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暴雨流量计算方法和步骤谭炳炎汇编二OO八年四月于成都详细计算方法和步骤如下(泥石流河沟汇流特点：全面汇流；<t c.)1、 F 全面汇流，从地形图上量取；f 部分汇流，即形成洪峰流量的部分面积，调查确定后从地形图上量取；2、L 从地形图上量取；(分水岭至出口计算断面处的主沟长度)3、J 主河沟平均坡降；(实测或地形图上量取)J = { (Z +Z )・U +(Z +Z ) «L + ............................... (Z +Zn) «L 一2Z ・L}/0 1 1 12 2 n-1 n 0L2当Z0 =0时，上式变为：J= {Z «L +(Z +Z ) «L +……(Z +Zn) -L }/L2fa 1 . _ 1 1 2 2 n-1 n3-1、J1/3 .计算3-2、J1/4 ；计算4、H24 年均最大24小时雨量(mm)；查等值线图或采用当地资料；5、C v、Cs : Cv ------ 变差系数(反映各次值与多年平均值的相对大小)Cs----偏差系数(反映各次值的偏差情况)；与当地的地理位置、降雨、地形、地貌、植被及汇水面积等因素有关。
一般地区：Cs=3.5 Cv 梅雨期：Cs=3〜4 Cv台风期：Cs=2〜3. CvCv>0.6 的地区：Cs芸3.0 Cv Cv<0.45 的地区：CsW4.0CvCv〃最大24小时暴雨变差系数，查等值线图或采用当地资料；6、K p 24查皮尔逊III型典线的模比系数表；7、以设计频率p的最大24小时雨量(mm)；H =Kp - ^8、n2崔暴雨强度衰减指数；其分界点为一小时：n取值箍常按下列二位小数取值：0.3、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、当t<1小时：取n=n ；查图或采用当地资料；多数情况都处于24>t>11小时这一状况：取n=n ；2求法：(1)：查图(！)(2)：采用当地资料；1)、四川省水文手册计算方法：手册给出了：10分钟、1小时、6小时、24小时、1日、3日、7日、和可能最大24小时等最大时段的暴雨和Cv等值线图、皮尔逊III型典线的模比系数Kp表供naan查用。
水利水电工程设计洪水计算规范SL4493条文说明1总则1.0.1 1.0.21979年由原水利部和电力工业部颁发的水利水电工程设计洪水计算规范SDJ2279(试行)反映了建国30年来我国在设计洪水计算方面的研究成果和经验规范的颁发使我国设计洪水计算有了统一的标准对指导设计洪水计算保证成果质量起了重要作用规范颁发试行10年来随着我国改革开放政策的贯彻政治经济方面发生了很大变化技术上也有新的发展而试行规范限于当时的历史条件有些规定已不尽合适和完善10年来设计洪水计算方面又积累了新经验随着江河治理与水资源开发利用出现了一些新问题为此1989年能源部水利部水利水电规划设计总院(89)水规规字第40号文决定对原规范(试行)进行修订本次是在原规范基础上进行修订对原规范的适用范围没有作实质性的变动平原区与山丘区在设计洪水计算内容要求上及有关技术处理上有所不同本规范的有关规定原则上只适用于山丘区本规范所规定的工程等级适用范围为大中型其划分标准应按水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区丘陵区部分)SDJ1278(试行)及能源部水利部水利水电规划设计总院(90)水规字第5号关于水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区丘陵区部分) SDJ1278(试行)补充规定试行通知中的规定执行小型水利水电工程的设计洪水计算可参照本规范规定的原则进行水利水电工程设计一般分为可行性研究初步设计技术设计等阶段设计洪水是水利水电工程规划设计的重要依据在可行性研究或初步设计阶段设计洪水的主要参数应当确定在工程初步设计以后的阶段设计洪水不宜有较大的变动因此本规范主要适用于可行性研究及初步设计阶段至于河流规划工程的改建及扩建工程复核等仍可参照本规范执行1.0.3规范所称的设计洪水是指水利水电工程规划设计施工中指定设计标准的洪水的总称其内容根据工程设计需要洪水特性等分别提供洪峰流量时段洪量及设计洪水过程线对水库工程而言当防洪库容较小时一般以洪峰流量或短时段洪量作控制计算设计洪水当防洪库容较大时一般以较长时段的洪量作控制根据设计需要也可以洪峰及洪量同时控制1.0.4我国已建水库一般是以坝址设计洪水作为设计依据由于建库后库区范围内的天然河道已被淹没使原有的河槽调蓄已包含在水库容积内库区产汇流条件也发生了明显的改变建库前流域内的洪水向坝址出口断面的汇流变为建库后洪水沿水库周界向水库汇入造成建库后入库洪水较坝址洪水的洪峰流量短时段洪量增大峰现时间提前随着设计时段的增长入库洪量与坝址洪量的差别逐渐减小据近年来对32座水库的综合分析入库与坝址的洪峰流量的比值在1.01 1.54之间其差别与水库特征洪水时空分布特性有关当库区的天然河道槽蓄量较大干支流洪水易发生遭遇应采用入库洪水作为设计依据当库区的天然河道槽蓄量较小干支流洪水遭遇改变不大对于壅水不高库容较小或壅水虽高但河道比降较陡回水距离较短洪枯水位的河宽变化不大的河道型水库可采用坝址洪水作为设计依据有的水库虽然入库洪水与坝址洪水差别较大但水库调洪库容也很大在这种情况下仍可采用坝址洪水作为设计依据1.0.5水文资料关系到设计洪水计算方法的选定及成果质量的精度当坝址及附近缺乏可以直接引用的水文资料时必须根据工程要求及设计洪水计算的需要尽早建立水文站或水位站以推算设计洪水或检验设计洪水计算中各个环节的成果及坝址水位流量关系曲线1.0.6实测洪水暴雨资料是计算设计洪水的主要依据我国江河水文观测资料不长实测大洪水资料更少雨量观测基本上与水文观测同步因此必须充分利用已观测到的资料就频率分析的要求而言现有的观测系列仍嫌较少而历史上我国人民在与江河洪水斗争中留下了许多有关洪水方面的文字记载民间传说实地洪痕这是我国优秀文化遗产的一部分这些宝贵的历史洪水资料对提高设计洪水成果的质量起着关键作用因此无论是采用流量资料还是雨量资料计算设计洪水均应充分运用历史洪水及暴雨资料1.0.7计算设计洪水应根据设计流域的资料条件采用下列方法(1)大中型水利水电工程应尽可能采用流量资料来计算设计洪水当坝址处或坝址附近有水文站且与坝址的集水面积相差不大时可直接使用其资料作为计算设计洪水的依据据统计我国现有水文基本站约3400个其中有1850个测站的观测系列超过30年而这些站大多是各河流的控制站即使所依据的水文站的观测系列不足30年大多数仍可通过相关插补延长达到30年系列的要求因此条文中规定用流量资料计算设计洪水应具有30年以上的系列就总体而言实测洪水系列计算的设计洪水成果仍具有较大的抽样误差因此必须同时具有一定的历史洪水资料以弥补系列代表性的不足减少抽样误差(2)有的设计河段附近没有可以直接引用的流量资料时可采用暴雨资料来推算设计洪水与流量资料相比我国雨量站资料站点较多据统计我国1958年约有雨量站9500个1989年达19000个但就全国平均而言雨量站仍嫌少占我国国土面积很大部分的西部地区雨量站稀少如西藏面积约120万km2雨量站只有32个而这些地区的工程也少就经济发展较快地区而言雨量站的密度还是比较大的如北京市面积约1.68万km2雨量站就有185个因此规定使用暴雨资料推算设计洪水应具有30年以上系列由暴雨推算设计洪水有许多环节如产流汇流计算中有关参数的确定应有多次暴雨洪水实测资料以分析这些参数随洪水特性变化的规律特别是大洪水时的变化规律(3)有的工程所在河段不仅没有流量资料且流域内暴雨资料也短缺时可采用地区综合法估算设计洪水我国对设计暴雨的研究积累了丰富的资料与经验先后完成了全国和各地区年最大24h 暴雨量的统计参数等值线图实测和调查最大24h点雨量分布图及时面深关系等80年代以来又着重研究了短历时暴雨完成了6h1h暴雨量统计参数的有关图表对暴雨点面关系作了进一步的分析综合完成了各种历时的设计暴雨及相应的产汇流查算图表这些成果是地区综合法的主要依据但在使用时应注意设计流域特性的差异并尽量利用近期发生的大暴雨洪水资料予以检验也可根据洪水统计参数的地区变化规律并参照设计流域的自然地理特性进行地区综合确定设计洪水1.0.8根据1990年能源部水利部水利水电规划设计总院(90)水规字第5号文关于水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区丘陵区部分)SDJ1278(试行)补充规定试行通知中的规定对于一级大型土坝堆石坝应以可能最大洪水作为校核洪水70年代以来我国采用水文气象法对可能最大暴雨进行了研究如当地暴雨放大法暴雨移置法暴雨组合法及暴雨时面深概化法应当根据本流域特性及资料条件选用多种方法推算可能最大暴雨然后综合比较合理选用1.0.9设计洪水成果是水利水电工程设计的重要依据如果成果偏小将造成水库失事若成果偏大将造成经济上的浪费付出相当大的代价在论证工作中水文基本资料是一项重要环节除对实测资料认真分析检查外还必须重视水利水保措施的影响目前我国已建成大型水库319座中型水库2252座小型水库83561座共有86000多座因而必须考虑已建水库对洪水的影响在一条河流的上下游或同一地区的洪水具有一定的水文共性因而必须对采用的各种计算参数和计算成果进行地区上的综合分析多方面检查论证其合理性1.0.10短缺资料地区的设计洪水一般由设计暴雨推求而设计暴雨的确定有赖于诸多因素如点面关系的换算长短历时设计暴雨的确定雨型及雨图等各个环节当设计暴雨选定之后再通过产汇流估算设计洪水其中又有多种环节计算可能最大洪水时存在多种因素的影响具有一定的误差采用的方法都存在各自的优缺点因此短缺资料地区的设计洪水和可能最大洪水计算应尽可能采用几种方法对成果综合比较最后合理选用数据1.0.11根据现有的洪水暴雨系列采用频率分析计算的设计洪水可采用抽样方差(或其均方误)来衡量它们的误差根据统计学估计的设计洪水抽样方差与洪水总体分布以及估计方法有关一般地只能根据样本来估计抽样方差当总体分布为皮尔逊型分布根据n年连序系列并采用绝对值和准则适线估计频率曲线统计参数时设计洪水的均方误可采用附录中所列公式估计但是我国大中型水利水电工程设计洪水所依据的洪水系列中一般有历史洪水系列是不连序的并且都采用适线法估计频率曲线统计参数与公式的假设前提不相符但计算结果可以参考应通过原始资料的精度系列的代表性历史洪水调查考证程度以及统计参数和设计值的合理性分析后来作定性判断当发现有偏小可能时为安全计应在校核标准洪水设计值上再加安全修正值安全修正值的数据可根所综合分析成果偏小的可能幅度并参考均方误计算结果来确定用暴雨资料推算设计洪水中间环节比较多资料条件和计算方法都会给计算成果带来影响因此在综合考虑各方面因素后认为校核标准的成果有偏小的可能时应加安全修正值2基本资料2.1资料搜集与复核2.1.1基本资料是洪水分析计算的基础应当根据流域自然地理特性工程特点及设计洪水计算方法搜集整理有关资料一类是流域自然地理特性及与产汇流有关的河道特征资料如流域及工程地理位置流域面积地形河长坡度等一类是分析计算设计洪水所直接引用的资料如暴雨洪水历史洪水资料产汇流分析成果洪水特性等当流域内治理开发程度较高影响了洪水资料的一致性需要还原时应搜集流域内已建在建的大中小型水库及引水提水水土保持等方面的资料对所搜集的资料应进行系统的整理分析2.1.2计算设计洪水所依据的暴雨洪水系列资料一般为不同历史时期所积累其精度各异因此对有关资料进行复核是必要的应将测验精度较差及大洪水大暴雨资料作为复核的重点当浮标缺乏高水流速仪比测资料时应组织进行比测试验以分析所采用的浮标系数的合理性大暴雨资料应着重进行地区上的暴雨洪水的综合比较分析以论证观测成果的合理性流域特征资料应采用新近测绘成果对资料复核发现的问题如是水文测验允许误差或对水文计算成果影响甚小可不改情况不明时暂时不改但是计算错误或影响较大的系统性误差应进行改正并写出报告建档备查修改资料应与水文部门会商2.1.3计算设计洪水采用的水位流量资料其重点复核内容如下(1)水位观测由于不同时期的水位基面水尺断面水尺零点高程不完全一致以致影响水位精度在洪水期特别是大洪水时有时存在缺测漏测以及伪造等问题因此对上述情况应逐项进行了解审查对水位观测中存在的问题一般应进行改正(2)流量测验资料由于受测站控制条件测验设施及方法的影响存在问题比较复杂如高水测洪能力不够采用浮标测流浮标系数往往是假定或者根据中低水位的系数加以外延确定采用水面一点法测流也存在水面流速系数的确定问题计算流量的断面是借用的因此大洪水的浮标系数水面流速系数借用断面水位流量关系曲线的高水延长及其变化规律等问题应作为复查重点2.1.4计算设计洪水的流量系列应具有一致性当流域内兴建了大中型水库工程和水利水保措施而明显影响各年洪水流量的一致性时应将受影响后的各年洪水流量系列还原到受影响前的同一基础上洪水流量的还原计算应根据不同工程所造成的影响采用不同的方法受上游大中型水库影响时应推算上游水库的入库洪水再将入库洪水按建库前状态汇流条件演算至上游水库坝址然后与区间洪水叠加顺演至设计断面即为还原成果当受上游引水分洪溃决滞洪影响时应将引水分洪等流量过程演算至设计断面与实测流量过程叠加即为还原成果受水利水土保持措施影响流域内产汇流关系有明显改变且流域面积不大时可用改变前的暴雨径流关系及汇流曲线推算相应的洪水过程线2.2洪水和暴雨资料的插补延长2.2.1当工程所依据的水文站观测系列较短或在观测期内有缺测年份时为了使所采用的洪水系列具有代表性连续性应根据不同资料条件进行插补延长(1)当测站水位观测系列长流量观测系列短时可利用本站水位流量关系推算流量(2)如用坝址上下游站的流量插补只有当区间面积较小时才可直接利用两者的关系直接插补如区间面积较大则应分析洪水特性加入适当的参数进行插补延长展延资料的年限不宜过长应尽量避免使用辗转相关相关线的外延部分不宜过长(3)本站洪峰与洪量关系较好时可以互相插补延长所需要年份的洪峰或洪量对某些缺测年份可利用暴雨与洪水相关或通过产汇流方法推算出洪水过程线求得洪峰和各时段洪量2.2.2采用点暴雨或面暴雨计算设计洪水不足30年或缺测大暴雨时应进行插补延长本条中所列的三种方法第一种方法只适用于插补点暴雨第二种方法可直接从等值线图上查该处点暴雨也可量算出面暴雨第三种方法直接求出的是面暴雨通过点面暴雨的换算关系也可求出点暴雨2.2.3插补延长的暴雨洪水资料的可靠程度受基本资料的精度实测点据的数量及幅度相关程度以及外延幅度等多种因素的影响因此任何一个因素都可能影响插补延长的质量应从上下游的水量平衡本站长短时段洪量变化及降雨径流关系的变化规律等方面进行综合分析检查插补成果的合理性2.3历史洪水和暴雨的调整与考证2.3.1设计洪水分析计算要求具有较长系列的水文资料作基础用短期资料计算设计洪水成果可靠度较差但是当充分考虑历史洪水资料以后计算成果可以得到显著改善据我国早期50座大型水库统计在使用了历史洪水资料以后的设计洪水数据经多次复核计算始终比较稳定在设计洪水计算中应充分运用历史洪水资料这是我国水利水电工程实践所得到的一条重要经验全国绝大多数河流都进行过历史洪水调查并取得了大量的调查成果1979年后组织有关单位将以往调查的洪水资料进行了全面的搜集整理汇编经筛选率定全国共有6500个河段的调查洪水成果并由各省(市自治区)和流域机构分别刊布我国站网密度不够特别是干旱半干旱地区一些局地大暴雨往往漏测因此进行暴雨调查十分必要除对近期发生的大暴雨进行调查外历史暴雨的调查也能取得较好的效果在使用调查洪水资料汇编成果时应当注意到不同河段或同一河段不同年份洪峰流量的精度往往不同因此在使用之前必须对河段整编情况进行全面了解对重大的历史洪水调查成果还应作进一步检查核实复核的重点应侧重在所选用的估算流量的方法及各项计算参数是否适当和合理有条件时应根据近期所发生的大洪水对原采用的水位流量关系曲线高水糙率比降等参数进行率定除掌握调查洪水资料外还应当通过历史文献文物资料的考证进一步了解更长历史时期内大洪水发生的情况和次数以便合理确定历史洪水的重现期2.3.2进行历史洪水调查时不仅要调查最高洪水位洪水涨落过程和洪水发生日期还应注意调查了解与估算流量有关的各项因素历史时期的洪水年代较远由于自然条件的变化和人类活动的影响有可能使河道的泄洪能力发生变化如在调查洪水中所施测的横断面河床质的组成等情况都只反映调查时的状况与历史洪水发生的时期可能有较大的差别因而影响最大流量计算的精度如黄河龙门河段近100年来床面淤高近10m这种变化对于合理确定计算参数有很大影响因此应引起足够重视对调查到的大洪水还应从流域雨情水情灾情等方面进行综合分析2.3.3调查洪水洪峰流量的计算常用的有以下三种方法(1)用水位流量关系推求历史洪水洪峰流量一般都需要将水位流量关系曲线外延外延时应注意分析水面比降河床糙率断面形态等因素随水位升高而变化的情况如外延幅度较大需应用其他方法进行验算(2)比降法是历史洪水洪峰流量估算中应用较多的一种方法当河段顺直河段内断面变化不大时一般均采用稳定均匀流公式计算如河段内断面沿水流方向逐渐扩散或逐渐收缩时应采用非稳定均匀流计算应用比降法推算流量时应注意河床糙率过水断面面积和水面比降等计算参数的合理确定(3)采用水面曲线法推算洪峰流量时应对河段流态的变化进行调查了解同时应注意各分段糙率值的合理选用当资料条件允许时应采用多种方法估算历史洪水的洪峰流量然后进行综合分析合理确定2.3.4当有调查的历史洪水位过程时可根据其水位过程推求流量过程求得各时段洪量也可根据实测洪水的峰量关系近似估算历史洪水的洪量由于峰量关系受降雨时空分布流域汇流及洪水地区组成等条件的影响峰量不一定是单一关系因此需要通过调查访问并结合文献资料分析形成该次洪水的降雨特征洪水来源等以便判断洪水过程的类型选择相应类型的峰量关系近似估算洪量2.3.5对估算的历史洪水的峰量除了从本断面估算流量时所选用的有关参数及估算方法进行综合分析检查外还应从面上进行综合分析洪水的时空分布在流域面上或一个地区有一定的规律对同一次洪水可通过本流域的上下游干支流或相邻流域的资料作对比分析发现矛盾时应当深入调查研究找出问题对成果进行调整2.3.6由于我国雨量站网密度较稀且分布又很不均匀暴雨中心的雨量不易观测到尤其是干旱地区经常发生局地性大强度暴雨而这些地区站网密度更稀用暴雨推算设计洪水时暴雨调查更有必要国内一些点暴雨极值也是通过调查获得的对近期发生的大洪水在没有水文测站的河流或由于水文测验设施等限制没有观测到资料时应及时进行洪水调查2.3.7通过现场调查测量一般可以取得调查期内若干次历史大洪水的定量资料调查期的长度在我国人口稠密的中部和东部地区一般可达200年西部以及边远地区约可达100年我国历史文献非常丰富通过文献和文物资料的考证可以了解到更远的历史年代的大洪水情况文献记载多属于描述性质难以定量但可以了解到在文献考证期内大洪水发生的年份次数量级及大小顺位根据文献记载中有关洪水淹没地物建筑物的破坏程度情节等与已有的文字描述及有定景的调查洪水的对比可以分析各次洪水的量级范围与大小序位以便合理确定计算系列中历史洪水的重现期3根据流量资料计算设计洪水3.1洪水系列3.1.1计算设计洪水一般采用年最大值选样洪峰流量每年只选取最大的一个洪峰流量洪量采用固定时段独立选取年最大值时段的选定应根据汛期洪水过程变化水库调洪能力和调洪方式以及下游河段有无防洪错峰要求等因素确定当有连续多峰洪水下游有防洪要求防洪库容较大时则设计时段较长反之较短一般常用时段为3612h及1(或24h)357101530d等洪水系列的选取应满足频率计算中关于样本独立同分布的要求洪水的形成条件应具有同一基础许多地区的洪水常由不同成因(如融雪暴雨)不同类型(如台风锋面)暴雨形成一般认为它们是不同分布的不宜把它们混在一起作为一个洪水系列进行频率计算也不能把由于垮坝所形成的洪水加入系列作频率计算严格地讲现有频率分析方法仅适用于同分布的系列必要时可按季节或成因分别进行频率计算然后转换成年最大值频率曲线由于各类洪水在年内出现时间并非固定所以季节和成因划分不宜过细3.1.2频率计算成果的质量主要取决于系列代表性要求系列能较好地反映洪水多年变化的统计特性调查历史洪水考证历史文献和洪水系列的插补延长是增进系列代表性的重要手段系列代表性可通过长短系列均值对比历史和实测洪水的时序分析论证有无某个时期大洪水出现次数多量级大而另一时期大洪水出现次数少量级小的情况与邻近流域长期洪水系列进行比较也对判断洪水系列的代表性有所帮助还应特别注意系列是否处于丰水或枯水比较集中出现的时期因而使频率计算成果明显偏大或偏小3.2经验频率统计参数及设计值3.2.1为在机率格纸上点绘系列中各项洪水就需知道它们的频率由于总体未知洪水频率也是未知的为了估计它们通常将系列中各项洪水按量值从大到小排列这时各项洪水和它们的频率都是次序统计量按照水文频率分析理论取洪水频率次序统计量的数学期望E(P m)作为各项洪水的经验频率近年来国内外一些研究指出采用现行数学期望公式会使适线法估计的频率曲线统计参数和设计值含有正的偏差因而偏于保守并建议以洪水次序统计量数学期望的频率P(EX m)作为经验频率并已取得一定成果但考虑到尚有一些问题须进一步研究故仍采用频率次序统计量的数学期望E(P m)作为经验频率3.2.2我国大中型设计洪水计算中使用的洪水系列一般都含有历史洪水(或作特大值处理的实测洪水)对于这类不连序系列的洪水经验频率公式目前国内一般有两种方法一种方法是将已知的a个历史洪水和n个实测洪水看成是抽自所研究水文总体的一个容量为N(调查期)的系列其中a个历史洪水的序位可通过调查考证确定因而是已知的而n个实测洪水的序位是不确定的尚有N a n个洪水值未知在此前提下已推导出洪。
一、设计洪水流量计算1、已知资料该桥上游流域面积2.607KM2，桥址以上干流长度2.40KM（见地形图附后），河道干流坡降0.03464，该河道上游为山区，下游则为丘陵区。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SK252-2000，该河道应按20年一遇洪水设计。
2、根据水文图集，该流域多年平均降雨量682毫米，多年平均24小时降雨量120毫米，最大年降雨1466毫米。
流域特性参数K=L/J1/3×F2/5=2.40/0.250×1.467=6.571Cv=0.62。
3、20年一遇KP=2.24，H24均=120mm，20年一遇H24均=120×2.24=268.8，根据q m-H24-K曲线查得q m=14.0M3/S,二十年一遇的最大洪峰流量Q=q m×F=14.0×2.40=33.6M3/S,4、50年一遇KP=2.83，50年一遇H24均=2.83×120=339.6，Qm=23.5M3/S五十年一遇的最大洪峰流量Q=23.5×2.40=56.4M3/S,二、桥孔的宽度确定按无底坎宽顶堰计算桥孔过水能力，按水深1.2米，进行计算宽度BB=Q/1.5H3/2=33.8/1.5×1.23/2=20.0米设计过水断面宽30-1.2×2=27.6米。
50年一遇校核水深H=[56.4÷(1.5×27.6)]2/3=1.59米。
三、冲刷计算1、一般冲刷按以下公式计算h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp式中h p桥下河槽一般冲刷后最大水深（m）Q s设计流量为56.4m3/sL j桥孔净长27.6mh max计算断面下河槽的最大水深=1.8mh cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2md河床泥砂的平均粒径d=3mmμ压缩系数μ=0.850E与汛期含砂量有关的参数E=0.66A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m)2、局部冲刷采用公式：V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s)V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×（10+3.17）、0.0030.72]1/2=0.78（m/s）1V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s)Kξ为墩型系数。
河道系统治理设计洪水计算分析摘要：在河道治理防洪设计过程中，设计洪水计算是必不可少的，其结果为河道断面尺寸拟定、建筑物布置、岸坡防护等各项参数的确定提供依据，洪水分析成果的合理性对整个项目影响甚大。
不同于水库设计洪水计的计算，河道系统治理需要对一条河从河源至入河口的整条河道进行分析。
由于河道水面线的推求一般采用河道分段恒定非均匀流方法，河道的设计流量相应地根据沿流程支流汇入的情况分段给出，汇总各段河道的设计流量得到整条河的设计流量。
本次以清水河设计洪水分析计算为例，分析计算河道设计流量和水面线的计算步骤、方法及成果。
关键词：河道;系统治理;设计洪水;水面线引言清水河流域无长系列的流量及降雨资料，因此无法直接推求河道设计洪水，本次分析流域特点及情况，采用经地方刊布的洪水计算办法进行间接计算。
1、流域划分及流域参数根据清水河流域及支流情况，将清水河分为水库、余家河渡槽、枣木河口及清水河口四个节点，并根据流域1:10000地形图及实测流域1:1000地形图分析计算各节点流域参数。
经分析水库坝址以上流域面积 5.4km2；水库至余家河渡槽区间流域面积37.4km2；水库至枣木河口流域面积73.0km2；支流枣木河流域面积67.2km2；清水河口以上流域面积145.6km2。
2、设计洪水分析根据《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》以及流域参数查图及表格确定流域1h及24h时段点雨量均值及Cv、Cs，以及模比系数Kp及点面折减系数等，由此推求流域设计面暴雨量。
本次工程流域属于江淮地区浅山～丘陵区，利用该办法计算面净雨量时，应扣除相应损失量。
成果见表1。
表1清水河洪水计算主要参数成果表分析河道流域内水工建筑物情况，河道上游建有一座小1型水库，故河道洪水主要由两部分组成，分别为：①水库下泄洪水；②河道自身区间汇水，包括干流汇水及其支流枣木河汇水。
因此需对水库调洪后的下泄流量及河道自身区间流量分别进行分析计算，之后对成果进行叠加方得最终洪水流量。
2.5 洪水2.5.1 暴雨洪水特性白节河流域地处四川盆地南缘，洪水由暴雨形成。
据蔡家河站（1974～2007年）暴雨资料分析，年最大暴雨多集中在5～9月，1966年8月18日出现了30多年来最大暴雨，最大24小时雨量为305mm。
白节河流域内沿河两岸竹木丛生，植被覆盖良好，洪水涨落过程比较平缓。
据蔡家河站实测洪水资料分析，主汛期为5～9月，洪水过程线多为单峰，历时约为3天左右。
2.5.2 设计洪水白花溪水库流域内无实测水文资料，坝址上、下游河道居民稀少，仅几户人家住在山坡上，无法开展历史洪水调查工作。
其设计洪水根据设计暴雨资料推算。
2.5.2.1 设计暴雨（1）设计暴雨的推求设计流域无实测暴雨资料，设计暴雨由《四川省水文手册》中等值线查算，成果见下表见表2-5-1。
2.5.2.2 设计洪水计算巴河流域无实测水文资料，白花溪水库坝址控制集雨面积较小，其设计洪水采用设计暴雨进行推求。
根据资料条件，可研阶段采用了推理公式法和瞬时单位线法进行计算。
（1）推理公式法①流域特征值流域特征值F、L、J在五万分之一航测图上量取，成果见表2-5-2。
表2-5-2 设计流域特征值计算成果表②设计暴雨暴雨成果表2-5-1。
③设计洪水计算根据流域设计暴雨成果，采用《四川省中小流域暴雨洪水手册》中推理公式法推求设计洪水。
基本公式：Q=0.278ψ（s/τn）F式中：Q—最大流量，m3/s；ψ—洪峰径流系数；s—暴雨雨力，mm/h；τ—流域汇流时间，h；n—暴雨公式指数；F—流域面积，km2。
根据流域下垫面条件和《四川省中小流域暴雨洪水手册》区划，选取产汇流参数计算公式如下：流域产流参数：属盆地丘陵区，计算式如下：μ=4.8F-0.19；Cv=0.18；Cs=3.5Cv流域汇流参数：属盆地丘陵，计算式如下：θ=1～30时，m=0.4θ0.204θ=30～300时，m=0.092θ0.636式中：θ—流域特征参数，θ=L/（J1/3F1/4）；L—河长，km；J—比降，‰；F—流域面积，km2。
工程河段排涝计算
1旱地区排涝洪水模数计算
1、设计暴雨
设计暴雨采用前述暴雨参数及设计值。
2、排涝洪水计算
排涝洪水选用《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）中的旱地排涝模数计算公式计算，计算公式如下：
q
=R/86.4T
d
式中：
———旱地设计排涝模数(m3/s·km2)；
q
d
T———排涝历时(d)。
R———设计暴雨产生的径流深(mm)；
根据《XX省中小流域暴雨洪水计算手册》中暴雨损失综合分区，工程地点属于盆缘山区，P=5%暴雨产流量为610.35mm，设计暴雨产生的径流深按前期土壤接近于饱和状态取径流系数为0.8时为488.28mm。
则该地区P=5%旱地排涝洪水模数为3.08m3/s.km2。
依照XX区城市发展规划，工程防护区域尚属规划区，排洪渠道尚未修建，故本阶段只提出计算标准，不进行排洪、排涝计算。
根据《城市防洪工程设计规范》（GBT50805-2012），排涝标准一般为5～10年一遇，故本区域排涝标准按照10年一遇设计。
2排涝洪水流量计算
新建堤防保护范围内的控制集雨面积所产生的内涝问题。
由推理公式计算最大流量参照《四川省中小流域暴雨洪水计算手册1984版》推理公式求解，步骤如下：1 基本参数计算1.1 确定设计坡面的流域特征值F 、L 、J1、F 为设计坡面的积水面积，平方公里。
由比例尺为1：500的地形图上量取得24602m ；2、L 为自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度，公里。
包括主河槽及其上游沟形不明显部分和沿流程的坡面直至分水岭的全长从1：500的地形图上量取得77.19m ；3、J 为沿L 的河道平均坡度，即在量出L 的过程中读取河道各转折点的高程i h 和间距i l ，如图1.1所示。
图1.1 落差i h 和间距i l 逐段关系示意图()()()()()0111222331022n n n iiH H l H H l H H l H H l H l J l -+++++++++=∑∑……()1022i i i HH l H L L -+-=∑式中i H 、i h 以米计；L 、i l 以公里计；J 以千分率（‰）计将已知数据代入公式求得J=118‰=0.118。
1.2 计算暴雨雨力S 、暴雨公式的衰减指数n1、计算年最大暴雨，已知暴雨特征值1/6H 、1H 、6H 、24H 、v C 、/s v C C ，由皮尔逊Ⅲ型频率曲线表（附表6.5）查出频率为2%的p K 值，例1/61/6=K P P H H 。
2、计算暴雨公式的衰减指数n 。
假定用2n 做初试计算。
当历时t=6~24小时范围内，6324n =1 1.661lgP P H H +（）；当历时t=1~6小时范围内，126n =1 1.285lg P PHH +（）；当历时t=1/6~1小时范围内，1/611n =1 1.285lgPPH H +（）。
3、计算设计雨力S ，当历时t=6~24小时范围内，33n 1n 1p 246=24=6P P S H H --；当历时t=1~6小时范围内，22n 1n 1p 61p 1p =6=1=P S H H H --；当历时t=1/6~1小时范围内，11n 1n 1p 11/6p 1=1=6P S H H --。
《灌溉与排水工程设计规范》表3.1.2灌溉设计保证率表3.3.3灌排建筑物、灌溉渠道设计防洪标准3.3.3灌区内必须修建的排洪沟（撇洪沟），其防洪标准可根据排洪流量的大小，按5~10a 确定。
附录C 排涝模数计算C.0.1经验公式法。
平原区设计排涝模数经验公式： Q=KR m A n （C.0.1）式中：q ——设计排涝模数（m 3/s ·km 2） R ——设计暴雨产生的径流深（mm ）K ——综合系数（反应降雨历时、流域形状、排水沟网密度、沟底比降等因素） m ——峰量指数（反应洪峰与洪量关系） N ——递减指数（反应排涝模数与面积关系）K 、m 、n 应根据具体情况，经实地测验确定。
（规范条文说明中有参考取值范围） C.0.2平均排除法1平原区旱地设计排涝模数计算公式： )12.0.(4.86-=C TRq d 式中 q d ——旱地设计排涝模数（m 3/s ·km 2） R ——设计暴雨产生的径流深（mm ） T ——排涝历时（d ）。
说明：一般集水面积多大于50km 2。
参考湖北取值，K=0.017，m=1，n=-0.238，d=32.平原区水田设计排涝模数计算公式：)22.0.(4.86'1----=C TFET h P q w 式中q w ——水田设计排涝模数（m 3/s ·km 2）P ——历时为T 的设计暴雨量（mm ） h 1——水田滞蓄水深（mm ）ET`——历时为T 的水田蒸发量（mm ），一般可取3~5mm/d 。
F ——历时为T 的水田渗漏量（mm ），一般可取2~8mm/d 。
说明：一般集水面积多小于10km 2。
h 1=h m -h 0计算。
h m 、h 0分别表示水稻耐淹水深和适宜水深。
《土地整理工程设计》培训教材第四章农田水利工程设计第二节：（五）渠道设计流量简化算法1.续灌渠道流量推算 （1）水稻区可按下式计算ηαt Ae3600667.0Q =式中：α——主要作物种植比例（占控制灌溉面积的比例）。
暴雨流量计算方法和步骤谭炳炎汇编二○○八年四月于成都详细计算方法和步骤如下（泥石流河沟汇流特点：全面汇流； <t c；）1、F 全面汇流，从地形图上量取；f 部分汇流，即形成洪峰流量的部分面积，调查确定后从地形图上量取；2、L 从地形图上量取；（分水岭至出口计算断面处的主沟长度）3、J 主河沟平均坡降；（实测或地形图上量取）J = ｛（Z0＋Z1）·し1＋（Z1＋Z2）·し2＋……（Z n-1＋Zn）·しn－2Z0·L｝／L2当Z0 =0时，上式变为：J = ｛Z1·し1＋（Z1＋Z2）·し2＋……（Z n-1＋Zn）·しn｝／L2fa3-1、J1/3 ；计算3-2、J1/4；计算4、H24 年均最大24小时雨量（mm）；查等值线图或采用当地资料；5、Cv 、Cs ：Cv---变差系数（反映各次值与多年平均值的相对大小）Cs----偏差系数（反映各次值的偏差情况）；与当地的地理位置、降雨、地形、地貌、植被及汇水面积等因素有关。
一般地区：Cs=3.5 Cv 梅雨期：Cs=3～4 Cv台风期：Cs=2～3. CvCv>0.6的地区：Cs≒3.0 Cv Cv<0.45的地区：Cs≒4.0Cv Cv24 最大24小时暴雨变差系数，查等值线图或采用当地资料；6、Kp 查皮尔逊Ⅲ型典线的模比系数表；7、H24p 设计频率p的最大24小时雨量（mm）；H24p＝Kp·H248、n值暴雨强度衰减指数；其分界点为一小时，n取值通常按下列二位小数取值：0.3、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、当t<1小时：取n＝n1；查图或采用当地资料；多数情况都处于24>t>1小时这一状况：取n＝n2；求法：（1）：查图（！）（2）：采用当地资料；1)、四川省水文手册计算方法：手册给出了：10分钟、1小时、6小时、24小时、1日、3日、7日、和可能最大24小时等最大时段的暴雨和Cv等值线图、皮尔逊Ⅲ型典线的模比系数Kp表供naan 查用。
山东省中小河流治理工程初步设计设计洪水计算指导意见设计洪水成果是影响治理工程规模和投资的重要因素，客观、科学、合理地确定设计洪水成果尤为重要。
由于我省众多的中小河流缺乏实测洪水流量系列资料，其设计洪水多采用由暴雨资料间接推求的办法，因该办法中的降雨产流关系是上世纪七十年代初期根据当时的情况拟定的，经过近40年的水利及农业生产等人类活动的影响，下垫面发生了很大变化，使产流汇流条件发生了较大变化，采用原产流关系计算的设计洪水成果明显偏大。
为了较为客观、科学、合理地确定设计洪水成果，特提出以下指导意见。
一、依据1.《水利水电工程设计洪水计算规范》SL 44－2006；2.《堤防工程设计规范》GB 50286－983.《山东省大、中型水库防洪安全复核设计洪水计算办法》。
】4.河道治理工程设计标准：1）《防洪标准》GB 50201－942）《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL 44－2000 3）山东省中小河流治理工程一般防洪设计标准为20年一遇；排涝设计标准为5年一遇；涵洞的排水标准10年一遇；比较重要的河段防洪标准为50年一遇；鲁北地区设计标准为典型年法，采用“61年雨型”防洪，“64年雨型”排涝。
二、适用范围适用于流域面积200～3000km2的中小河流。
三、基本资料的搜集和整理#1. 应详细说明治理河流所处地理位置、所属水系，流域面积、河道长度、流域形状、支流分布、河网密度；流域内地形、地貌、植被及水土保持等自然地理概况；该河流所处市（县、区）境内流域面积、河道长度；治理河段以上流域面积（其中山丘区、平原区面积各占比重）、河道长度，并注明桩号。
2. 应说明流域内水文气象概况，包括××年～××年多年平均降水量，汛期降水量，降雨量的年内、年际分布特点；多年平均年径流量，径流量的年内、年际分布特点；多年平均水面蒸发量；多年平均风速、最大风速及风向等有关水文、气象概述。
中小型水库洪水计算程序：根据四川省1984年版《中小流域暴雨洪水计算手说明：表中黄色格内数据由计算机计算，不要改动；兰色格内数据可不改动；绿色格内可不输入数据
A
P 值洪 峰 流 量 计 算
计算手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。
入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。
V
洪 峰 流 量 计 算
小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一说明：表中黄色格内数据由计算机计算，不要改动；兰色格内
川省一九七九年版《水文手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。
色格内数据可不改动；绿色格内可不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。
小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文说明：表中黄色格内数据由计算机计算，不要改动；兰色格内数据可不改动；绿色格内可不
洪水总量计算
《水文手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。
小（一）型水库洪水
内可不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。
说明：表中黄色格内数
调
库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。
格内数据由计算机计算，不要改动；兰色格内数据可不改动；绿色格内可不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入。
小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年否输入数据；白色格内要输入所需数据。
说明：表中黄色格内数据由计算机计算，不要改动；兰色
调 洪 演 算调 洪 演
七九年版《水文手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。
；兰色格内数据可不改动；绿色格内可不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。
演 算调 洪 演 算
数据。
调 洪 演
演 算
限蓄库容
按原设计资料（右边。
