水文水利计算课件：第八章小流域设计洪水.ppt

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1、第一节概述第二节小流域设计暴雨计算第三节推理公式推求设计洪峰流量第四节地区经验公式法推求设计洪峰流量第七章小流域设计设计洪水第一节概述特点：（1）工程规模小，对洪水的调节能力小；（2）缺乏水文资料，尤其是流量资料；（3）计算方法简单易行，适用无水文资料条件。方法：采用由设计暴雨推求设计洪峰的简化方法。第二节小流域设计暴雨计算（一）暴雨公式1．暴雨公式形式暴雨强度ip与暴雨历时t之间的关系称暴雨公式，水利部门常用形式为：式中，Sp－雨力，单位历时暴雨平均强度，随重现期和地区而变n－暴雨递减指数，随地区和历时而变按雨量表示2．暴雨公

2、式参数推求及综合由雨量～历时～频率（P～t～p）关系转为雨强～频率～历时（i～p～t）关系。对有雨量资料站点进行24小时内各时段（一般取t＝0.2、0.5、1、3、6、12、24h）雨量频率计算由频率曲线查算时段雨量并计算雨强ip＝Pp/t，（一般取p=5%、2%、1%）对ip~t点据配以公式iP=SP/tn，按离差最小为原则率定参数Sp和n（常假定n不随p而变）根据多站的参数Sp和n进行地区综合（可以是等值线图或综合表形式）（二）设计暴雨过程1．同频率过程线t(h)P(mm)2．地区综合暴雨过程线t(h)α第三节推理公式法推求

3、设计洪峰流量1．基本假定（1）流域产流强度在时间和空间分布均匀；（2）流域汇流符合线性规律；（3）流域汇流面积随汇流时间的增加而均匀增加。2．推理公式的导出得：Qm＝0.278rτFtc≥τQm＝0.278rtcFtctc＜τ用平均雨强表示Qm＝0.278（iτ－μ）Ftc≥τQm＝0.278（itc－μ）Ftctc＜τFFFtctcτo消除FtcQm＝0.278（iτ－μ）Ftc≥τtc＜τ代入得tc≥τtc＜τ暴雨公式3．推理公式参数估算（1）暴雨参数Sp、n方法1：查等值线图或水文手册方法2：若已知24小时设计雨量P24p

4、，可根据查出的n代入暴雨公式反推Sp：Ptp＝Spt1－nP24p＝Sp241－nSp＝P24p24n－1Sp＝αP日p24n－1（2）损失参数μ方法1：查区域或流域水文手册方法2：设计公式可以证明（3）净雨历时tc证明：瞬时雨强I＝μ时t＝tc，代入上式得证。（4）流域汇流时间ττ＝0.278L/VτV＝mJσQmλ出口概化为三角形，取σ＝1/3；λ＝1/4代入上式得汇流参数m的取值：方法1：查水文手册方法2：由实测流量资料反推：方法3：采用经验公式，如m＝f(θ)(4)设计洪峰Qm采用试算或图解法联立求解。【算例】湘江支流某

5、地欲修建一座水库，地点位于北纬28°以南，集水面积2.93km2，干流长度2.56km，干流坡度0.033。推求坝址处百年一遇洪峰流量。（1）暴雨参数Sp、n由湖南省《小型水库水文手册》雨量参数图，查算得流域中心点＝120mm；Cv＝0.4；Cs/Cv＝3.5；n2＝0.76；n1＝0.62按Cs＝3.5Cv＝1.4，查离均系数表得φ1%＝3.27计算得P24，1％＝（φ1%Cv＋1）＝120（0.4×3.27＋1）＝277（mm）S1％＝P24，1％/t1-n2＝277/241-0.76＝129（mm/h）（2）损失参数μ由μ

6、等值线图,查得流域中心μ＝2mm/h（3）净雨历时tctc＝［（1-n）S１％/μ］1／n＝［（1－0.76）129/2.0］1／0.76＝36.8h（4）汇流参数θ＝L/Ｊ1/3F1/4＝2.65/0.0331/3×2.931/4＝6.31ｍ＝0.54θ0.15＝0.54×6.31０.15＝0.71（5）设计洪峰Qm的试算将结果代入推理公式得τ＝3.235Ｑmp0.25（1）Ｑmp＝105.1τ－0.76－1.63tc≥τ（2）Ｑmp＝189.7τ－1tc＜τ（3）试算：假设Ｑmp＝100代入（1）τ＝1.

7、023τ＝1.023代入（2）Ｑｍｐ＝101.7假设Ｑmp＝101.7代入（1）τ＝1.019τ＝1.019代入（2）Ｑmp＝102设计洪峰流量Ｑmp＝102ｍ３/ｓ第四节地区经验公式法推求设计洪峰流量1．设计洪峰单因素公式Qp＝CpFn2．设计洪峰多因素公式3．洪峰统计参数经验公式Q＝CFnCv＝f（F）Cs＝kCvC、Cv、k具有地理分布规律，可根据有资料流域实测资料分析参数勾绘参数等值线图或制作综合参数表以供无资料流域查用。第五节概化设计洪水过程线的推求1．三角形概化W＝QmT/2QmWQQaQboambcdt2．五边形概

8、化（1）特征参数：Ka＝Qa/QmKb＝Qb/QmKw＝W1/WKT＝t1/T（2）特征流量时间坐标ta＝（1－2Kw＋Ka）t1tb＝（2－Kb）t1td=（ta－Kat1）/Kb＋2t13．无因次过程线Qm=100m3/sT=10h无因次流量过程线（αi＝Q