论推理公式的基本原理和适用条件.pdf

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1、第32卷第12期人民黄河Vo1．32．No．122010年12月YELLOWRIVERDec．．2010【水文·泥沙】论推理公式的基本原理和适用条件王国安，贺顺德，李荣容，李超群，盖永岗，王鹏(黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003)摘要：椎理公式Q=CIA是假定在流域汇流时间内，降雨强度，、径流系数c和汇流速度三者的时空分布都是均匀的，流域形状呈矩形，并且洪水前底水为零，而建立起来的。用等流时线法的概念和流域汇流理论，证明了推理公式没有考虑流域调蓄作用，也没有考虑槽面降水和地下径流的影响。因此，推理公式只适用于山区丘陵区小流域的设计洪水计算，而不适用于平原河流

2、和平原河网地区排涝计算。关键词：推理公式；洪峰流量；降雨强度；径流系数；汇流时间中图分类号：TVI24文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．12．001洪峰流量推理公式，英、美称为“合理化公式”，苏联称为=1一(6)“稳定情势公式”，其基本公式系由爱尔兰人摩尔凡尼于1851式中：Q为频率P的洪峰流量，m／s；a为频率P、历时r的流域年提出。随着水文学研究的发展，尽管先后有很多精细的计算方法问世，但是古老的推理公式仍在广泛应用。原因是推平均暴雨强度，mm／h；为洪峰径流系数；F为流域面积，km；S理公式计算简便、具有足够的实用精

3、度，更重要的是其基本原为频率P的最大1h雨量，或称雨力，mm／h；7-为汇流时间，h；n为暴雨递减指数；为r时段内流域平均入渗强度，mm／h；，J为理与现代水文学流域汇流卷积概念是完全一致的。著名水文沿主河从出口断面至分水岭的最长距离，km；．，为沿流程的平学家周文德针对有些人指责推理公式的形式过于简单，甚至把均比降(以小数计)；为r时段内流域平均汇流速度，m／s；m它贬为“不合理公式”时，指出“我们不应当只根据一些表面的为汇流参数；和为反映沿流程水力特性的经验指数，对于一假象，就轻易地否定那些已经经过检验的理论和认识，而是应般山区河道，出口断面形状可近似地概化为三角形

4、，则=当去寻求其中的基本原理和概念，并根据实际的需要来发展和1／3，=1／4；0．278为单位换算系数。改进原有的理论和认识”。1．2公式基本假定1基本原理1．2．1基本假定从式(1)的形式上看，它包含着以下5个假定。1．1公式基本形式(1)假定暴雨强度，，在流域汇流时间r内，在时间和空间1．1．1原始形式上的分布都是均匀的。摩尔凡尼提出的推理公式为(2)假定径流系数C，在流域汇流时间r内，在时问和空间Q：CIA(1)上的分布都是均匀的。式中：Q为流域出口断面的最大流量；C为流域平均径流系(3)假定流域最远点的水质点(径流)到达流域出口断面数；，为流域平均降雨强度；A为

5、流域面积。时形成最大流量Q。这一假定实质上又包含着第四个假定。1．1．2中国水利水电部门采用的形式(4)假定流域形状为矩形一个半世纪以来，世界各国在使用式(1)时，对其形式作了(5)假定洪前底水即基流Q。=0。一些改变，但这些改变只不过是对降雨强度，和径流系数C采1．2．2对几个假定的分析用了不同的表达符号或用公式细化而已，而对该公式的实质没假定(1)和假定(2)实质是分别假定降雨强度和径流系数有改变。我国水利水电部门采用的推理公式形式“为为常数，两者合起来就是假定净雨强度或产流强度为常数。p=0．278~aF(2)=(3)收稿日期：2010—06—12r作者简介：王国

6、安(1930一)，男，重庆涪陵人，高级工程师(教授级)，世界气象，『=0．278兰(4)组织水文委员会第11届PMP／PMF专家，50多年来一直从事设计洪水领域的生1／r产实践和科学研究工作。V=mJ=mJQ(5)E—mail：wangga@yre~．cn·1·人氏黄河2010年第l2期假定(3)实质足在汇流时问7．内，全流域各地的汇流速度均为常数3两个问题的讨论而把假定(1)、(2)、(3)的假定条件合起朱看，就是假定流3．1推理公式的适用地区域形状呈矩形。这样洪水过程线的形状就是以Q为高，以2为关于推理公式适用地区的问题，在以往的文献中未见有人底宽的等腰_三角形(图

7、1)。兹证明如下：专门讨论。最近几年，笔者在参与中小型水利工程的设计洪水评审巾，发现有人把它用于平原河流农田排涝计算，也有人把它用于平原河网地区的排洪计算。但是，推理公式在水利水电工程上只适用于山区、丘陵区，原因是推理公式没仃考虑流域的调蓄作用，仅考虑了地面径流。3．1．I没有考虑流域调蓄作用1-t—●——————一T-lb．～f———I(I)从第二个似定来看。实质就是假定流域fr流分坡图1洪水过程线概化面和河槽，一律按11J1一速发速f0插而这一点，只【⋯ii莲按照等腰三角形面积求法，推理公式的洪水总量为的中小河流坡面}形状单一(近似j