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1、适用条件： 流量资料不足或代表性差 洪水一致性被破坏 校核流量计算成果 无资料地区,第9章 由暴雨资料推求设计洪水,9.1 概述,推求设计雨量； 拟定设计暴雨过程； 由设计暴雨推求设计洪水。,设计暴雨推求设计洪水的方法步骤,9.2 设计面暴雨,一、设计雨量,有充分长度面雨量资料：流域点雨量资料充分并可以推求足够长度的流域面平均雨量系列。,有充分长度点雨量资料：少数点雨量资料系列较长，但无法推求足够长度流域面平均雨量系列。,点雨量资料缺乏或不足：点雨量资料长度不足以绘点雨量频率曲线。,三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图,流域具有充,分雨量资料,流域具有,点雨量资料,流域点雨量资料,不足或缺
2、乏,计算流域,面平均雨量,流域各时段设计面雨量,流域雨量,点面关系,地区综合,动点动面关系,计算流域中心,设计时段点雨量,查算流域中心,设计时段点雨量,点绘时段面 雨量频率曲线,根据区域综合资料,流域中心雨量统计参数,xm、Cv、Cs,统计各时段,最大面雨量,点绘流域中心,点雨量频率曲线,内插并统计流域中心,时段最大点雨量,9.3 设计暴雨时空分配的计算,9.3.1 选择典型暴雨过程的原则 （1）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，放大后变形小）； （2）降雨过程有足够的代表性（易出现）； （3）主雨峰偏后（对工程不利） 9.3.2 放大方法 （1）同频率法 （2）同倍比法,9.5 由设计暴
3、雨推求设计洪水,扩展暴雨法； 同频率法； 分析法； 典型暴雨法。,9.5.1 设计Pa 的推求,扩展暴雨法：在统计暴雨资料时,加长统计时段以包括前期降雨。例如根据设计需要只统计7天暴雨,但由于要计算Pa,就得在7天暴雨前增添30天统计时段, 得出37天的设计暴雨过程,其中最后7天核心暴雨是用来计算设计洪水的,前30天的雨量仅用于计算设计Pa。,同频率法：同时进行和两种系列的频率计算，由设计频率的值减去同一频率的 值,差额作为所求的设计值：,（）,分析法：根据流域水文气象和地理特性、设计条件、经验分析或查手册得出设计Pa 。在湿润地区，当设计标准较高时，可取PaIm,典型暴雨法：如果所采用的实际
4、典型年降雨量的频率接近设计频率，可以采用实际前期降雨作为计算设计Pa的依据。,1、产流方案制定 （1）有一定的流量资料：直接制定流域产流方案（分析外延的其合理性） （2）缺乏流量资料：移用相邻相似流域产流方案 （进行必要的修正和可行性论证）,9.5.2 产流方案与汇流方案的应用,有流量资料：单位线法（注意分析外延的可靠性） 无流量资料：地区综合单位线法,2、汇流方案制定,面积越大，均值、Cv越小。 不同历时的雨量频率曲线在适用范 围内不相交。 直接法与间接法结果相互比较。 与邻近地区特大暴雨比较。,9.5.3 合理性检查,【算例】某流域F4200km2，推求百年一遇设计洪水。流域具有19591
5、962四年流量资料和19501979三十年面雨量资料。,1、设计暴雨计算 （1）设计暴雨统计时段：根据工程要求选择为1、3、7天； （2）设计雨量：雨量频率计算得 P1p108.0mm；P3p182.0mm；P7p270.0mm （3）典型雨量：选择1955年一次暴雨过程，计算典型雨量 P1D63.2mm；P3D108.5mm；P7D148.6mm,（4）计算同频率放大倍比,(5) 同频率法推求得设计暴雨过程,同频率法推求得设计暴雨过程,2、设计净雨推求,（1）绘制降雨径流相关图，产流参数： Em8.0mm； Im100mm； （2）分析稳定入渗率： fc12mm/d； （3）土壤含水量： P
6、a,0100mm； Pa,t+10.92Pa,tPtRt ； （4）由降雨径流相关图查算设计净雨过程；,（5）划分地表、地下净雨过程,3、推求设计洪水过程,（1）分析单位线，由地表净雨推求地表径流过程Qs； （2）地下径流过程简化为等腰三角形，峰位于地表径流停止点。由地下净雨推求地下径流过程Qg； （3）地表径流与地下径流相加，得设计洪水过程线Qp,9.6 小流域设计洪水,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,一般借助水文手册即能完成。 方法： 采用由设计暴雨推求设计洪峰的简化方法。,一、设计暴雨计算,
7、（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暴雨公式参数推求及综合,对有雨量资料站点进行24小时内各时段（一般取t0.2、 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apxp / t， （一般取p=5%、2%、1%）,对apt点据配以公式 aP=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）,（
8、二）设计暴雨过程,二、推求设计流量过程,1综合时段单位线法 2综合瞬时单位线法,三、推求设计洪峰,（一）推理公式法 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,全流域汇流,部分流域汇流,得：Qm 0.278 rF tc,Qm 0.278 rtc F tc tc ,用平均雨强表示,Qm 0.278（a）F tc,Qm 0.278 （atc）Ftctc,F,F tc,tc,tc,F tc,F,=,消除Ftc,Qm0.278 （a tc ） tc ,Qm 0.278 （a） F tc,tc,F,
9、暴雨公式,代入得,Qm 0.278 （ ） F tc,Qm0.278 （ ） tc ,tc,F,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x24p，可根据 查出的n代入暴雨公式反推Sp：,x24pSp 241n,Sp x24p24n1,（2）损失参数,方法1：查区域或流域水文手册,方法2：设计公式,可以证明, （1-n ）n,（3）净雨历时tc,证明: 瞬时雨强,i= 时,t=tc,代入得证,（4）流域汇流时间,0.278 L/V,VmJQm,出口概化为三角形，取1/ 3； 1/4代入上式得,汇流参数m的取值：,方法1：查水文手册,
10、方法2：由实测流量资料反推：,方法3：采用经验公式，如,Qm 0.278 （ ） F tc,Qm0.278 （ ） F tc ,(4) 设计洪峰Qm,采用试算或图解法联立求解。,tc,_,通过对设计流域调查了解，结合水文手册及流域地形图，确定流域的几何特征值F、L、J，设计暴雨的统计参数（均值，Cv，Cs/Cv）及暴雨公式中的参数n，损失参数，汇流参数m。 计算暴雨公式中的Sp，Xt,p,进而由损失参数计算设计净雨的tc,hR. 将F、L、J、hR、tc、m代入9-21，9-22中，其中仅剩Qm,4.试算法求解。先设一个Qm,代入,公式中，求出一个,，将,与tc比较，判断属于何种汇流情况，再将
11、该,值代入9-21或9-22，又求得一个Qm，若与假设一致（误差不超过1%）， 则Qm,为所求。,小流域推理公式计算洪峰流量的方法步骤：,【算例】 湘江支流某地欲修建一座水库，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的洪峰流量。,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；Cv0.4；Cs /Cv3.5；n20.76；n10.62,按Cs3.5Cv1.4，查离均系数表得1%3.27,计算得,P24，1 （1%Cv1）,120（0.43.271）,277（mm）,S1 P24，1 / t 1-n2,277 / 241-0.76,129（mm/h）,（2）损失参数,由等值线图,查得流域中心,（3）净雨历时tc tc （1- n）S/1n （10.76）129/2.010.76 36.8 h,2 mm/h,（4）流域汇流参数,L/1/3 F1/4,2.65/0.0331/32.931/4,6.31,0.540.15,0.546.31.15,0.71,
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