流域洪水计算1
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1洪峰流量计算
控制流域面积1km2,流域属黄土丘陵沟壑区第Ⅱ副区,由于流域面积较小,无实测和调查洪水资料,所以洪峰流量计算采用《榆林地区实用水文手册》中汇水面积相关法计算,计算公式为:
Q p=C p×F n
式中:Q p—频率为P的设计洪峰流量;
C P—不同频率的地理参数;
n—经验指数;
F—流域面积,km2。
从《榆林地区实用水文手册图集》中查得该流域位于Ⅱ区,n=0.69,C10=23.9,C20=32.5,C30=44.2,C50=52.7,C100=60.1,C200=75.1,C300=83.2,F=1km2,计算结果见表1。
2洪水总量计算
采用《水土保持治沟骨干工程技术规范》推荐的公式计算:
W P=0.1·α·H24P·F
H24P=Kp·H24P
式中:W P——频率为P的设计洪水总量(万m3);
α——24小时洪量径流系数;
H24P——频率为P的24小时暴雨量(mm);
H24P——多年平均最大24小时暴雨量均值(mm)。
其它符号含义同前。
由《榆林地区实用水文手册》查得,k10=1.83,k20=2.30,k30=2.51,k50=2.94,k100=3.44,k200=3.92,k300=4.22,α10=0.22,α20=0.26,α30=0.28,α50=0.29,α100=0.30,α200=0.31,α300=0.32,H24=57mm,C V=0.65,Cs/Cv=3.5,经计算得不同频率的设计洪水总量和24小时暴雨量见表1。
不同频率洪峰流量和洪水总量表
表1。
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。
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。
设计暴雨
设计暴雨时段采用年最大三日雨期控制。
设计雨型为三日雨量分二次计算,一次为年最大24小时雨量,位于第三日,占年最大三日雨量的80%;一次为年最大三日雨量的20%,两次间隔12小时。
设计点雨量计算,采用河北省水利厅1993年12月出版的《河北省平原地区设计暴雨图集》中“年最大三日暴雨多年平均值等值线图”与“年最大三日暴雨变差系数(Cv)等值线图”。
由等值线图中查得各区年最大三日点平均雨量均值和值,采用Cs=3.5 Cv,按P—Ⅲ型频率曲线即可计算各区不同频率的年最大三日点雨量。
点面折减系数,根据流域面积,从“河北省平原地区点面折减系数表”中查取。
流域平均面雨量,通过点雨量与点面折减系数计算得出。
前期影响雨量Pa
根据设计雨型,第一次雨量的前期影响雨量Pa1为:
Pa1=0.96Pa;(3·1)第二次雨量(最大24小时)的前期影响雨量Pa2为:
Pa2=0.96(Pa1+0.2P3-R1)(3·2)式中:Pa1——第一次雨量的前期影响雨量(mm);
Pa——设计前期影响雨量(mm);
P3——设计三日降雨量(mm);
R1——第一次降雨产生的径流深(mm);
Pa2——第二次雨量的前期影响雨量(mm);
最大排水流量
一般平原区:
Q = 0.022R0.92F0.80 (3·3)坡度较陡地区:
Q= 0.030R0.92F0.80(3·4)式中: Q—最大排水流量(m3/s);
R—设计径流深(mm);
F—计算面积(km2);
设计径流深R,由设计暴雨通过次暴雨径流关系(P+ Pa~R)推求,以前期影响雨量Pa为主要影响因素。
计算时,应把三日雨量按设计雨型划分为二次暴雨,分别计算P+ Pa,并分别查P+ Pa~R关系线推求径流深R。
+-
本次洪水分析的9个小流域中,磁县铁路桥以上区间洪水已推求,在此不考虑。
其余8个小流域中有4个有山区面积(涧河山区面积已并入平原区),即御路沟、澄槽沟、牤牛河和渚河。
设计洪水计算主要考虑一下几种方法:
实测资料法
实测资料法主要适用具有于较长水文资料系列,计算经验频率,采用P —Ⅲ型曲线进行频率计算,经适线调整后求得特征值及不同标准的设计洪峰流量及洪水总量。
瞬时单位线法
对于缺乏实测洪水资料的河流,设计洪水计算通常采用“河北省中小流域设计暴雨洪水图集”所推荐的瞬时单位线法,公式基本形式如下:
[])()()(1T t s t s t T u T --⋅=⋅ (3·5) 式中 u(T,t)——时段为T 的单位线;
S(t) ——通常称S 曲线,
根据n 及t/k 从S(t)曲线表中查取,n 、k 为参数,并在“图集”中给出n 值。
k 值通过m 1 =nk 确定,m 1由分析得出的经验公式计算:
太行山迎风南区:m 1 =ωF 0.65J -0.3I -0.35
ω = 38.01025
.095.2+-a L B
K ………(0.10≤25.0a L B K ≤0.30) m 1 =ωF 0.65J -0.3I -0.35 (3·6)
式中:m 1————洪峰滞时;
F ————流域面积(km 2);
L──沿主河道从出口断面至分水岭最远点的距离(km);
J──沿流程L 的平均比降(以小数计);
B──流域平均宽度;
Ka──流域面积不对称系数;
I──有效降雨历时的平均净雨强度(mm/h );
该方法较好的适用范围是流域面积为100~1000 km 2的流域,小于100 km 2的流域部分可以应用,但与流域某些参数的关系较为密切,应视具体情况而定。
推理公式法
推理公式法又称合理化公式法,该法已有100多年历史,是历来小流域由暴雨推求洪峰流量的一种常用方法,其具体计算分设计暴雨、设计净雨过程、设计洪峰流量等几个环节,该方法公式的基本形式如下:
F h Q m τ
τ278.0= (3·7)
τ
τV L 278.0= (3·8) 4/13/1m
Q mJ V =τ (3·9) 经验公式法
为了进行对比分析,本次还应用地区经验公式计算了设计洪峰流量,经验公式的形式及参数采用邯郸地区水利局1974年编制的《水文计算图表》中的成果。
牤牛河流域面积相对较大,且在京广铁路桥附近建有木鼻水文站,因此优先采用实测资料法进行计算,同时采用暴雨途径的瞬时单位线法和推理公式法复核。
因山区部分的其他小流域多缺乏实测洪水流量资料,故洪水计算主要采用暴雨间接推算洪水的途径。
设计暴雨及产流计算采用1985年原河北省水利厅勘测设计院与河北省水文总站编制的《河北省中小流域设计暴雨洪水图集》的计算方法;汇流计算采用我省常用的瞬时单位线法和推理公式法。