暴雨产流计算(推理公式_四川省)

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。

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＋……（Zn-1＋Zn）·しn－2Z·L｝／L2当Z=0时，上式变为：J = ｛Z1·し1＋（Z1＋Z2）·し2＋……（Zn-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≒4.0CvCv24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。

1.1 3.4设计洪水3.4.1暴雨洪水特性鸭嘴河流域洪水主要由暴雨形成。

流域内暴雨一般出现在6～9月，且多连续降雨，受地形影响，降雨量不大。

据木里县气象站1970~2002年33年实测资料统计，最大一日降水量为77.4mm（1997年8月15日）、最大三日降水量111.6mm （1981年7月14日~16日）、最大五日降水量144.8mm（1981年7月14日~18日）。

鸭嘴河洪水出现时间与暴雨一致，洪水最早出现在5月，最迟出现在11月，但量级和强度较大的洪水一般出现在6～9月。

据邻近流域九龙河乌拉溪水文站1985～2004年20年实测资料统计，年最大流量最早出现在6月20日，最迟出现在9月4日，年最大洪水出现在6~7月的次数占全年的70%。

鸭嘴河流域的洪水具有峰不高、量较大、洪水历时长的特点。

一次洪水过程约2~3天，但洪水总量主要集中在一天。

鸭嘴站1990~1992年3年实测资料中，最大洪水发生在1991年，最大一日降水量58.5mm，洪峰流量为150m3/s，最大一日洪量1123万m3，三日洪量2809万m3，最大一日洪量占三日洪量的40%。

3.4.2设计洪水鸭嘴站仅有1990~1992年3年实测水文资料，且无法插补延长其洪水系列。

故采用推理公式法由设计暴雨推求布西水库设计洪水。

3.4.2.1布西水库坝址设计洪峰流量计算推理公式法洪峰流量计算公式：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。

（1）流域特征值在1/50000的地形图上，量算鸭嘴河布西水库坝址的流域特征值，见表3.7。

表3.7 鸭嘴河布西水库坝址流域特征值表（2）设计暴雨1）设计点雨量由于流域内缺乏短历时暴雨资料，本次蓄水安全鉴定各时段设计暴雨参数采用四川省水文局2006年出版的《四川省暴雨统计参数等值线图集》查算。

小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方
册》方法计算洪峰流量和洪水总量。

小（一）型水库洪水计算程序：根
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。

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数据；白色格内要输洪 峰 流 量 计 算
小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方法
》方法计算洪峰流量和洪水总量。

小时时
算
小（一）型水库洪水计
值
洪水总量计算
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。

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数据；白色格内
分区计算小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方
调 洪 演 算
演 算不输入数据；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。

册》方法计算洪峰流量和洪水总量。

小（一）型水库洪水计算
说明：表中黄色格
调 洪
调 洪 演 算
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。

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；紫色格内根据暴雨历时确定。

时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。

洪 演 算调 洪。

暴雨强度公式的简便推求方法传统的推导方法是通过假设降水过程服从指数分布，然后通过统计分析得到公式的形式。

然而，这种方法需要大量的数据和复杂的数学处理，而且在数据有限的情况下效果不好。

下面介绍一种简便推导方法，即通过合理的假设和逻辑推理来得到暴雨强度公式的近似表达式。

首先，我们需要从物理意义上理解暴雨过程。

暴雨通常是由大气中的水蒸气凝结形成的云滴聚集而成的，其主要受到大气中水汽含量、云滴的形成和发展过程、云中温度、湿度和风速等因素的影响。

假设暴雨过程中单位时间内降水量的大小与降水的频率和强度有关。

因此，我们可以假设暴雨过程中的单位时间内降水量服从泊松分布，并且假设暴雨事件的发生概率与降水强度成正比。

这样，我们可以推导出暴雨强度与时间的关系。

设暴雨强度为I，单位时间内降水量为P，降水频率为λ，则根据泊松分布的定理，有：P=I*Δt*λ其中，Δt为时间间隔。

假设单位时间内发生暴雨事件的概率为p，则p与λ成正比，即：p=k*λ其中，k为比例系数。

将上述两个式子合并，得到：P=I*Δt*(p/k)进一步化简，可得：P=(I*p/k)*Δt假设单位时间内降水量的平均值为Q，则有：Q=(I*p/k)*ΔtQ=I*p/kσ=f*(I*p/k)其中，f为比例系数。

根据正态分布的性质，可以得到单位时间内降水量超过一些阈值的概率为：Pr(P>P0)=Pr(z>(P0-Q)/σ)=1-Φ((P0-Q)/σ)其中，Φ(x)为标准正态分布的累积概率函数。

假设单位时间内降水量超过一些阈值P0的概率为p0，则有：p0=1-Φ((P0-Q)/σ)上述公式可以通过统计分析得到。

综上所述，我们通过逻辑推理和合理假设，得到了暴雨强度公式的近似表达式：I=Q*k/p其中，Q为单位时间内降水量的平均值，k为比例系数，p为暴雨事件的发生概率。

通过进一步的实际观测和数据分析，可以确定具体的比例系数和暴雨事件发生概率的值，从而得到更加准确的暴雨强度公式。

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。

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 --。

雨水设计流量公式式中———雨水设计流量(L /s)q—-—设计暴雨强度，(L /s・ha）Ψ-——径流系数F———汇水面积（ha公顷）其中一、暴雨强度公式为：式中t———降雨历时（min)P———设计重现期（年）（一）设计降雨历时，式中t——设计降雨历时(min）—-地面集水时间（min）—-雨水在管渠内流行的时间(min）m——折减系数的确定：地面集水时间受水区面积大小、地形陡缓、屋顶及地面的排水方式、土壤的干湿程度及地表覆盖情况等因素的影响。

在实际应用中,要准确地计算值是比较困难的,所以通常取经验数值,=5～15min。

在设计工作中，按经验在地形较陡、建筑密度较大或铺装场地较多及雨水口分布较密的地区,=5～8min;而在地势平坦、建筑稀疏、汇水区面积较大，雨水口分布较疏的地区，值可取10~15min。

m的确定：暗管m=2,明渠m=1.2，在陡坡地区，暗管折减系数m=1.2～2,经济条件较好、安全性要求较高地区的排水管渠m可取1。

的确定：式中-—雨水在管渠内流行时间（min）L——各管段的长度(m）v—-各管段满流时的水流强度（m/s)v的确定:式中v——流速（m/s）R——水力半径(m）I——水利坡度n--粗糙系数R确定：A——输水断面的过流面积（X—-接触的输水管道边长（即湿周）(m）n的确定:（二）设计重现期（P）P的确定：《室外排水设计规范》（GB50014-2006)第3.2.4 条原规定:雨水管渠设计重现期,应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。

同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。

重现期一般采用0。

5~3年,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用3～5年，并应与道路设计协调。

特别重要地区和次要地区可酌情增减。

二、汇水系数的确定（Ψ）汇水面积通常是由各种性质的地面覆盖组成的,随着它们占有的面积比例变化，Ψ的值也各异。

因此整个汇水面积的径流系数应采用平均径流系数；也可采用区域的综合径流系数，一般市区的综合径流系数Ψ=0.5—0.8。

题目：四川盆地中型水库洪水设计及调洪演算——以思德水库为例 流域自然地理概况思德水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电等综合利用效益的中型水力骨干工程，水库地处东经'048106，北纬'15310，位于渠江水系消水河上游的梯子河上，属四川省仪陇县柳垭镇。

流域内地势起伏较大，相对高差100～250m, 河谷平直、切割较深，形似V 字型。

河床基岩裸露，耕地多分布于40～50m 高的河谷阶地和山坡上。

流域植被条件较差，水土流失严重。

区内主要农作物为水稻、红薯、花生等。

气候条件库区坐落在四川盆地东部的深丘区, 亚热带气候特征明显。

区内气候温暖潮湿，雨量丰沛，夏、秋多暴雨；流域内具有“冬春干、夏伏旱、秋多雨”的气象特征。

据多年水文气象观测资料统计，区内多年平均年降水量1115mm 左右，多年平均陆面蒸发760.0 mm 左右，多年平均径流深约378mm ，多年平均气温16.5℃，多年平均相对湿度75.0％，多年实测最大风速20.0m/s 。

流域降水量主要集中在5月至10月，降水量约占年降水总量的84.9%, 12月至次年3月降水量较少，为流域枯水期。

4月为汛前过渡期，11月为汛后过渡期。

流域特征思德水库集雨面积106Km 2，河长23.4Km ，平均坡降4.33‰。

区内地表径流和地下径流主要由降雨补给，多年平均径流系数0.35，地下水径流模数 3.28万方/平方公里·年。

每年5月下旬进入主汛期，延续到10月下旬结束。

暴雨洪水特性消水河发源于四川盆地东北部深山丘陵区，洪水由暴雨形成，洪峰过程陡涨陡落，持续时间短，但下部退水较缓，过程多为单峰，历时约2～3天,最大洪量主要集中在6ｈ内。

据水库下游约7km的水匣子水文站45年实测流量资料统计，年最大洪水流量出现时间一般在6～10月，少数出现在5月，个别出现在11月。

从年最大洪水出现频次和量级看，其主汛期应为6～9月。

设计洪水标准思德水库大坝为浆砌条石重力式拱坝，坝高52.4m，坝顶高程436.4m，总库容4170万m3,正常高水位432.8，相应库容3018万m3，死水位422.0，死库容975万m3，兴利库容2043万m3，控灌面积9.43万亩。