中小型水库溃坝洪水估算
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。
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。
水库防洪能力计算方法
水库防洪能力计算方法为加强水库安全管理，有效预测水库防洪能力，确保水库安全运行，这里介绍一种简易的水库防洪能力计算方法。
一、来水量计算根据天气预报情况及水库运行需要，预估一个未来降水量，由降水库、水库集雨面积及径流系数，计算出水库未来来水量。
计算公式如下：W=P×F×R/10式中：W---预测来水量，万立方米（万m3）；P---降水量，毫米（mm）；F---水库集雨面积，平方公里（km2）;R---径流系数。
说明：径流系数可以通过分析历年的降雨径流关系大至估算出来。
一般情况，前期降雨量比较大（土壤含水率比较高），径流系数较大，降雨强度及总量比较大，径流系数较大。
一般取值范围在0.55～0.95之间。
降水量为预测值，一般通过天气预报，或者防洪工作需要估算出来。
二、水库最高洪水位计算由上面计算出来的来水量加上当前水库相应的库容，得出将来最大库容，通过库容曲线查算相应库水位，从面得出未来最高库水位。
对于将来最大库容的计算有两种情况：（一）不发生溢洪的情况，计算公式如下：V=V当前+W式中：V---将来最大库容，万立方米;V当前---当前库容，由当前水位通过库容曲线查得，万立方米;W---来水量，同上。
（二）有溢洪的情况1、当前水位低于正常水位时，计算公式如下：V=（W+V当前-V正常）×（1-y）+V正常式中：V正常---正常水位对应的库容;y---水库泄洪比率。
2、当前水库正在溢洪时V=W×（1-y）+V当前泄洪比率是指水库特定时段（从溢洪开始到水库达到最高水位的时间）内泄水量与水库流域来水量的比值。
如果当前库水位低于正常水位，计算时段从水位涨至正常水位开始，直到水位上升到最高水位之间的时间。
当水库正在泄洪时，计算时段从当前时间开始至水位达到水库最高水位的时间。
泄洪比率可通过分析历次洪水泄洪关系得出，它与水库的泄水能力有关。
此值小于1。
上述计算方法没有考虑涵管放水，原因一是涵管放水量相对于洪水量来说比较少，可以忽略不计。
【精品】溃坝洪水计算
FCD13030FCD水利水电工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲范本1 / 13水利水电勘测设计标准化信息网1997年8月2 / 13水电站技术设计阶段溃坝洪水计算大纲范本主编单位：主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位：2 / 13软件编写人员:勘测设计研究院年月3 / 131.目次2.流域及工程概况 (4)3.设计依据 (4)4.基本资料 (5)5.计算原则 (7)6.溃坝计算方法及内容 (8)7.溃坝洪水计算成果及分析 (10)应提供的设计成果113 / 131流域及工程概况2设计依据2。
1有关本工程的文件（1)设计任务书；(2）可行性研究报告；（3)可行性研究报告审查文件。
2.2主要规范（1）SL44－93 水利水电工程设计洪水计算规范；（2）DL/T5015－1996 水利水电工程水利动能设计规范;(3)SD138－85 水文情报预报规范；(4)DL/T5064－1996 水电工程水库淹没处理规划设计；（5)DL5021－93 水利水电工程初步设计报告编制规程。
2。
3主要参考资料（1）谢任之，溃坝水利学，山东科学技术出版社;（2）唐友一，溃坝水流状态计算方法的探讨,水利水电技术，1962年第4期；(3)美国天气局，溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南，水电部南京水文水资源研究所，1987年11月；（4)山西省水利勘测设计院,水利动能设计手册，水库溃坝计算，1983年；(5）水电部十一局研究院，土坝溃坝流量计算方法的研究，1977年6月；(6)天津勘测设计院，孙国洁等，溃坝洪水计算国内外概况；(7）水电部四川勘测设计院，大中型水电站水能设计第十五章，溃坝流态计算，19774 / 13年1月;(8)黄委会科研所，溃坝水流计算方法初步探讨,水利科技情报，1976年9月；（9)彭登模，溃坝最大流量及溃坝流量过程计算的体会及建议，人民长江,1965年第5期。
3基本资料3.1地形资料（1）水库及下游河道地形图；(2）坝址横断面图;(3）下游河道纵横断面资料。
小水库洪水核算办法
小水库洪水核算办法附件：山东省小型水库洪水核算办法（试行）前言《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）是为适应新形势下小型水库除险加固需要而制定的。
本办法依据水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000、《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）和《山东省水文图集》的有关分析成果，在原山东省水利局暴雨洪水组1979年6月编印的《山东省小型水库洪水核算方法》基础上修订完成的。
在山丘区小型水库防洪安全复核、控制运用、加固设计等工作中应以本办法为主，其它各法可作验证参考。
本办法提供了洪峰流量、洪水总量以及调洪演算方法，适用我省流域面积在1到30平方千米的小型水库保安全洪水核算使用。
对有闸控制或流域面积大于30平方千米的小型水库，应使用《山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法》进行核算，设计洪水流量过程应采用瞬时单位线法，其中流域面积小于50平方千米的水库时段长建议取0.5小时，瞬时单位线参数M1与0.5小时单位线关系表可参考《山东省水文图集》。
流域面积小于1平方千米的小（2）型水库，应按本办法计算的洪峰、洪量分别加大10%后，再进行调洪。
请各单位在使用过程中注意结合实际, 及时总结经验,如有问题请函告省水利厅。
1小型水库设计洪水标准小型水库设计洪水标准，按照水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)选取。
小型水库永久性水工建筑物的洪水标准，应按山区、丘陵区或平原、滨海区分别确定。
山区、丘陵区永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]按表1选用。
平原、滨海区永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]按表2选用。
当山区、丘陵区的小型水库坝高低于15m，上下游最大水头差小于10m时，且失事后对下游防洪影响不大时，其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定；当平原、滨海区的小型水库坝高高于15m，且上下游最大水头差大于10m时，其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。
浅谈对中小型水库溃坝流量计算的认识
—
—
溃坝时坝体上游水 深 ＝ ４８ ｍ）坝长 ＝ ９ （ １．（ ， １５ ｍ）
坝址 处 溃 坝 最 大 流 量 ＝ １５ ｍ ） ３２ （
安 全系数 ＝ ．， 体建材 系数 ＝ ．， １ 坝 ３ １ 溃坝后 坝体残 留 ６
一
１ ． 铁道部科学院 １８ ．１ ３ ９ ０经验公式
日 ——坝前 水深 （ 取最大坝 高减死水 位高度 ， 水位高 ｍ） 死 度为泄洪构造物顶端高度 。 死水位高度 以下为溃坝时无法参与
的库容 。
’
— —
重力加速度（ ／ ） ｍｓ ：
坝 址 处 的库 面 宽 （ ， 坝 长 ｍ）取 坝 前 水 深 （ 取 最 大 坝 高 减 死 水 位 高 度 ｍ）
１１ １ ； 为坝体建 材系数 ， ．～ ． ３ 对粘土类 、 粘土 心墙或斜墙 和土 、 石、 混凝土的坝体取 １ ， ． 对均质壤 土 ， ２０ ｋ 为材质系数 ， ２ 取 ．；， 质
量好取 ６６ 质量差取 ９１ ．， ．。
１ ． ３两公 式 的 区别
它 是 目前 水利部门计算 瞬时全溃 及瞬时局部 溃决 的最大 洪峰流量最常用的最 简单 的一 种方 法 ， 对于无资料地 区的洪水 计算有着重要意义。其基本形式为 ： ９ ． 、 ｇ （／ ”（ ） （ Ｋｈ Ｏ２ ／ ＬＢ） 肋 ｂＨ— ’） ７ 式 中： 一坝址处溃坝最大洪峰流量 （ ３ ） ｐ ｍ， ｓ
— —
１ ５ ｍ） ９（
溃坝以上溃坝水位时 的库容（ ０ ｍ ） １４ 重力加速度 （ ／ ） ｒｓ ｎ：
溃 口处残留坝体 的平均高度 ＝ ． （ ５０ ｍ） ７
某水库洪水溃坝分析
第1期（总第219期）摘要︓文中通过利用我国中小型水库常用的溃坝模型对某水库如果发生溃坝时的溃坝洪水计算与洪水演进分析，确定相关参数，计算得到最大洪峰流量为43862.09m 3/s ，泄空时间为0.625h ，溃坝洪水量极大、洪水演进迅速。
通过分析溃坝洪水过程及其对下游的影响，为当地相关部门采取措施，防止溃坝洪水对下游造成的危害提供依据。
关键词：水库；溃坝洪水；洪水演进中图分类号：TV122+.4文献标识码：BAnalysis on Flood Dam-break of a ReservoirNING Guo-feng Abstract:In this paper ，the dam-break flood calculation and flood routing analysis of a reservoir are carried out byusing the dam-break models commonly used in medium and small-sized reservoirs in China ，and the related parametersare determined.The maximum peak discharge is 43862.09m 3/s ，and the discharge time is 0.625h ，the amount of dam-break flood is very large and the flood routing is rapid.Through the analysis of the process of dam-break flood andits impact on the downstream ，the paper provides the basis for local departments to take measures to prevent the damagecaused by dam-break flood to the downstream.Key words ：reservoir ；dam-break flood ；flood routing某水库洪水溃坝分析宁国锋（晋中市水利勘测设计院山西晋中030600）收稿日期：2020-11-12修回日期：2020-11-17作者简介：宁国锋（1986-），女，2013年工程硕士研究生毕业于北京工业大学水利水电工程专业，工程师。
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与洪水标准》（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与200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。
（4）洪水总量与洪水过程线推求已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米与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年一遇与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年一遇与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。
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技术 交流
）／ ２
水库水量泄空 时间 （） ｓ；
为溃坝时水 库人流量
式 中 ， 为水库 长 度 （ｍ） 为系数 。 ｋ ； ３ ）美 国水 道 实验 站公 式
（ ３ｓ ；Ｋ为 系 数 ，与 溃 坝 流 量 过 程 线 线 型 有关 ， ｍ ／） 对 ４ 抛 物线来 说 ，Ｋ一般 为 ４ ，对 ２５次抛 物 次 ～５ ． 线来 说 ， 为 ３５ ．。
式 中 ，ｐ Ｉ 为距 坝 址 （ ）控制 断面 溃坝 最大 ｉ ｎ 流量 （ ３ｓ ； Ｖ为 洪 水 期 河 道 断 面 的 最 大 流 速 ｍ／ ）
技术交流
ＳＡ Ｌ ＹＲ ＰＷ Ｒ ２１Ｎ２ ｏｌ ｏ ８ Ｍ Ｌ Ｈ Ｄ Ｏ Ｏ Ｅ ０１ｏ，ＴａＮ１ ｔ ５
中小型 水库 溃坝 洪水估算
李 庆 华 （ 南省 水 文水 资 源局 临沧分 局 云 南 临沧 云 ６７０ ） ７００
【 摘 要】对水库溃坝洪水进行估算 ，可预测洪水对下游造成的淹没范围和程度 ，以便做 出防范措施和编制应急计划。
则包括土坝 、堆石坝 、土石混合坝等 。根据大坝的 坝型 、筑坝材料 、基础条件 、溃坝原 因等因素 ，大
坝 溃 决可 分 为 瞬时全 部 溃决 、横 向部 分 溃决 到底 及
横 向和纵 向均 为 部分 溃 决 ３ 类 型 。不 同类 型有 不 种
同的计 算 方式 ，在实 际应 用 中应 选取 最不 利 情况 进 行 分 析计 算 。 １１１ 瞬 时全 溃情 况 ．． 瞬 时 全 溃情 况 主 要 是 根 据 不 稳 定 流 基 本 方 程 式 ，在假 定 河床 底坡 为 ０且 忽略 阻力 的基 础 上 ，针 对河 槽 的各 种 不 同 断 面 形 状 又 有 不 同 的计 算 方 式
１３ 渍 坝流 量过 程线推 求 ．
ｑ ＝ ｍ
丽 。８ ｈ／ Ｂ ＿Ｂ Ｈ）２ ２
１２ 水库 泄空 时 间计 算 ．
Ｔ＝Ｋ Ｗ／ （ Ｑ—ｑ ） ｏ
溃坝流 量 过 程 采 用 表 ３所 列 无 因 次 概 化 过 程
线 ，根据 已计算出的 Ｑ 和 ７ １ 便可求得概化溃坝流
量 过程 线的纵横 坐标 为 ：ｔ Ｔ ＝ａ ；ｑ＝ （ 表 ３。 见 ）
介绍 了溃坝 洪水估算的方法 ，对于在 溃坝数据 不足及计算工具不完善情况下的溃坝洪水计算有一定的帮助。图 ２幅 ，表 ４个。
【 关键词 中小型水库
渍坝 洪水估算
表 １ 瞬时全溃情况下几种河槽 溃坝最大流量计算公式
修 建 大 坝 、利 用 水库 蓄水 调 节天 然流 量 是综 合 利 用 水资 源 的 主要 手 段 ，也 是优 化水 资 源配 置 的主
后 ，将 断面 流量过程线概化为三角形 ，从 而求得 。
Ｔ ３＝
当溃 坝 址 处 最 大 流 量 向 下 游 演 进 至 距 坝 址 ￡ （ ｍ）流 程 时的最 大 流量 ，采用 下式 估算 ：
ｎ
ＶＬ 一 Ｑ ／ （ ） —Ｗ／ 一 ＋Ｌ． 一
２ 实例 计算
某拟 建 水 库 位 于 云 南 山 区 ，工 程 区 河 谷 呈 ｖ 字型 。根 据设 计 ，水库 为 １ 以发 电为主 兼顾 防洪 座
１１３ 横 向和纵 向均 为部 分溃 决情 况 ．． １ ）这种 情况 下 多采用 此 经验 公 式
Ｑ ｍ＝ （ ）６ （ 日 ）
收 稿 日期 ：２１ 一Ｏ 一 ６ ０ １ ｌ ２
作者简 介 ：李庆华 （９０一） １８ ，男 ，助理 工程 师 ，主要从 事
式 中，ｈ 为坝残 留高度 （ ；其余各 符号 意 ｍ）
１１２ 横 向局 部溃 决情 况 ．． 在 瞬 时全 溃情 况计 算公 式 的基 础上 考虑 大 坝溃 口的宽 度 ，即为 横 向局 部 溃 决 情 况 下 的计 算 公 式 。
根据不 同断面情况其计算式也不 同 （ 见表 ２ 。 ）
表 ２ 横 向局部溃决情况下几种河槽溃坝最大流量计算公式
义 同表 １ 。
水文水资源 规划设计 、水情预报等 工作 。
Ｅ ｉ： ｌｈ ９ ２ ６ １ ６．ｏ ｍａｌ ｑ １ ８ ３ ＠ ２ ｔ ｍ
・
２ ）铁 道科 学 院提 出 的经验 公 式
８ ・
小水电 ２１年第 ２ （ ０１ 期 总第 １ 期） ５ ８
ｑｍ ．７ ＝０ ２ Ｌ） （ ） Ｂ （ｔ ｈ Ｉ
（ 表 １。 见 ）
注 ：式 中 ，ｂ为溃 口宽度 （ ，小 型水 库取 ｂ为 ， ｍ）
中型水库 ｂ为 ０６ ０７ ．Ｂ一 ．Ｂ；其余 各符号意义 同表 １ 。
１４ ９９年 ，肖克 利 奇 又 根 据 试 验 提 出 了 １ 经 种 验公 式 ：
Ｑ＝ （） ／ ｍ 鲁 ２
要方法。但是如果因某些偶然因素导致坝体突遭破
坏 溃决 ，水 库蓄 水和 上游 入 库洪 水经 溃 口下 泄就 会
形成骤发性的洪水 ，给下游人民的生命财产带来严 重危害。因此 ，有必要分析计算溃坝洪水 ，预估大
坝一 旦失 事 后溃 坝 洪水 对下 游造 成 的危 害 ，以便 做 出 防范措 施 和 编制 应急 计划 。
式中，
为水 库 溃 坝后 下 泄 水 量 （ ３ ； Ｔ为 ｍ）
表 ３ 无因次概化溃坝泄流过 程线
注 ：式中 ，ｔ 为水库溃坝后泄 流时间 （） Ｑ 为水库泄流时 间 ｔ ｓ； 时的流量 （ ３ｓ ；Ｑ 为人库流量 （ ］ｓ。 ｍ／） ｏ ｍ ／ ）
１４ 坝 下游 断 面最大 流量计 算 ．
注 ：式 中，曰为坝址 断面 的平均 宽度 （ ；Ｈ 为溃坝 ｍ）
前的坝前水深 （ ；Ｑ ｍ） 为溃坝时坝址处最 大流量 （ ３ｓ ； ｍ ／ ） ｈ为坝下游恒定 流水深 （ 。 ｍ）
１ 计算方法
１１ 坝址 溃 坝最 大流 量计 算 ． 水 库 大坝 可分 为混 凝 土坝 和 土石 坝 ，混凝 土坝 又 可分 为 重力 坝 、拱 坝 和支墩 坝 ３种类 型 ；土 石 坝