小流域设计洪水计算(主讲推理公式法).ppt

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1、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,工程规模主要受洪峰流量控制。重点推求设计洪峰流量。3.计算方法力求简便。二、小流域设计洪水发展史小流域设计洪水计算已有100多年的历史。计算方法由简单到复杂，由计算洪峰流量到计算设计洪水过程线。四、小流域设计洪水计算

2、步骤1.小流域设计暴雨计算；2.设计洪峰流量计算；3.小流域设计洪水过程线拟定。三、计算方法1.推理公式法2.经验公式法3.相似流域法4.综合单位线法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各省、市、区都绘制了年最大24小时降雨量统计参

3、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：二、历时t（<24小时）的设计暴雨Pt,p的计算将年最大24小时设计暴雨量P24，P通过暴雨公式转化为任意一历时的设计雨量Pt,P(1

4、递减指数，随地区和历时长短而变。式（8-1）为水利电力部门广泛应用的暴雨公式。意义：暴雨强度与历时成指数关系。见书图8-2。（8-1）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（8-2）式（8-2）为历时t的设计暴雨量计算公式。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的计算将（8-1）式两边取对数得：式中，lgit,p与lgt呈直线关系，见图8-3。（8-3）由图可见：a、在t=1h处出现转折点：t≤1

5、h时，n=n1；t＞1h时，n=n2；t=1h,SP=i1.P。b、n1、n2和SP随频率变化。（1）n(n1、n2)的获取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·24n2-1t·it,P=Pt,p=Sp·t1-nn2等值线图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

6、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。itutc2.全部产流当tc>τ时，即充分供水条件下，出口断面的最大流量是由τ时段的净雨在全流域面积上形成的：称为全部产流。式中Qm——洪峰流量(m3/s);F——流域面积(km2);i——平均降雨强度(mm/h)；u——平均下渗强度(mm/h);k——单位换算系数。（8-4）3.部分产流当tc<τ时，即不充分供水条件下，出口断面的最大流量是由全部降雨在部分流域面积上形成的：（8-5）称为部分产流。

7、式中F0为共时径流面积（km2），即部分产流面积；其余符号同前。i4.推理公式的一般形式或式中，——洪峰径流系数，即形成洪峰的净雨量与降雨量之比值;——共时径流面积系数。部分产流全部产流二、水文所公式Qm=0.278ΨiF（8-7）式中，i为平均降雨强度（mm/h）;其余同前。我国水利部门广泛采用的推理公式。当t=τ时，由暴雨公式有，代入式（8-7）中得：式（8-8）是我国普遍采用的小流域设计洪峰流量计算公式。其中，未知参数为：Sp、n、F、、τ。（8-8）三、设计洪峰流量计算未知参数：Sp、n、F、

8、、τ。1.Sp、n、F的计算流域面积F可从地形图上量出；n由地区n值分区图查出；Sp查等值线图或由暴雨公式可求，即：由式（8-1）知：Sp=Pt,p·tn-1∵P24,P已知（t=24h）∴Sp=P24,p·24n2-1(1)当tc≥τ时而Pτ=i·τ=(Sp/τn)·τ=Spτ1-n。代入上式得：（8-11）(2)当tc<τ时由暴雨公式有：u=(1-n)Sp/tcn=(1-n)itc。代入上式得：（8-10）（