小流域设计洪水PPT推荐.ppt

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因此，所拟定的计算方法，在保证一定精度的前提下，力求简便。

在保证一定精度的前提下，力求简便。

小流域设计洪水的计算方法很多，如：

推理公式小流域设计洪水的计算方法很多，如：

推理公式法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单位线法。

其中应用最广泛的是推理公式法，它的思路位线法。

其中应用最广泛的是推理公式法，它的思路是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，并按是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，并按设计暴雨设计暴雨设计净雨设计净雨设计洪水设计洪水的顺序进行计算。

的顺序进行计算。

小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主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，小流域设计洪水，主要推要受洪峰流量控制，因此，小流域设计洪水，主要推求设计洪峰流量，对洪水过程线的要求低，一般采用求设计洪峰流量，对洪水过程线的要求低，一般采用概化过程线。

概化过程线。

二、二、小流域设计暴雨的计算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：

常采用以下步骤：

根据省（区）水文手册（包括有关的水文图集，根据省（区）水文手册（包括有关的水文图集，如如暴雨径流查算图表暴雨径流查算图表）中绘制的暴雨参数等值）中绘制的暴雨参数等值线图，查算出线图，查算出各种历时的流域设计雨量各种历时的流域设计雨量，如，如24h设计设计暴雨量等。

（如果有实测资料，可直接推求设计雨暴雨量等。

（如果有实测资料，可直接推求设计雨量）量）工程设计中常用的暴雨历时有：

工程设计中常用的暴雨历时有：

城市排水：

5、10、15、20、30、45、60、90、120min水利部门：

水利部门：

1、3、6、12、24h将各种历时的设计雨量建立暴雨公式，就可利用暴将各种历时的设计雨量建立暴雨公式，就可利用暴雨公式推求任一历时的设计雨量；

雨公式推求任一历时的设计雨量；

按分区概化雨型或移用邻近流域典型暴雨，用同按分区概化雨型或移用邻近流域典型暴雨，用同频率法控制放大，求得设计暴雨过程。

频率法控制放大，求得设计暴雨过程。

1.特定历时的设计暴雨计算特定历时的设计暴雨计算由各省区的由各省区的暴雨径流查算图表暴雨径流查算图表和和水文手册水文手册查取。

例如湖北省查取。

例如湖北省1985年印发的年印发的暴雨径流查算图暴雨径流查算图表表中，就提供了中，就提供了7d、3d、24h、6h、1h及及10min的暴的暴雨参数等值线图，雨参数等值线图，CS/CV值全省统一用值全省统一用3.5。

据此，便可。

据此，便可查出设计流域中心点位置的某特定历时暴雨的均值、查出设计流域中心点位置的某特定历时暴雨的均值、CV及及CS/CV，进而求得该历时设计频率的雨量。

进而求得该历时设计频率的雨量。

如：

x24P、x6P、x1P。

2.用暴雨公式计算任一历时的设计雨量用暴雨公式计算任一历时的设计雨量有了特定历时的设计暴雨量（如：

有了特定历时的设计暴雨量（如：

x24P、x6P、x1P），就可以建立暴雨公式。

大量资料的统计成果表明，），就可以建立暴雨公式。

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，它反映一定频率某历时的平均降雨强度定频率某历时的平均降雨强度at，P与该历时与该历时t的关系，的关系，称为称为短历时暴雨公式短历时暴雨公式。

暴雨公式最常见的形式为：

。

式中，式中，at，P：

历时为历时为t，频率为频率为P的平均暴雨强度，的平均暴雨强度，mm/h；

SP：

频率为频率为P，历时为历时为1h的平均暴雨强度（的平均暴雨强度（averagerainfallintensityfordurationt=1hwithfrequencyP），），称为称为设计雨力设计雨力，mm/h。

n：

暴雨参数、暴雨递减指数或暴雨衰减指数。

暴雨递减指数暴雨递减指数n与历时长短有关，且随地区而变与历时长短有关，且随地区而变化，可根据自记雨量资料分析。

首先对实测各种历时化，可根据自记雨量资料分析。

首先对实测各种历时的雨量进行频率分析，求得各种频率的设计雨强的雨量进行频率分析，求得各种频率的设计雨强at，P及相应的历时及相应的历时t，然后推求，然后推求n。

由（。

由（10-1）式可知：

）式可知：

lgat，Plgtn2=0.60P=0.1%n2=0.60P=1%n1=0.40n1=0.40SP=0.1%SP=1%1h用图解法可求得用图解法可求得n。

根根据我国资料分析，大多据我国资料分析，大多数地区数地区n与与P无关，在无关，在t=1h的前后发生变化，的前后发生变化，记记t1h为为n1，t=124h为为n2。

n1、n2各地不同，各地不同，各省（自治区、直辖市）各省（自治区、直辖市）已根据各自分析的已根据各自分析的n1、n2绘成了等值线图或分绘成了等值线图或分区查算图。

区查算图。

频率为频率为P、历时为历时为t的暴雨量：

的暴雨量：

计算步骤：

已知：

流域中心已知：

流域中心求出求出24h设计暴雨量设计暴雨量x24，P。

由式（由式（10-2）：

）：

（10-3）由式（由式（10-2）（）（10-3），可求出任意历时），可求出任意历时t的设计的设计雨量：

雨量：

当当1ht24h：

当当t时，损时，损失率为失率为，超渗超渗部分部分i-形成形成净雨，总净雨量净雨，总净雨量如图阴影部分所如图阴影部分所示。

示。

只要有了只要有了，就可求出净雨量。

各省水文手册一就可求出净雨量。

各省水文手册一般有般有的经验关系，可直接查阅。

的经验关系，可直接查阅。

四、推理公式推求设计洪峰流量的基本原理四、推理公式推求设计洪峰流量的基本原理（fundamentalconceptioninrationalformula）

（一）推理公式的形式一）推理公式的形式汇流时间（汇流时间（concentrationtime）：

净雨从流域上某点净雨从流域上某点流至流域出口断面的时间。

流至流域出口断面的时间。

等流时线（等流时线（isochronicline）：

流域上流域上汇流流时间相等相等的的点的点的联联线。

如如图：

标有有1、2、的虚的虚线（为单位位汇流流时段段长）。

）。

等流等流时面面积（isochronicaera）：

相相邻两条等流两条等流时线间的面的面积f。

本例：

F=f1+f2+f3。

tttf1f2f3流域上最远点净雨流到出流域上最远点净雨流到出口断面所经历的时间，称口断面所经历的时间，称为流域最大汇流时间，简为流域最大汇流时间，简称称流域汇流时间，或流域流域汇流时间，或流域汇流历时汇流历时（concentrationtimeofcatchment），），记为记为。

=3t。

thQtttt时段内在等流时面积时段内在等流时面积f上形上形成的净雨成的净雨h都能在两个都能在两个t时段时段内流出流域出口断面。

最大流内流出流域出口断面。

最大流量为：

量为：

Q设流域内形成了设流域内形成了4个时段的净雨，故净雨历时（产流个时段的净雨，故净雨历时（产流历时）历时）tc=4t，出口断面形成的流量过程线为：

出口断面形成的流量过程线为：

+Qm推理公式第一个假定推理公式第一个假定：

净雨在时间和空间上分布均匀，：

净雨在时间和空间上分布均匀，即：

即：

h1=h2=h3=h4=h，则有：

则有：

为为净雨强度净雨强度，或称为，或称为产流强度产流强度，记为：

，记为：

a为为平均降雨强度平均降雨强度，为为损失强度损失强度，故有：

，故有：

另一种表示方法：

式中，式中，=3t为流域汇流历时，为流域汇流历时，h=3h为为历时内的历时内的净雨量，而净雨历时净雨量，而净雨历时tc=4t，全部净雨为全部净雨为4h。

显然，显然，tc，洪峰流量是部分净雨在全部流域面积上形成的。

洪峰流量是部分净雨在全部流域面积上形成的。

这种情况称为这种情况称为全面汇流全面汇流。

设流域内形成了设流域内形成了2个时段的净雨，故净雨历时（产流个时段的净雨，故净雨历时（产流历时）历时）tc=2t，出口断面形成的流量过程线为：

+Qm仍假定净雨时空分布均匀，即：

仍假定净雨时空分布均匀，即：

h1=h2=h，则则Qm视视（f1+f2）和（和（f2+f3）的大小而定，记最大者为的大小而定，记最大者为Ftc，称为称为净雨历时内最大共时径流面积净雨历时内最大共时径流面积，则有：

，则有：

式中，式中，hR=2h为净雨历时内的净雨量，即全部的产流为净雨历时内的净雨量，即全部的产流量。

量。

Ftc为净雨历时内最大共时径流面积为净雨历时内最大共时径流面积，即参与形成即参与形成洪峰流量的那部分汇流面积，与洪峰流量的那部分汇流面积，与tc及流域形状有关。

显及流域形状有关。

显然，然，tc=2t，而而=3t。

所以所以，tc，洪峰流量是洪峰流量是全部净雨在部分流域面积上形成的，称为全部净雨在部分流域面积上形成的，称为部分汇流。

部分汇流。

推理公式第二假定：

流域汇流面积随时间的增长率为流域汇流面积随时间的增长率为线性关系（矩形假定），即：

线性关系（矩形假定），即：

则上式可写为：

最后有：

当当tc：

五、北京水科院推理公式及其应用五、北京水科院推理公式及其应用推理公式中需求出推理公式中需求出h、hR及及。

h、hR就是产就是产流计算，推求净雨的问题；

流计算，推求净雨的问题；

为流域汇流时间，即流为流域汇流时间，即流域汇流计算问题。

域汇流计算问题。

1、设计暴雨过程、设计暴雨过程暴雨过程线对称；

暴雨过程线对称；

瞬时雨强峰值趋于瞬时雨强峰值趋于无穷大；

无穷大；

雨强过程线无法用雨强过程线无法用显式表示；

显式表示；

i时间时间ittc历时为历时为t时，瞬时雨强过程线上相应的雨量为设计时，瞬时雨强过程线上相应的雨量为设计雨量雨量xt，P：

i时间时间ittc2、产流量计算、产流量计算当当tc时：

时：

i时间时间tchi时间时间tchR当当tc时：

求求tc：

i时间时间tchR由式（由式（10-2）：

瞬时雨强瞬时雨强i（t）：

由图，当由图，当t=tc时，时，i（tc）=，故有：

故有：

所以：

另将另将代入代入