设计洪量的计算方法
水利水电工程设计的洪水计算方法分析
水利水电工程设计的洪水计算方法分析发表时间：2017-11-21T13:30:48.190Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：王泽正[导读] 在计算过程中，必须根据当地的实际情况，选择正确的方法和数据，从而保证计算结果的准确性，为水利水电工程提供依据。
山东同正勘察设计有限公司山东省东营市 257000摘要：在水利水电工程的建设实施当中，其中一项重要内容是水库设计的洪水计算分析，这是确定投资和施工导流建筑物规模的一个必不可少的数据.在水利工程的实际设计当中，通常是在枯水时段进行施工导流，对于施工期洪水计算分析，则需要对各年施工时段1h、6h、24h以及72h的最大雨量资料进行收集.然后以收集到的资料为基础进行洪水计算，然而对一些中小型水库来讲，不能够收集到齐全的雨量统计资料，收集到的资料往往只是一年内各月中降雨量最大日资料.一般最大24h降雨量是降雨量最大日的1.1-1.3倍，然后参照这两者之间的关系进行转换，进而将各年施工阶段的最大24h雨量求出，可是这种关系并不能得到最大1h、6h、72h的降雨量统计资料.不全的统计资料不能够顺利的进行洪水分析计算，在水利工程设计报告中，一般是要求有施工期洪水内容，还需根据调洪计算对导流标准下的最高洪水位进行确定，进而对导流建筑物的规模予以确定，从而要求施工期洪水要有洪水过程线以及洪峰流量成果.因此，对水利水电工程设计人员而言，不全的雨量资料会对施工期洪水计算带来较多的困难，成为水库设计过程中的一个难题，该怎样解决这个问题则已经成为水利工程设计人员的关注重点。
关键词：水利水电工程；洪水计算；工程设计；分析1 计算之前的准备1.1 资料搜集与复核在对水利水电工程设计的洪水进行计算之前，需要对整个工程的资料进行整理，找出计算所需要的河道特征、地区降水情况和地质现状、地区其他水利设施等资料，对这些资料进行整理与复核，对于一些特殊的情况往往还需要进行现场勘察，从而取得最准确的资料。
由暴雨资料推求设计洪水课件
最 大 1日 最 大 3日 最 大 5日 最 大 7日
EX= 90.7 EX=151.7 EX=186.6 EX=224.0
CV= 0 . 4 4 CV= 0 . 4 1 CV= 0 . 4 1 CV= 0 . 4 1
CS /CV=4.0 CS /CV=4.0 CS /CV=4.5 CS /CV=4.5
(3)利用点面关系将设计点雨量转换成设计面雨量 根据设计流域面积F在Xf /X0～f 线上查出(Xf /X0) F ， 则XF，P=X0，P* (Xf /X0) F
9.3 设计暴雨时空分配的计算
一、设计暴雨时程分配计算 1、典型暴雨的选择和概化 原则： 能够反映设计地区的暴雨特性； 雨量大，强度大，雨峰偏后。
9.1 概述
一、采用设计暴雨的原因 （1）流量资料较短时，直接推求设计洪水有困难。 （2）直接法和间接法相互检验洪水是由暴雨产生的(为主要条
件)，从本质上讲由洪水资料直接推求洪水，与由暴雨资料间接推 求，两者应该是一致的。
（3）暴雨资料相对较长，受人类影响较小，为间接法提供了 可能。
若流量资料充分，一般多用流量资料，其可靠性较高
2、方法 主要有：经验公式法、推理公式、综合单位线及流域 水文模型等。主要介绍：推理公ห้องสมุดไป่ตู้、经验公式。
二、小流域设计暴雨
不考虑暴雨在流域面上的不均匀性，以点代面。
1、X24h，P的计算
（1）由X1d，P 推求X24h，P X24h，P=h.X1d，P
h=1.1～1.2
(2）用X24h的参数等值线图 先查出X24h的参数(均值、CV 和CS /CV 值)。再计算：
时的频率曲线突变的情况，否则要调整； （3）对所有点据总体拟合最优。
《水文计算的案例2500字》
水文计算的案例综述1.1洪峰流量推求根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》[3]，采用推理公式法计算最大流量。
推理公式的基本关系式如式3-1所示Q=0.278φsτnF（3-1）式中：Q-最大流量（m3s⁄）；φ-洪峰流量系数；s-暴雨雨力；（mmℎ⁄）n-暴雨公式指数；τ-流域汇流时间（h）（1）根据已知地形图测得坝址以上集雨面积（F）为 6.36km2，河道长(L)5.43km,河道平均坡降(J)2.57%。
表3-1时段均值c v c s cv⁄16⁄小时20 0.35 3.51小时50 0.4 3.56小时80 0.5 3.524小时100 0.55 3.5产流、汇流参数计算：根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》，坝址位于川西南地区，故采用3-2、3-3计算产流参数和汇流参数。
产流参数：μ=3.6×F−0.19=3.6×6.36−0.19=2.533（3-2）汇流参数：当θ=1~30:m=0.221θ0.204当θ=30~300：m=0.025θ0.845（3-4）上述公式中参数θ是流域特征参数，可由式（3-5）计算得到：θ=LJ13⁄F14⁄= 5.432.57%13⁄×6.3614⁄=11.456（3-5）经计算，可得m=0.363 , 由于坝址区不在《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》的地质不良区范围且无岩溶等地质不良条件，故无须对m进行系数K的修正。
（2）推求洪峰设计流量：由公式（3-6）、（3-7）、（3-8）可计算出衰减指数n1，n2，n3.n 1=1+1.285×lg [H 16p⁄H 1p ]=1+1.285×lg [2050]=0.487（3-6）n 2=1+1.285×lg [H 1p H 6p]=1+1.285×lg [5080]=0.733（3-7）n 3=1+1.285×lg [H1`p H 1d]=1+1.285×lg [50100]=0.613（3-8）查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》，可得出坝址所在地区一天暴雨量对应的变差系数C v1d =0.55 ，由倍比关系C s1d =3.5C v1d 可得出偏态系数为C s1d =1.8 ,根据C s1d 的值和P=2%,可通过《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》查得得皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数φp =2.82 ，由公式（3-9）和公式（3-10）计算暴雨雨力S ，其中a 为计算暴雨雨力参数之一。
暴雨参数计算表
24h 84.000 0.660 3.500
Q00.2.728F1781mJ/4L1SJ/sL3nQ1•/13/Fn4
四
设计洪水
（一 ）
设计洪量
（二 ）
洪峰流量及洪水过程线
推理公式法计算洪峰流量（用于20
1 基本公式：
公式1
L F 1/ 4 J 1
项
目
t时段点雨量均值
变差系数CV
CS/CV
10min 16.000 0.380 3.500
1h 41.000 0.480 3.500
6h 66.500 0.630 3.500
p=1%
模比系数kp
p=2% p=5%
p=10%
p=1%
设计点雨量
p=2% p=5%
p=10%
点面折减系数α
p=1%
设计面雨量
0.408
0.643
0.429
0.672
域设计暴雨计算
偏态系数 CS=3.5CV 公式：Htp= Ht·Kp 005年版《河南省暴雨参数图集》相应历时等
公式：Hp= a ·Htp
n1p=1-1.285Lg n2p=1-1.285Lg
H 1 p H 10 ' p
H 6 p H 1 p
n3p=1-1.661Lg H 24 p H 6 p
一 设计暴雨计算 (一) 设计点雨量
1 2
适用范围：200平方公里以下小流域设计暴雨计算
t时段多年点雨量均值Ht 1.00 mm 频率为P的模比系数Kp 1.00
3
t时段设计频率为P的点雨量Htp 1.00 mm
注：
Ht和CV分别在1984年《河南省中小流域暴雨洪水图集》或2005年版《河南省暴雨参数图集》相 值线图上的流域重心处读取。
水库洪水计算
F=1.5km 2
35.55 35.55
150.05 185.60
1.00 62.57 2.00 38.70
1,62.57085 2,38.6976
150.05 18.72 18.72 18.72
2.41
2.41
2.41
2.41 绘Qm～τ 关系线与 Qm～t表关 系线，交 点即为所 求的设计 地表洪峰 流量Qm表
0.840
55.5
0.835
57
0.829
58.5
0.824
60
0.819
61.5
0.814
63
0.809
64.5
0.805
66
0.800
67.5
0.796
69
0.792
70.5
0.788
72
0.783
73.5
0.780
75
0.776
76.5
0.772
78
0.768
79.5
0.765
81
0.761
82.5
②Qm～t关系线与Qm～t表关系线
0.840466035 789225,55.5 0.834881234 606692,57 0.829477188 648386,58.5 0.824243632 843315,60 0.819171123 463978,61.5 0.814250954 248706,63 0.809475082 857351,64.5 0.804836066 179515,66 0.800327003 255163,67.5 0.795941484 764592,69 0.791673548 206927,70.5 0.787517638 020488,72 0.783468570 00967,73.5 0.779521499 53586,75 0.775671893 007606,76.5 0.771915502 270537,78 0.768248341 552589,79.5 0.764666666 666667,81 0.761166956 212401,82.5
福建省小流域洪水计算方法介绍
福建省小流域洪水计算方法介绍福建省小流域洪水计算方法介绍王钢，福建省水电干校158********……………………….模型一：水文CAD推理公式法模型一、功能已知流域特征和暴雨图集中暴雨特征参数F、L、J和H1 Cv1、H6 Cv6、H24 Cv24 以及沿海与内地不同的地形特征从而进行计算洪峰流量QM，汇流时间t以及洪水过程线。
二、计算原理推理公式是我省中小型水利工程设计洪水通常采用的方法，它是假定汇流时间内降雨强度均匀，且将汇流面积曲线概化为矩形，导出如下公式：当tc>=τ时，即全面积汇流情况下：Qm=0.278F*Ht/τ当tc<τ时，即部分汇流情况下：Qm=0.278F*Htc/τ通过代入法求解未知数 Qm与T:Qm=0.278F*Ht/τ………………………………...①τ=0.278*L/(m*J1/3*Qm1/3)………………………②由于不同地方的m值所调试出的参数值是不同的，所以，m 值需经一系列的参数计算才能求得，详见公式计算步骤。
…………………1、用推理公式法计算设计洪水（1）确定稳定入渗率fc值：…………………….（2）分割时段的地表净雨和地下净雨：…………………….（3）计算汇流参数m值：…………………….（4）计算地表洪峰流量：…………………….（5）计算设计洪量：（6）计算地表洪水过程线：（7）计算地下洪水过程线：（8）计算设计洪水过程线：（9）四、实例与操作模型二：瞬时单位线法模型一、功能已知流域特征和暴雨图集中暴雨特征参数F、L、J和H1 Cv1、H6 Cv6、H24 Cv24 以及沿海与内地不同的地形特征从而进行计算洪峰流量QM及洪水过程线。
二、原理瞬时单位线是纳希于1957年提出来的。
所谓瞬时单位线是指流域上分布均匀，历时趋于无穷小，强度趋于无穷大，总量为一个单位的地面净雨量在流域出口断面形成的地面径流过程线。
υ(0,t)=1/Kг(n)(t/K)n-1 e-n/K式中υ(0,t)表示t时刻瞬时单位线的纵高；г——伽马函数；n——反映流域调蓄能力的参数，相当于线性水库的个数或水库的调节次数；K——线性水库的蓄泄参数，相当于流域汇流时间的参数，具有时间因次。
推理公式、华东特小流域 计算设计频率洪水、洪量
0.027621327
设计频率的模比系数即Kp 值查询
汇流参
m 表
，如大于150mm
降雨历时为24小时的迳流 1、优点：本方法计算公式为简化小流域推理公式，计算结果与原型公式比较，产生的
应用方便。
2、使用说明：输入流域面积F、干流长度L、河道平均坡降J、暴雨递减指数时24小时的降雨迳流系数а24，即可自算出相应频率的洪峰流量和洪水总量。
3、汇流表2中查取。
4、先取n=n1(τ≤1），求出一个洪峰流量Q p和τ，当计算的τ≤1时，洪设τ≤1，算出的τ＞1，再设τ＞1，计算出τ＞1时，可取n=(n1+n2)/2，再进行计算。
I12
数即Kp值查询表(Cs=3.5Cv)
汇流参数m表
70~150mm，如大于150mm时m值略有减小，小于70mm时m值略有增加。
Ф=L/J(1/3)
为24小时的迳流系数
结果与原型公式比较，产生的误差最大不超过百分之一，可直接求解，省去联解过程，道平均坡降J、暴雨递减指数n、n1、n2、年最大24小时降雨量均值H24、模比系数K P和历量和洪水总量。
3、汇流参数m和历时24小时的降雨迳流系数а24值，均可从表1、τ，当计算的τ≤1时，洪峰流量Q p即为所求。
如τ＞1，则应取n=n2重新计算。
当取n=(n1+n2)/2，再进行计算。
5、tc>24时D8中的u值为D11中的值，洪峰流量结果见
0.303295
.
1462
0.002284
0.00128 0.231。
水利水电工程设计洪水计算规范047S01NQ
中华人民共和国水利行业标准SL44—2006替代SL44—93──────────────────────────────────水利水电工程设计洪水计算规范Regulation for calculating design floodof water resources and hydropower projects2006-09-09发布2006-10-01实施──────────────────────────────────中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于批准发布水利行业标准的公告2006年第4号部直属各单位，各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局)，各计划单列市水利(水务)局，新疆生产建设兵团水务局：中华人民共和国水利部批准以下9项标准为水利行业标准，现予以公布(见附件)。
二00六年九月九日前言根据水利水电规划设计管理局水总局科[2001]1号文精神，按照《水利技术标准编写规定》(SL1—2002)的要求，对原《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL 44—93)进行了修订。
本标准共7章14节94条和3个附录，主要技术内容包括：总则、基本资料、根据流量资料计算设计洪水、根据暴雨资料计算设计洪水、设计洪水的地区组成以及干旱、岩溶、冰川、平原及滨海地区设计洪水计算、水利和水土保持措施对设计洪水的影响。
本次修订的主要内容有：──将适用范围纵向扩大到项目建议书阶段和已建工程运行期的设计洪水复核，横向扩大到平原河网区和滨海及河口地区水利水电工程设计洪水计算；──更加强调设计洪水计算方法的科学性、实用性和可操作性，提倡新理论、新方法在实际操作中的应用；──相对淡化了对基本资料进行复核的要求；──扩展了洪水系列一致性处理的有关方法，并将古洪水纳入历史洪水的范畴；──对汛期分期和施工分期的设计洪水计算分别作出规定；──增加了平原河网区设计洪水、滨海及河口地区设计潮位计算等。
本标准为全文推荐。
设计洪水计算
项目二：设计洪水计算由流量资料推求设计洪水一、填空题1．洪水的三要素是指、、。
2．防洪设计标准分为两类，一类是、另一类是。
3．目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、、。
4．在设计洪水计算中，洪峰及各时段洪量采用不同倍比，使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值，此种放大方法称为。
5．在洪水峰、量频率计算中，洪峰流量的选样采用、时段洪量的选样采用。
6．连序样本是指。
不连序样本是指。
7．对于同一流域，一般情况下洪峰及洪量系列的C V值都比暴雨系列的C V值，这主要是洪水受＿和影响的结果。
二、问答题1．什么是特大洪水？特大洪水在频率计算中的意义是什么？2．对特大洪水进行处理时，洪水经验频率计算的方法有哪两种？分别是如何进行计算的？3．洪水频率计算的合理性分析应从几个方面进行考虑？4．采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线，典型洪水过程线的选择原则是什么？5．采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线的两种放大方法是什么？分别是如何计算的？6．在洪水峰、量频率计算工作中，为了提高资料系列的可靠性、一致性和代表性，一般要进行下列各项工作，试在下表的相应栏中用“+”表明该项措施起作用，用“-”表明该项措施不起作用。
三、计算题1．某水库坝址断面处有1958年至1995年的年最大洪峰流量资料，其中最大的三年洪峰流量分别为 7500 m3/s、 4900 m3/s和 3800 m3/s。
由洪水调查知道，自1835年到1957年间，发生过一次特大洪水，洪峰流量为 9700 m3/s ，并且可以肯定，调查期内没有漏掉 6000 m3/s 以上的洪水，试计算各次洪水的经验频率，并说明理由。
2．某水文站根据实测洪水和历史调查洪水资料，已经绘制出洪峰流量经验频率曲线，现从经验频率曲线上读取三点（2080，5%）、（760，50%）、（296，95%），试按三点法计算这一洪水系列的统计参数。
考虑水库调蓄作用的设计洪水分析计算
考虑水库调蓄作用的设计洪水分析计算摘要：随着江河系统治理与开发利用，水库的调蓄对下游设计断面洪水的影响越来越突出。
在设计洪水计算中，设计断面上游水库的调蓄能力较大时，水库的调蓄作用不容忽略。
推求设计断面受上游水库调蓄影响的设计洪水时，应拟定设计断面以上的设计洪水地区组成。
本文以太平庄水库入库洪水计算为例，考虑了上游水沟口二库的调蓄作用，采用同频率地区组成法定量分析计算太平庄水库入库设计洪水。
关键词：设计洪水；水库调蓄；洪水地区组成太平庄水库坐落于永定河系洋河支流洪塘河上，发源于山西省天镇县灰天沟村，在河北省怀安县刘家堡村附近汇入洋河。
太平庄水库控制流域面积714km²，总库容为998万m³，是一座小（1）型水库。
太平庄水库上游有水沟口二库小（1）型水库。
水沟口二库控制流域面积为223km²，总库容为716万m³，与太平庄水库为上、下游串联关系。
水沟口二库调蓄对太平庄水库设计洪水计算的影响不容忽略。
1 计算方法本次计算考虑了水沟口二库的洪水调蓄作用，将水沟口二库、太平庄水库作为控制断面，按照水沟口二库（简称“二库”）、水沟口二库至太平庄水库区间（简称“区间”）、太平庄水库全流域（简称“太平庄全流域”）分别进行计算。
通过暴雨途径，采用《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）中推理公式法分别计算各分区天然条件下设计洪峰流量，分析计算二库设计、区间相应和区间设计、二库相应两种组合方案。
2 天然条件下各分区设计洪水分析计算太平庄水库流域各分区控制流域面积如下：水沟口二库流域面积223km²，区间流域面积491km²，太平庄全流域流域面积714km²。
2.1设计洪峰流量太平庄水库流域各分区的天然设计洪峰流量采用《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）中推理公式法计算，公式基本形式如下：式中：Q m——洪峰流量（m³/s）；hτ——相当于τ时段的最大净雨（mm），，H t为时段面雨量、μ为平均损失率（mm/h）；τ ——流域汇流时间（h）；F ——流域面积（km²）；L ——沿主河道从出口断面至分水岭最远点的距离（km）；J ——沿流程 L 的平均比降（以小数计）；m ——综合性汇流参数。
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计算设计洪量时要先收集洪水资料，至少30场以上，系列长度不足30场则要进行适当的插补延长，每场洪水对应一个洪量，计算洪量的方法有很多种，此处介绍一种常用的方法--面积法。
如果控制时段选择的是24h，由于间隔时段各不相同，所以要对每场洪水进行内插，间隔时段可根据需要进行缩小或者放大，但是一定不要漏掉峰值，时间应先化为小数，
所示：
可将上图其划分为若干小梯形，间隔相等，计算每个小梯形的面积，累计梯形面积即为本次洪水相对应的洪量。
这种方法适用于要求多次洪水的平均过程线，进而计算典型洪水过程线，若只要求计算洪量值，则可省掉内插这一步，直接用面积法进行计算即可。
对计算出的各洪量值进行频率分析，求出其各个特征值，则可计算出相应设计标准下的设计洪量。