洪水过程计算
§45单位线法推求流域出口洪水过程工程水文学
§45单位线法推求流域出口洪水过程工程水文学单位线法是流域洪水计算方法的一种常用方法，利用单位线来推算出流域洪水的产流过程。
单位线法的基本原理是假设单位面积流域产流过程与单位线相似，通过将单位线与设计降雨进行卷积运算，可以得到流域的洪峰流量和洪水过程。
下面将详细介绍单位线法的推算流程。
单位线法推求流域出口洪水过程的步骤如下：1.收集流域的基本资料：包括流域面积、长度、坡度、土地利用类型、土壤类型以及流量观测点的流量历时等。
这些资料是推算洪水过程所必需的。
2.统计分析设计雨量：通过历史降雨数据统计分析平均年雨量和频率分析，确定设计雨量。
设计雨量是指在一定平均年降雨频率下，流域内所接受的最大雨量。
3.绘制单位线图：单位线图描述了单位线的形状和时间分布，是单位线法的基础。
单位线图一般以时间为横轴，单位线值为纵轴进行绘制。
单位线的形状可以根据经验公式或者历史洪水资料进行确定。
4. 单位线图与设计雨量进行卷积运算：将单位线图与设计雨量进行卷积运算得到洪水过程。
卷积运算的结果即为流域洪水过程的单位线值。
单位线值是单位为m³/s每mm的流量，表示每单位时间单位面积的径流量。
5.根据经验参数调整单位线值：根据与流域特征相近的已知流域洪水资料或者经验参数，对单位线值进行调整。
这是为了修正单位线与实际流域特征之间的差异。
6.单位线乘以设计雨量的加权面积值：将单位线值与设计雨量的加权面积值相乘，可以得到相对于单位面积的流量过程。
加权面积值可以通过流域面积与单位线的降雨历时之积来计算。
7.洪峰流量的计算：将相对于单位面积的流量过程乘以流域的面积，即可得到流域出口的洪峰流量。
洪峰流量也可以通过流域面积和单位线的洪峰流量之积来计算。
8.绘制流域出口洪水过程曲线：将流域出口的洪水过程根据时间进行绘制，可以得到洪水过程曲线。
洪水过程曲线描述了洪水的变化规律，是洪水预报和防洪设计的重要依据。
单位线法是流域洪水计算的一种简单而常用的方法，但也有其局限性，主要是对流域属性的表示不够准确。
综合单位线法计算流域出口洪水过程
n=2.679(F/L2)-0.1221J-0.1134
四、综合瞬时单位线法推求设计洪水过程：步骤为 1）根据产流计算方法，由设计暴雨计算设计净雨
2）根据流域特征，由省、区水文手册查算 、m1',10 、n
3）按设计净雨计算m1、K(=m1/n) 4）按上节方法计算时段单位线 5）由设计净雨和时段单位线计算地面径流过程 6）计算地下径流 7）地面径流过程加地下径流，得设计洪水过程
§8-8 综合单位线法计算流域出口洪水过程
无资料流域洪水计算的主要方法之一
一. 综合瞬时单位线法基本概念
纳希瞬时单位线仅有两个参数n、K，它们与流域特征和净雨强度有着密切
的综合关系，这种综合关系式即反映了纳希瞬时单位线，称之为综合瞬时单位 线。由于
m1=nK, m2=1/n
(8-51、52)
m1、m2————纳希瞬时单位线的一阶、二阶原点矩，因此也常常对m1、m2 综合。 综合包括净雨强度影响和流域特征影响二个方面
该式应用时，当 i s ＜ i临 时按 i s 计算，≥ i临 时按 is = i临 计算。
与流域面积 F(km2)、河流坡降、河长等因素有关，各省、
区的水文手册中均有公式计算，例如四川省
=0.9813-0.2109lgF
三、
m' 1,10
及
n
的地区综合
例如四川省
m' 1,10
=1.3456F0.228J-0.1071(F/L2)-0.041
二、m1、m2的标准化与 的地区综合
m2 基本不受净雨强度影响，因此常常只对 m1 标准化和
对净雨强度影响指数 作地区综合。
净雨强度影响如式（8-49），取净雨强度 i s =10mm/h 的 m1
暴雨洪水计算
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
中小河流洪水计算方法
中小河流洪水计算方法洪水是水文气象学中一项重要的研究内容。
中小河流洪水的计算方法主要是基于洪水频率分析、经验公式、及物理模型。
下面将分别介绍这三种方法。
一、洪水频率分析洪水频率分析是一种常用的计算中小河流洪水量的方法。
其基本思想是利用洪水频率和流量之间的统计关系，以得出一个特定流量的洪水频率。
这里的流量是指河水在一定时间内流过某一地点的水量。
洪水频率分析通常需要以下步骤：1.收集流域的观测资料，如流量、降雨等。
2.根据历史记录绘制流量-频率曲线，利用该曲线确定某一频率下的洪水流量。
3.利用统计学方法推算其他未观测频率下的洪水流量。
洪水频率分析的主要缺点是需要大量的观测资料，并且不适用于特殊环境下的中小河流。
二、经验公式经验公式是一种简化的计算中小河流洪水量的方法。
通常基于历史上观测数据编制出来，其计算过程简单但精度较低。
下面列出两种常用的经验公式：1.范氏公式：Q=P×K该公式利用设计暴雨P和经验系数K来计算设计洪水流量Q。
其中，设计暴雨一般根据历史流量数据和气象记录来计算，经验系数则可以根据不同的环境进行调整。
2.杨氏公式：Q=C×D×(L×H+K)该公式是根据单元面积产流量与径流面积的关系而得出的。
由于径流的计算与地形、地貌、水文条件等有关，所以该公式中的C、D、L、H、K都需在实地调查中测量并推算。
三、物理模型物理模型是一种用物理原理构建的计算中小河流洪水量的方法。
主要通过对水动力学理论和水文测量数据的分析，在河道中设计特殊的测流设备来求解。
物理模型计算精度高且不依赖于历史数据，但需要昂贵的实验装备和大量的实地调查。
总结中小河流洪水计算方法主要有洪水频率分析、经验公式和物理模型等。
不同的方法有其适用的范围和精度，根据具体情况选择合适的方法进行计算。
同时，中小河流洪水预报是洪水计算的重要应用领域，它可以帮助地方政府和灾害机构做好洪水安全管理工作。
设计洪水过程线的计算
习题二：设计洪水过程线的计算
已知梅港站P = 2 %的设计洪峰流量Q m,2 %=14200 m3/s和最大1、3、7天设计时段洪量（见下表1）和典型洪水过程（见下表2），求P = 2 %的设计洪水过程线。
表1梅港站P = 2 %的洪水峰量设计值
表2梅港站1955年典型洪水过程
解：采用同频率法推求设计洪水过程线。
首先对表1所提供的洪量进行单位换算，然后经分析选定典型洪水过程线（1955年6月19日~25日），通过面积包围法计算各时段洪量，从而推算各时段放大倍比k。
其中，最大一日洪量的放大倍比k1为
k1=W1p
W1d
=1.07
最大三日洪量的放大倍比k3-1为
k3−1=W3p−W1p
W3d−W1d
=1.12
最大七日洪量的放大倍比k7-3为
k7−3=W7p−W3p
W7d−W3d
=1.34
洪峰的放大倍比k Q为
k Q=Q mp
Q md
=1.04
成果如表3所示。
表3同频率放大法倍比计算表
逐时段进行放大，由于不同历时衔接的地方放大倍比k不一致，放大后在交界处产生不连续现象，使过程线呈锯齿形，修匀成光滑曲线时保持设计洪峰和各种历时的设计洪量不变，修匀后的过程线及为设计洪水过程线，计算过程见表4，修匀后的设计洪水过程线如图1所示。
表四：同频率法设计洪水过程线计算表
图1梅港站P = 2 %的设计洪水过程线。
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。
洪水演进计算
洪水演进计算洪水演进计算技术是一种工具，它可用于研究一次洪水过程中，洪水的演变过程。
这种技术主要用于了解洪水在流域中的波及范围，以及洪水演变带来的威胁，也可以帮助管理人员实施更有效的防洪措施。
洪水演进计算是一次洪水过程中，洪水水量分布和流量演进的数学模拟，对于模拟洪水演变过程中出现的淹水、洪水冲刷、洪峰位移等现象，具有重要的应用价值。
洪水演进计算的主要步骤包括水动力学计算、潜流计算和洪峰估算。
首先，采用水动力学计算法，确定流域内水动力条件，将其输入模型，对不同的情况进行模拟，以获得洪水初始条件的定量分析。
其次，采用潜流计算法，根据流域不同地形条件，计算出淹水情况，计算洪峰淹水位置，以及洪峰位移等情况。
最后，采用洪峰估算法，根据模拟结果，计算出具体的洪峰值，综合分析洪水落区的威胁程度。
洪水演进计算的优点是能够迅速预测出洪水可能带来的危害，及时采取防洪措施，降低洪水带来的威胁。
此外，它还能够帮助相关部门积累历史洪水信息，以便更准确地分析洪水演进特征，为未来的洪灾做好预防准备。
洪水演进计算技术对于预防洪灾至关重要，因此，我国在防洪方面已经采取了大量的法律法规。
根据《中华人民共和国水利法》和《建设项目水土保持法》的规定，在建设洪水控制工程时，一定要根据当地的洪水形势，综合利用工程状态、水文资料等，进行洪水演进计算，以确保工程的安全性。
此外，针对一次洪水过程中可能出现的洪水位移，流域管理部门也采取了相应措施，如实施洪堤升级改造等。
洪水演进计算技术在国内外已经被广泛应用，也取得了显著成效。
比如，2008年辽宁淮河洪水，经过洪水演进计算后，预测出洪峰和淹没曲线，帮助一线民众及时疏散，从而避免了更大的损失。
在灾害减灾领域，洪水演进计算技术也得到了广泛应用，并取得了良好的社会效益。
比如，我国洪水演进模型成功应用于华东等地区，取得了良好效果。
综上所述，洪水演进计算技术在防洪、减灾等方面の改善带来了重大的作用，但是这种技术也存在一定的局限性，比如说模型的精度较低，模拟结果和实际情况存在一定偏差。
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