暴雨洪水计算
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
暴雨流量计算方法和步骤
暴雨流量计算方法和步骤谭炳炎汇编二OO八年四月于成都详细计算方法和步骤如下(泥石流河沟汇流特点：全面汇流；<t c.)1、 F 全面汇流，从地形图上量取；f 部分汇流，即形成洪峰流量的部分面积，调查确定后从地形图上量取；2、L 从地形图上量取；(分水岭至出口计算断面处的主沟长度)3、J 主河沟平均坡降；(实测或地形图上量取)J = { (Z +Z )・U +(Z +Z ) «L + ............................... (Z +Zn) «L 一2Z ・L}/0 1 1 12 2 n-1 n 0L2当Z0 =0时，上式变为：J= {Z «L +(Z +Z ) «L +……(Z +Zn) -L }/L2fa 1 . _ 1 1 2 2 n-1 n3-1、J1/3 .计算3-2、J1/4 ；计算4、H24 年均最大24小时雨量(mm)；查等值线图或采用当地资料；5、C v、Cs : Cv ------ 变差系数(反映各次值与多年平均值的相对大小)Cs----偏差系数(反映各次值的偏差情况)；与当地的地理位置、降雨、地形、地貌、植被及汇水面积等因素有关。
一般地区：Cs=3.5 Cv 梅雨期：Cs=3〜4 Cv台风期：Cs=2〜3. CvCv>0.6 的地区：Cs芸3.0 Cv Cv<0.45 的地区：CsW4.0CvCv〃最大24小时暴雨变差系数，查等值线图或采用当地资料；6、K p 24查皮尔逊III型典线的模比系数表；7、以设计频率p的最大24小时雨量(mm)；H =Kp - ^8、n2崔暴雨强度衰减指数；其分界点为一小时：n取值箍常按下列二位小数取值：0.3、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、当t<1小时：取n=n ；查图或采用当地资料；多数情况都处于24>t>11小时这一状况：取n=n ；2求法：(1)：查图(！)(2)：采用当地资料；1)、四川省水文手册计算方法：手册给出了：10分钟、1小时、6小时、24小时、1日、3日、7日、和可能最大24小时等最大时段的暴雨和Cv等值线图、皮尔逊III型典线的模比系数Kp表供naan查用。
暴雨产流计算(推理公式_四川省)
2
盆地丘陵区
相对高差在200m以下，地势较平缓，植被较差，开垦度大，多为水平梯田
3
盆缘山区、川西南山地 同上。土层较薄，石灰岩分布较普遍
四川省小流域暴雨径流关系综合成果表
计算编号 α24计算值
1
#NAME?
2
#NAME?
3
#NAME?
4
#NAME?
5
#NAME?
6
#NAME?
7
#NAME?
8
#NAME?
点面系数 αt
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
面雨量设计值 PtP
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
暴雨强度衰减指数
β0.1-1
#NAME?
β1-6 β6-24
#NAME? #NAME?
n0.1-1 n12 n1-6 n6-24
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
东部地
沱江 长江上游干流区、乌江、沅江 涪江、嘉陵江、渠江
4.55 2.97 1.81
法计算τ1n） 流参数
修正系数K 最小
参数m修正 否
损失系数μ mm/h 1.41
hP mm #NAME?
超限面积流域αt折减系数
K6
K24
0.94
1
QPm取值 m³/s #NAME? #NAME?
汇流型式
全面汇流 部分汇流
0.79
0.8
0.81 0.6
0.83 0.63
0.84 0.66
0.85 0.69
0.87 0.71
0.88 0.73
东部地区
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。
例析暴雨设计洪水计算方法比选
例析暴雨设计洪水计算方法比选坝河是汉江南岸一级支流，发源于大巴山北麓陕西省安康市平利县八道乡西沟脑。
由南向北流经安康市平利县、汉滨区和旬阳县，在旬阳县和吕河交汇后注入汉江。
整个流域位于北纬32°05′～32°49′、东经109°12′～109°45′之间。
坝河流域南高北低，上游崇山叠岭，悬崖陡壁，河谷幽深，林草丛生，人烟较少，森林覆盖率高，水源涵养条件好，对径流具有良好的调节作用；中下游河谷开阔，山势较缓，河段较宽，河床多形成漫滩，人类活动频繁。
坝河流域内林木茂密，植被良好，水土流失轻微，河道除汛期行洪河水浑浊，终年清澈见底。
1 流域概况1.1水文气象坝河全流域面积2080km²，主河道长128km，平均比降3.88‰。
坝河流域呈扇形水系，主要支流有秋河、长安河、汝河、吕河和平定河等。
坝河流域内植被较好，雨量充沛，多年平均降水量964mm，多年平均径流量8.43亿m³。
由于受地貌、降水等条件影响，径流年内分配不均，洪水陡涨陡落。
坝河蜿蜒曲折，弯道、峡谷、急滩较多，属典型的山溪性河流。
坝河上游已建成的古仙洞电站枢纽位于坝河上游冲河上，为水库式电站，坝址以上流域面积433km²，水库总库容2835万m³，兴利调节库容2024万m³，死库容756万m³，属年调节水库。
坝河流域位于北亚热带边缘湿润季风气候区，由于本流域地形高低悬殊，地貌差异较大，同时兼有暖温带和中温带山地气候特征。
冬季受蒙古冷高压控制，寒冷少雨；夏季受西伸太平洋副热带高压和河西走廊、四川盆地热低压控制，炎热多雷暴雨并伴有伏旱；春暖干燥，秋凉湿润并多连阴雨。
总的说来，气候温和，四季分明，雨量充沛，无霜期长，热量充足，光照稍差。
根据流域内平利气象站实测资料可反映区域气象特性。
根据平利气象站观测资料统计，流域内多年平均气温13.9℃，最高月平均气温25.4℃（7月），最低月平均气温2.1℃（1月），极端最高气温40.2℃（1966年7月20日），极端最低气温-11.2℃（1977年1月30日）最大凍土深度8.5cm，多年平均降水量964mm，年最大降水量1389.6mm，年最小降水量660.2mm；初霜期始于11月中旬，终霜期止于3月中旬，全年无霜期252天左右；多东南风，多年平均风速3.0m/s，定时最大风速22.0m/s，洪水期多年平均最大风速14m/s（7～9月），以东南风居多。
暴雨洪水计算表格
二十二 P=0.5% 2.00 2.00 2.04 2.04 2.04 2.04 6.05 Ht 二十三 P=5% 1.08 1.08 1.10 1.10 1.10 1.10 3.26
二十四 P=10% 0.85 0.85 0.87 0.87 0.87 0.87 2.56
二十五 P=0.5% -23.00 -21.00 -18.95 -16.91 -14.86 -12.82 -6.77 R总 二十六 P=5% -23.92 -22.84 -21.74 -20.63 -19.53 -18.43 -15.17
3 0.323 0.97 0.61 1.92 0.88 21.49
4 0.365 0.97 0.73 1.26 0.33 21.82
5 0.383 0.97 0.78 1.01 0.14 21.96
6 0.389 0.97 0.80 0.85 0.05 22.01
7 0.389 0.97 0.80 0.74 -0.00 22.01
Qm2 6.19
τ2
1.88
第三 次试算 设t3值(t3=τ2) 1.88 查图求Rt/t 53.00
3ห้องสมุดไป่ตู้求洪水过程
Qm3 6.19
τ3
1.88
检验τ3是否等于τ2
是
R上 203.06
F
ΣQi Qm/ΣQi
0.42 23.69 0.261
根据Qm/ΣQi的值查表(十二)中峰量 0.26 适当调整时段分配系数，并填入下表
200年
时段T 试算H0 ε 泄量q 入库Q △V 库容V
0
1.00 0.00 0.05
19.06
1 0.111 0.99 0.12 4.60 0.81 19.87
洪水计算(推理公式法)
P=00
1.32
33.93
1.80
67.87
2.40
135.74
2.94
271.48
3.78
407.21
4.80
542.95
5.93
644.76
7.19
678.69
8.39
644.76
9.77
542.95
11.81
407.21
14.81
271.48
19.66
135.74
25.18
1.998 2.121 2.305 2.734 2.118 2.212 2.335
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Qm
4.73 4.50 4.23 3.73 4.70 4.49 4.22
验算
ψ
τ
τn3
Qp
0.045936341 0.052548381 0.061999459 0.086334157 0.046416195 0.052274533 0.061536412
Htp
380.79 306.67 232.49 137.59 335.79 281.41 225.67
t=1-6h
Qp
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Wp（万m ³）
1376.06 1094.70 819.68 479.04 1154.25 954.94 755.85
-0.274557823 3.0716779 -0.275104022 3.1915656 -0.275803928 3.3439505 -0.278095567 3.6870571 -0.276682603 3.065531 -0.276322519 3.1814113 -0.277180269 3.3635863
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时段 纵标 时段 纵标
该部分需查阅“瞬时单位线S曲线查用表”并计算总标段值
0 0
9 0.022
1 0.05 10 0.013
2 0.17
11 0.007
3 0.21
12 0.004
求1mm径流深折合流量
1*F/△t(m²/s) F为汇流面积
△t(s)
206.9444444
745
q(t)=s（t）*206.94
1 H6P-H5P
2.09
不同保证率下各时段面雨量
2
3
4
33.33 22.12
37.09 24.98
40.02 27.23
2 H4P-H3P
2.93
3 H2P-H1P
5.57
4 H1P 27.76
5
42.45 29.12
5 H3P-H2P
3.76
P=10%
1.64
2.25
4.15
第五步 产流计算 确定分区后按下列公式计算损失量
P=2%
Q1(t)=q(t)*R 清
小计
0
0
41
41
138
138
171
171
151
151
114
114
77
77
50
50
31
31
18
18
11
11
6
6
6
6
2
2
1
1
1
1
0
0
浑比，则可计算设计洪水流 该工程取值
0.82
.82，P=2%设计洪水过程计算表
4 380.45
第一步
积水面积 745
概化长度 65
折减系数
按照实际情况折减
求积水面积时 注意折减系数
取30%（一般，视
情况定） 第二步：推求设计暴雨 查阅1h、6h的点雨量值和Cv值，一般Cs=3.5Cv
查表“皮尔逊Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表 ”，可得不同历时设计暴 雨频率响应的KP值
最大点雨量均 值
Cv值
设计点雨量推求过程表
312
235
235
159
159
102
102
64
64
37
ห้องสมุดไป่ตู้
37
22
22
12
12
12
12
3
3
2
2
2
2
0
0
此表计算完成后根据项目区所在地区查询宁夏暴雨图图集附图21查得清浑比，则可计算设计洪水流 量
时段 Q(m³/s)
时段 Q(m³/s)
0 0.00
9 44.99943138
1 102.27
10 26.59057309
1.89
30.76
5 5.82 4.16
；求得fi分别为19.65mm/h和 量减去1h的平均损失率fi求
8.10 3.93
6 5.04 3.61
标段值
k 1.63 1.74
4 0.186
13 0.002
5 0.14
14 0.001
6 0.095
15 0.001
7 0.061
16 0
8 0.038
清浑比为0.82，P=2%设计洪水过程计算
2 347.72
11 14.31800089
3 429.54 12 14.31800089
时段 Q(m³/s)
时段 Q(m³/s)
0 0.00
9 21.81
1 49.56
10 12.89
清浑比为0.82，P=2%设计洪水过程计算
2
3
168.50
208.15
11
.1 *4
P=10%的时段单位线计算表
s（t）
0 0.05 0.17 0.21 0.186 0.14 0.095 0.061 0.038 0.022 0.013 0.007 0.007 0.002 0.001 0.001
0
q(t)=s（t） *206.94
0.00 10.35 35.18 43.46 38.49 28.97 19.66 12.62 7.86 4.55 2.69 1.45 1.45 0.41 0.21 0.21 0.00
历时 1h 6h
最大点雨量均值 14 24
CV 0.68 0.6
Kp2% 3.05 2.77
Kp10% 1.86 1.78
第三步
推求面平均雨 量
频率 P=2% P=10%
查阅《宁夏洪水暴雨图集》表3-3查得点面折减系数Kf，乘以各频率下的设计点雨量值
设计面雨量推求过程表
1h
6h
点面折减系数
设计面雨量 （mm）
点面折减系数
设计面雨量 (mm)
0.65
27.76
0.67
44.54
0.69
17.97
0.72
30.76
第四步
推求设计雨量 时程分配 以该地区为例，该地区汇流面积较大，计算主雨历时取6h，故暴雨按同频内包雨型，根据以下公式和
表格进行计算
时段 （h） P=2% P=10%
时段 P=2%
1
27.76 17.97
P=2%时 设计洪水过程线Q1(t)=q(t)*R清=q(t)*8.1
P=10%时 设计洪水过程线Q1(t)=q(t)*R清=q(t)*4
3600
P=2%、P=10%的时段单位线计算表
时段（1h）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
s（t）
0 0.05 0.17 0.21 0.186 0.14 0.095 0.061 0.038 0.022 0.013 0.007 0.007 0.002 0.001 0.001
0
q(t)=s（t） *206.94
0.00 10.35 35.18 43.46 38.49 28.97 19.66 12.62 7.86 4.55 2.69 1.45 1.45 0.41 0.21 0.21 0.00
P=2%
Q1(t)=q(t)*R清 小计
0
0
84
84
285
285
352
352
312
得各时段净雨如下：
P=2% P=10%
tc=1h tc=1h
H1=27.76
fi=19.65
R清
H1=17.97
fi=14
R清
第六步 汇流计算
P=2% P=10%
i表示产流区平均净雨强度（mm/h）,L表示概化长度
i(mm/h)
L(mm)
n
Mli
8.10 3.93
65
3.20 3.20
5.22 5.58
17.97
2.86
tc为产流时段 Htc产流期降雨
时段
fi
P=2% P=10%
1 19.65 14.04
各时段降雨量损失量计算成果表
2
3
11.82
8.68
8.39
6.17
4 6.94 4.94
采用同频内包雨型应用试错法已知P=2%、P=10%、tc=1h时，H1分别为27.8mm、18mm；求得fi分别为19.65mm/h和 14mm/h。以上数值产流期内各时段雨强≥fi，产流期外各时段雨强小于fi,各时段雨量减去1h的平均损失率fi求
12
6.94
6.94
1064 2.65
1h 14
0.68
Hp2% 42.7 66.48
6h 24
0.6
Hp10% 26.04 42.72
接近的话取小 值
乘以各频率下的设计点雨量值，得设计面雨量
内包雨型，根据以下公式和
6
44.54 30.76
6 H5P-H4P
2.43
合计 44.54
0.21 0.23347367