分析是水库规划和工程设计的重要内容，对水库的工程规模具有决定性意义。
设计洪水三要素为设计洪峰流量、设计洪亮和设计洪水工程线。
目前常用的方法有：直接法和间接法、地区综合法等，本文以间接法推求某小一型水库设计洪水，为确立水库工程规模等提供支撑依据。
1 流域概况某小一型水库位于江西省丰城市白土镇杨坊村委会杨坊村，与丰城市城区相隔大约28km，距离白土镇5km，坝址以上控制的流域集水面积为2.42km2，主河长为1.4km，主河纵比降为7.76%。
水库周围自然环境良好，下垫面条件优越。
流域区地势低，属于低山丘陵区，山峦叠翠。
植被破坏率低，森林的覆盖率高达80%左右，河床中泥沙淤积量少，多为卵石或者卵石夹砂。
该水利工程开发运行的只要目的就是解决下游丘陵、平原区的灌溉用水问题，同时为减轻下游的水旱灾害提供条件，为水库去居民提供水产养殖等提供便利，其是一座以灌溉为主，兼防洪和养殖等的综合型利用水库。
基于DEM与遥感影像的水库库容快速估算
基于DEM与遥感影像的水库库容快速估算许叙源【摘要】遥感技术周期性、宏观性、实时性等优点,使其在监测库容具有无可比拟的优势.为了给水库管理提供一种快速估算库容的方法,利用DEM建立新丰江水库"库面积-库容"模型,并从不同时相的中巴影像中提取库面积,再利用模型计算库容;继而获取每一时相的水库水位观测值,利用水库固有的"库容曲线"计算库容.最后将两个结果进行比较分析,发现前者与后者的相对误差最小只有0.47％,大部分不超过10％,且具有很好的相关性.模型估算精度虽达不到传统测量计算方法,但其快速性、周期性、低成本是传统方法无法比拟的.实验结论表明,利用DEM与遥感技术监测库容,具有较好的实用价值.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P7-10)【关键词】DEM;遥感影像;库容;新丰江水库【作者】许叙源【作者单位】广东省水利电力勘测设计研究院, 广东广州 510635【正文语种】中文【中图分类】TP79;TV697.21 概述遥感技术具备周期性、宏观性、实时性等优点，使其在水库水资源监测方面，具有无可比拟的优势。
国内学者利用水文观测数据、中低分辨率遥感影像计算水库面积，从而建立库容模型，完成水库库容测算[1-3]。
库容是水库管理的基本依据，及时获得库容对水库管理具有重要意义。
而库容是随着水库周边建设变化、库底淤积而变化的，及时获得库容并不是简单的工作。
传统的库容求取方法依托于测绘手段，通过对水底地形成图，结合水位合成三维信息，并计算库容，生成库容曲线。
在水库库底地形变化不大，精度上不需要达到测绘手段的效果，且想快速获得库容，遥感技术则具有明显的优势。
特别对于某些地区，大多水库由电力公司承包，其水量调度由电力公司直接操控，政府部门较难及时、准确地获取库容。
实验利用DEM(数字高程模型)及较高分辨率遥感影像建立“库面积-库容”模型，能够实现库容快速、准确的获取。
基于DEM的资料短缺地区设计洪水推求
件、 土壤 类 型 、 被 、 地 利 用 等 ） 于 模 型 的参 数 植 土 用
估算 。这些地貌特征信息 的输入提高 了资料短
缺 流域水 文模 拟模 型 的确定 性 。
２ 流 域 概 况
福州市位 于福建 省 的东部 、 闽江 中下游 ， 面积 总
为 １ ８ ｍ ， ２１４ｋ 海拔多为 ６０～ ０ 属 于典型河 口 Ｏ ｌ ０ｍ， ０
貌特 征信 息模 拟资 料短 缺地 区径 流时存 在 的一些 问
等 １ 条河道排入江北 中心城区水系 ， １ 山区洪水与城
区洪水相 遇后 一起 排入 闽江 。 因此对 北部 山 区进行
题 。在国外 ， 典型的研究主要有用分解法进行资
料短 缺流 域 的水文 预 报 ， 实 际 上 是 我 国地 区综 合 它 法 的一个 特例 。
基于 Ｄ Ｍ 的资料短缺地 区设 计洪水推求 Ｅ
张 婷 ，冯 平
（ 天津大学水利 工程仿真与安全 国家重点实验室 ， 天津 ３０ ７ ） ００ ２
［ 摘要 ］ 以缺 少径 流资料的福州市北部山区流域为例 ， 通过数字高 程模型 （ Ｅ 技术 与新安江 三水源模 型 Ｄ Ｍ） 相结合的方法 ， 探讨 了资料短缺地 区设计洪水 的计算方 法。通过参证 站水文模 型参 数的移用 ， 解决 了流域 内 其他子流域 的产汇流参数 的估算 问题。在汇流计 算 中， 通过 Ｄ Ｍ 推求等流 时线 ， Ｅ 避免 了在地 图上 勾绘等 流 时线 的繁琐工作 。随着全 国各地数字高程模型 的建立 ， 将其 运用 到水 文计算 当中有重要 的现实意义 。 ［ 关键词 ］ 资料短缺地区 ； 设计洪水 ； 数字高程模型 （ Ｅ ； Ｄ Ｍ） 等流时线 ［ 中图分 类号］ Ｔ １２ ３ ［ Ｖ ２ ． 文献标识码 ］ Ａ ［ 文章编号 ］ １０ ０ ９—１４ （０ １ １ ０ ６ ０ ７ ２ ２ １ ）２— ０ ８— ６
科技成果——小型水库群实时洪水预报技术
科技成果——小型水库群实时洪水预报技术
技术开发单位
河海大学
成果简介
构建了融合遥感影像解译与支持向量机智能学习的地形地貌参数-水库库容定量关系模型，推算了水库资料缺失地区的小型水库库容信息，耦合集成了新安江-水库模型，解决了无小型水库资料或资料短缺的流域洪水预报难题；集成了一种全过程联合校正的洪水预报修正方法，建立雨量站网密度与洪水预报误差分配比例之间的定量关系，基于系统响应理论，实现了输入误差与模型误差的全过程联合校正，显著提升误差修正效果，提高洪水预报精度。
技术特点
该实时洪水预报技术已应用于全国不同地貌区68个流域8176场次的洪水模拟及实时洪水预报，流域面积共计128552km2，共推算了3977个小型水库的库容数据；共有89.3%的流域洪水模拟/预报效果符合《水文情报预报规范》（GBT22482-2008）要求，其中47个流域应用结果很好（即：洪量相对误差和洪峰相对误差均值不超过20%，确定性系数大于0.70的场次比例达到70%以上），约占总流域数的69.12%。
适用范围
适用于流域洪水预报、中长期径流预报、山洪灾害预警、水资源评价、水土保持措施效果评价。
山区小流域分布式单位线计算方法应用
山区小流域分布式单位线计算方法应用程双虎;胡春歧;马存湖【摘要】基于GIS及DEM的分布式单位线分析方法为无资料小流域洪水汇流计算提供了有用工具.将分布式单位线法用于大阁流域,对5场洪水的模拟结果表明,洪峰相对误差均小于10％,洪量误差均小于20％,峰现时间误差均小于0.5h,确定性系数均在0.8以上,得到了很好的模拟结果.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2015(013)001【总页数】4页(P189-192)【关键词】山区小流域;分布式单位线;洪水【作者】程双虎;胡春歧;马存湖【作者单位】河北省水文水资源勘测局,石家庄050031;河北省水文水资源勘测局,石家庄050031;河北省水文水资源勘测局,石家庄050031【正文语种】中文【中图分类】P333流域上的降雨径流必须经过流域汇流过程才能形成流域出口的流量过程。
由于流域汇流的复杂性，尚不能用水力学的方法求解水流的运动过程，因此，不得不对其进行概化，将流域作为一个动力系统,流域汇流则是系统将净雨输入转变成流量过程输出[1-5]。
单位线是对流域汇流概化的一个主要途径。
概化单位线方法简明易用，且具有一定的应用精度，在水文预报及水文计算中得到了广泛的应用。
但是采用出口断面的水文资料反推单位线的曲线形式，仅能反映流域水体分配沿流程的变化及一次洪水随时间变化的平均情况，而没有与流域上对汇流有影响的特性(流域形状、地形地貌特征、坡度等)直接联系起来，没有明确的产流场和传播场，因此只能停留在经验关系上[6-11]。
考虑到降雨和下垫面特征的空间分布不均匀性，特别是局部防洪的要求，需要对预报流域离散，而离散后的计算单元是没有实测水文资料的，难以利用传统的单位线分析方法，因此必须解决无实测资料地区单位线的分析问题[12-15]。
虽然对于参数单位线法和综合单位线来说，也可以利用流域特征分析出单位线，但只能得到单位线的特征值，还必须对单位线的形状进行概化才能得到完整的单位线。
小水库洪水核算办法
附件：省小型水库洪水核算方法〔试行〕前言《省小型水库洪水核算方法》〔试行〕是为适应新形势下小型水库除险加固需要而制定的。
本方法依据水利部《水利水电工程等级划分与洪水标准》SL252-2000、《水利水电工程设计洪水计算规》〔SL44-2006〕、《碾压式土石坝设计规》〔SL274-2001〕和《省水文图集》的有关分析成果，在原省水利局暴雨洪水组1979年6月编印的《省小型水库洪水核算方法》根底上修订完成的。
在山丘区小型水库防洪平安复核、控制运用、加固设计等工作中应以本方法为主，其它各法可作验证参考。
本方法提供了洪峰流量、洪水总量以与调洪演算方法，适用我省流域面积在1到30平方千米的小型水库保平安洪水核算使用。
对有闸控制或流域面积大于30平方千米的小型水库，应使用《省大、中型水库防洪平安复核洪水计算方法》进展核算，设计洪水流量过程应采用瞬时单位线法，其中流域面积小于50平方千米的水库时段长建议取0.5小时，瞬时单位线参数M1与0.5小时单位线关系表可参考《省水文图集》。
流域面积小于1平方千米的小〔2〕型水库，应按本方法计算的洪峰、洪量分别加大10%后，再进展调洪。
请各单位在使用过程中注意结合实际, 与时总结经历,如有问题请函告省水利厅。
1小型水库设计洪水标准小型水库设计洪水标准，按照水利部《水利水电工程等级划分与洪水标准》(SL252-2000)选取。
小型水库永久性水工建筑物的洪水标准，应按山区、丘陵区或平原、滨海区分别确定。
山区、丘陵区永久性水工建筑物洪水标准[重现期〔年〕]按表1选用。
平原、滨海区永久性水工建筑物洪水标准[重现期〔年〕]按表2选用。
当山区、丘陵区的小型水库坝上下于15m，上下游最大水头差小于10m时，且失事后对下游防洪影响不大时，其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定；当平原、滨海区的小型水库坝高高于15m，且上下游最大水头差大于10m时，其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。
小〔1〕型、小〔2〕型水库的消能防冲建筑物洪水重现期分别取20年、10年。
基于DEM的资料短缺地区设计洪水推求
基于DEM的资料短缺地区设计洪水推求张婷;冯平【摘要】In this paper, the northern mountainous area of Fuzhou City which is an ungauged basin has been taken for example to discuss the method of design flood calculation by means of combining the DEM ( digital elevation model) and the Xin' anjiang model (three components). The problem of estimating the parameters of the runoff model has been solved by using the parameters of the reference station. In the convergence calculation, the isochrones are obtained by DEM which helps to avoid the cumbersome work of drawing them on the map. With the establishment of the digital elevation model throughout the country, it is practically significant to use it in the hydro-logical estimation.%以缺少径流资料的福州市北部山区流域为例,通过数字高程模型(DEM)技术与新安江三水源模型相结合的方法,探讨了资料短缺地区设计洪水的计算方法.通过参证站水文模型参数的移用,解决了流域内其他子流域的产汇流参数的估算问题.在汇流计算中,通过DEM推求等流时线,避免了在地图上勾绘等流时线的繁琐工作.随着全国各地数字高程模型的建立,将其运用到水文计算当中有重要的现实意义.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2011(013)012【总页数】6页(P68-73)【关键词】资料短缺地区;设计洪水;数字高程模型(DEM);等流时线【作者】张婷;冯平【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TV122+.31 前言资料短缺地区的水文研究从20世纪90年代开始逐步被全球的水文工作者所重视［1］。
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（ １ ） 计算 基本 公式
Ｑ … ＝ｏ ． ２ ７ ８ Ｆ
庙 源 溪 无 资 料 小 流 域 的 流 域 特 征 值 与 水 文 统 计 参数 。
姜 彪 ，李 成振 ，丁 曼
（ １ ．中水 东 北 勘 测 设 计 研 究 有 限 责 任 公 司 ，吉 林 长 春 １ ３ ０ ０ ２ １ ；２ ．吉林 省 水 利 水 电 勘 测 设 计 研 究 院 ，吉 林 长 春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
摘 要 ：山 区 小 型 水 库 一般 缺 乏 实 测 洪 水 与 流域 特 征 值 资 料 ，在 进 行 除 险加 固等 工 程 设 计 中 ，洪 水 计 算 是 设 计 工 作 的 重要 环 节 。 文 中介 绍 了基 于 Ｄ Ｅ Ｍ 的 山 区 小型 水 库 洪水 计 算 方 法 并进 行 了应 用 ，该 方 法 可 以 利 用 下 载 的 Ｄ Ｅ Ｍ 数 据 与 水 库 坝 址 位 置 坐 标 资料 ，在 Ｇ Ｉ Ｓ平 台 下 生成 Ｓ ＷＡ Ｔ流 域 模 型 ，对 水 库 坝 址 以上 流 域 进 行 子 流 域 划 分 ，提 取 和 分析 设 计 洪峰 流 量 计 算 所 需要 的 流 域 特征 值 ，然后 采 用 罗氏 法 与 水 科 所 法 两种 方 法 进 行 对 比计 算 ，得 出水 库 坝 址
年代 ，水 库集 水 面积小 ，上 游无 人库 洪 水 等水 文观 测 资料 。在进 行小 型水 库 除险加 固时 ，对水 库 坝址 洪 水 的计 算 与复 核成 为设计 工作 中的重 点 。文 中将 Ｄ Ｅ Ｍ数据与 Ｇ Ｉ Ｓ技 术 应 用 于 无 资料 地 区洪 水 计 算 中 ，介 绍 了基 于 Ｄ Ｅ Ｍ 的 山 区小 型 水 库设 计 洪水 计 算 方法 ，并 以吉 林 省 舒 兰 市某 小 （ ２ ） 型水库为例 ，
水利 规划 与设 计
水 文 水 资 源
２ ． ２ 洪峰 流量 计算 方法 小 流域 暴雨 推求 设计 洪水 一般 采 用水 科 所法 与 罗 氏法 两种 方法 进行 对 比计算 。
２ ． ２ ． １ 水 科 所 法
统在水 文 水资 源领 域 的不断 应用 ，通 过 建立 相 应 的
模 型对 无 资料地 区 流域特 性进 行分 析 成 为 可能 。 张 婷 等利 用 Ｄ Ｅ Ｍ 数 据 对 缺少 径 流 资 料 的福 州 北 部 山
如图 １ 所示 ：
进行 长系列 的水 文频率 分析 ，得 出不 同频 率 的设 计 洪 水成 果 。在工 程设计 中 ，经常 也会 推求 无 资 料地 区工 程 的设计 洪水 ，如 在计算 小 流域 设计 洪 水 、小 型水 库 坝址洪 水 时 ，往 往 因为缺 乏 实测 资料 ，而需
要 采取 间接方 法进 行设 计洪 水 的推求 。
对 该方 法进行 了应 用 。
图 １ 基于 Ｄ Ｅ Ｍ 的 山区 小型水 库设 计 洪水 计算 思路
２ 思 路 与 方 法
小 型水 库工 程一般 对 洪水 的调 节 能力 较 小 ，工 作者简介： 姜 彪（ １ ９ ８ ６ 年～） ， 男， 工程师。
・
５ ３・
２ ０ １ ５年第 ８ 期
间接方法 主要 有 ：（ １ ） 综合 分 析 区域 内具 有 观 测 资料 的小流 域或 水文 测站 的设 计洪 水 成果 ，绘 制 地 区综 合线 ，建 立 经 验公 式 推求 流 域 的设 计 洪 水 ；
（ ２ ） 由流 域 内设计 暴雨 推求设 计洪 水 。 我 国 山区小 型水库 一般 建成 于上 世 纪 五 、六 十
断面的设计洪 Ｅ Ｍ ；Ｇ Ｉ Ｓ ；洪 水 计 算 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｖ １ ２ ２ ． ３ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ２ — ２ ４ ６ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ — ０ ０ ５ ３ — ０ ４
程 规模 主要 受洪 峰流 量控 制 ，在 小 型水 库设 计 和 除
１ 引言
设计 洪水 的计 算 是 水 利 水 电工 程 设 计 的基 础 ，
险加 固 中 ，需 要 以坝 址 洪 峰 流 量 为 主要 设 计 依 据 。
以下介 绍 基 于 Ｄ Ｅ Ｍ 基础数据 建立流域 划分模型 ，
水 文水 资源
ＯＯｌ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ２ ４ ６ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ８ ． ０ １ ８
水利规划与设计
２ ０ １ ５ 年第 ８ 期
基于 Ｄ Ｅ Ｍ 的 山 区小 型 水 库 设 计 洪水 计 算 方 法及 应 用
是确 保 工程设 计可 靠 、运行 安全 的重 要保 障 。对 于
大 型水利 水 电工 程 ，一般 在 流 域 上 均 设 有 水 文 站 ， 在洪 水计 算 时可 以根 据水 文测 站 的实 测 统 计 资 料 ，
提取 流域特 征值 ，采 用 流域设计 暴 雨推 求 设计 洪水 的计算 思 路与方 法 。 ２ ． １ 山区小 型水 库洪 水计 算思 路 小型水 库 坝址 以上 流域特 征值 是计 算 坝址 洪 峰 流量 的重要 参 数 ，首 先 下载 覆 盖流 域 内的 Ｄ Ｅ Ｍ（ 数 字高 程模 型 ） 数据 ，利用 Ｇ Ｉ Ｓ平 台下 的 Ｓ ＷＡ Ｔ模 型 提取 小型水 库 坝址 以上 流域 的特 征值 ，然 后根 据 流 域设 计暴 雨与设 计净 雨 推算结 果 。采 用 罗 氏法 、水 科所 法两 种方 法计算 坝 址洪 峰流 量 ，对 比分 析计 算 成果 ，确定 水 库设计 所采 用 的洪 峰流 量 。具体 思 路