小流域设计洪水计算课件
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四川大学第八章 小流域设计洪水计算
例如湖南、江西的Cp、n值表
二、多因素公式
Qm,p =Ch24,pF n
式中，f=F/L2——流域形状系数。 例如：安微省山区小河洪峰流量经验公式为：
QP = Ch12.42,1P F 0.73
同时把山区分为4类：深山区(C=0.0514)、浅山区(C=0.0285)、 高丘区(C=0.0239)、低丘区(C=0.0194)。
《工程水文学》
8/38
第八章 小流域设计洪水计算
8.1 概述 8.2 小流域设计暴雨计算 8.3 设计洪峰流量的推理公式 8.4 计算洪峰流量的地区经验公式 8.5 设计洪水过程线的推求
8.1 概述
一、小流域设计洪水特点 1. 缺少实测资料(流量和暴雨资料)。 中、小型水库，涵洞，城市和工矿区的防洪工程 2. 小型水利工程一般对洪水的调节能力较小,工程规
L 1/3 Qm
1/4
(2) 当τ≤tc时，由式（8-12）计算 ；当τ>tc时，由式 （8-11）计算 ;
= n( tc )1 n
=1 u =1 u n
S p1 n
Sp
Sp
Qˆ
四 实例
{例]某地区欲修建一座小型水库，该水库积水面积F=7.4km2， 干流长度L=4.1km，J=0.036。用试算法计算坝址百年一遇的洪 峰流量。
解：
t
= 22.6h
1
Sp n n c (1
u
) =
8.4 计算洪峰流量的地区经验公式
洪峰影响因素
暴雨特性（强度、历 时） 流域几何形特征（河长、比降、集水面 积）
地质地貌特征（植被、土壤、地质）
一、单因素公式
以流域面积F作为洪峰流量的主要影响因子，建立二者间 的关系，其形式为：
第三章+设计洪水流量ppt课件
.
12
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
四、资料中特大洪水的处理
特大洪水：比一般洪水大的多的稀遇洪水，通过历史 洪水调查，能知其数量 大小和重现期的洪水。
特大洪水出现的情况： ❖在实测系列以外； ❖在实测系列以内 ❖兼而有之。
.
13
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
特大值的处理的意义： ❖ 通过特大值处理，可以延长系列资料，增强系列的代表性
第五节利用暴雨资料推算设计流量图52流域地下水退水曲线第五节利用暴雨资料推算设计流量第五节利用暴雨资料推算设计流量产流计算方法1降雨径流相关法2蓄满产流计算3超渗产流计算51降雨径流相关法降雨径流相关是在成因分析与统计相关相结合的基础上用每场降雨过程流域的面平均雨量和相应产生的径流量以及影响径流形成的主要因素如前期影响雨量pa或流域起始蓄水量w建立起来的一种定量的经验关系
应从资料来源、资料的测验和整编方法有无问题、刊印是否有误进行检 查，可以通过上下游或干、支流水量平衡，流域年降水量等检查数据是 否合理。
.
5
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
2.资料一致性的审查与还原
洪水资料一致性：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。
，减少各参数值的抽样误差，从而提高计算成果的稳定性 和可靠性。 ❖ 一般同时采用三种来源的资料：水文站观测资料、参证站 插补和延长资料、调查洪水和文献考证资料。
.
14
第一节 根据流量观测资料推算设计流量
黄河某水文站，到1954年共有不连续的20年实测洪水资料，其中最大 实测洪峰流量为3700m3/s。在1958年推算设计洪水时，虽然已调查到四次 历史洪水资料，但因为有人对它们定量的可靠性有怀疑，只用了实测的二 十年资料进行推算，得到百年一遇（p为1％）的洪水流量为7500m3/s。（ Cv=0.8）
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
Qm——待求最大流量（m3/s）；
m——汇流参数； J——流域平均纵比降；
σ、λ ——反映沿流程水力特性的经验指数。对于一般 山区河道采用σ=1/3，λ=1/4。
WUHEE
将σ=1/3，λ=1/4代入（8-12）式得：
0.278
L 1/ 4 m J1/ 3Qm
将上式代入 Qm 0.278
Qm,p=C p· Fn
式中，Cp——随频率变化的综合系数；n ——经验指数；各省、 市水文手册中可查。
WUHEE
例如湖南、江西的Cp、n值表
WUHEE
二、多因素公式
Qm, p Ch24 , p F n Qm, p Ch24 , p f F
n
n Qm, p Ch24 J f F ,p
第八章
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5
小流域设计洪水计算
概述 小流域设计暴雨计算 设计洪峰流量的推理公式 计算洪峰流量的地区经验公式 设计洪水过程线的推求
WUHEE
8.1
概述
一、小流域设计洪水特点 1. 缺少实测资料(流量和暴雨资料)。
中、小型水库，涵洞，城市和工矿区的防洪工程
a、由实测暴雨资料分析得到; b、从水文手册中的n值分区图上查取。 （2）Sp的计算 t· it,P=Pt,p=Sp· t1-n
a、地区水文手册中的Sp等值线图插取; b、由式（8-2）知：Sp=Pt,p· tn-1 ∵ P24,p已知（t=24h） ∴ Sp=P24,p· 24n2 -1
WUHEE
概化过程线法 概化线型有三角形、五边形和综合概化过程线等形式。 一、三角形概化设计洪水过程线 已知:设计洪峰流量Qm,p；P24,p
推算小流域面积设计洪水流量118页PPT
推算小流域面积设计洪水流量
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
பைடு நூலகம்
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
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39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
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40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
第5章小流域洪峰流量的计算
• (4) 设计面暴雨量的时程分配 • 城市雨水管道及小桥孔径的设计，需要确定最大流量，而 最大流量和暴雨或设计暴雨在各时程的分配有着密切的关 系。分区概化时程分配雨型就是对一个水文分区的许多实测 暴雨过程，按暴雨特性，如设计历时中的雨峰个数、主雨峰 位置、各时段雨量占总雨量的比例等进行统计分析，所综合 概括出的反映该区暴雨时程分配主要特征和满足工程设计基 本要求的一种设想的用相对值表示的降雨分配过程。一般以 1、3、6h控制时段，设计暴雨控制在24h内。省（自治区、直 辖市）及有些地区的水文手册中有最大1h、3h、6h及24h设计 暴雨等值线图及概化时程分配雨型。如表5.3便是某省第三水 文分区的概化时程分配雨型。目前各省（自治区、直辖市） 的水文手册或水文图集中均载有此类概化雨型，供缺乏资料 的情况下推求设计暴雨过程时使用。
（2）小流域面积小，自然地理条件趋于单一，拟定计算方 法时，允许作适当的简化，即允许作出一些概化的假定。例 如假定短历时的设计暴雨时空分布均匀。 （3）小流域分布广、数量多。因此，所拟定的计算方法， 在基本保持精度的前提下，将力求简便，一般借助水文手册 即可完成。 小流域设计洪水计算方法概括起来有4种：推理公式法、地 区经验公式法、综合单位线法和历史洪水调查分析法。 在具体设计中采用哪一种方法应根据工程规律与当地条件 决定。若有可能，可采用几种方法计算，并通过综合分析比 较，最后确定出设计洪峰流量。 2.地区经验公式法计算设计洪水过程线 此法只推求设计洪峰流量，它是建立在某地区和相邻地区的 实测洪水和调查洪水这些资料的基础上，探求地区暴雨洪水 经验性的规律，但使用时有一定的局限性。
• [例5.2] 在某省的水文手册中查得： • 某流域的概化时程分配雨型见表5.4，拟在此建一桥涵， 需利用综合瞬时单位线法推求P =1%的设计洪水。 • [解] 应先推求P =1%的设计暴雨过程。 • （1）计算1h、3h、6h、24h流域的设计雨量。 根据该流域中心点位置查该省水文手册得各种历时暴雨的统 计参数 ht 、CV、Cs/CV ，列于表5.3中第2列~4列。 由CV、Cs/CV及P查附录1或附录2，得各种历时暴雨的f1% ht ,1% (1 f1%CV )ht 或代入式（3.27） 或K1% ，代入式（3.25） 中得 ht ,1% K1% ht ，从而算得1h、3h、6h、24h的流域设 计点雨量ht,1% 列于表5.3中第5列。
小流域设计洪水计算
小流域设计洪水计算小流域通常是指集水面积不超过数百平方公里的小河小溪，但并无明确限制，一般认为流域面积在300～500km2以下可认为是小流域。
从水文角度看小流域具有流域汇流以坡面汇流为主、水文资料缺乏、集水面积小等特性。
小流域设计洪水计算，与大中流域相比，有许多特点，并且广泛应用于铁路、公路的小桥涵、中小型水利工程、农田、城市及厂矿排水等工程的规划设计中，因此水文学上常常作为一个专门的问题进行研究。
小流域设计洪水计算的主要特点是：（1）绝大多数小流域都没有水文站，即缺乏实测径流资料，甚至降雨资料也没有。
因此小流域设计洪水计算一般为无资料情况下的计算。
（2）小流域面积小，自然地理条件趋于单一，拟定计算方法时，允许作适当的简化，即允许作出一些概化的假定。
例如假定短历时的设计暴雨时空分布均匀。
（3）小流域分布广、数量多。
因此，所拟定的计算方法，在保持一定精度的前提下，将力求简便，一般借助水文手册即可完成。
（4）小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主要受洪峰流量控制，因此对设计洪峰流量的要求高于对洪水过程线的要求。
小流域设计洪水的计算方法较多，归纳起来主要有：推理公式法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合瞬时单位线法。
其中应用最广泛的是推理公式法和综合瞬时单位线法。
它们的思路都是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，并按设计暴雨→设计净雨→设计洪水的顺序进行计算。
1．小流域设计暴雨的计算针对小流域水文资料缺乏的特点，设计暴雨推求常采用以下步骤：①根据省（区）水文手册（包括有关的水文图集，如《暴雨径流查算图表》）中绘制的暴雨参数等值线图，查算出统计历时的流域设计雨量，如24h设计暴雨量等；②将统计历时的设计雨量通过暴雨公式转化为任一历时的设计雨量；③按分区概化雨型或移用的暴雨典型同频率控制放大，得设计暴雨过程。
（1）统计历时的设计暴雨计算由各省区的《暴雨径流查算图表》和《水文手册》查取。
例如湖北省1985年印发的《暴雨径流查算图表》中，就提供了7d、3d、24h、6h、1h及10min的暴雨参数等值线图，C s/C v值全省统一用3.5。
工程水文学第八章 小流域设计洪水
(n1,n2）以1h为分 界，暴雨递减指数
（暴雨参数）
不同历时雨量：
xt. p
at ,P
t
SP tn
t
SP
t1n
⑵参数确定 ①n： 水文手册中n值分区图。
②sp：查设计流域 x 24、 cv、 cs/cv，由下式计
算：
S P at , pt n
xt , pt t n2
x t (n2 1) t,p
推理公式法：
以暴雨形成洪水的成因分析为基础，考虑影响洪峰 流量的主要因素，建立推理公式，利用实测资料求得公 式中的参数。
推理公式的形式（北京水科院推理公式）
⑴当tc ≥ τ时：
Qm
0.278
s
p n
F
⑵当tc ＜ τ时：
Qm
0.278
ns
ptc1
n
F
0.278 L 11 mJ 3 Qm4
设计净雨的推求原理：
方法： 利用损失参数µ的地区综合规律计算设计净雨
损失参数µ：
产流历时tc内的平均损失强度
i ,
不产生净雨 产生净雨
不产生净雨
µ
tc
t
第四节 由推理公式推求设计洪水的基本原理
1、推理公式基本形式： 假定流域产流强度在时间、空间上都是均匀的 ， 经过线性汇流推导，可得出形成洪峰流量的计算公 式：
3.设计流域损失参数和汇流参数的确定 可查有关水文手册，本例 f =3.0mm/h，m=0.70。
二、推理公式的形式
⑴当tc ≥ τ时：
Qm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.278
s
p n
F
⑵当tc ＜ τ时：
Qm
0.278
第十章由暴雨设计洪水PPT课件
【例】
某设计流域内有三个雨量站，分布均匀，某年 雨量记录见表，要求按独立选样法求最大一日，最 大三日，和最大七日的面雨量。
最大1, 3, 7日面雨量计算表见下页：
15
时间
月日 6 30
1 2 3 4
5 76
7 8 9 … … 18 19 20 8 21 22 23 24 25
A站 5.3 50.4 0 11.5 134.8
可根据算术平均法，面积加权平均法或等值线 法由点雨量推求面雨量。
b. 统计选样：
暴雨量选择方法与洪量相同，采用固定时段 年最大值独立选择法，时段的长短视流域大小、 暴雨特性及工程的重要性等确定，水文计算中习 惯以1d作为长短历时的分界：
长历时暴雨：1d, 3d, 7d, … (适合于大中型工程) 短历时暴雨:1hr, 3hr, 12hr, … , 24hr (适合于小 型工程)
Fi
暴雨中心
c. 计算各个面平均雨量Pi 与暴雨中 心点雨量P0的比值：
P i (点面转换系数)
P0
某时段暴雨量等值线图
30
d. 根据各相应的比值和F值,绘 -F的关系曲线；
-F关系曲线反映各次暴雨面平均雨量随面积增大
而减小的特征，称作暴雨中心点面关系曲线。将地区
各次暴雨关系曲线加以概化，取平均线或上包线，则
思路：
❖ 选择一场典型暴雨过程； ❖ 以各时段设计暴雨量为控制，按分时段同频 率缩放，即得到设计暴雨过程线。 该法基本上与设计洪水过程线的确定方法相同。
33
具体步骤：
1) 典型暴雨的选择： a. 有资料条件下典型暴雨时程分配的推求:
具代表性，能反映设计地区大暴雨一般特性
如该降雨类型出现次数较多，分布形式接近多年 平均或常遇情况；
某设计流域内有三个雨量站，分布均匀，某年 雨量记录见表，要求按独立选样法求最大一日，最 大三日，和最大七日的面雨量。
最大1, 3, 7日面雨量计算表见下页：
15
时间
月日 6 30
1 2 3 4
5 76
7 8 9 … … 18 19 20 8 21 22 23 24 25
A站 5.3 50.4 0 11.5 134.8
可根据算术平均法，面积加权平均法或等值线 法由点雨量推求面雨量。
b. 统计选样：
暴雨量选择方法与洪量相同，采用固定时段 年最大值独立选择法，时段的长短视流域大小、 暴雨特性及工程的重要性等确定，水文计算中习 惯以1d作为长短历时的分界：
长历时暴雨：1d, 3d, 7d, … (适合于大中型工程) 短历时暴雨:1hr, 3hr, 12hr, … , 24hr (适合于小 型工程)
Fi
暴雨中心
c. 计算各个面平均雨量Pi 与暴雨中 心点雨量P0的比值：
P i (点面转换系数)
P0
某时段暴雨量等值线图
30
d. 根据各相应的比值和F值,绘 -F的关系曲线；
-F关系曲线反映各次暴雨面平均雨量随面积增大
而减小的特征，称作暴雨中心点面关系曲线。将地区
各次暴雨关系曲线加以概化，取平均线或上包线，则
思路：
❖ 选择一场典型暴雨过程； ❖ 以各时段设计暴雨量为控制，按分时段同频 率缩放，即得到设计暴雨过程线。 该法基本上与设计洪水过程线的确定方法相同。
33
具体步骤：
1) 典型暴雨的选择： a. 有资料条件下典型暴雨时程分配的推求:
具代表性，能反映设计地区大暴雨一般特性
如该降雨类型出现次数较多，分布形式接近多年 平均或常遇情况；
第七章 城市及小流域设计洪水
1、当
tc
Sp
h
n
1
S p
h
1 n
Sp
n
2、当
tc
hR nS ptc1n
hR ,P tc n h ,P
3、当
1 n
tc
n
3.汇流计算
Qm, p 0.278a , p F
1 lg Sp lg i n lg t m1
同理，可求得其他重现期的Sp值，
Sp可以根据地区水文手册等值线图查得，也可根据最大24小时
设计雨量反算。
S p x24, p 24n21
当Sp和n确定以后，即可根据暴雨公式进行不同历时暴雨间的
转换。
t 1h
1h t 24h
xt , p S p t n21 x24, p 24n21 t1n1
xt , p S p t
n 21
x24, p 24
n 21
t
1n 2
例：
某小流域拟建一小型水库，该流域无实测降雨资料，需推求 t=2h设计标准P=1%的暴雨量，在该省水文手册上查得流域中心 处暴雨的参数为：
dxD,p
2.产流计算
i(t )
i(t )
r(t ) i(t )-
r(t ) 0
iD,p (1 n)S p Dn
解得产流历时
(1 n)S p tc
1 n
一次设计暴雨产生的洪水径流总量为：
一次设计暴雨产生的洪水径流总量为：
hR,p P tc tc
二、推理公式的形式
dw rFdt (a )dt F
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
WUHEE
2. 历时t的设计暴雨量公式
将(8-1)式左乘历时t 得: t· it,P=Pt,p=Sp· t1-n 式（8-2）为历时t 的设计暴雨量计算公式。 （8-2）
暴雨公式的作用： 在n、Sp已知情况下，可以得到任意历时t的设计暴雨强 度和设计暴雨量。
3. n、Sp的计算
WUHEE
将（8-1）式两边取对数得：
WUHEE
n2等值线图
WUHEE
8.3
计算设计洪峰流量的推理公式
一、推理公式的一般形式 假定：1）采用平均净雨强度；2）暴雨与洪水同频率；3） 流域上的净雨强度在时间上和空间上是不变的。 1. 基本概念 tc ——产流历时(h)；u——产流历时tc内的平均损失强度。 i u t tc
WUHEE
WUHEE
各省、市、区都绘制了年最大24小时降雨量统计参数 ( 、Cv)等值线图以及Cs/Cv的比值。这些参数直接从当 地水文手册上查取。
通过地理内插法可获得流域中心点年最大24小时降雨量 统计参数： 、Cv。则设计频率p下的年最大24小时设计暴 雨量P24,p为：
P24,P P24 (1 PCv)
3. 相似流域法
4. 综合单位线法
四、小流域设计洪水计算步骤
1. 2. 3. 小流域设计暴雨计算； 设计洪峰流量计算； 小流域设计洪水过程线拟定。
WUHEE
8.2
小流域设计暴雨计算
小流域面积较小，可忽略暴雨在地区上分布的不均匀， 由流域中心点处的点雨量作为流域面雨量。 设计暴雨计算采用以下步骤推求： 1 按省（区、市）水文手册及《暴雨径流查算图表》 上的资料计算特定历时的设计暴雨量； 2 将特定历时的设计暴雨量通过暴雨公式转化为任意 一历时的设计雨量。 一、年最大24小时设计暴雨量计算
2. 历时t的设计暴雨量公式
将(8-1)式左乘历时t 得: t· it,P=Pt,p=Sp· t1-n 式（8-2）为历时t 的设计暴雨量计算公式。 （8-2）
暴雨公式的作用： 在n、Sp已知情况下，可以得到任意历时t的设计暴雨强 度和设计暴雨量。
3. n、Sp的计算
WUHEE
将（8-1）式两边取对数得：
WUHEE
n2等值线图
WUHEE
8.3
计算设计洪峰流量的推理公式
一、推理公式的一般形式 假定：1）采用平均净雨强度；2）暴雨与洪水同频率；3） 流域上的净雨强度在时间上和空间上是不变的。 1. 基本概念 tc ——产流历时(h)；u——产流历时tc内的平均损失强度。 i u t tc
WUHEE
WUHEE
各省、市、区都绘制了年最大24小时降雨量统计参数 ( 、Cv)等值线图以及Cs/Cv的比值。这些参数直接从当 地水文手册上查取。
通过地理内插法可获得流域中心点年最大24小时降雨量 统计参数： 、Cv。则设计频率p下的年最大24小时设计暴 雨量P24,p为：
P24,P P24 (1 PCv)
3. 相似流域法
4. 综合单位线法
四、小流域设计洪水计算步骤
1. 2. 3. 小流域设计暴雨计算； 设计洪峰流量计算； 小流域设计洪水过程线拟定。
WUHEE
8.2
小流域设计暴雨计算
小流域面积较小，可忽略暴雨在地区上分布的不均匀， 由流域中心点处的点雨量作为流域面雨量。 设计暴雨计算采用以下步骤推求： 1 按省（区、市）水文手册及《暴雨径流查算图表》 上的资料计算特定历时的设计暴雨量； 2 将特定历时的设计暴雨量通过暴雨公式转化为任意 一历时的设计雨量。 一、年最大24小时设计暴雨量计算
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第二节 小流域设计暴雨计算
一、 小流域设计暴雨的特点
➢ 小流域由于面积小，雨深随面积变化不大，可不考虑暴雨在空间面 分布上的不均匀性，面以流域中心的设计点雨量代替全流域的设计 面雨量
➢ 小流域汇流面积小．汇流历时短，在一次暴雨过程中仅有较短历时 的核心部分雨量参与形成洪峰流量，这部分雨量称为“成峰暴雨”
2. 参数分析
第二节 小流域设计暴雨计算
如果在双对致纸上点绘a~P~t关系，应为一直线。但很多地区由于反映 暴雨递减速度的参数n值并非常数，因此绘在双对数纸上的a~P~t关系关系 就往往不是直线分布，而是曲线状。这时，通常将它概化成变斜率的折线， 通过分段图解确定公式中的暴雨衰减指数n值
第二节 小流域设计暴雨计算
SP xt,ptn1
第二节 小流域设计暴雨计算
三、年最大24小时设计暴雨量的计算
➢ 若流域中心附近有充分长的人工观测的日雨量资料，可对日 雨量系列进行频率计算，先求得年最大一日设计雨量X日,P， 然后按X24,P＝1.1~1.2 X日,P 进行换算
➢ 如流域无日雨量资料，可由暴雨洪水图案或手册查阅年最大 24小时暴雨均值和Cv等值绘图，求出流域中心处的均值和 Cv ，Cs常采用3.5Cv，由确定的统计参数，便可求得流域中 心处年最大24小时设计雨量X24,P
➢ 小流域通常缺乏自记雨量计观测记录，通常先推求出年最大24小时 设计暴雨量X24,P，然后利用短历时暴雨公式或雨量百分率历时曲线转 换成任意历时t的设计成峰暴雨量Xt,P
第二节 小流域设计暴雨计算
二、短历时暴雨公式
1. 公式形式
大量资料的统计成果表明，暴雨强度和历时的关系可用指数方程来表 达，它反映一定频率情况下所取历时的平均降雨强度at,P与历时t的关系， 称为短历时暴雨公式
Qm,P0.27a8,PF
式中Ψ 为洪峰径流系数，aT,P为最大时段设计暴雨的平均强度（mm/h)，F为流 域面积（km2）。上述三个实质上是分别属于设计暴雨计算、产流计算和汇流 算的问题
第三节 推求公式法推求设计洪峰流量
二、设计暴雨计算
假定：流域汇流原理分析可知，对于小流域参与形成洪峰流量的成 峰暴雨历时t等于流域汇流历时T
2. 参数分析
• n值反映地区暴雨特性，在一定的气候区内具有一定的数值，因而 可对n值进行地区综合，给出n值的分区图，供无资料流域查用
• SP值的大小随频率P变化，P愈大，SP愈小。有的部门对SP也进行 地区综合，绘制成SP等值线图供查用。但水利部门更广泛地采用 由年最大24h设计雨量X24,P反推SP的方法
第一节 概 述
一、小流域的概念
小流域通常指集水面积不超过数百平方公里的小河小溪，但并无明 确限制。小流域设计洪水计算，与大中流域相比，有许多特点，并且广 泛应用于铁路、公路的小桥涵、中小型水利工程、农田、城市及厂矿排 水等工程的规划设计中
•绝大多数小流域都没有水文站，即缺乏实测径流资料，甚至降雨资料也 没有 •小流域面积小，自然地理条件趋于单一，拟定计算方法时，允许作适当 的简化，即允许作出一些概化的假定。例如假定短历时的设计暴雨时空 分布均匀 •小流域分布广、数量多。因此，所拟定的计算方法，在保持一定精度的 前提下，将力求简便，一般借助水文手册即可完成 •小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主要受洪峰流量控制， 因此对设计洪峰流量的要求，高于对洪水过程线的要求
Qm,P0.27a8,PF
a ,P
SP n
Qm
0.278S n
F
式中参数SP、n的确定按上节方法
第三节 推求公式法推求设计洪峰流量
三、产流计算
洪峰径流系数Ψ是指参与造成洪峰流量的净雨量与最大T时段内的降 雨量之比值。它可以根据产流历时(或称净雨历时)tc与汇流历时T之间的 关系，分成tC＞T和tC＜T两种情况来分折
产流计算：由降雨过程求净雨过程 汇流计算：由净雨过程求流量过程
i u 产流
i u 不产流
第三节 推求公式法推求设计洪峰流量
一、推理公式得基本形式
1. 基本原理 推理公式是在假定流域上降雨与损失均匀，即净雨强度不随时间和空
间变化等条件下，根据流域线性汇流原理推导出来的流域出口断面处设计 洪蜗流量的计算公式，又称合理化公式 2. 基本形式
第二节 小流域设计暴雨计算
四. 设计暴雨的时程分配
t=1~24h t< 1h t=1~6h
xt,P x24,P(2t4)1n2
xt,P x1,P(t)1n1
xt,P x6,P(6t )1n1,6
t=6~24h
xt,P x24,P(2t 4)1n6,24
பைடு நூலகம்
第二节 小流域设计暴雨计算
五. 设计净雨计算
第一节 概 述
二、小流域设计洪水的计算方法
小流域设计洪水的计算方法概括起来有4种 • 推理公式法 • 地区经验公式法 • 历史洪水调查分析法 • 综合单位线法 其中应用最广泛的是推理公式法和综合瞬时单位线法。
它们的思路都是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，并按设 计暴雨→设计净雨→设计洪水的顺序进行计算
at,P
SP tn
xt,Pat,PtSPt1n
式中SP习惯上称频率为P的“雨力”，它表示最大l小时暴雨的平均强度 （mm／h），n为暴雨衰减指数，n=0.6~0.8
2. 参数分析
第二节 小流域设计暴雨计算
lg at,Plg SPnlg t
在双对数纸上SP为 t=1h的纵坐标读数、而n 是直线的斜率
第八章 小流域设计洪水
第八章 小流域设计洪水
重
点
掌握小流域设计暴雨的计算、推理公式法和经验公式 法计算设计洪峰流量的方法
• 小流域的定义及其特点 • 小流域设计暴雨的计算 • 小流域洪水计算方法
第八章 小流域设计洪水
目录
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 小流域设计暴雨计算 推理公式法推求设计洪峰流量 地区经验公式法推求设计洪峰流量 概化设计洪水过程线的推求
tC
h P
tC
hR P
第三节 推求公式法推求设计洪峰流量
1. 产流历时tC的确定
1
tC
(1
n)
SP
n
2. 洪峰径流系数Ψ 的确定
tC
1 n
SP
tC
n(tC )1n
第三节 推求公式法推求设计洪峰流量 四、汇流计算
流域汇流历时T不仅与流域最大汇流长度L有关，还与沿程水力条件有 关，情况较为复杂。为简化计算，多采用流域平均汇流速度，来概括描述 径流在坡面和河道内的运动