设计洪水分析计算
运粮河设计洪水计算分析
运粮河设计洪水计算分析运粮河是中国长江流域的一条重要支流，是我国重要的水利、航运和农业生产基地。
在长期的发展中，为了更好地保障当地的农业生产和人民生活，对运粮河进行了设计洪水计算分析，以寻求更科学、准确的洪水防治措施。
一、运粮河的地理特点运粮河发源于河南省西部的伊梁山，是中国少有的北向南流的河流。
全长约1100公里，流域面积达8.1万平方公里。
其上游河道水势湍急，河势险峻；下游河段水位平缓，水势温和。
运粮河流域内河流发育、水系密集，支流众多。
流域内山地、丘陵、平原三种地貌类型分布广泛，地形起伏大，侵蚀剧烈。
二、设计洪水计算的重要性运粮河流域季节性强，降雨集中，台风频繁，是一个典型的旱涝频发区。
尤其是雨季来临时，降雨集中，山洪暴发，水位猛涨，容易引发洪水，对当地的农业生产和人民生活造成巨大影响。
设计洪水计算分析成为了保障当地安全的重要前提。
设计洪水计算分析主要包括了对运粮河流域洪水的可能发生的频率、强度、时程、水位变化等进行科学、准确的计算分析。
具体包括以下几个方面内容：1.水文资料的调查收集：运粮河流域水文资料的调查收集对于进行设计洪水计算分析至关重要。
包括雨量观测资料、水文站资料、水库水位、流量资料等。
2.频率分析：通过对历史多年的降水资料进行统计和分析，得出不同频率的降雨量，分析洪水发生的可能频率。
3.洪水过程模拟：根据不同频率的降雨量，结合地理信息系统（GIS）等技术手段，模拟洪水过程，包括洪水水位、水位变化时程、洪水波动等。
4.运粮河洪水灾害评价：通过对洪水的强度、时程等数据进行分析，对运粮河洪水灾害进行评价，包括可能的淹没范围、淹没深度和影响范围等。
设计洪水计算分析的完成，有利于深入了解运粮河流域洪水的规律和特点，可以为制定和实施科学、有效的洪水防治措施提供重要依据。
也对于提高水资源的合理开发利用、减轻洪灾损失、保障人民生命财产安全有着积极的促进作用。
通过设计洪水计算分析，可以科学、准确地识别出运粮河流域的洪水灾害风险。
某小一型水库设计洪水分析计算
某小一型水库设计洪水分析计算发布时间：2023-02-20T08:37:46.060Z 来源：《新型城镇化》2022年24期作者：叶凤艳[导读] 当流域内缺乏实测水文资料和相关的水文成果是，可以结合邻近地区的雨量站实测数据，结合本流域的暴雨洪水特性，采用“暴雨洪水法”，推求水库的设计设计洪水及其过程线。
分析结果表明，某小一型水库坝址处300年一遇设计洪峰流量为48.88m3/s；30年一遇设计洪峰流量为31.97m3/s；5年一遇设计洪峰流量为17.62m3/s。
云南省设计院集团有限公司云南昆明 650118摘要：当流域内缺乏实测水文资料和相关的水文成果是，可以结合邻近地区的雨量站实测数据，结合本流域的暴雨洪水特性，采用“暴雨洪水法”，推求水库的设计设计洪水及其过程线。
分析结果表明，某小一型水库坝址处300年一遇设计洪峰流量为48.88m3/s；30年一遇设计洪峰流量为31.97m3/s；5年一遇设计洪峰流量为17.62m3/s。
关键词：暴雨洪水；设计洪水；小一型水库设计洪水是指符合工程设计中防洪标准要求的洪水，当地可能出现的洪水。
水库设计洪水分析是水库规划和工程设计的重要内容，对水库的工程规模具有决定性意义。
设计洪水三要素为设计洪峰流量、设计洪亮和设计洪水工程线。
目前常用的方法有：直接法和间接法、地区综合法等，本文以间接法推求某小一型水库设计洪水，为确立水库工程规模等提供支撑依据。
1 流域概况某小一型水库位于江西省丰城市白土镇杨坊村委会杨坊村，与丰城市城区相隔大约28km，距离白土镇5km，坝址以上控制的流域集水面积为2.42km2，主河长为1.4km，主河纵比降为7.76%。
水库周围自然环境良好，下垫面条件优越。
流域区地势低，属于低山丘陵区，山峦叠翠。
植被破坏率低，森林的覆盖率高达80%左右，河床中泥沙淤积量少，多为卵石或者卵石夹砂。
该水利工程开发运行的只要目的就是解决下游丘陵、平原区的灌溉用水问题，同时为减轻下游的水旱灾害提供条件，为水库去居民提供水产养殖等提供便利，其是一座以灌溉为主，兼防洪和养殖等的综合型利用水库。
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。
河道系统治理设计洪水计算分析
河道系统治理设计洪水计算分析摘要：在河道治理防洪设计过程中，设计洪水计算是必不可少的，其结果为河道断面尺寸拟定、建筑物布置、岸坡防护等各项参数的确定提供依据，洪水分析成果的合理性对整个项目影响甚大。
不同于水库设计洪水计的计算，河道系统治理需要对一条河从河源至入河口的整条河道进行分析。
由于河道水面线的推求一般采用河道分段恒定非均匀流方法，河道的设计流量相应地根据沿流程支流汇入的情况分段给出，汇总各段河道的设计流量得到整条河的设计流量。
本次以清水河设计洪水分析计算为例，分析计算河道设计流量和水面线的计算步骤、方法及成果。
关键词：河道;系统治理;设计洪水;水面线引言清水河流域无长系列的流量及降雨资料，因此无法直接推求河道设计洪水，本次分析流域特点及情况，采用经地方刊布的洪水计算办法进行间接计算。
1、流域划分及流域参数根据清水河流域及支流情况，将清水河分为水库、余家河渡槽、枣木河口及清水河口四个节点，并根据流域1:10000地形图及实测流域1:1000地形图分析计算各节点流域参数。
经分析水库坝址以上流域面积 5.4km2；水库至余家河渡槽区间流域面积37.4km2；水库至枣木河口流域面积73.0km2；支流枣木河流域面积67.2km2；清水河口以上流域面积145.6km2。
2、设计洪水分析根据《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》以及流域参数查图及表格确定流域1h及24h时段点雨量均值及Cv、Cs，以及模比系数Kp及点面折减系数等，由此推求流域设计面暴雨量。
本次工程流域属于江淮地区浅山～丘陵区，利用该办法计算面净雨量时，应扣除相应损失量。
成果见表1。
表1清水河洪水计算主要参数成果表分析河道流域内水工建筑物情况，河道上游建有一座小1型水库，故河道洪水主要由两部分组成，分别为：①水库下泄洪水；②河道自身区间汇水，包括干流汇水及其支流枣木河汇水。
因此需对水库调洪后的下泄流量及河道自身区间流量分别进行分析计算，之后对成果进行叠加方得最终洪水流量。
设计洪水分析计算
设计洪水分析计算1、洪水标准依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL44-2006），确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水校核。
本水库上游流域面积为1.6平方千米，属于小于30平方千米范围，按《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）进行洪水计算。
2、设计洪水推求成果1、基本资料流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2.1千米，干流平均比降j=0.02。
根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》，该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。
该水库水位、库容关系表如下：设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。
2、最大入库流量Q m计算（1）、流域综合特征系数K按下式计算K=L/j1/3F2/5（2）、设计暴雨量计算查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v等值线图》，该流域中心C v=0.6，采用C s=3.5C v应用皮尔逊3型曲线K p值表得，20年一遇K p=2.20，200年一遇K p=3.62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2.2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。
（3）单位面积最大洪峰流量计算经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区，查泰沂山北丘陵区q m- H24-K关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量及200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。
（4）洪水总量及洪水过程线推求已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米及200年一遇最大24小时降雨量H24=307.7毫米，取其75%为P 。
设计前期影响雨量P a取40毫米，计算P+P a，查P+P a与设计净雨h R关系曲线，得20年一遇及 00年一遇h R。
洪水总量按下式计算W=0.1*F*h R，由此可计算得20年一遇及200年一遇洪水总量W。
将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算T=W/1800Q m。
设计洪水估算方法的比较研究
设计洪水估算方法的比较研究一、本文概述洪水是一种具有极大破坏力的自然灾害，对人类社会和自然环境造成严重影响。
准确估算设计洪水对于防洪减灾、水资源管理、水利工程建设等领域具有重要意义。
本文旨在对不同的设计洪水估算方法进行比较研究，分析各方法的优缺点，以提高洪水估算的准确性和可靠性。
本文将首先介绍设计洪水估算的基本概念和重要性，阐述洪水估算在防洪减灾、水资源管理等领域的应用。
随后，将详细介绍几种常用的设计洪水估算方法，包括经验公式法、水文比拟法、概率分析法和数值模拟法等。
通过对这些方法的原理、步骤和适用范围进行阐述，为后续的比较研究奠定基础。
在比较研究中，本文将重点分析各方法的优缺点，比较其在不同情况下的适用性和准确性。
通过实例分析和案例研究，验证各方法的实际效果，并提出改进建议。
本文还将探讨不同方法之间的结合与融合，以进一步提高洪水估算的准确性和可靠性。
本文将对设计洪水估算方法的发展趋势进行展望，提出未来研究的方向和建议。
通过本文的研究，旨在为相关领域提供有益的参考和借鉴，推动设计洪水估算方法的不断完善和发展。
二、设计洪水估算的基本方法频率分析法：该方法主要基于历史洪水数据的统计分析。
通过对已知洪水频率和相应洪峰流量的关系进行统计分析，可以推求出未知频率下的设计洪水。
常用的频率曲线有线性矩法、皮尔逊型曲线等。
地区综合法：这种方法适用于缺乏长序列历史洪水资料的地区。
它通过对相似流域的洪水资料进行综合分析，利用流域特征参数（如流域面积、平均坡度等）进行地区性综合，进而估算设计洪水。
暴雨径流法：该方法首先估算出流域可能发生的最大暴雨，然后根据流域的暴雨径流关系推求出设计洪水。
这种方法的关键在于准确估算暴雨特性和暴雨径流关系。
单位线法：单位线法是一种基于流域暴雨径流关系的洪水估算方法。
它通过单位时段（如单位面积、单位时间）的暴雨径流关系，结合流域特性，推求出设计洪水过程线。
水文学比拟法：该方法通过对比和分析具有相似流域特性的已知流域和待估流域的洪水资料，根据两者之间的相似性，推求出待估流域的设计洪水。
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
潭江流域设计洪水及水面线分析计算
３ ０年标准进行 过达标加固外 ， 其余堤段普遍存在 堤顶 高程 不 足、 堤身断面单薄 等 问题 ， 且险段 较 多。潭 江 流域 的特点 之
一
河道水面线计 算的 目的 ， 在 于为 防洪 、 排涝 等工 程规 划 设计 提供依据 ， 水面线成果偏高或偏 低 ， 不仅影 响了人力 、 物 力和资金 的投入 ， 而且影响洪 、 涝灾害 的治理 目标 的实现 ， 因 此， 水 面线计 算工作 必须 严肃 认 真 ， 尽量做 到符 合实 际。潭 江是江门市境 内最 大的河流 ， 河道两 岸是江 门市工农 业生产
安全 稳 定 ， 潭江弯道 往往 也是 堤防安 全性 较差 的堤段 ， 如 开
平赤坎江南堤 高咀段 、 台山水 步堤 良村段 、 新 会南坦 联 围九
龙堤 段 等 。对 比 １ ９ ６ ６年 与 ２ ０ ０ ５年 潭 江 平 面 图 ， 潭 江 整 体 形
状、 走 向并无变化 ， 弯道 、 直道一 致 ， 河道岸线 整体上 没有 发
示意 见图 ｌ 。 图 １ 潭 江流 域 水 系示 意
２ 设计 洪水计 算 ２ ． １ 计算方法 潭江 流域 长沙水 位站 以上河段 年最高 水位主要 受洪 水
潭 江 于流两岸 目前均有堤 防 ， 但除 新会段银 洲湖海堤 按
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ ． １ １ － ２ ６
有 发 生 。潭 江 流 域 面 积 ６ ０ ２ ６ ｋ ｍ ， 干流全长 ２ ４ ８ ｋ ｍ， 平 均 坡
降０ ． ０ ４ ５ ％， 流 域 内支流 众多 ， 交 错汇 入 主流 ， 集雨 面积 １ ０ ０
ｋ ｍ 及 以 上 的 一 级 支 流 有 朗 底 水 、 莲塘水、 蚬 冈水 、 白沙 水 、 镇海水 、 新 昌水 、 公益 水 、 新桥 水 、 址 山河 、 江 门水道 、 下 沙河 １ １ 条， 其中镇海水集 雨面积 大于 １ ０ ０ ０ ｋ ｍ 。潭 江干 流上游 山区 已建 大 （ 二） 型水库锦 江水库 ， 锦 江 水 库 下 游 已 建 成 水 占
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设计洪水分析计算
1、洪水标准
依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL44-2006），确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计,200年一遇洪水校核。
本水库上游流域面积为1。
6平方千米,属于小于30平方千米范围,按《山东省小型水库洪水核算办法》(试行）进行洪水计算.
2、设计洪水推求成果
1、基本资料
流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2。
1千米，干流平均比降j=0。
02.
根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》,该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。
该水库水位、库容关系表如下：
设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23。
29万立米。
2、最大入库流量Q m计算
（1）、流域综合特征系数K
按下式计算K=L/j1/3F2/5
（2)、设计暴雨量计算
查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v等值线图》，该流域中心C v=0.6，采用C s=3.5C v应用皮尔逊3型曲线K p值表得，20年一遇K p=2.20，200年一遇K p=3。
62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2。
2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。
(3）单位面积最大洪峰流量计算
经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区,查泰沂山北丘陵区q m- H24—K关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量及200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。
(4)洪水总量及洪水过程线推求
已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米及200年一遇最大24小时降雨量H24=307。
7毫米，取其75%为P .设计前期影响雨量P a取40毫米，计算P+P a，查P+P a与设计净雨h R关系曲线,得20年一遇及 00年一遇h R。
洪水总量按下式计算W=0。
1*F*h R，由此可计算得20年一遇及200年一遇洪水总量W。
将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算
T=W/1800Q m.
3、调洪计算成果
已知水位-库容关系曲线,溢洪道泄流按宽顶堰计算，泄量q=1.5Bh3/2，起调水位与溢洪道底齐平，以上计算，由计算机软件模拟图解法计算.计算成果见下图：
图 1 桐峪沟水库20年一遇调洪计算图
并将该成果列如下表：
桐峪沟水库防洪调洪成果表
图错误!未定义书签。
桐峪沟水库200年一遇调洪计算图
坝顶高程设计
1、坝顶超高计算
坝顶超高按（SL189—96)公式（
式中：
Y—坝顶在静水位以上的超高（m)；
R—波浪在坝坡上的最大爬高(m）；
A—安全加高值（m)。
㈠波浪爬高计算
1.波浪的平均波高、平均波周期及平均坡长计算
按(SL274—2001）附录A中的蒲田实验站公式：
式中：
h m-平均波高（m)；
T m—平均波周期（s)；
W-计算风速（m/s)，采用水面以上10m处多年平均最大风速，正常运用条件下取1.5倍的多年平均年最大风速；非常运用条件下取多年平均年最大风速；本水库取多年平均年最大风速为20 m/s；
D-风区长度（m），按设计洪水位（正常运用)和校核洪水位（非常运用）分别取值；
H m—水域平均水深（m）,按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用)分别取值；
g—重力加速度，取9.81m/s2。
平均波长可按下式计算：
式中：
L m—平均波长（m）;
H-迎水面坝前水深（m），按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用)分别取值。
计算：正常运用情况平均波高h m、平均波长L m；
非常运用情况平均波高h m、平均波长L m.
2.平均波浪爬高计算
平均波浪爬高采用（SL274-2001）中的（
式中：
R m—平均波浪爬高（m）；
m—单坡的坡度系数，若坡脚为α，则m=ctgα;
KΔ—斜坡的糙率及渗透性系数。
干砌石取0。
75。
浆砌石取0。
80、混凝土预制块取0.85～0。
90；
K W—经验系数，取K W=1～1.02；
h m—平均波高；
L m-平均波长。
计算:正常运用情况R m;非常运用情况R m.
3.设计频率的波浪爬高值计算
设计频率波浪爬高值取累积概率P=5%的爬高值。
查《碾压式土石坝设计规范》表（，据此计算最大波浪爬高R p：计算：正常运用情况R p；非常运用情况R p.
2、安全超高
正常运用情况取0。
50m,非常运用情况取0。
30m。
3、坝顶高程复核
坝顶高程应分别按以下情况进行计算，取其最大值。
1.正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高。
2．设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高。
波浪计算成果如下：
20年一遇计算成果:
平均波长Lm= 3。
48 m
平均波高Um= 0.33 m
计算波浪壅高e= 0.0016 m
Rm= .40 m
计算Rp= 。
78m
200年一遇计算成果:
平均波长Lm= 3.90 m
平均波高Um= 0.36 m
计算波浪壅高e= 0.0017 m
Rm= 。
44 m
计算Rp= .86 m
坝顶高程计算成果见下表：
坝顶高程计算成果表单位：m
当坝顶上游侧设有稳定、坚固、不透水且与坝的防渗体紧密结合的防浪墙时，可利用防浪墙抵御风浪，坝顶超高可以是静水位到防浪墙顶的高差。
根据规范要求，在正常运用情况下，坝顶应高出静水位至少0。
5m;在非常运用情况下，坝顶不应低于静水位。
为此，设计坝顶高程182.0米，满足设计要求。