洪水计算

中小河流洪水计算方法洪水是水文气象学中一项重要的研究内容。

中小河流洪水的计算方法主要是基于洪水频率分析、经验公式、及物理模型。

下面将分别介绍这三种方法。

一、洪水频率分析洪水频率分析是一种常用的计算中小河流洪水量的方法。

其基本思想是利用洪水频率和流量之间的统计关系，以得出一个特定流量的洪水频率。

这里的流量是指河水在一定时间内流过某一地点的水量。

洪水频率分析通常需要以下步骤：1.收集流域的观测资料，如流量、降雨等。

2.根据历史记录绘制流量-频率曲线，利用该曲线确定某一频率下的洪水流量。

3.利用统计学方法推算其他未观测频率下的洪水流量。

洪水频率分析的主要缺点是需要大量的观测资料，并且不适用于特殊环境下的中小河流。

二、经验公式经验公式是一种简化的计算中小河流洪水量的方法。

通常基于历史上观测数据编制出来，其计算过程简单但精度较低。

下面列出两种常用的经验公式：1.范氏公式：Q=P×K该公式利用设计暴雨P和经验系数K来计算设计洪水流量Q。

其中，设计暴雨一般根据历史流量数据和气象记录来计算，经验系数则可以根据不同的环境进行调整。

2.杨氏公式：Q=C×D×(L×H+K)该公式是根据单元面积产流量与径流面积的关系而得出的。

由于径流的计算与地形、地貌、水文条件等有关，所以该公式中的C、D、L、H、K都需在实地调查中测量并推算。

三、物理模型物理模型是一种用物理原理构建的计算中小河流洪水量的方法。

主要通过对水动力学理论和水文测量数据的分析，在河道中设计特殊的测流设备来求解。

物理模型计算精度高且不依赖于历史数据，但需要昂贵的实验装备和大量的实地调查。

总结中小河流洪水计算方法主要有洪水频率分析、经验公式和物理模型等。

不同的方法有其适用的范围和精度，根据具体情况选择合适的方法进行计算。

同时，中小河流洪水预报是洪水计算的重要应用领域，它可以帮助地方政府和灾害机构做好洪水安全管理工作。

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。

设计洪水分析计算1、洪水标准依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL44-2006），确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计,200年一遇洪水校核。

本水库上游流域面积为1。

6平方千米,属于小于30平方千米范围,按《山东省小型水库洪水核算办法》(试行）进行洪水计算.2、设计洪水推求成果1、基本资料流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2。

1千米，干流平均比降j=0。

02.根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》,该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。

该水库水位、库容关系表如下：设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23。

29万立米。

2、最大入库流量Q m计算（1）、流域综合特征系数K按下式计算K=L/j1/3F2/5（2)、设计暴雨量计算查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v等值线图》，该流域中心C v=0.6，采用C s=3.5C v应用皮尔逊3型曲线K p值表得，20年一遇K p=2.20，200年一遇K p=3。

62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2。

2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。

(3）单位面积最大洪峰流量计算经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区,查泰沂山北丘陵区q m- H24—K关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量及200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。

(4)洪水总量及洪水过程线推求已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米及200年一遇最大24小时降雨量H24=307。

7毫米，取其75%为P .设计前期影响雨量P a取40毫米，计算P+P a，查P+P a与设计净雨h R关系曲线,得20年一遇及 00年一遇h R。

洪水总量按下式计算W=0。

1*F*h R，由此可计算得20年一遇及200年一遇洪水总量W。

将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算T=W/1800Q m.3、调洪计算成果已知水位-库容关系曲线,溢洪道泄流按宽顶堰计算，泄量q=1.5Bh3/2，起调水位与溢洪道底齐平，以上计算，由计算机软件模拟图解法计算.计算成果见下图：图 1 桐峪沟水库20年一遇调洪计算图并将该成果列如下表：桐峪沟水库防洪调洪成果表图错误!未定义书签。

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。

洪水总量的计算方法一、洪水总量计算方法的基本概念哎呀，小伙伴们，洪水总量这个概念呢，简单来说就是一场洪水从开始到结束总共的水量啦。

这就像是你去接水，从开始放水到接满了，那桶里的水总量就是类似洪水总量的概念哦。

二、计算洪水总量的常见方法1. 流量过程线法这是个挺常用的办法呢。

咱们先得知道洪水的流量随时间的变化情况，就像看一个人跑步速度随时间的变化一样。

然后把每个时间段的流量乘以这个时间段的时长，再把这些乘积都加起来，就得到洪水总量啦。

比如说，第一个小时流量是10立方米每秒，那这一个小时的水量就是10乘以3600秒（因为1小时 = 3600秒），就得到这一个小时的水量啦。

然后按照这个方法把整个洪水过程的每个时间段都算好再加起来。

2. 降雨径流关系法这个方法呢，是根据降雨和径流之间的关系来计算洪水总量的。

一般来说，下了雨之后，一部分雨水会渗入地下，一部分会变成径流流走，变成洪水的那部分径流就是我们要关注的。

我们要先找到这个地区降雨和径流之间的关系公式或者曲线，然后根据降雨量来计算径流量，也就是洪水总量啦。

不过这个方法有点麻烦的是，不同地区的降雨径流关系可能差别很大，所以得找到适合咱们计算地区的关系才行。

3. 单位线法单位线就像是一把特殊的尺子。

它是在特定的流域条件下，单位时间内单位净雨深所产生的地表径流过程线。

我们可以根据这个单位线，再结合实际的净雨情况，来计算洪水总量。

比如说，我们知道了单位线对应的流量过程，然后乘以实际的净雨深度，再做一些调整，就可以算出洪水总量了。

三、影响洪水总量计算准确性的因素1. 数据准确性这可是很关键的一点哦。

如果我们测量流量或者降雨量的数据不准确，那算出来的洪水总量肯定就不对啦。

就像你做菜，如果盐的量称错了，菜的味道肯定就不对了。

所以测量设备要准确，测量方法也要科学。

2. 流域特性不同的流域有不同的特性，像地形啊、土壤类型啊、植被覆盖啊，这些都会影响洪水总量的计算。

比如说，植被覆盖率高的流域，雨水被植被截留和下渗的就多，洪水总量可能就相对小一些。

洪水计算㈠、洪水设计标准大乐亭水库属小（二）型水利工程，其等级划分按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），该工程为五等五级建筑，对山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑的洪水标准其重视期按30—20年一遇设计，300—200年一遇校核，因此，洞甲水库采用防洪标准按30年一遇设计，300年一遇校核。

㈡、洪水复核大乐亭水库坝址以上集雨面积为1.35km2，由于集雨面积及其上下游无水文站，无法取得确切的水文资料，其洪水计算采用《贵州省暴雨洪水计算实用手册（修订本）小汇水流域部分》中简化公式进行计算。

①、洪峰流量的计算采用公式QP=ψp″F0.89式中：Qp—相应频繁下的洪峰流量（m3/S）ψp″—经验性系数（设计时为23.8，校核时为43.0）F—坝址以上集雨面积km2即设计洪峰流量为16.89m3/S，校核洪峰流量为30.51 m3/S，②、洪峰总量的计算采用公式W p=0.1CH24F式中：W p—洪水总量（万m3）C—径流系数（设计时0.86，校核时为0.88）H24—最在24小时降雨量（设计时254mm，校核时为390mm）F—集雨面积即设计洪水总量为14.85万m3，校核洪水总量为23.34万m3㈢、水库调洪计算水库流域面积小，库容也很小，暴雨汇流时间短，无合适的流量过程线可套用，因此，采用三角形概化法进行水库的调洪计算。

水库的泄洪流量按下式计算：q=MEBH3/2式中：m—流量系数，取m=0.36E—侧收缩系数，E=0.95B—溢流堰宽，B=7.6mH—堰上水头（m）水库水量平衡用下式计算：（Q1+Q2）/2▽t-（q1+q2）/2▽t=V2-V1=▽V式中：Q1、Q2—进段▽t始、未的入库流量（m3/S）q1、q2—时段▽t始、未的水库蓄水量m3▽t—计算时段（秒）水库泄流方程式：q=f（V）联解水量平衡方程和泄流高程，用公式算法，即可求得最大泄洪流量和最高洪水位，详见附表2、附表3、附表4，设计洪洪水过程公式的推求：洪水过程线采用概化三角形线，洪水历时采用下式计算：T=2W p/Q m小时式中：W—洪水总量（m3）Qm—洪峰流量（m3/S）涨洪历时t1与退洪历时t2的比例，即：t1：t2=2据此作出洪水过程线图。

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。

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。

相邻两次以上的降雨，前面降雨形成的洪水没有泄完，后面降雨形成的洪水接踵而来，称为复式洪水过程。

洪水频率计算标准规范方法一、洪水频率计算的基本概念洪水频率：指在一定时间内，洪水达到或超过某一量级的次数。

通常以年为单位，表示为“n年一遇”。

重现期：指洪水达到或超过某一量级所需的平均时间间隔。

例如，50年一遇的洪水，其重现期为50年。

频率曲线：将不同重现期的洪水对应的水位或流量按大小顺序排列，绘制成的曲线。

二、洪水频率计算标准规范方法1. 数据收集与处理（1）收集一定时期内洪水发生的实测资料，包括洪水水位、流量、发生时间等。

（2）对实测数据进行审查，剔除不合理的数据，确保数据的准确性和可靠性。

（3）将实测数据按洪水大小进行排序，为后续频率计算提供基础。

2. 选择合适的频率分布线型根据实测洪水资料的特点，选择合适的频率分布线型。

常见的频率分布线型有皮尔逊Ⅲ型、对数正态分布、指数分布等。

在我国，皮尔逊Ⅲ型分布应用较为广泛。

3. 参数估计（1）确定线型参数：根据所选频率分布线型，利用实测洪水资料估计线型参数。

（2）参数估计方法：可采用矩法、极大似然法、线性矩法等方法进行参数估计。

4. 频率曲线拟合与检验（1）根据估计出的参数，绘制频率曲线。

（2）对频率曲线进行拟合优度检验，如卡方检验、柯尔莫哥洛夫检验等。

（3）若拟合效果不佳，可调整参数估计方法或线型，直至满足要求。

5. 计算设计洪水根据确定的频率曲线，计算设计洪水。

设计洪水包括设计洪水位、设计洪峰流量等。

（1）设计洪水位：根据频率曲线，查找相应重现期的洪水位。

（2）设计洪峰流量：根据频率曲线，查找相应重现期的洪峰流量。

三、洪水频率计算实例以某河流域为例，进行洪水频率计算。

具体步骤如下：1. 收集该河流域一定时期内的洪水实测资料。

2. 对实测数据进行审查和排序。

3. 选择皮尔逊Ⅲ型分布作为频率分布线型。

4. 利用矩法估计线型参数。

5. 绘制频率曲线并进行拟合优度检验。

6. 根据频率曲线，计算设计洪水位和设计洪峰流量。

四、洪水频率计算在实际应用中的注意事项1. 考虑地区特性在洪水频率计算时，应充分考虑流域的自然地理特征、气候条件、水文特性等因素。

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。