小流域及城市设计洪水

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1、第五章小流域及城市设计洪水章节内容小流域设计洪水计算特点1小流域设计暴雨2由推理公式推求设计洪水3城市化对水文的影响5地区经验公式推求设计洪水4城市排水管网设计流量计算6灌渠排水系统设计流量过程线7第一节小流域设计洪水计算特点小流域设计洪水计算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，因此水文学上常常作为一个专门的问题进行研究。？小流域

2、设计洪水计算方法的特点（1）方法必须适用于无资料地区（2）方法应简便易行（3）方法可以着重推求设计洪峰我国目前情况下，绝大多数小流域既没有流量资料，又缺乏暴雨记录，设计洪水的计算方法必须适应这种资料条件。面广量大的农田水利工程和城市雨洪排水工程，要求在一个短时期内给出相当量的设计成果，而且大多由基层负责规划设计，这就要求方法简便易行，便于掌握。一般小型水库的蓄水库容较小，设计标准低，对洪水的调蓄能力有限，设计洪峰对水库设计影响较大，洪水过程线形状的影响较小。计算基本方法小流域设计洪水的计算方法概括

3、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。第二节小流域设计暴雨小流域设计洪水计算，大多数采用由暴雨推求洪水的方法，因此，首先需要推求设计暴雨设计暴雨：具有某一规定频率的一定时段的暴雨量或平均暴雨强度。基本假定：暴雨与其所形成洪峰流量或洪量具有相同的频率小流域暴雨特点（1）历时短，一般从几十分钟到若干小时；（2）缺乏实际观测资料（

4、3）面积小，可以忽略暴雨在地区上的分布不均匀性①把流域中心点雨量作为流域面雨量，无需考虑点面雨量折算②由最大1日设计雨量X1日,p推求历时t的设计雨量Xt,p设计暴雨推求常用步骤：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。暴雨公式暴雨公式及参数的推求暴雨公式——在一定频率情

5、况下时段平均暴雨强度i与历时t的关系式，称为暴雨公式。S—单位历时的暴雨平均强度，又称为雨力，随地区和重现期而变，如果t以小时计，s就是t=1小时的暴雨强度n—暴雨递减指数，随地区及历时长短而变对公式两边取对数：上式为一直线方程式，lgs为截距，n为斜率，若从平均暴雨强度~历时曲线上将同频率各种历时的暴雨强度i读下，在双对数坐标格纸上以i为纵坐标，t为横坐标，可点汇出一组近乎平行的直线，在线上量取t=1小时的纵坐标值和斜率值，即为s和n值。（1）当t=1小时时，转折点的纵坐标即为s；（2）当t<1

6、时，取n=n1；（3）当t>1时，取n=n2；水文手册查n值分区图由24小时设计暴雨量转换为历时t的设计雨量24小时设计暴雨量推求由年最大一日设计暴雨量间接推求K一般在1.1~1.2之间，常取k=1.15当1h≤t≤24h时，n=n2当t<1h时，n=n1设计暴雨的时程分配根据典型暴雨过程各控制时段降雨量百分比进行分配。小流域设计暴雨的最长时段一般不超过24小时，最大3小时或6小时雨量对小流域洪峰流量的影响较大，暴雨时程分配一般采用3小时、6小时、24小时作为控制时段。设计净雨过程由暴雨推求设计洪

7、水，一般分产流和汇流两个阶段。产流——由降雨过程求净雨过程产流——由净雨过程求流量过程利用损失参数μ值的地区综合规律计算设计净雨法损失参数μ是指产流历时tc内的平均损失强度设计净雨过程（1）i≤μ时，降雨全耗于损失，不产生净雨；（2）i>μ时，损失按μ值进行，超渗部分即为净雨。当设计暴雨和μ值确定后，即可求出任何一历时的净雨量及平均净雨强度S。μ值的确定为了便于小流域设计洪水计算，各省区水利水文部门在分析大量暴雨洪水资料之后，提出了决定μ值的简便方法。参阅各地区的《水文手册》可确定μ的取值。第三节

8、计算洪峰流量的推理公式推理公式又称合理化公式，已有100多年历史，是历来小流域由暴雨推求洪峰流量的一种比较常用的方法。（1）采用平均净雨强度，其历时等于汇流历时τ；（2）暴雨与洪水同频率（3）流域的净雨强度在时间上和空间上都是不变的基本假定推理公式的基本形式推理公式可从线性汇流推导出来从等流时线的概念出发，假定产流强度在时间、空间上都均匀的情况下，流域上的平均产流强度与一定面积的乘积即为出口断面的流量，当此乘积达到最大值时即出现最大流量。（1）全面汇流情况在充分供水条件下，即净雨历