瞬时单位线法计算洪水
- 格式:xls
- 大小:331.50 KB
- 文档页数:2
附件:山东省小型水库洪水核算办法(试行)前言《山东省小型水库洪水核算办法》(试行)是为适应新形势下小型水库除险加固需要而制定的。
本办法依据水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000、《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)、《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)和《山东省水文图集》的有关分析成果,在原山东省水利局暴雨洪水组1979年6月编印的《山东省小型水库洪水核算方法》基础上修订完成的。
在山丘区小型水库防洪安全复核、控制运用、加固设计等工作中应以本办法为主,其它各法可作验证参考。
本办法提供了洪峰流量、洪水总量以及调洪演算方法,适用我省流域面积在1到30平方千米的小型水库保安全洪水核算使用。
对有闸控制或流域面积大于30平方千米的小型水库,应使用《山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法》进行核算,设计洪水流量过程应采用瞬时单位线法,其中流域面积小于50平方千米的水库时段长建议取0.5小时,瞬时单位线参数M1与0.5小时单位线关系表可参考《山东省水文图集》。
流域面积小于1平方千米的小(2)型水库,应按本办法计算的洪峰、洪量分别加大10%后,再进行调洪。
请各单位在使用过程中注意结合实际, 及时总结经验,如有问题请函告省水利厅。
1小型水库设计洪水标准小型水库设计洪水标准,按照水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)选取。
小型水库永久性水工建筑物的洪水标准,应按山区、丘陵区或平原、滨海区分别确定。
山区、丘陵区永久性水工建筑物洪水标准[重现期(年)]按表1选用。
平原、滨海区永久性水工建筑物洪水标准[重现期(年)]按表2选用。
当山区、丘陵区的小型水库坝高低于15m,上下游最大水头差小于10m时,且失事后对下游防洪影响不大时,其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定;当平原、滨海区的小型水库坝高高于15m,且上下游最大水头差大于10m时,其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。
水文JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY第40卷第6期2020年12月Vol.40No.6Dec .熏2020常用的单位线法有很多种,通常用的是谢尔曼在1932年提出的单位线法。
在此基础上,1945年克拉克首次提出了瞬时单位线的概念。
1957~1960年,纳希(J.E.Nash )发展了克拉克瞬时单位线的概念,设计了纳希梯级水库模型[1]。
1980年国内开始进行纳希瞬时单位线应用研究,为无资料地区中小型水利水电工程的规划设计(工程水文)分析提供了新途径。
浙江省也引入该理论方法,在研究全省34个水文站的523场实测暴雨洪水资料后,于1982年研制出浙江省瞬时单位线法并由全国雨洪办组织专家审查验收[2],该方法属地区综合成果。
范世香[3]等在分析传统计算方法后,提出在应用瞬时单位线法时可直接用基本单位线进行地面净雨的汇流计算。
张文华[4]等以谢尔曼经验单位线为基础,推导了受暴雨重心位置和降雨强度影响的S 曲线法,给出S 曲线方程,建立了S 曲线参数与暴雨重心位置和降雨强度的关系。
傅联森[5]等对纳希瞬时单位线法的参数和非线性外延控制两个问题进行了深入研究。
李琼[6]等采用多元回归分析的方法,建立了瞬时单位线参数n ,K 与场次平均降雨强度和降雨相对中心(表现了降雨的空间分布特征)的多元回归方程,用以描述降雨的时空分布与汇流特征的关系。
前述文献中的研究已为纳希瞬时单位线法的工程应用进行了深入探索。
考虑到雨峰和洪峰间存在的密切相关关系及洪水过程线上的起涨段和退水段与峰值段在形状上的差异性,为了在有实测雨洪资料的流域更便捷地应用纳希瞬时单位线法,本文在分析瞬时单位线法中参数n 和K 作用的基础上,设计了变雨强瞬时单位线模型,归纳研究出模型参数计算方法,并分析了在白溪水库洪水预报中的应用效果。
1瞬时单位线法瞬时单位线是指流域上分布均匀、历时趋于无穷小、强度趋于无穷大、总量为一个单位的地面净雨在流域出口断面形成的地面径流过程[7]。
附录A 洪水频率计算A1 洪水频率曲线统计参数的估计和确定A1。
1 参数估计法A1。
1。
1 矩法。
对于n 年连序系列,可采用下列公式计算各统计参数: 均值∑==ni i X n X 11 (A1)均方差 ∑=--=ni i X X n S 12)(11或 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=∑∑==n i n i i i X n X n S 1212)(111 (A2)变差系数XSC v =(A3)偏态系数3313)2)(1()(vni i s C X n n X X n C ---=∑=或 3313112132)2)(1()(23vn i ni i ni i ni i i sC X n n n X X X n X n C --+⋅-=∑∑∑∑==== (A4)式中 X i —-系列变量(i=1,…,n ); n —-系列项数。
对于不连序系列,其统计参数的计算与连序系列的计算公式有所不同。
如果在迄今的N 年中已查明有a 个特大洪水(其中有l 个发生在n 年实测或插补系列中),假定(n-l)年系列的均值和均方差与除去特大洪水后的(N —a)年系列的相等,即l n a n l n a N S S X X ----==,,可推导出统计参数的计算公式如下:)(111∑∑+==--+=nl i i a j j X l n a N X N X (A5)⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+--=∑∑++==n l i i a j jv X X l n a N X X N XC 1212)()(111 (A6)331313)2)(1()()(vn l i ia j j s C X N N X X l n a N X X N C --⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+-=∑∑+== (A7) 式中 X j ——特大洪水变量(j=1,…,a );X i ——实测洪水变量(i=l +1,…,n )。
A1。
1。
2 概率权重矩法。
概率权重矩定义为⎰=10)(dF x xF M j j j=0,1,2,… (A8)皮尔逊Ⅲ型频率曲线的三个统计参数不能用概率权重矩的显式表达。
瞬时单位线法推求小流域设计洪水那岳河位于中国广西壮族自治区南宁市南部,是八尺江右岸支流,发源于南宁市良庆区南晓镇团甘村,蜿蜒西北流,经良庆区大塘镇和邕宁区新江镇,最后沿着良庆区和邕宁区边界,于邕宁区蒲庙镇那岳村西北汇入八尺江。
干流长56.1km L =,平均比降 6.91J =‰,流域面积2793.19km F =。
现采用瞬时单位线法推求那岳河百年一遇洪水。
(一) 设计暴雨计算1. 根据设计地点先从1、6、24小时H 、v C 等值线图查出相应历时的H 、vC 值(156H =,v10.34C =;693H =,v60.42C =;24115H =,v240.48C =),然后查模比系数p K 表计算各历时百年一遇暴雨(取s v 3.5C C =),具体计算见表1。
表1 暴雨频率计算表2. 时段t ∆选用1小时。
因流域超过100km ²,同时流域常有暴雨中心出现,故进行面雨量计算。
根据工程地点查设计暴雨时~面~深分区图,属第二区,再查~~T F α关系表第二区1%P 的1小时、6小时、24小时α值,并经内插得168.2%α=,677.0%α=,2488.8%α=,列于表2第(3)行。
1、6、24小时点雨量乘以相应时段的α值,即可得到1、6、24小时面雨量,计算结果见表2第(4)行。
表2 那岳河百年一遇小时时段净雨计算表3. 根据1、6、24小时面雨量计算暴雨指数n 值:126791 1.285lg1 1.285lg0.57171p p p H n H =+=+= 63241711 1.661lg1 1.661lg0.67271p p pH n H =+=+= 由n 值按暴雨公式计算2~5及7~23小时面雨量,列于表2中第(4)行。
当16t <<小时:211pn tp p H H t-=,当624t <<小时:312424pn tp p t H H -⎛⎫= ⎪⎝⎭。
瞬时单位线法推求小流域设计洪水那岳河位于中国广西壮族自治区南宁市南部,是八尺江右岸支流,发源于南宁市良庆区南晓镇团甘村,蜿蜒西北流,经良庆区大塘镇和邕宁区新江镇,最后沿着良庆区和邕宁区边界,于邕宁区蒲庙镇那岳村西北汇入八尺江。
干流长1=56.1km,平均比降J=6.91%o,流域面积F=793.19kn√。
现采用瞬时单位线法推求那岳河百年一遇洪水。
(一)设计暴雨计算1 .根据设计地点先从1、6、24小时万、C V等值线图查出相应历时的百、C v 值(万∣=56,C v1=0.34;瓦=93,C v6=0.42;H24=115,C v24=0.48),然后查模比系数KP表计算各历时百年一遇暴雨(取G=3∙5Q),具体计算见表1。
2 .时段加选用1小时。
因流域超过IOOkm2,同时流域常有暴雨中心出现,故进行面雨量计算。
根据工程地点查设计暴雨时~面~深分区图,属第二区,再查丁〜产关系表第二区4%的1小时、6小时、24小时α值,并经内插得%=68.2%,4=77.0%,a24=88.8%,列于表2第(3)行。
1、6、24小时点雨量乘以相应时段的α值,即可得到1、6、24小时面雨量,计算结果见表2第(4)行。
那岳河百年一遇小时时段净雨计算表3 .根据1、6、24小时面雨量计算暴雨指数〃值:-^=1+1.2851g-=0.57% 171-^-=1+1.6611g-=0.67% 271由n值按暴雨公式计算2~5及7~23小时面雨量,列于表2中第(4)行。
当Ivz<6小时:Hp=H1Pt2/,,当6v∕v24小时:HW=H24«五J 。
式中,Hji=1、24)为第i时段的面雨量,H tp(t=2-5J-23)为利用已知两个时间段的面雨量推求其他时段的面雨量。
4 .计算每小时的时段雨量,即相邻两时段的面雨量差,结果见表2第(5)5 .根据工程地点查雨型分区图,得工程地点属四(一)区,再查广西分区综合24小时雨型表,得到八尺江流域24h雨型分布,列于表2第(6)行。