福建省暴雨径流查算图表推理公式法.doc

word某某省推理公式计算设计洪水手册一、根本公式：推理公式是无资料地区由暴雨推求洪水比拟常用的方法，我省中小型水利工程设计洪水的计算也通常采用这种方法一般在流域面积200km2以下采用。它是假定汇流时间内降雨强度是均匀，并将汇形面积曲线概化为矩形，导出如下计算公式：当时，即全面汇流情况下，(1)当时，即局部汇流情况下，.(2)式中：为地表净峰流量(m3/s )，F为流域面积km2，为成峰的产流面积即与tc相应的部份面积中最大的一块，km2；为流域汇流历时小时；tc为地表产流历时小时；为汇流历时内的最大地表净雨量毫米；为产流历时内的地表净雨量毫米；0.278为换算系数。二、设计暴雨的计算1、查图法计算设计暴雨1查算设计流域各种历时的暴雨参数：根据设计流域所在地点，应用年最大各种历时的降雨量均值等值线图和变差系数等值线图，按地理内插法读取流域中心点的暴雨参数值，如果流域内有两条以上等值线通过，可按面积加权法计算。2计算设计频率的各种历时降雨量：根据上步查算的各种历时降雨量的变差系数Cv值，从皮尔逊型曲线的模比系数KP值表中分别读取设计频率P的KP值，乘以相应的历时降雨量均值即得。3计算各种历时的面雨量：根据设计流域的面积和降雨历时，查读暴雨点面关系表附表1，得暴雨点面折算系数，乘以相应的点雨量即得流域面积在10km2以下直接采用点雨量，不打折扣。4推求设计雨量的时程分配：把上面所求的设计降雨量代入24小时或三天的设计雨型表附表3，即得设计雨量的时程分配。5设计净雨的计算：24小时的设计雨量不扣损，直接用设计雨量过程作为设计净雨过程。2、参证站法计算设计暴雨1选择在设计流域内或附近有实测短历时暴雨的雨量站为参证站，根据参证站实测各短历时1小时、3小时、6小时、24小时的暴雨资料，用经验公式计算其频率，皮尔逊型曲线适线，计算各短历时暴雨设计参数，得到各频率的设计暴雨量。2设计流域的点、面雨量换算：根据设计流域的面积和设计暴雨历时，查读暴雨点面关系表附表1，得暴雨点面折算系数。用折算系数乘以参证站相应的点雨量，即得设计流域的面雨量流域面积在10km2以下直接采用点雨量，不打折扣。3推求设计雨量的时程分配：把上面所求的设计降雨量代入24小时或三天的设计雨型表附表3，即得设计雨量的时程分配。4设计净雨的计算：24小时的设计雨量不扣损，直接用设计雨量过程作为设计净雨过程。三、地理参数计算1、河长L河长L为流域的分水岭至出口断面的总长度单位：km，有多条支流时，应选择做为某某的支流量测其河长。2、河道平均坡降J河道平均坡降J为自分水岭至出口断面的河道平均比降单位：。计算方法：用相应比例的地图1：1万或1：5万分别做出各等高线与河流的正交点位置，从出口断面开始，分别列出各正交点的高程、，以与各正交点之间的距离、，然后用如下公式计算流域平均坡降J。四、雨力Sp与暴雨递减系数的计算雨力Sp即为t=1小时的雨强，Sp=R*24n-1。暴雨递减系数分为、，其中为1小时以内暴雨递减系数，为124小时暴雨递减系数。推理公式计算设计洪水时所采用的为，即为124小时的暴雨递减系数。可用下式计算，也可查等值线图。式中：为参证点设计频率的最大24小时降雨的雨强，即，。五、设计洪峰流量与洪水过程线计算：1、试算法计算地表洪峰流量计算公式 式中：为径流系数； 为雨力； 为汇流时间。计算步骤：1汇流历时的计算：2计算汇流参数m值：先确定流域所在的汇流分区，由设计流域的特征参数Fkm2、Lkm、J计算，而后根据值与设计流域所在分区，用下式计算汇流参数m值：沿海 1.5时，；<1.5时，内陆 1.5时，；<1.5时，另外某某地区汇流参数m值计算公式：。3确定稳定入渗率值：根据24小时设计净雨过程，计算次净雨平均强度次 ，其中T是净雨总量的有效历时，即降雨过程的首末各时段雨强不与0.5毫米/小时者不参加历时统计。然后以次值读相关表求得毫米/小时值。4雨力计算：5产流历时计算：6试错法计算：当时一般情况时；计算方法是假定一个，代入式和式，求出，再用式求出，当时，得出的、即为所求值，否如此重复上述步骤，直至符合要求。式中：L为自分水岭至出口断面的河道长度km J为自分水岭至出口断面的河道比降 n为24小时暴雨递减系数。2、计算设计地表洪水过程线1把上述计算的24小时设计净雨过程，用值将各时段的净雨分割成地表净雨和地下净雨两个局部，可列表计算。其中=假如计算结果>时，如此取=，=-式中：为时段净雨；为总净雨；为稳定下渗率；t为净雨时段数2计算地表和地下设计洪量：分别由地表和地下净雨求得。地表洪量W表=1000 (m3)地下洪量W下=1000 (m3)3计算地表洪水过程线：先计算地表洪水过程线的形状系数，式中T是地表洪水过程线的底宽，24小时设计雨量固定为50小时，3天设计雨量固定为80小时。然后根据值查t关系表(附表6)的涨水部份和退水部份各个时刻t所对应的值，乘以地表洪峰流量Qm表即得。3、计算地下洪水过程线将地下洪量W下按等腰三角形分配，其底宽是地表洪水过程线底宽的两倍。地下洪峰流量计算公式：，式中T为50小时。地下洪峰流量出现在地表洪水过程线的50小时处，地下洪水过程线底宽是地表洪水过程线底宽的两倍即为100小时。所以按等腰三角形进展各时刻地下洪水流量分配，即可求得地下洪水过程线。4、计算设计总洪水过程线根据前面求得地表和地下洪水过程线，将地下洪水过程线的置于地表洪水过程线的终止点，其起涨点和地表洪水过程线的起涨点重合，中间过程按直线内插，然后把同时刻的流量叠加即得。21 / 21某某省暴雨点面关系表设计暴雨的关系表 附表10204060801001201401601802002202403004005007001000136121.000.243天某某省最大24小时降雨概化过程线附表2时间123456789101112 %3%R24-R63%R24-R63%R24-R63%R24-R64%R24-R64%R24-R67%R24-R67%R24-R67%R24-R67%R24-R67%R24-R67%R24-R6时间131415161718192021222324 %50%R3-R150%R3-R1100%R133%R6-R333%R6-R334%R6-R37%R24-R67%R24-R66%R24-R66%R24-R66%R24-R66%R24-R6某某省最大三天包括最大24小时设计雨型表附表3日程第一天第二天最大24小时第三天时段历时小时66666621366666占 H1 %100占H3-H1%100占H6-H3%100占H24-H6%204238占H3天-H24%01015202520100某某省次净雨强度与稳定入渗率相关表 附表4单位：毫米/小时01234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950 24小时暴雨洪水概化过程线系数表 附表5涨水部分000000000000036789101112131415洪峰16退水部分171819202122232425263035404550000000000000 24小时暴雨洪水概化过程线系数表 附表5 0.26.涨水部分000000000000036789101112131415洪峰16退水部分171819202122232425263035404550000000000000某某省三天暴雨洪水概化过程关系表 附表6涨水部份0000000000051012141618202224252627282930313233洪峰34退水部份3536373839404142434445464850556070800000000000某某省三天暴雨洪水概化过程关系表 附表6涨水部份0000000000051012141618202224252627282930313233洪峰34退水部份3536373839404142434445464850556070800000000000，通过设计暴雨推求设计洪水推理公式法，计算该流域二十年一遇24小时暴雨的设计洪水过程线。一设计暴雨的计算：雨量单位：mm1、设计点雨量计算：因该流域无实测暴雨资料，选用流域附近的某某桥雨量站为参证站，计算设计流域的设计点雨量。经计算，某某桥雨量站 mm，CV=0.38，CS/CV=4.0。二十年一遇各历时设计暴雨量见下表：时段H24H6H3H1雨量210142116882、设计面雨量计算：F ，计算相应面雨量：计算表3小时13624F点雨量88116142210面雨量3、计算24小时设计雨量的时程分配：计算表4时程123456789101112雨量2.2 2.2 2.2 2.2 2.9 2.9 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 时程131415161718192021222324雨量13.8 13.8 74.5 9.3 9.3 9.6 5.1 5.1 4.3 4.3 4.3 4.3 4、计算二十年一遇的暴雨递减指数： =74.5-202.4/24/24二、设计净雨的计算：本次以24小时雨量计算设计洪水，所以不扣损，上面所求的设计雨量过程就作为24小时设计净雨过程。三、用推理公式计算设计洪水：由上述推求的设计暴雨过程，列表进展计算，其中雨量单位为mm，流量单位为m3/s。1、计算次净雨平均强度=毫米/小时，查表得2、用值把Ri分割成R下i和R表i两个部份，计算表5时段序数时段净雨稳定下渗率时段地下净雨时段地表净雨1234510.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 71.8 81.8 91.8 101.8 111.8 121.8 1310.5 1410.5 1571.2 166.3 176.0 186.0 191.8 2051.7 210.9 220.9 230.9 240.9 74见计算表5第35栏。算得=，由计算得m=0.260。4、雨力计算：=202.4×24mm5、产流历时计算：=1-0.69×75.6÷3.3(1/0.69)6、试错法计算：当时K0j(1/3)×21÷×1/3假定 =1-3.3/75.6××××÷=618×÷×1/3×6181/4，所以、即为所求值，否如此重复上述步骤，直至符合要求。7、地表洪量W表×R表×F万m3××100.5=1290万m3地下洪量W下×R下×F万m3××100.5=744万m38、计算以值杳附表5，内插得各时刻的，见计算表8的第2栏，分别乘以得第3栏即为地表流量过程。9、将W下按等腰三角形分配成地下洪水过程线，Qm下=41.3，中间各时刻流量按直线内插，见计算表8第4栏。10、将表中第3与4栏相加得第5栏即为设计洪水过程线。九十九湾P=5%设计洪水过程线计算表8涨水段退水段时间地表流量()地下流量()设计流量()时间地表流量()地下流量()设计流量()1234512345000.0 0.0 0.0 16100618.0 13.2 631 313.5 2.5 16.0 81500.6 13.6 514 634.4 5.0 39.3 17408.1 14.0 422 742.5 5.8 48.3 18267.0 14.9 282 850.9 6.6 57.5 19203.1 15.7 219 959.7 7.4 67.1 20162.7 16.5 179 1069.7 8.3 78.0 21135.2 17.3 153 1181.5 9.1 90.5 22115.9 18.2 134 1296.8 9.9 107 23100.7 19.0 120 13117 10.7 127 2486.4 19.8 106 14168 11.6 180 2574.9 20.7 95.6 15279 12.4 291 2664.5 21.5 86.0 441 12.8 454 3024.0 24.8 48.8 16100618 13.2 631 358.9 28.9 37.8 405.3 33.0 38.4 451.6 37.2 38.8 5000.0 41.3 41.3 10000