广东省洪峰流量计算(经验公式)
用EXCEL进行洪峰流量计算说明
用EXCEL进行洪峰流量计算一、前言在水利工作中，经常需要计算设计洪水的洪峰流量，如水库的调洪演算、防洪堤的高度、拦沙坝的大小等等许许多多方面，都要知道洪峰流量的大小，推求洪峰流量一般有4种方法，一种是根据流量资料，通过频率的分析计算来求出设计洪水的洪峰流量；第二种是根据暴雨资料，通过频率计算求出设计暴雨，再通过流域的产流和汇流计算，推求出设计洪水的洪峰流量；第三种是经验公式法，利用简化的经验公式来估算设计洪水的洪峰流量；第四种是推理公式法。
在缺乏资料的小流域内，利用推理公式是推求洪峰量的主要方法。
由推理公式计算设计洪峰流量，需要计算三个方程：从以上的公式可看出，要求得洪峰流量Qm，必须求得Ψ和τ的值，而Ψ和τ互为参变，传统的方法是通过图解法和诺模图法求解，图解法需要画图，比较麻烦，诺模图法需要查图，容易出错，精度也不高。
还有没有快捷而又精准的方法呢答案是肯定的，这就是用EXCEL来计算洪峰流量。
EXCEL是我们常用的软件，其简洁的界面、丰富的函数、可编程的宏语言常常使我们事半功倍，工作轻松而更有效率。
下面就用推理公式法推求洪峰流量为例，介绍EXCEL在其中的应用。
二、计算方法为使叙述清晰易懂，下面以用编辑好的表格为例，介绍在EXCEL表格中用推理公式计算洪峰流量的方法。
见图1。
图1首先，在1至10行输入要用到的基本公式，目的是让人一目了然，了解计算的来龙去脉，也便于以后的理解。
@在14至18行输入基本数据，包括流域面积、河流长度、河道平均坡降、暴雨衰减指数、流域中心最大24小时降雨量，其中暴雨衰减指数和最大24小时降雨量可以从水文手册上查取，有条件的最好将之扫描下来，保存到表格文件的同一目录下，在计算表格中用超级链接将之链接起来，今后查算就十分方便了，再也不用东翻西找，鼠标一点超级链接就可查算。
第20至24行是计算雨力的值，最大24小时降雨量变差系数可由水文手册上查取，偏差系数一般采用变差系数的倍值，离均系数与设计频率有关，可查表计算，将离均系数表全部录入，放入另一张工作表中，见图2：图2我们一般常用的频率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇，为实现离均系数自动查算，还需要动一番脑筋，离均系数表的横列为频率，纵列是Cs值，在离均系数表的N3和N4单元格中分别填入“=推理公式法!E21”、“=100/推理公式法!F22”，在N9单元格中填入：“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(AD DRESS(4,14,)),2:2,1)))+(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1)+ 1,MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1)))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRE SS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1))))*(N3-INDIRECT(ADDRESS (MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1)))/(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(AD DRESS(3,14,)),A:A,1)+1,1))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A, 1),1)))”，这个算式的作用是用提供的频率和Cs值通过内插法得出离均系数的值，其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三个函数，其用法可以参看EXCEL的帮助。
1洪峰流量计算
1洪峰流量计算
控制流域面积1km2，流域属黄土丘陵沟壑区第Ⅱ副区，由于流域面积较小，无实测和调查洪水资料，所以洪峰流量计算采用《榆林地区实用水文手册》中汇水面积相关法计算，计算公式为：
Q p=C p×F n
式中：Q p—频率为P的设计洪峰流量；
C P—不同频率的地理参数；
n—经验指数；
F—流域面积，km2。
从《榆林地区实用水文手册图集》中查得该流域位于Ⅱ区，n=0.69，C10=23.9，C20=32.5，C30=44.2，C50=52.7，C100=60.1，C200=75.1，C300=83.2，F=1km2，计算结果见表1。
2洪水总量计算
采用《水土保持治沟骨干工程技术规范》推荐的公式计算：
W P=0.1·α·H24P·F
H24P=Kp·H24P
式中：W P——频率为P的设计洪水总量（万m3）；
α——24小时洪量径流系数；
H24P——频率为P的24小时暴雨量(mm)；
H24P——多年平均最大24小时暴雨量均值（mm）。
其它符号含义同前。
由《榆林地区实用水文手册》查得，k10=1.83，k20=2.30，k30=2.51，k50=2.94，k100=3.44，k200=3.92，k300=4.22，α10=0.22，α20=0.26，α30=0.28，α50=0.29，α100=0.30，α200=0.31，α300=0.32，H24=57mm，C V=0.65，Cs/Cv=3.5，经计算得不同频率的设计洪水总量和24小时暴雨量见表1。
不同频率洪峰流量和洪水总量表
表1。
洪峰流量计算
洪峰流量计算8.7.3推理公式法计算设计洪峰流量推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求设计洪水的一种方法。
1.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X便可求得设计洪峰流量Qp，即Qm，及相应的流域汇流时间τ。
计算中涉及三类共7个参数，即流域特征参数F、L、J；暴雨特征参数S、n；产汇流参数μ、m。
为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定有关参数。
对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。
从公式可知，洪峰流量Qm和汇流时间τ互为隐函数，而径流系数ψ对于全面汇流和部分汇流公式又不同，因而需有试算法或图解法求解。
1. 试算法该法是以试算的方式联解式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），步骤如下：①通过对设计流域调查了解，结合水文手册及流域地形图，确定流域的几何特征值F、L、J，设计暴雨的统计参数（均值、C V、Cs / C V）及暴雨公式中的参数n（或n1、n2），损失参数μ及汇流参数m。
②计算设计暴雨的Sp、X TP，进而由损失参数μ计算设计净雨的T B、R B。
③将F、L、J、T B、R B、m代入式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），其中仅剩下Q m、τ、Rs,τ未知，但Rs,τ与τ有关，故可求解。
④用试算法求解。
先设一个Q m，代入式（8.7.6）得到一个相应的τ，将它与t c比较，判断属于何种汇流情况，再将该τ值代入式（8.7.4）或式（8.7.5），又求得一个Q m，若与假设的一致（误差不超过1%），则该Q m及τ即为所求；否则，另设Q m仿以上步骤试算，直到两式都能共同满足为止。
试算法计算框图如图8.7.1。
图8.7.1 推理公式法计算设计洪峰流量流程图2. 图解交点法该法是对（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6）分别作曲线Q m~τ及τ~ Q m，点绘在一张图上，如图8.7.2所示。
两线交点的读数显然同时满足式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），因此交点读数Q m、τ即为该方程组的解。
小面积山坡洪水流量计算方法分析
小面积山坡洪水流量计算方法分析陈汉杰;刘晓鹏【摘要】在小面积(小于1km2)无明显沟渠的山坡洪水计算中,如采用一般大流域的洪水计算方法(综合单位线法、推理公式法),由于山坡地形的特殊性,计算所需的产、汇流参数不一定适用,由此推算的设计洪水也不一定符合工程实际情况.该文以某小区周边山坡排水设计为例,对小面积山坡排水设计进行探讨,供同类工程参考.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2010(000)011【总页数】4页(P56-58,68)【关键词】小面积山坡;截洪沟;洪水计算;排水设计【作者】陈汉杰;刘晓鹏【作者单位】广州市水务规划勘测设计研究院,广东,广州,510640;广州市水务规划勘测设计研究院,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TV122+.3引言近年来,各地城市化进程不断加快,越来越多的开发项目兴建在山区或丘陵地区,这也使山坡排洪问题显得日益突出。
需要建设相应的山坡排洪设施,以保障小区安全,然而要确定排洪设施规模就必须推算相应的洪峰流量。
推求设计洪水的基本方法有 3种类型：由实测流量资料推求设计洪水;由暴雨资料推求设计洪水;由水文气象资料推求设计洪水[1]。
城镇小汇水面积一般无实测流量资料,设计洪水的推求一般由暴雨资料推求设计洪水。
目前,一般城建区的洪水计算方法主要有水利部门的计算方法及城建部门两套方法。
传统的水利部门洪水计算方法是针对大流域的,小面积山坡地形所需的产、汇流参数能否适用?按照城建部门的洪水推算方法推算的设计洪水又符不符合工程实际情况?小面积山坡洪水计算要如何计算?为了回答这些问题,本文试图对小汇水面积设计洪水计算方法进行全面介绍,并对常用方法计算结果进行对比分析,以期对小面积山坡排水工程设计洪水的计算有所帮助。
1 洪水计算方法由于小面积山坡地形的特殊性,目前还没有一套完整规范的计算方法,工程设计主要还是采用水利部门的洪水计算方法或者当地经验公式。
设计洪峰流量与水位计算
xj——特大洪水；xi——一般洪水
WUHEE
Cs值：
对于Cv≤0.5的地区，Cs=(3～4）Cv； 对于0.5<Cv≤1.0的地区，Cs=(2.5～3.5）Cv； 对于Cv>1.0的地区，Cs=(2～3）Cv； 此外，还可以采用权函数法来估计 Cs。
WUHEE
二、设计洪量的推求
Q(m3/s)
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).
WUHEE
QN
QN
实测期
实测期
历史调查期
历史调查期
资料内特大洪水
资料外特大洪水 (历史特大洪水)
一般
K N QN / Q 2
时，QN可以考虑作为特大洪水处理。
WUHEE
WUHEE
三、设计洪水的计算途径 1.由流量资料推求设计洪水
2.由暴雨资料推求设计洪水
2.地区综合法推求设计洪水
WUHEE
第二节 由流量资料推求设计洪水 一、设计洪峰流量的推求 1.资料审查
“三性”审查： 可靠性、一致性、代表性
（1）资料可靠性的审查与改正 实测洪水资料： 对测验和整编进行检查，重点放在观测与整编质量 较差的年份。包括水位观测、流量测验、水位流量关 系等。 历史洪水资料： 一是调查计算的洪峰流量可靠性；二是审查洪水发 生的年份的准确性。
WUHEE
（2） 资料一致性的审查与还原 所谓洪水资料的一致性，就是产生各年洪水的流 域产流和汇流条件在调查观测期中应基本相同。 如果发生了较大的变化，需要将变化后的资料还 原到原先天然状态的基础上，以保证抽样的随机性（ 减少人为的干扰），和能与历史资料组成一个具有一 致性的系列。 例如上游建了比较大的水库，则应把建库后的资 料通过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。
暴雨产流计算(推理公式广东省)讲课讲稿
θ＜100
θ≥100
海南
1.33
1.16
1.33
低丘平原
0.88
0.74
0.88
高丘区
1.10
0.95
1.10
山区
1.81
1.62
1.81
广东省暴雨点 面关系表：设
暴雨历时
t 1h 6h 24h 3d 广东省产流分 区fc、f3d参数
分区
内陆 粤东沿海、珠 江三角洲 粤西沿海
1 10 0.976 0.987 1 1
23.4 10.5 10.2
20.5 17.4
3.7
3.4
3.5
6.4
5.7
3.8
5.7
6.4
7
8.7
7.5
5.7
2.9
6.5
2.3
3.9
9.3
12.1
1.7
2
3
3.3
6.9
6.6
10.7
11.3
9.9
13
2
1.9
2.8
6.1
5.8
8.6
1.9
4.9
2.7
3.8
2.3
2.7
4.3
4.5
5.6
5.4
7.4
10 0.976 0.968 0.987 0.982
1 1 1 1
69.9
20 0.96 0.947 0.9795 0.968 0.9885 0.986
1 0.991
40.2 61.6 47.5 26.5
65.6 36.7 30.7 48.7 48.2 54.7
30 0.945 0.93 0.9706 0.957 0.983 0.981 0.9886 0.984
设计洪峰流量与水位计算
xNa xnl
Na nl
则可导出：
x
1 N
a xj j1
N a n j
n xi
i l 1
Cv
1 x
1 a
N
1
j 1
xj
x
2
N n
a l
i
n l 1
xi
x
2
WUHEE
xj——特大洪水；xi——一般洪水
1867
1852 1832 1921
1921 1949 1903
1949
1832
WUHEE
1903
N2=141
1935
N1=70
n=33
1972
调查期N2=141： 1867年
独立21
1 1411
0.0071
1852年 1832年
2
PM 22 1411 0.0141 同独立样本法
WUHEE
（3）考虑特大洪水时经验频率的估算
加入特大洪水后，资料系列的特征： 1）连序系列和不连序系列：
缺测
所谓“连序”与“不连序”，不是指时间上连续与否 ，只是说所构成的样本中间有无空位。
WUHEE
所以特大洪水加入系列后，样本成为不连 序系列，其经验频率和统计参数的计算与连序 系列不同。这样就要研究有特大洪水时的经验 频率和统计参数的计算方法，称为特大洪水处 理。
1903年
PM 13
3 70 1
0.0423
PM13 0.0282 (1 0.0282 ) 2 0.0559 70
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 +=。