暴雨洪水计算分析
由设计暴雨推求设计洪水

汇流方案——单位线:
由单位线的两个假定可知,汇流方案都属于“线 性系统”。对于实测暴雨,精度可以满足要求,对于 罕见的大暴雨,线性假定可能导致相当大的误差。
因此必须注意汇流方案在特大暴雨条件下的适用性 。尽量选用实测大洪水资料分析得到的汇流方案(单 位线),避免外延过远而扩大误差。
用一般常遇洪水分析得到的单位线推求设计洪水, 与由特大洪水资料分析的单位线推流,成果可能相差 很大,其差值可达20%左右。
WUHEE
二、产流方案和汇流方案的应用
设计暴雨属于稀遇的大暴雨,往往超过实测暴雨很多 ,在推求设计洪水时,必须外延有关的案:
湿润地区常采用降雨径流相关图法, 关系线上部为45°线,外延比较方便。
WUHEE
干旱地区多采用初损后损法,就需要对有关相关图 在外延时必须考虑设计暴雨的雨强因素的影响。
x面1日=296×0.92=272mm 按该地区的暴雨时程分配,求得设计暴雨过程。
WUHEE
2. 设计净雨过程的推求
用同频率法求得设计Pa=78mm,本流域Im=100mm, 所以降雨损失为22mm,可求得设计净雨过程。
分割地面净雨和地下净雨。fc=1.5mm/h
WUHEE
第一时段净雨历时:tc=7.9/29.9×6≈1.6h, 地下净雨h下=fc×tc=1.5×1.6=2.4mm。
WUHEE
WUHEE
地下径流过程视为等腰三角形出流过程,其总量等于设 计断面径流停止时刻(第13时段),地下径流过程的底 长为地面径流底长的2倍,即:
T下=2×T面=2×13×6=156h
Q
地面径流
地下径流
T面
t
T下
WUHEE
W下=0.1h下F=0.1×29.4×341×104=1000×104m3
可能最大暴雨和可能最大洪水的估算

第一节 基本知识
二、大气中的可降水量
大气中的可降水量(w):单位面积上,自地面至高空水汽顶层空 气往中的总水汽量全部凝结后,降落到地面上所形成的水深
➢ 水汽: 形成暴雨的原料。大暴雨的产生,仅靠当地的水汽量是不够的, 还必须有持续不断的充沛水汽轮向暴雨区。这种条件常是暴雨区外 围的大尺度流场中出现了水汽增量的幅合
2、时程分配
第四节 可能最大洪水的推求
一、净雨过程的计算
PMP的强度大,放在降雨开始以后很快就会产流。因此, PMP比典 型暴雨一般要提前产流,净雨历时一般较长,净雨总量显著增大,而降 雨的损失量则相对较小,即径流系数大
二、洪水过程线的计算
一般采用各种单位线法,且考虑非线性改正。PMP和PMF事件 具有极大的不确定性,无法确定PMP和PMF的概率分布,更无法确定 PMP与PMF的概率分布关系
目录
第一节 第二节 第三节 第四节
可能最大暴雨的基本知识 可能最大暴雨估算方法 可能最大暴雨等值线图的引用 可能最大洪水的推求
第一节 基本知识
一、可能最大暴雨和可能最大洪水
➢ 可能最大降水(PMP):在现代气候条件下,某一流域或某 一地区上,一定历时内的最大降水,含有降水上限值的 意义,我国习惯上称为可能最大暴雨量
第二节 可能最大暴雨估算方法 二、水汽效率联合放大法
适用条件:选定的典型பைடு நூலகம்雨,其水汽量及效率均末达到可能量大时,则可 将水汽、效率同时放大
可能最大效率ηm值的确定:在设计流域暴雨资料系列较长的 情况下,可选若干场稀遇典型大暴雨,计算不同历时T的效率 ηt绘制η—T关系线,取其外包值作为可能最大效率ηm
的温度均等于该层的露点温度 露点(td) : 保持气压和水汽含量不变,使温度下降,当水汽恰到饱和时温度
暴雨时程分配计算方法

暴雨时程分配计算方法
暴雨时程分配计算是用于将总降水量在一定时间内分配到不同时间段内的一种方法,以模拟和预测暴雨过程中的雨量变化。
它在水文学和水资源领域中用于分析洪水、设计水利工程和进行洪涝管理等方面。
以下是几种常见的暴雨时程分配计算方法:
1.均匀分配法:将总降水量均匀分配到整个暴雨事件的各个时
段。
例如,如果总降水量为100毫米,时段为1小时,则每个小时内的降水量为100/1=100毫米。
2.指数分布法:根据暴雨历时和暴雨总降水量的关系,按照指
数函数的形式将降水量逐渐减小。
指数分布法适用于具有较长的暴雨历时的情况。
具体计算公式为:降水量= 总降水量* e^(-t/k),其中t为时间步长,k为指数。
3.双线性分布法:将总降水量根据两个指定的参数,在时间轴
上分配为上升期和下降期降水量。
具体计算公式为:降水量= R * (1 + t/T1) / (1 + t/T2),其中R为总降水量,T1为上升期时长,T2为总时长减去上升期时长。
4.S分段分配法:将暴雨过程划分为三个阶段,即降雨开始、
稳定期和降雨结束,根据每个阶段所占总历时的比例来分配降水量。
这些计算方法都有其适用的条件和限制,具体选择哪种方法需要根据实际情况、数据可靠性和水利工程设计要求等进行综合
考虑。
暴雨流量计算方法和步骤

暴雨流量计算方法和步骤引言:暴雨流量是指暴雨期间单位时间内过一定涵容量的断面的径流量,是城市洪水灾害预测和防治中的重要参数。
暴雨流量计算是根据大气环流、降水形态、降水量、地表特征等因素,通过数学模型计算得出的。
本文将介绍暴雨流量计算的常用方法和步骤。
一、暴雨流量计算方法:1.单位线法:即根据不同暴雨频率及其历时,通过单位线方法揭示暴雨过程的时空分布规律和径流量的关系,然后通过设计频率的单位线乘以实际暴雨过程历时,即可计算出暴雨流量。
2.单位面积法:即根据暴雨产流过程的特点,将流域划分为一系列面积大小相等的单元,利用每个单元上的降雨量与径流量的关系,计算得到整个流域的暴雨流量。
3.经验公式法:通过历史洪水事件的统计数据和实测数据,寻找暴雨降雨量与洪水流量之间的经验公式,根据给定的暴雨降雨量,通过经验公式计算得出暴雨流量。
4.数学模型法:利用物理方程或统计模型等,通过观测数据拟合出洪水流量与降雨量之间的关系。
这种方法通常需要大量的观测数据和计算资源。
二、暴雨流量计算步骤:根据上述方法,暴雨流量计算通常包括以下步骤:1.收集数据:收集相关的气象数据、地形数据和水文数据等。
包括年降水量、暴雨频率、区域降水特征,流域面积、地形起伏以及土壤类型等信息。
2.预处理数据:对收集到的数据进行预处理和分析。
包括数据清洗、数据间的关系分析和处理,排除异常数据等。
3.选择计算方法:根据实际情况和相关要求,选择合适的计算方法。
比如单位线法适用于较大流域和流域面积分布均匀的情况,而单位面积法适用于小流域和流域面积分布不均匀的情况。
4.暴雨径流计算:根据选择的计算方法,进行暴雨径流计算。
如单位线法中,计算每个历时区间的单位线,再与实际降雨过程相乘得出单位线过程的流量,再将不同历时的单位线流量相加得到总的暴雨流量。
5.结果分析:对计算得到的暴雨流量进行分析和评估。
包括计算结果的合理性检验、灵敏性分析、计算误差的评估等。
6.结果应用:根据分析结果,对洪水防治、规划设计等工程提出建议和措施。
防洪工程常用计算公式

(式中:Qm设——洪水设计流量;Fs——设计控制面积;Fz——附近典型水文站的控制面积;Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水:经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法:Qm=KnFn
(式中:Qm——洪水设计流量;Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数,洪水设计计算系数是28-48个系数;Fn——控制面积,F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个,根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用,超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型:洪水的类型一般分为六种,一是暴雨洪水,暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水,三是冰川洪水,四是冰凌洪水,五是雨雪混合洪水,六是溃坝洪水。
洪水分级:根据国家《水文情报预报规范》,按洪水重现期的大小,把洪水分为常见洪水(8-10年一遇)、较大洪水(10-50年一遇)、大洪水(50-150年一遇)、特大洪水(大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素:
①梯形断面的过水断面面积计算公式:ω=(b+mh)h
(式中:ω——过水断面面积,单位:平方米;b——底宽,单位:米;h——水深,单位:米;m——边坡系数,表示斜坡的垂直距离每增加1米,则水平距离相应增加m米;)
过水断面宽度计算公式:B=b+2mh
⑷蓄满产流:年降雨量充沛,地下水位高,包气带土层不厚,下层容易常达田间持水量,缺水量不大,不容易形成超渗产流,在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式,称为满蓄产流。
⑸汇流过程:降雨或者溃坝形成的洪水,从产生的地点到流域出口断面的汇集过程,称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。
水文分析计算-第4章课件-2015年

XB=EXB+( XA-EXA)*sB/sA
(5)利用雨量~~洪峰(量)关系插补
条件:两者关系较好,可由实测或调查的Q去推X。
(三)频率计算-- 经验适线法
地区 Cs/Cv
Cv>0.6地区 3.0
Cv<0.45地区 4.0
一般地区 3.5
(四)合理性分析
1、同站、 不同历 时间协调
1)频率曲线不交叉(适用范围内) 2)不同历时的频率曲线变化平缓,
(3) 指标暴雨法(index-rainfall)
假设:气候一致区内各站暴雨的模比系数(变量)同分布; (各站均值不同,但Cv,Cs/Cv相同。)
Ki xi, j / xi
Ki 模比系数变量,i 1,..., m个站
xi, j 第i站样本系列,j 1,..., ni , ni样本容量
对模比系数变量Ki,用均值法(或中值法) 推求出该分区综合模比系数频率曲线;
➢点面折减系数=0.92
最大1日 XP,f=296*0.92=272mm
2、设计暴雨时程分配及净雨划分
时段序号
1
2
3
(Dt=6h)
占最大1天分
11
63
17
配百分比
设计面暴雨
29.9
171.3
46.2
量(mm)
设计净雨量
7.9
171.3
46.2
(mm)
地面净雨量
5.5
162.3
37.2
(mm)
地下净雨量
(2)移用区域的平均值
域内本年
主要是对发生一般暴雨的年份而言。即流
份未发生特大暴雨的情况。
(3)用等值线插补
点较多,
暴雨设计洪水计算方法比选

暴雨设计洪水计算方法发展历程
基于实测数据的洪水计算方法
起源于19世纪末,随着水文站的建立和发展,人们开始利用实测数据研究洪水规律。
基于降雨数据的洪水计算方法
发展于20世纪中叶,随着计算机技术的发展,人们开始利用数学模型模拟洪水过程。
基于径流数据的洪水计算方法
成熟于20世纪末至今,随着GIS、RS等技术的发展,人们可以更加精细地研究洪水规律。
04
暴雨设计洪水计算方法优缺 点分析
基于理论分析的优缺点分析
数学模型法
水文比拟法
优点:能够准确地模拟水文现象的空间和时间变化,对数 据要求较低,适用于多种水文条件下的模拟。
缺点:需要对水文数据进行较为详细的分析和收集,建立 的模型也需经过验证才能用于实际应用。
优点:基于历史洪水资料,通过水文相似性原理推求设计 洪水,方法简单、易于操作。
常用暴雨设计洪水计算方法简介
1 2 3
基于实测数据的洪水计算方法
适用于有水文站、雨量站等实测数据的情况下, 优点是数据可靠、精度高,缺点是数据有限、无 法覆盖所有情况。
基于降雨数据的洪水计算方法
适用于没有实测数据或需要预测未来洪水的情况 下,优点是可预测未来洪水情况,缺点是模型复 杂、精度有待提高。
基于径流数据的洪水计算方法
适用于有流域内径流数据的情况下,优点是数据 丰富、精度较高,缺点是还原和修正过程中可能 引入误差。
03
暴雨设计洪水计算方法比选
比选原则和方法
实用性原则
选择的计算方法应适用于实际工 程应用,方便工程技术人员操作
。
精度要求
计算方法应能够相对准确地计算 出暴雨设计洪水,以满足工程需
02
当前,暴雨设计洪水计算方法存在多样性,每 种方法都有其优缺点和适用条件。
暴雨计算法在洪水设计中的应用

水特 性 ,设 计 雨期 采用 7天 。雨量 选 样 时 ,以 雨量 最大 站 为参 照 ,各 站选 取 同
步 时 间的 历年 最 大 2 时 、 3日、7日降 4小 雨 系列 ,然 后采 用 算 术平 均法 计算 面 雨 量资料系列。 对面 雨量 系列进 行 频率 计 算 ,采 用
东 省 海 河 流 域 防洪 规 划 报 告 ( 2000 年 ) 中的方 法 ,即 层 层内 包的 方法 ,即
控 制 面 积 1 2 0 m 为徒 骇 河 下游 控 制 0 5k ,
站 ,担 负控 制徒 骇 河总 水量 ,为抗 旱 防 汛服 务 的任 务 。建 站以 来 实测 最大 流量 为 l 0 / ( 9 3 m s 1 6年 8月 7日) 1 9 ,有长
系列 实测 洪水 资料 。本 次设 计 洪水 分析 计算 ,采 用 实测暴 雨 资料 推 求设 计洪 水
设计洪 水计算是建设项 目前期研 究工作 中
的 必 要 环 节之 一 是 用 来 确 定 工 程 建 设 标 准 及 规模 的 重 要 环 节 , 暴 雨 计 算 法是 近 些年 来 在设 计 洪 水计 算 中运 用 较 多 , 也 是较 为成熟 的一种 计算 方法 , 本文 以 徒 骇 河 富 国港 改 建 工程 为 例 ,介 绍 了暴
“ 水量观 测规 范 (L 1 9 ) ”进行 降 S 2 — 0 观 测 和 整 编 , 资 料 精 度 均 达 到 规 范 要
一
项 目概 况
富 国港地 处 徒骇 河 下游 ,滨州 市 沾 化 县 县 城 , 是 山 东 省 目前 能 实 现 海 河 联
运 的 港 口。 该 港 于 1 7 9 6年 建 成 投 产 , 由 于航 道淤积等 原因 曾停航 l 之久 ,至 6年
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Q p=2'p•F 0.863(3-6-1)(贵州省洪水调查资料经验公式)'p――频率P
的洪峰模系数,其值如下表
采用雨洪法简化的小面积洪水计算式:Q p=2p•F0.937其2p值如下:
另一种形势的雨洪法简化的小面积洪水计算式:Q p=(2p)•F2/3其®p值如
(表3-7-2)所示。P34表(3-7-2)(2P)统计表
暴雨洪水计算分析
《灌溉与排水工程设计规范》
表3.1.2灌溉设计保证率
表3.3.3灌排建筑物、灌溉渠道设计防洪标准
3.3.3灌区内必须修建的排洪沟(撇洪沟),其防洪标准可根据排洪流量的大小,按5~10a确定。
附录C排涝模数计算
C.0.1经验公式法。平原区设计排涝模数经验公式:Q=KRm A n(C.0.1)
雨量,mm/h;F——坡面面积,km2。
《贵州省暴雨洪水计算实用手册》(贵州省水利厅编,1983)
第五节雨洪基本计算式综合推导及其选定
径流系数C法模式(适用汇水范围:10km2
0.922
•f 0.125•J 0.082•F 0.834•[CKp H24]1.23 (3-5-2)
300km2
0.922
地区水稻最大日耗水量8〜11mm最大13mm。
t――每天灌水时间(小说),一般自流灌区24小时,提水灌区20〜22小时。
n――渠系水利用系数。
(2)旱作区可按下式计算
Q=
a
3600Ttn
式中:m――作物需水量紧张时期的灌水定额,m3/亩。T――该次灌水延续时间, 天。 第四节:(二)排水流量
(1)、(2)前面两种计算公式同《灌溉与排水工程设计规范》(3)丘陵山区:
K p H 24=H24P――设计频率P的流域中心24小时点雨量(mm)。
C――相应于t时间内,流域平均降雨量的洪峰径流系数,查附表(九)P78应用
计算步骤:
1先用简化式算出Q pn,再计算汇流时间t。
F 0.321t〜0.278 ?(3-7-4)0.25
Y?J0. 09?f0.13Q pn
2由汇流时间t是在,1
式中:q设计排涝模数(m 3/s•km2)R设计暴雨产生的径流深(mm)
K——综合系数(反应降雨历时、流域形状、排水沟网密度、沟底比降等因素)m
—峰量指数(反应洪峰与洪量关系)N――递减指数(反应排涝模数与面积关系)
K、m、n应根据具体情况,经实地测验确定。(规范条文说明中有参考取值范围)C.0.2平均排除法
•f 0.125•J 0.082•F 0.723•[CKp H 24]1.23 (3-5-3)
式中:Q p――设计频率为P的洪峰流量,m 3/s。
f――流域形状系数,f=F/L2。
Y――地区汇流参数的非几何特征系数,查表(3-4-1)P21 F――流域面积,km2
L――自分水岭起算的主河长度,km。J――主河道比降。
2yQ pn
②由汇流时间t是在,1
《贵州省暴雨洪水计算实用手册》(修订本)一一小汇水流域部分
(贵州省水文总站――王继辉)
1
•f 0.360•J 0.240•F 0.716•[CKp H 24]1.23 (修订1式)
表4.4-8流量系数K a值
表4.4-9山丘区的K b和n值
1
3
第五节:防洪工程——设计洪水(P170)2.暴雨洪水的汇流计算
Q m=0. 278
h
T
F或T=0.278
L
1/
mJ 1/3Q m
式中:Q m——洪峰流量,m 3/s。
h――在全面汇流时代表相应于t时段的最大净雨,在部分汇流时代表单一洪峰的
式中:q m设计排水模数(m 3/s•km 2);Ka流量参数,可按表4.4-8
选取。
Ps设计暴雨强度,mm/h; F汇水面积,km2。b.F<10km2 q m =Kb F
n-1
式中:K b——径流模数,各地不同设计暴雨频率的径流模数可按表4.4-9选用;n
汇水面积指数,按表表4.4-9选用,当F<1km2,取n=1。
《土地整理工程设计》培训教材
第四章农田水利工程设计
第二节:(五)渠道设计流量简化算法
1.续灌渠道流量推算(1)水稻区可按下式计算
Q =
0.667aAe
3600tn
式中:a――主要作物种植比例(占控制灌溉面积的比例)
A――该渠道控制的灌溉面积。
e――典型年主要作物用水高峰期的日耗水量(mm),根据调查确定,一般粘壤土
三、标准计算式的简化 雨洪计算基本公式简化式(一)25km2
0.922
•F 0.834•[CKp H24]1.23(简化式一)
300km2
0.922
•F0.723•[CKp H24]1.23
小流域汇水简化式(二)、(三)
Qpn =0.011[H24p-32]1.23•F0.94(简化式二)Q pn=2p•F0.94(简化式
三)
2p——频率P的洪峰模系数,其值如下式计算:2p =0.011[H24p-32]1.23
C――相应于t时间内,流域平均降雨量的洪峰径流系数,查附表(九)P78汇流
时间T计算:
F 0.321t~(3-7-5) 0.25
2yQ pn
简化式应用计算步骤:
F 0. 321
(3-7-5)② 先用简化式算出Q pn,再计算汇流时间tot〜0.25
q w=
P -h 1-ET'-F
(C. 0.2-2)
P——历时为T的设计暴雨量(mm)h1——水田滞蓄水深(mm)
ET'――历时为T的水田蒸发量(mm), —般可取3〜5mm/d> F――历时为T的水 田渗漏量(mm), —般可取2~8mm/d>说明:一般集水面积多小于10km2。
h 1=hm -h 0计算。h m、h 0分别表示水稻耐淹水深和适宜水深。
1平原区旱地设计排涝模数计算公式:q d=
R
(C. 0. 2-1) 86.4T
式中qd旱地设计排涝模数(m 3/s•km2)R设计暴雨产生的径流深(
T——排涝历时(d)。
说明:一般集水面积多大于50km2。
参考湖北取值,K=0.017,m=1,n=-0.238,d=3
2.平原区水田设计排涝模数计算公式:
净雨,mm。
F――流域面积,km2。t――流域汇流历时,h。m――汇流参数,见下表4.5-
L――沿主河从出口断面至分水岭的最长距离,km。J――沿流程的平均比降。
2.坡面汇流计算(P174)
山丘区洪峰流量计算:Q m =0.278(SP -1)F
式中:Q m――相应于某一频率的洪峰流量,m 3/s;S P――设计雨强,即1h的