第八章-小流域设计洪水计算课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,4/25/2010,#,8/38,工,程,水,文,学,8/38 工 程 水 文 学,1,第八章,小流域设计洪水计算,8.1,8.2,8.3,8.4,8.5,概述,小流域设计暴雨计算,设计洪峰流量的推理公式,计算洪峰流量的地区经验公式,设计洪水过程线的推求,第八章小流域设计洪水计算8.1概述,2,8.1,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。,8.1 概述一、小流域设计洪水特点1.缺少实测资料,3,1.,2.,3.,小流域设计暴雨计算；,设计洪峰流量计算；,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,四、小流域设计洪水计算步骤,1.小流域设计暴雨计算；三、计算方法,4,8.2,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,8.2 小流域设计暴雨计算小流域面积较小，可忽略暴雨,5,各省、市、区都绘制了年最大24小时降雨量统计参数,(,、,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,P,24,p,为：,P,24,P,=,P,24,(1,+,P,Cv,),二、历时,t,（24小时）的设计暴雨,P,t,p,的计算,将年最大24小时设计暴雨量,P,24，P,通过,暴雨公式,转化为任,意一历时的设计雨量,P,t,P,(,1t,时，即充分供水条件下，出口断面的最大流量是由,时段的净雨在全流域面积上形成的：,（,8-,4,）,Q,m,=,k,(,i,u,),F,称为全部产流。,式中,Q,m,洪峰流量(,m,3,/s,);,F,流域面积(,km,2,);,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。,2.全部产流（8-Qm=k(iu)F,15,3.,部分产流,当,t,c,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：,Q,m,=,k,(,i,u,),F,0,称为部分产流。,式中,F,0,为共时径流面积,（km,2,），即部分,产流面积；,其余符号同前。,（,8-,5,）,i,3.部分产流Qm=k(iu)F0（8-,16,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。,Q,m,=,k,i,F,Q,m,=,k,(,i,u,),F,F,0,F,=,部分产流,Q,m,=,k,(,i,u,),F,0,全部产流,Q,m,=,k,(,i,u,),F,4.,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,17,二、水文所公式,Q,m,=0.278,iF,（,8-7,）,式中，,i,为平均降雨强度（,m,m/h）;其余同前。我国水利部,门广泛采用的推理公式。,，代入式（8-7）中得：,S,p,n,当,t=,时，由暴雨公式有,i,=,F,S,p,n,Q,m,=,0.278,（,8-,8,）,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,、,、,。,二、水文所公式Qm=0.278iF（8-7）式中，i为,18,三、设计洪峰流量计算,未知参数：,Sp,、,n,、,F,、,、,。,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；,S,p,查等值线图或由暴雨公式可求，即：,知：,S,p,=P,t,p,t,n-1,P,24,P,已知（,t,=24,h,）,S,p,=P,24,p,24,n2-1,F,S,p,n,Q,m,=,0.278,S,P,t,n,由式（8-1）,i,t,P,=,三、设计洪峰流量计算未知参数：Sp、n、F、,19,=,h,P,u,u,=,1,n,=,=,t,c,1,n,（,8-11,）,(2),当,t,c,t,c,时，,由式,（,8-11,）计算,;,S,p,Q,L,1/3,=,0.278,1,n,t,c,u,S,p,n,=,1,=,1,u,S,p,1,n,四,实例,mJ Qm 1/4 =n()(1)假定,29,例某地区欲修建一座小型水库，该水库积水面积F=7.4km,2,，,干流长度L=4.1km，J=0.036。用试算法计算坝址百年一遇的洪,峰流量。,解：,例某地区欲修建一座小型水库，该水库积水面积F=7.4km,30,t,n,c,(1,),=,1,n,S,p,u,=,22.6,h,t n c (1,31,第八章-小流域设计洪水计算课件,32,洪峰影响因素,8.4,计算洪峰流量的地区经验公式,暴雨特性（强度、历,时）,流域几何形特征（河长、比降、集水面,积）,地质地貌特征（植被、土壤、地质）,一、单因素公式,以流域面积,F,作为洪峰流量的主要影响因子，建立二者间,的关系，其形式为：,Q,m,p,=C,p,F,n,式中，,C,p,随频率变化的综合系数；,n,经验指数；各,省、市水文手册中可查。,洪峰影响因素8.4 计算洪峰流量的地区经验公式流域几何,33,例如湖南、江西的,C,p,、,n,值表,例如湖南、江西的Cp、n值表,34,Q,P,=,Ch,同时把山区分为,4,类：深山区,(,C=0.0514,),、浅山区,(,C=0.0285,),、,高丘区,(,C=0.0239,),、低丘区,(,C=0.0194,),。,二、多因素公式,Q,m,p,=,Ch,24,p,F,n,式中，,f,=,F,/,L,2,流域形状系数。,例如：安微省山区小河洪峰流量经验公式为：,0.73,F,1.21,24,P,QP=Ch同时把山区分为4类：深山区(C=0.0514),35,推求方法,8.5,小流域设计洪水过程线的推求,时段综合单位线法,瞬时综合单位线法,概化过程线法,*,概化过程线法,概化线型有三角形、五边形和综合概化过程线等形式。,B,t,T,Q,Q,m,p,W,P,一、三角形概化设计洪水过程线,已知,:,设计洪峰流量,Q,m,p,；,P,24,p,W,P,=,0.1,R,24,P,F,推求方法8.5 小流域设计洪水过程线的推求瞬时综合单位,36,Q,m,p,B,T,t,Q,D,C,E,F,A,二、五边形概化设计洪水过程线,已知,:,设计洪峰流量,Q,m,p,和,P,24,p,。,Q,D,=,K,D,Q,m,P,取不同值.,视不同流域,Q,E,=,K,E,Q,m,P,K,t,=,t,1,/,T,K,D,K,E,K,t,上涨历时,t,1,Qm,pBTtQDCEFA二、五边形概化设计洪水过程线取不同,37,本,章,小,结,小流域设计洪水特点及方法,暴雨公式的理解,全部产流、部分产流的概念,推理公式推求设计洪峰的步骤,影响洪峰流量的因素,作业:,P156,8-1,本 章 小 结小流域设计洪水特点及方法暴雨公式的理解全,38,