瞬时单位线法洪水计算

清华大学《高等水文学》地貌瞬时单位线理论_41702857

河流级别
Ni
Li（km） Ai(km2)
RB
1
16
4.8
16.03
2
4
13.4 89.03
4
3
1
7
402
RL 1.58
RA 4.83
5. 实例计算
若忽略不计坡面汇流时间，且采用式（27）作为各级河流状态的持留时间的概率密度函数，则3级流域的地貌瞬时单位线公式为：
u(t=)
π
r1
[
k1k2 (k2 (k2 − k1
另一方面，在流域汇流阶段，其水量平衡为：
dW (t) = −Q(t) + I (t) dt
（4）
特别地，对于仅在0时刻有净雨量瞬时注入流域时，
dW (t) = −Q(t),t > 0 dt
将式（3）代入式（5），可得：
（5）
−I0
dFB (t) dt
= −Q(t ), t
>
0
Q(t) = I0 fB (t)
π r2
= RB − RB3 + 2RB2 − 2RB
RA
RA (2RB −1)
= 0.289
π r3
=1 −
RB RA
−
RB3 − 3RB2 + 2RB RA2 (2RB −1)
=0.025
= k1 1= .56, k2 0.5= 59, k3 1.07
将以上各参数代入u(t)，得
u(t) =0.525e−1.56t +1.322e−1.559t + 0.979e−1.07t
= Ki
LΩ∆= τi , i vΩ∆τ Ω
1, 2,, Ω
（29）

暴雨产流计算(云南省)

#NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
地面径流过程底宽T计算中间过程
求地面径流过程ㅡ洪水历时的中间过程
暴雨分区
历时 h
αt（%）计算值
1
24
#NAME?
2
24
#NAME?
3
24
#NAME?
4
24
#NAME?
5
24
#NAME?
6
24
#NAME?
7
24
#NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
1 #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
200
mm
180
mm/h

瞬时单位线法在洪水分析中的应用

瞬时单位线法在洪水分析中的应用发表时间：2020-04-07T15:11:52.803Z 来源：《基层建设》2019年第32期作者：邢社奇[导读] 摘要：本文对商南县清油河镇清油河村安置点采用瞬时单位线法推求相应设计洪水、洪量、洪水持续时间，对安置点自身、河道行洪、第三方等进行防洪评价，使防洪评价更加具有实际意义。

陕西省咸阳水文水资源勘测局陕西咸阳 726000摘要：本文对商南县清油河镇清油河村安置点采用瞬时单位线法推求相应设计洪水、洪量、洪水持续时间，对安置点自身、河道行洪、第三方等进行防洪评价，使防洪评价更加具有实际意义。

关键词：瞬时单位线；暴雨；设计洪水；防洪评价1基本情况商南县清油河镇清油河村安置点位于清油河左岸，防护区的等级为Ⅳ级，采用20年防洪标准（重现期）进行设计，所在地在丹江一级支流清油河上，所处断面以上清油河流域面积209.83km²，河长32.65 km，河流平均比降22.66‰。

清油河镇降水常以连阴雨、暴雨形式降落，连阴雨常伴有大暴雨，形成洪涝灾害、滑坡、泥石流、崩塌等。

多年平均降雨量830.4mm，最大降水量1307.8mm（1983年），最小降水量为549.5mm（1999年），多年平均年降雨日为137天。

降水多集中在7、8、9月份，降水量达179.7mm。

2 分析方法瞬时单位线法是净雨历时趋于无限小的情况下，利用数学公式、S（Q）曲线等，推求流域上均匀分布的单位净雨量在流域出口断面处形成的地面径流量过程线，由暴雨资料推求流量过程的一种方法。

2.1瞬时单位线法介绍瞬时单位线法的原理是采用纳希瞬时单位线模型，单位线有两个假定即倍比假定、叠加假定，其基本公式是：U（0，t）=式中：U（0，t）—t时刻瞬时单位线纵高；n—相当于线性水库个数或调解次数；K—相当于流域汇流时间的参数；t—相应时间；--n的伽玛函数。

在实际中，因净雨历时不可能趋于无线小，需将瞬时单位线转换为时段单位线，一般用S曲线法进行转换，如下式。

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。

瞬时单位线法计算洪水

加权平均坡降J（‰）
天坑率f(%) 15.00%
7.07
24小时 102 0.42 3.5 0.948
数据输入正确后按确定

表》中瞬时单位线湖北省7、10水文分 2、流图集》的规定进行 3、本软件 2 M 的流域面积洪水 4、50年一遇以下和天坑的流域不考
洪峰流量 (m3/s)
2680.9
1小时 38 0.32 3.5 0.948
6小时 67 0.4 3.5 0.948 0.05
24小时 102 0.42 3.5 0.948
说明：
1、本软件是根据《湖北省暴雨径流查算图表》中瞬时单位线法编制的，由于时间关系，本软件只针对湖北省7、10水文分区和岩溶地区，其它分区待以后完善； 2、流域形状改正系数按《湖北省可能最大暴雨图集》的规定进行计算，然后填入上表； 3、本软件 2 净雨时段选取1小时，适合于面积大于100KM 的流域面积洪水计算； 4、50年一遇以下的设计洪水或超过50年一遇但有溶岩地质和天坑的流域不考虑非线性修改。
流域基本参数
项目名称流域面积F（KM2 ）主河道长L（KM）加权平均坡降J（‰）咸丰小河水电站
452.3
51.7
7.07
暴雨参数
暴雨历时均值统计参数 CV CS/CV 流域形状改正系数设计洪水频率(%)
流域所在水文分区第七水文分区第十水文分区是否考虑岩溶考虑岩溶不考虑岩溶是否进行非线性修改不进行非线性修改进行非线性修改

洪水频率计算(规范方法)

附录A 洪水频率计算A1 洪水频率曲线统计参数的估计和确定A1。

1 参数估计法A1。

1。

1 矩法。

对于n 年连序系列,可采用下列公式计算各统计参数：均值∑==ni i X n X 11 （A1）均方差 ∑=--=ni i X X n S 12)(11或 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=∑∑==n i n i i i X n X n S 1212)(111 （A2）变差系数XSC v =(A3）偏态系数3313)2)(1()(vni i s C X n n X X n C ---=∑=或 3313112132)2)(1()(23vn i ni i ni i ni i i sC X n n n X X X n X n C --+⋅-=∑∑∑∑==== （A4)式中 X i —-系列变量（i=1，…，n ）; n —-系列项数。

对于不连序系列,其统计参数的计算与连序系列的计算公式有所不同。

如果在迄今的N 年中已查明有a 个特大洪水(其中有l 个发生在n 年实测或插补系列中)，假定(n-l)年系列的均值和均方差与除去特大洪水后的（N —a)年系列的相等,即l n a n l n a N S S X X ----==,，可推导出统计参数的计算公式如下：)(111∑∑+==--+=nl i i a j j X l n a N X N X （A5）⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+--=∑∑++==n l i i a j jv X X l n a N X X N XC 1212)()(111 （A6）331313)2)(1()()(vn l i ia j j s C X N N X X l n a N X X N C --⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-=∑∑+== （A7）式中 X j ——特大洪水变量(j=1,…,a ）；X i ——实测洪水变量(i=l +1，…，n ）。

A1。

1。

2 概率权重矩法。

概率权重矩定义为⎰=10)(dF x xF M j j j=0,1，2，… （A8）皮尔逊Ⅲ型频率曲线的三个统计参数不能用概率权重矩的显式表达。

工程水文学第四章-6

§4.7 瞬时单位线法推求流域出口洪水过程
• 内容提要
瞬时单位线属于一种概念性模型，它是 1957 由 J.E.Nash推导出瞬时单位线的数学方程，用矩法确定其中的参数，并提出时段转换等一整套方法。 1.瞬时单位线法的基本概念； 2.由瞬时单位线转换为时段单位线； 3.瞬时单位线参数n、K的计算。
t mQm n 1 (n 1) t m ,计 Q m ,计

2
t m n 1 K K t m ,计 n 1
式中，n’、K’为调整后的n、K值： Qm 、Qm,计分别为实测的和还原的地面径流洪峰值 (m3/s)；tm、tm,计分别为实测的和还原的洪峰出现时间（h）。
u()1/dt)
u(0,t)
1.0
t(h)
瞬时单位线示意图
§4.7.1 瞬时单位线的基本概念
•J.E.Nash 设想流域的汇流作用可由串联的n个相同的线性水库的调蓄作用来代替，如图所示。流域出口断面的流量过程是流域净雨经过这些水库调蓄后的出流。
§4.7.1 瞬时单位线的基本概念
§4.7.5 瞬时单位线转化为单位线的计算步骤
• ⑴计算流域出口的地面径流过程及流域的地面净雨过程 • ⑵用矩法计算参数n、K 由求出的地面径流过程和地面净雨过程，按（ 4-58 ） ~ （4-61）计算它们的一阶及二阶原点矩，进而按（4-56）（4-57）按计算K、n。 • ⑶计算S曲线及时段单位线将时间t除以K，得t/K。然后由n和t/K查S曲线表，得S(t)；将它错后Δt ，得S(t-Δt) ；将S(t)、S(t-Δt)相减，得无因次时段单位线 u(Δt,t) ；根据式（ 4-55 ）可计算得 Δt 为时段间隔的单位线。 • ⑷瞬时单位线的检验利用矩法求得的参数 n 、 K 和时段单位线，对历史洪水做还原计算，若还原的精度不能令人满意，则需要对n、K 进行调整，直到满足精度要求。

瞬时单位线法计算洪水001

1小时 38 0.32 3.5 0.948
6小时 67 0.4 3.5 0.948 0.05
24小时 102 0.42 3.5 0.948
说明：
1、本软件是根据《湖北省暴雨径流查算图表》中瞬时单位线法编制的，由于时间关系，本软件只针对湖北省7、10水文分区和岩溶地区，其它分区待以后完善； 2、流域形状改正系数按《湖北省可能最大暴雨图集》的规定进行计算，然后填入上表； 3、本软件 2 净雨时段选取1小时，适合于面积大于100KM 的流域面积洪水计算； 4、50年一遇以下的设计洪水或超过50年一遇但有溶岩地质和天坑的流域不考虑非线性修改。
加权平均坡降J（‰）
天坑率f(%) 15.00%
7.07
24小时 102 0.42 3.5 0.948
数据输入正确后按确定

表》中瞬时单位线湖北省7、10水文分 2、流图集》的规定进行 3、本软件 2 M 的流域面积洪水 4、50年一遇以下和天坑的流域不考
洪峰流量 (m3/s)
2680.9
流域基本参数
项目名称流域面积F（KM2 ）主河道长L（KM）加权平均坡降J（‰）咸丰小河水电站
452.3
51.7
7.07
暴雨参数
暴雨历时均值统计参数 CV CS/CV 流域形状改正系数设计洪水频率(%)
流域所在水文分区第七水文分区第十水文分区是否考虑岩溶考虑岩溶不考虑岩溶是否进行非线性修改不进行非线性修改进行非线性修改
6710203204042353509480948707暴雨参数24小时统计参数380948流域形状改正系数流域基本参数设计洪水频率暴雨历时1小时6小时流域所在水文分区第七水文分区第十水文分区是否进行非线性修改不进行非线性修改进行非线性修改是否考虑岩溶考虑岩溶不考虑岩溶中瞬时单位线湖北省710水文分2流图集的规定进行3本软件m2的流域面积洪水450年一遇以下和天坑的流域不考35均坡降j1020427074小时0948天坑率f1500数据输入正确后按确定26809洪峰流量m3s