用推理公式试算法由设计暴雨量计算设计洪峰流量

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1、用推理公式试算法由设计暴雨量计算设计洪峰流量作者周从政2014-11-18于乐山市天寿园养老院【内容提要】用推理公式计算洪峰流量的方法在《四川省水文手册》和《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中都有详细介绍。前者提供了三种方法，即解析法、图解法和近似法，后者只推荐解析法。解析法实际是图解与计算相混合的方法，在计算过程中需要从μτ0n/S～n～ψ三变量关系曲线图上查出ψ值（见《手册》图3-2）。由于该图只能查出ψ的三位有效数，不能满足计算洪峰流量的精度，实践证明ψ必须达到五位有效数，才能使洪峰流量Q的精度达到三位有效数。而且三种方法的计算步骤都很繁顼，都达不到预期精度。以致计

2、算者往往把此项工作视为畏途。本人从多年实践经验中提出了“试算法”，其中包含使用“差值修正系数K”来修正预估值，很有效。试算法又分为“手算法”与使用Excel电子表格法两种。本人力荐后者，它的计算公式常常在“复制”与“粘贴”两种操作中运行，轻松而快捷。【正文】本文所介绍的设计洪峰流量试算法的试算过程，分为手算与电算两种：手算的工具是使用具有高次方运算性能的计算器，在事先设计好的表格中运算。电算是使用Excel电子表格，运用公式和函数来实现。本文涉及有关小流域的暴雨洪水计算问题，所依据的计算方法和参数来源有二：一是四川省水利电力厅1984年6月编印的《四川省中小流域暴雨洪水计

3、算手册》；二是四川省水文水资源勘测局2010年12月出版的《四川省暴雨统计参数图集》（以下简称《图集》）。为便于说明计算方法，现以井研县毛坝水库设计（校核）洪峰流量的计算为例，简述如下。一、水库的基本情况：毛坝水库位于岷江左支泥溪河上游，井研县天云乡境内。水库大坝的地理坐标为E103°57′24″，N29°45′37″。大坝以上总集水面积34.3km2，其上游还有一座红岩水库，，集水面积10.8km2，本算例只计算两水库区间面积23.5km2的设计和校核洪峰流量。该计算流域特征值为：F=23.5km2，L=13.1km，J=3.1‰。根据枢纽工程整治需要计算P=0.1﹪及

4、P=2﹪的洪峰流量。二、计算暴雨参数及设计暴雨量1、从《图集》查得该计算流域中心不同历时的多年平均暴雨量及其CV值见下表。表1.毛坝水库流域不同历时的多年平均暴雨量及其CV值表不同历时的暴雨量（mm）CVCS备注历时符号雨量24小时H241180.553.5CV为了统一为以小时作单位，60分钟暴雨量符号不用H60改用H1表示。府6小时H6850.503.5CV60分H1500.373.5CV2、根据表1计算得各指定频率的各时段暴雨量及暴雨指教见表2。表2.毛坝水库各指定频率设计暴雨量、雨力及暴雨指教频率P（﹪）各CV值的模比系数KP各时段设计暴雨量（mm）暴雨指数雨力SP

5、（mm/h）CV=0.55CV=0.50CV=0.37H24PH6PH1Pn3n26h～24h1h～6h0.14.203.782.83495.6321.3141.50.6870.542183.3141.522.582.421.99304.4205.799.50.7170.595123.899.5计算公式1.当历时t=6～24h，n3=1+1.661㏒（H6P/H24P），SP=H24P×24n3-1，2.当历时t=1～6h，n2=1+1．285㏒（H1P/H6P），SP=H1P三、计算流域特征系数及产汇流参数1.流域特征系数θ=L/（J1/3F1/4）=40.81，其中取

6、J=0.0031，注意：不可以用千分率为单位的J值，即J=3.1‰参与计算。2.产流参数：使用盆地丘陵区公式，其多年均值为μ=4.8F-0.19=2.63，变差系数CV=0.18，偏态系数CS=3.5CV（1）P=0.1﹪，Kμp=1.719，μP=4.5（2）P=2﹪，Kμp=1.427，μP=3.83.汇流参数：使用盆地丘陵区公式（1）当流域特征系数θ=1～30，m=0.40θ0.204，由于θ=40.81不在此范围内，不按此式计算。（2）当流域特征系数θ＞30，m=0.092θ0.636=0.973四、洪峰流量计算1.为了保证计算精度，采用试算法。先假设一个洪峰流量

7、QP值，当计算结果与假设值的误差能满足要求时，即为终值。在计算过程中，注意了汇流历时τ与其对应的暴雨参数n及SP所在统计时段的一致性问题，即：（1）当τ在1～6小时内，则采用n2及其同时段的SP值。（2）若τ在6～24小时内，则采用n3及其同时段的SP值。2.在计算洪峰径流系数ψ时，首先应判明其汇流特性，即：（1）当产流历时tC≥汇流历时τ时，为全面汇流状态，采用公式ψ=1-μPτn/SP计算。（2）若tC＜τ时，为部分汇流状态，采用公式ψ=n（tC/τ）1-n计算。3.产汇流历时及洪峰流量计算公式（1）产流历时tC=[(1-