工程设计暴雨分析与计算
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-SANYHUASANYUA8Q8-防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
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。
暴雨强度公式 (2)
暴雨强度公式1. 引言暴雨强度是指单位时间内雨水降落的速度。
它在城市规划、水资源管理以及工程建设等领域中起着重要的作用。
准确计算暴雨强度对于评估洪水风险、设计排水系统以及预防城市内涝等问题至关重要。
本文将介绍一种常用的暴雨强度计算公式，以便读者能够了解和使用此公式进行相关计算。
2. 暴雨强度公式的背景暴雨强度公式是通过将观测到的降雨量与对应的持续时间进行分析，以推导出雨水降落的速度。
这样的公式通常基于统计方法，将历史降雨数据的分布模式与所关注的持续时间作比较。
3. 暴雨强度公式示例常见的暴雨强度计算公式为:I = (P/T) * K其中， - I 表示暴雨强度（mm/h）； - P 表示持续时间为 T（小时）的降雨总量（mm）； - K 是一个调整参数，常称为折减系数，用以修正统计处理过程中的误差。
实际应用中，K 值的选取需要结合具体的项目背景和实地观测数据。
不同的研究领域和地理位置可能会对此参数的选择有所不同。
4. 暴雨强度计算示例为了更好地理解暴雨强度计算公式的应用，我们将以一个具体的示例进行计算。
假设某地区在4小时内共收集到100毫米的降雨量，我们希望计算这段时间内的暴雨强度。
将示例值代入公式：I = (100/4) * K在这个示例中，为了简化计算，我们将假设 K 值为 1。
所以，根据计算公式，暴雨强度 I 为：I = 25 mm/h5. 注意事项在使用暴雨强度公式进行计算时，需要注意以下几个方面：1.数据质量：准确的降雨数据是计算准确暴雨强度的关键。
所选取的降雨数据应具有足够的覆盖范围和适当的分辨率；2.调整参数的选择：K 值的选取需要基于实际观测数据和特定项目的背景。
不同的研究领域和地理位置对 K 值可能有不同的要求；3.公式适用性：暴雨强度公式通常适用于特定的范围和条件。
在应用时，应确保公式的适用性，并考虑特定的环境和应用场景。
6. 结论暴雨强度公式是评估洪水风险、设计排水系统以及预防城市内涝等问题所必需的工具。
上海暴雨强度公式与设计雨型标准
【上海暴雨强度公式与设计雨型标准探析】在城市规划与设计中，暴雨强度公式和设计雨型标准是至关重要的参数。
特别是在像上海这样的我国地区，由于地理环境和气候特点的影响，暴雨频发，因此对暴雨强度公式和设计雨型标准的研究显得尤为重要。
一、上海暴雨强度公式1. 暴雨强度的概念暴雨强度是指在一定时间内，降雨量达到或超过一定数值的暴雨过程的平均降雨强度。
在城市防洪、排涝、建筑排水等工程设计中，暴雨强度是一个重要的设计参数。
2. 上海暴雨特点上海地处长江三角洲地区，属于亚热带季风气候，夏季多雷雨，降雨集中，强度大，且瞬时雨强大。
上海暴雨强度公式的研究对城市建设和生活具有重要意义。
3. 上海暴雨强度公式上海市的暴雨强度公式一直是工程设计中研究的重点。
根据上海气象资料，经过多次实测与数据分析，上海市编制了适合本地气候特点的暴雨强度公式，从而为城市防洪排涝工程提供了科学的依据。
二、设计雨型标准1. 设计雨型的概念设计雨型是指为城市防洪、排涝等水利工程建设而预先确定的一种代表性的降雨过程。
通过设计雨型，可以科学合理地预测暴雨时的径流量，从而为工程设计提供依据。
2. 上海设计雨型标准根据上海暴雨的实际情况和历史气象资料，上海制定了适合本地气候特点的设计雨型标准。
这一设计雨型标准不仅考虑了降雨量的大小，还兼顾了暴雨的时间分布、降雨过程的强度等多个因素，从而为城市防洪排涝工程的设计提供了科学依据。
三、个人观点与理解在城市建设中，暴雨是一个不容忽视的自然灾害因素，尤其对于像上海这样的城市而言，暴雨频发，防洪排涝工程的设计显得尤为重要。
暴雨强度公式和设计雨型标准的制定，不仅需要充分考虑本地的气候特点，还需要结合工程实际情况，以科学合理的方式来预测暴雨对城市的影响，从而保障城市的安全和稳定发展。
上海暴雨强度公式与设计雨型标准的研究，对于上海城市的规划与建设具有重要意义。
通过科学的研究与制定，可以为城市的防洪排涝工程提供可靠的依据，保障城市的安全和稳定发展。
设计面暴雨量的点面系数法
设计面暴雨量的点面系数法
设计面暴雨量指一定时段内、一定面积上符合设计标准的面平均雨量。
小型工程也可近似地用设计点暴雨量代替。
根据工程要求和暴雨资料条件，设计面暴雨量的计算方法有以下几种：
（1）在有较长系列的面暴雨量资料时，用数理统计方法直接计算。
首先选定不同统计时段。
短历时一般取1、3、6、12和24小时为统计时段。
长历时取3、5、7天为统计时段。
特长历时可取15天和30天为统计时段，视工程要求和流域大小而定。
逐年选取每年中各时段的最大面暴雨量（称年最大选样法），组成面暴雨量系列，并审查系列的代表性；然后，分别对各时段暴雨量系列进行频率分析（见水文频率分析），并对频率分析成果作合理性检查，即可求得各时段的设计面暴雨量。
（2）在面暴雨量资料短缺时，可通过设计点暴雨和暴雨的点面关系间接推算设计面暴雨量。
点暴雨可从暴雨参数等值线图上选取，以流域重心点雨量或流域内有代表性的几个点的雨量平均值作为代表。
中国已绘制成10分钟，1、6和24小时点雨量的统计参数等值线图。
图1和图2分别为 6小时点雨量均值和变差系数等值线图。
点面关系可用该地区定点定面的综合关系。
各种历时设计点暴雨量也可以通过暴雨历时雨深关系或暴雨长短历时关系推算，一般以24小时雨量为基础；
（3）在需要估算可能最大暴雨时，设计面暴雨量主要用水文气象法估算，也可用统计方法估算。
工程设计暴雨分析与计算
3 设计暴雨分析与计算本设计主要参照《西安市实用水文手册》中有关暴雨方面的研究成果，对基地所在地的设计暴雨进行分析和计算。
3.1 降雨特征长安县的多年平均年降水量为676mm，场区附近的滦村气象站则为757mm。
根据《西安市实用水文手册》(以下简称“手册”)可知，祥峪河所处的多年平均年降水量为800~900mm，降水高值区位于秦岭北麓半山腰以上，如黑河、涝河、沣河、洨河、灞河的上游地区。
西安市区域内1950~1989年期间，丰水年为1958年、1964年和1975年，年降水量一般在1000mm之上；枯水年为1959年、1969年、1977年，年降水量一般在550mm以下。
全年降水日数一般为110~130天。
7~10月的降水量占全年总量的40%~65%，这四个月中最长持续降水日数约为13~14天，多发生在9月。
根据相关资料分析可知，西安市区域内1950~1989年期间，10min最大降雨为27.9mm，20min最大降雨量39.4mm，30min最大降雨量为52.4mm，60min为70.9mm，120min为113.1mm，180min 为143.5mm，详见表3-1。
表3-1 西安市区域内各历时内最大降雨量统计表3.2 设计暴雨计算3.2.1 设计点暴雨历时由于基地周围的各山洪沟的汇水面积均小于10.0km2，根据《手册》规定，设计点暴雨设计历时取1.0h，但为了详细分析，这里取6.0h。
3.2.2 各历时点雨量均值及Cv值根据《手册》中图5-1至图5-10的等值线图，可查得设计区范围的不同历时的暴雨量均值及相应变差数值如下：表3-2 各历时的暴雨均值及Cv值按表3-2中各历时Cv值，以Cs＝3.5Cv查得的不同设计频率下皮尔逊III型曲线模比系数Kp，进而求出各历时不同频率的设计暴雨量，见表3-3。
表3-3 各历时不同频率的设计暴雨量单位：mm由于祥峪河1#明渠和2#沟的山洪流域面积都在10km2以下，故设计暴雨可不考虑点面关系的修正。
雨量分析与暴雨强度公式
雨量分析与暴雨强度公式雨量分析是指对一定时间内的降雨量进行统计和分析的过程，通过分析降雨量的特征和规律，可以对雨水资源进行科学利用和合理规划，同时也有助于预测和应对可能出现的洪涝灾害。
而暴雨强度公式则是用于预测暴雨过程中的降雨强度的一种数学模型，通过这种模型可以对暴雨过程进行评估和分析，从而提供预警与防御措施。
1. 雨量分析的意义雨量是水循环的重要组成部分，对于城市的水资源管理和防洪排涝工程的设计具有重要意义。
雨量分析主要包括降雨量的时空分布特征、降雨概率与频率分析等内容。
通过对雨量数据的统计和分析，可以对同一地区不同时间段的降雨情况进行比较，揭示降雨变化规律，为城市的水资源利用和防洪排涝工程的建设提供科学依据。
2. 雨量数据采集与处理为了进行雨量分析，首先需要采集和处理雨量数据。
雨量数据的采集可以通过地面气象站、自动气象站等设备进行实时观测，也可以通过历史文献和卫星遥感数据来获取。
采集到的数据需要进行质量控制和完整性检查，以确保数据的准确性和可靠性。
之后，可以利用统计学方法对数据进行分析，如求均值、方差、频率分布等，揭示降雨特征和规律。
3. 暴雨强度公式的应用暴雨强度公式是一种通过多年降雨数据建立的统计模型，用于预测和评估暴雨过程中的降雨强度。
常用的暴雨强度公式包括I=aT^b公式、I=P*Q公式等。
其中，I表示暴雨强度，T表示降雨发生时间，P表示降雨频率，Q表示降雨量。
通过这些公式，可以根据历史降雨数据来推算未来一段时间内的降雨强度，从而提前采取相应的措施，减少暴雨过程中可能引发的灾害风险。
4. 雨量分析与城市规划雨量分析对于城市的规划和建设具有重要指导意义。
根据雨量分析的结果，可以合理规划城市排水系统，确保城市的正常运行和居民的生活质量。
例如，在城市建设中，可以根据雨量分析结果确定雨水的收集和利用策略，通过建设雨水花园、雨水蓄滞洪区等，实现雨水资源的合理利用和节约。
5. 暴雨强度公式的改进与挑战虽然暴雨强度公式在暴雨预警和风险评估方面发挥着重要作用，但目前的暴雨强度公式还存在一些问题和挑战。
设计洪水分析与计算水文与水资源学实验指导
（3）利用简化公式或地区等值线图估算设计洪水
对于缺乏实测资料地区，通常只能利用暴雨等值 线图和一些简化公式等间接方法估算设计洪水。 有关这类图、公式或一些经验数据，在各省（自 治区）编印的暴雨洪水图集（或称暴雨洪水查算 手册）中均有刊载，可供中小流域无资料地区查 用。
我国计算小流域洪水的途径和方法可归纳为两种： 即经验公式与推理公式。
设计洪水计算的目的是通过对暴雨、洪水等资料 的分析，寻求它们的规律，从而对未来长期内的 洪水情势作出切实可靠的预估，推求出在设计地 点将来可能出现的符合设计标准的洪水，为水利 水电工程、水土保持以及其他如铁路、公路、桥 涵、港口、城市等防洪措施的规划设计提供必要 的水文依据。
5.1.2设计洪水的涵义和设计标准
（4）利用水文随机模拟法推求设计洪水
随机模拟法是利用实测资料建立数学模型，然后 模拟出大量的洪水序列，模拟序列的统计参数与 实测序列统计参数一致。
5.2 由流量资料推求设计洪水
当设计流域具有一定数量的实测洪水资料时，可 直接由流量资料通过频率计算推求设计洪水。表 征洪水流量的特征值有洪峰流量和各种时段的洪 水总量。洪水资料的选择原则是应满足频率计算 关于独立随机选择的要求，并符合安全标准。
对无调蓄能力的工程，因对工程起控制作用的是 洪峰流量。所以，只要计算设计洪峰流量；蓄洪 区主要计算设计洪水总量；水库工程洪水的峰、 量、过程对它都有影响，因此，不仅需要计算设 计洪峰及不同时段的设计洪量，而且还需计算出 设计洪水过程线。
设计洪水包括设计洪峰流量、不同时段设计洪量 及设计洪水过程线三个要素。
目前，我国计算设计洪水的方法，根据不同资料条 件和设计要求，可大致分为以下几种类型：
（1）由流量资料推求设计洪水 这种方法与由径流资料推求设计年径流量及其年
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3 设计暴雨分析与计算
本设计主要参照《西安市实用水文手册》中有关暴雨方面的研究成果，对基地所在地的设计暴雨进行分析和计算。
3.1 降雨特征
长安县的多年平均年降水量为676mm，场区附近的滦村气象站则为757mm。
根据《西安市实用水文手册》(以下简称“手册”)可知，祥峪河所处的多年平均年降水量为800~900mm，降水高值区位于秦岭北麓半山腰以上，如黑河、涝河、沣河、洨河、灞河的上游地区。
西安市区域内1950~1989年期间，丰水年为1958年、1964年和1975年，年降水量一般在1000mm之上；枯水年为1959年、1969年、1977年，年降水量一般在550mm以下。
全年降水日数一般为110~130天。
7~10月的降水量占全年总量的40%~65%，这四个月中最长持续降水日数约为13~14天，多发生在9月。
根据相关资料分析可知，西安市区域内1950~1989年期间，10min最大降雨为27.9mm，20min最大降雨量39.4mm，30min最大降雨量为52.4mm，60min为70.9mm，120min为113.1mm，180min 为143.5mm，详见表3-1。
表3-1 西安市区域内各历时内最大降雨量统计表
3.2 设计暴雨计算
3.2.1 设计点暴雨历时
由于基地周围的各山洪沟的汇水面积均小于10.0km2，根据《手册》规定，设计点暴雨设计历时取1.0h，但为了详细分析，这里取6.0h。
3.2.2 各历时点雨量均值及Cv值
根据《手册》中图5-1至图5-10的等值线图，可查得设计区范围的不同历时的暴雨量均值及相应变差数值如下：
表3-2 各历时的暴雨均值及Cv值
按表3-2中各历时Cv值，以Cs＝3.5Cv查得的不同设计频率下皮尔逊III型曲线模比系数Kp，进而求出各历时不同频率的设计暴雨量，见表3-3。
表3-3 各历时不同频率的设计暴雨量单位：mm
由于祥峪河1#明渠和2#沟的山洪流域面积都在10km2以下，故
设计暴雨可不考虑点面关系的修正。
利用表3-3中不同频率下的各历时设计暴雨量，可计算出不同频率下各历时的设计降雨强度，计算结果如表3-4所示。
表3-4 不同频率下各历时设计降雨强度单位：mm/min
利用表3-4中的数据，点绘的降雨强度~历时~频率曲线见图3-1。
比较表3-3与表3-1，表3-1中数值达到了30年~100年一遇的水平。
可见表3-3各历时的设计暴雨量是反映了该地区的暴雨特征。
根据工程的安全性和重要性等级，对于本次设计洪水的求解采用100年一遇和50年一遇两种方案。
图3-1 降雨强度~历时~频率曲线。