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防洪工程常用计算公式 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-SANYHUASANYUA8Q8-防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
注册土木工程师（水利水电）考试：2021专业基础知识真题及答案(4)1、密度是指材料在以下哪种状态下单位体积的质量？（）（单选题）A. 绝对密实B. 自然状态C. 粉体或颗粒材料自然堆积D. 饱水试题答案：A2、悬臂式支护结构的嵌固深度设计值hd是按（）确定。
（单选题）A. 1.2γo倍的主动土压力强度等于被动土压力强度B. 1.2γo倍的主动土压力之和等于被动土压力之和C. 1.2γo倍的主动土压力之和不超过被动土压力之和D. 对墙底的主动土压力矩的1.27倍不得超过被动土压力力矩试题答案：D3、实验中用来测量管道中流量的仪器是（）。
（单选题）A. 文丘里流量计B. 环形槽C. 毕托管D. 压力计试题答案：A4、已知基本等高距为2m，则计曲线为（）。
（单选题）A. 1，2，3，…B. 2，4，6，…C. 5，10，15，…D. 10，20，30，…试题答案：D5、对于由端承桩组成的群桩，下列各项中正确的是（）。
（单选题）A. η>1B. ξ>1C. ξ=1D. η<1试题答案：C6、同一场地饱和黏性土表面，两个方形基础，基底压力相同，但基础尺寸不同，基础中心沉降量为（）。
（单选题）A. 相同B. 大尺寸基础沉降量大于小尺寸基础沉降量C. 小尺寸基础沉降量大于大尺寸基础沉降量D. 无法确定试题答案：A7、对于高耸结构，主要应控制的地基变形特征值是（）。
（单选题）A. 沉降量B. 沉降差C. 倾斜D. 局部倾斜试题答案：C8、受压区高度、翼缘宽度均相同的梁，形状分别为矩形截面A s1，倒T形截面A s2，T 形截面A s3、I形截面A s4，在相同荷载作用下，下列配筋截面面积关系正确的是（）。
（单选题）A. A s1＞A s2＞A s3＞A s4B. A s1＝A s2＞A s3＞A s4C. A s2＞A s1＞A s3＞A s4D. A s1＝A s2＞A s3＝A s4试题答案：D9、图示结构，EI为常数，则C点位移方向为（）。
面积比流量计算公式在我们的日常生活和学习中，数学这个神奇的家伙总是无处不在。
今天咱们就来聊聊一个有点“神秘”但其实也没那么难的东西——面积比流量计算公式。
话说，我之前有一次去参观一个大型的水利工程。
那场面，真是壮观得很！巨大的水闸、奔腾的水流，让我不禁感叹人类的智慧和力量。
就在我四处张望的时候，一位工程师引起了我的注意。
他正拿着本子和笔，专注地计算着什么。
我好奇地凑过去看，发现他在运用面积比流量计算公式来测算水流的情况。
咱们先来说说啥是面积比流量。
简单来讲，它就是单位面积上通过的流量。
比如说，一条河的横断面面积是 100 平方米，在一定时间内通过的水流量是 500 立方米，那么面积比流量就是 5 立方米/（平方米·秒）。
面积比流量的计算公式是：流量除以面积。
这里的流量一般指的是体积流量，单位常见的有立方米每秒、升每秒等等；面积的单位呢，常见的有平方米、平方厘米等等。
为了让大家更清楚这个公式怎么用，咱们来举个例子。
假设有一个长方形的渠道，宽是 2 米，水深是 1.5 米，水流的速度是 2 米每秒。
那先算横断面的面积，就是 2×1.5 = 3 平方米。
流量就是 3×2 = 6 立方米每秒。
所以面积比流量就是 6÷3 = 2 立方米/（平方米·秒）。
再比如，在城市的排水系统中，知道了管道的横截面积和水流速度，就能用面积比流量计算公式算出单位面积的水流量，这对于设计合理的排水系统可太重要啦！要是计算不准确，下场大雨，街道可能就变成“小河”了。
面积比流量计算公式在很多领域都有着重要的应用。
在农业灌溉中，农民伯伯要根据土地的面积和需要的灌溉水量，运用这个公式来确定灌溉的时间和水量，保证庄稼能喝饱水，茁壮成长。
在工业生产里，比如化工厂的液体输送管道，也得靠这个公式来确保物料的输送稳定和安全。
其实啊，数学里的这些公式并不是孤立存在的，它们就像一个个小工具，组合起来能解决好多实际问题。
2.7设计洪水设计洪水分析计算研究目的主要为确定流域内各分区设计洪水，为流域防洪规划提供基础数据。
研究内容主要是分析流域内各分区不同频率设计洪量和设计洪水过程线，计算方法如下。
2.7.1基本资料分析2.7.1选站原则选择洪水资料质量好、观测系列长、控制条件较好的水文站作为分析计算设计洪水的主要依据站。
2.7.2资料的审查及插补延长为保证成果质量，对测站已整编的洪水资料进行必要的合理性检查和审核。
对缺测的洪水资料进行适当的插补延长，插补延长采用水文比拟法和相关法。
（1）水文比拟法水文比拟法就是将参证流域的洪水资料，按要求有选择地移置到设计流域上来的一种方法。
这种移置是以设计流域影响洪水的各项因素，与参证流域影响径流的各项因素相似为前提。
将参证站的洪水资料按集水面积比缩放到设计站。
（2）相关法利用洪水资料：利用参证站的流量与设计依据站的相关关系来插补延长设计依据站的流量系列，选用的参证站径流要与设计依据站的径流在成因上有密切联系，这样才能保证相关关系有足够的精度。
利用降雨资料：建立本站降雨径流相关关系来插补延长设计依据站的流量系列。
2.7.3洪水系列一致性处理为了使水文站历年的流量能基本上代表当年天然产流量，需要将测站以上受人类活动影响而增减的洪量进行还原计算。
还原计算是处理实测洪水系列不一致的有效办法。
2.7.3设计洪水的计算方法（1）流量频率曲线法频率计算中的洪峰流量和不同时段的洪量系列，应由每年最大值 组成。
在n 项连序洪水系列中，按大小顺序排位的第m 项洪水的经验频率P M 采用以下计算公式：1+=N M P M 频率曲线的线型选择皮尔逊III 型，频率曲线的统计参数为均值、变差系数和偏态系数。
参数采用矩法初估，计算公式如下：均值均方差 变差系数 偏态系数= 式中：系列变量（i=1,,n);n 系列项数。
根据初估参数，采用适线法调整参数。
适线时尽可能拟合全部点据，拟合不好时，侧重考虑较可靠的大洪水点据。
[单选题]1.北方某流域拟建引水式电站，坝址处多年平均枯水期月平均流量为20m3/s，坝址至厂房间河段工业取水量为2m3/s，农业用水量为1.5m3/s。
为保障坝址下游河道生态用水，该电站下泄的水量最小应为（）。
[2017年真题]A.2.0m3/sB.3.5m3/sC.5.5m3/sD.6.5m3/s参考答案：C参考解析：维持水生生态系统稳定所需最小水量一般不应小于河道控制断面多年平均流量的10%，则该电站下泄的水量最小＝2＋1.5＋20×10%＝5.5（m3/s）。
[单选题]2.某河道断面水位（Z）、流量（Q）、过水面积（A）之间的关系为：Q＝5×（Z－50）1.4；A＝100×（Z－50）1.0。
在枯水期设计流量Q＝5m3/s的条件下，河道断面平均流速估值是（）。
[2017年真题]A.0.048B.0.050C.0.057D.0.066参考答案：B参考解析：由题意可知，枯水期设计流量Q＝5m3/s，且Q＝5×（Z－50）1.4A＝100×（Z－50）1.0解得Z＝51（m），A＝100（m2）。
根据断面平均流速为u＝Q/A，则河道断面平均流速估值＝5/100＝0.050。
[单选题]3.某河道控制断面BOD5、氨氮、DO执行的水质标准分别是4.0mg/L、1.0mg/L、5.0mg/L，枯水期三者的实测值分别是3.0mg/L、2.0mg/L、4.0mg/L，相应的饱和溶解氧值是8.0mg/L，则BOD5、氨氮、DO的标准指数应为（）。
[2017年真题]A.1.33、2.0、2.8B.1.33、1.0、1.2C.0.75、2.0、5.5D.0.75、2.0、2.8参考答案：D参考解析：根据单因子标准指数公式式中：S i，j为标准指数；C i，j为评价因子i在j点的实测统计代表值；C s，j为评价因子i的评价标准限值。
则：BOD5的标准指数＝3.0/4.0＝0.75氨氮的标准指数＝2.0/1.0＝2.0当在J点的溶解氧实测统计代表值（DO j）小于溶解氧的评价标准限值（DO s）时，DO的标准指数：（S DO，j）＝10－9DO j/DO s＝10－9×4.0/5.0＝2.8[单选题]4.控制断面实测氨氮浓度超标2.5倍，则其标准指数为（）。
设计频率的模比系数即Kp值查询
汇流参m表
，如大于150mm
降雨历时为24小时的迳流Array 1、优点：本方法计算公式为简化小流域推理公式，计算结果与原型公式比较，产生的
应用方便。
2、使用说明：输入流域面积F、干流长度L、河道平均坡降J、暴雨递减指数历时24小时的降雨迳流系数а24，即可自算出相应频率的洪峰流量和洪水总量。
3、汇、表2中查取。
4、先取n=n1(τ≤1），求出一个洪峰流量Q p和τ，当计算的τ≤1时，当设τ≤1，算出的τ＞1，再设τ＞1，计算出τ＞1时，可取n=(n1+n2)/2，再进行计算见I12
数即Kp值查询表(Cs=3.5Cv)
汇流参数m表
70~150mm，如大于150mm时m值略有减小，小于70mm时m值略有增加。
Ф=L/J(1/3)
为24小时的迳流系数
结果与原型公式比较，产生的误差最大不超过百分之一，可直接求解，省去联解过程，道平均坡降J、暴雨递减指数n、n1、n2、年最大24小时降雨量均值H24、模比系数K P和流量和洪水总量。
3、汇流参数m和历时24小时的降雨迳流系数а24值，均可从表1和τ，当计算的τ≤1时，洪峰流量Q p即为所求。
如τ＞1，则应取n=n2重新计算。
p
可取n=(n1+n2)/2，再进行计算。
5、tc>24时D8中的u值为D11中的值，洪峰流量结果。
防洪工程常用计算公式2010-8-28 强新泉摘自新浪强新泉的博客在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑪暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑫洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1+t2。
一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
面积比法计算设计断面洪水中面积指数的确定
刘连梅,信增标，王保东,田燕琴(水利部河北水利水电勘测设计研究院,天津3０025０)【摘要】：南水北调中线工程河北段460多ｋm，共与大小河沟20０多条相交,有不少河沟交叉断面设计洪水需要采用面积比法计算。
为此，对海河流域部分河流实测降雨洪水资料作了分析，得出了不同时段洪量的面积指数范围,为南水北调中线工程设计提供了依据。
【关键词】: 南水北调中线工程;设计洪水;面积比法;面积指数
1 问题的提出
在设计洪水计算时,当设计断面无实测资料，但其上游或下游建有水文站实测资料,且与设计断面控制流域面积相差不超过3%,区间无人为或天然的
分洪、滞洪设施时,可将水文站实测资料或设计洪水成果直接移用于设计断面;若区间面积超过3%，但小于20％,且全流域暴雨分布较均匀时,常用面积
比法将水文站设计成果进行推算。
该方法的关键是面积指数的选取。
在海滦河流域以往一般根据经验取值，在只对计算洪峰流量时,面积指数一般选用０．5
~ ０.7；计算时段洪量时面积指数没有选定范围。
南水北调中线工程河北省段460多ｋm，共与大小河沟20０多条相交,有不少河沟交叉断面设计洪水需要采用面积比法计算,为此对海河流域部分河流实测降雨洪水资料作了分析，得出了不同时段洪量的面积指数范围,为中线工程设计提供了依据。
2 河流、水文站及洪水资料的选取２．1 河流及水文站的选取原则
一般讲，一条河的上下游两站流域面积小于20%时，可作为分析对象。
但海滦河流域实际上水文站网稀少,因此选取时将区间面积放宽到30%，个别站放宽到３5%。
基本满足此条件的河流及水文站见表１所列。
2.２洪水资料的选取
洪水资料的选取应符合以下３条原则：（1）尽量选取较大的洪水资料；(2）选取流域内降雨分布比较均匀的场次洪水；(3）对上游修建大中型水库的河流，应选取建库前的资料。
由于滦河和桑干河流域面积过大,包含了迎风山区、背风山区和高原区,难以出现全流域均匀降雨,未选用洪水资料。
其他４条河8个代表站流域面积
从１70km2～6４２0kｍ2,而且既有山区站，又有丘陵和平原站，基本可以代表一般的设计流域情况。
根据以上几条原则,共选取了20场较大的洪水资料,分别对洪峰、24h、3d 及6d(或７d）洪量进行分析。
表1 选取河流及水文站一览表
3 分析方法及成果
3.1 分析方法
按洪峰及洪量面积比拟定计算公式,求算每场实测洪水洪峰洪量面积比指数n值。
式中 F１、F2—分别为上下游水文站控制流域面积(km2)；
Q１、Q2—分别为上下游水文站洪峰流量（ｍ3/s）；
W1、W2—分别为上下游水文站时段洪量（m３）;
n—面积指数。
各河实测洪水洪峰及洪量面积指数分析成果如表2所列。
3．2 对成果的几点说明
（1)由于冶河微水站至下游平山站区间流域面积相差不足20％,但因微水站以下与以上地形地貌、河道特性有很大不同，即使同场同次暴雨,一般都是
区间洪峰形成较早,而微水站洪峰形成时间较长，河槽调蓄能力大，且常有坦化，因此常出现平山站洪峰小于微水站的现象。
在统计的８场洪水中有5场洪
水为上大下小，另有2场洪水上下游基本接近，只有１场洪水平山站洪峰明显大于微水站。
可能由于同样原因,24h洪量也有不少次洪水是上大下小。
鉴于
这种情况,该河洪峰和24h洪量面积指数分析结果不予选用。
表2 面积指数分析成果表
(2)沙河上游1958年修建了大型水库，所以在建库前只能选取３场洪水,其中２场洪水的洪峰也出现了上大下小的情况,因此沙河无可靠的洪峰面积指
数分析成果供选用。
(3)瀑河无实测洪峰资料,靠瀑河水库水位及泄量反推求得的洪峰流量精度难以保证,因此未做洪峰面积指数分析；因瀑河流域面积较小，对２4ｈ和3d
洪量进行了分析。
4 结论
(１)洪峰面积指数:由于上下游洪峰变化受槽蓄、区间入流等影响十分敏感，其指数一般资料不易满足，在没有大量分析成果之前，建议仍用规范或
教科书推荐的经验数据。
(2)洪量面积指数：从以上４条河20场洪水分析成果可以看出:24h～6ｄ洪量的面积指数有较明显的规律性，即时段越长，指数越大。
从径流的时间地
域分布理论看，一场洪水的总量面积指数应近似于1。
如将各河计算结果按洪水场次进行平均作为地区综合成果，24h、3d和６d洪量面积指数分别为０.6５、0.８0和０．8８。
虽然本次分析资料较少,面积指数分析比较困难,所得初步分析成果及基本规律仍然为南水北调中线工程水文计算确定面积指数范围提供了依据。
