洪峰流量的计算

用EXCEL进行洪峰流量计算默认分类2009-03-10 15:10:32 阅读1210 评论13 字号：大中小订阅一、前言在水利工作中，经常需要计算设计洪水的洪峰流量，如水库的调洪演算、防洪堤的高度、拦沙坝的大小等等许许多多方面，都要知道洪峰流量的大小，推求洪峰流量一般有4种方法，一种是根据流量资料，通过频率的分析计算来求出设计洪水的洪峰流量；第二种是根据暴雨资料，通过频率计算求出设计暴雨，再通过流域的产流和汇流计算，推求出设计洪水的洪峰流量；第三种是经验公式法，利用简化的经验公式来估算设计洪水的洪峰流量；第四种是推理公式法。

在缺乏资料的小流域内，利用推理公式是推求洪峰量的主要方法。

由推理公式计算设计洪峰流量，需要计算三个方程：从以上的公式可看出，要求得洪峰流量Qm，必须求得Ψ和τ的值，而Ψ和τ互为参变，传统的方法是通过图解法和诺模图法求解，图解法需要画图，比较麻烦，诺模图法需要查图，容易出错，精度也不高。

还有没有快捷而又精准的方法呢？答案是肯定的，这就是用EXCEL来计算洪峰流量。

EXCEL是我们常用的软件，其简洁的界面、丰富的函数、可编程的宏语言常常使我们事半功倍，工作轻松而更有效率。

下面就用推理公式法推求洪峰流量为例，介绍EXCEL在其中的应用。

二、计算方法为使叙述清晰易懂，下面以用编辑好的表格为例，介绍在EXCEL表格中用推理公式计算洪峰流量的方法。

见图1。

图1首先，在1至10行输入要用到的基本公式，目的是让人一目了然，了解计算的来龙去脉，也便于以后的理解。

在14至18行输入基本数据，包括流域面积、河流长度、河道平均坡降、暴雨衰减指数、流域中心最大24小时降雨量，其中暴雨衰减指数和最大24小时降雨量可以从水文手册上查取，有条件的最好将之扫描下来，保存到表格文件的同一目录下，在计算表格中用超级链接将之链接起来，今后查算就十分方便了，再也不用东翻西找，鼠标一点超级链接就可查算。

第20至24行是计算雨力的值，最大24小时降雨量变差系数可由水文手册上查取，偏差系数一般采用变差系数的3.5倍值，离均系数与设计频率有关，可查表计算，将离均系数表全部录入，放入另一张工作表中，见图2：图2我们一般常用的频率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇，为实现离均系数自动查算，还需要动一番脑筋，离均系数表的横列为频率，纵列是Cs值，在离均系数表的N3和N4单元格中分别填入“=推理公式法!E21”、“=100/推理公式法!F22”，在N9单元格中填入：“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRES S(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2 ,1)))+(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRE SS(3,14,)),A:A,1)+1,MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,) ),2:2,1)))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADD RESS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,) ),2:2,1))))*(N3-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT( ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1)))/(INDIRECT(ADDRESS(MAT CH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1)+1,1))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1), 1)))”，这个算式的作用是用提供的频率和Cs值通过内插法得出离均系数的值，其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三个函数，其用法可以参看EXCEL的帮助。

适用于流域面积不大于10km 2的小流域洪峰流量计算
重现期（年）
200100502010C 20.0560.0530.050.0460.044深圳地区
K P 3.05 2.74 2.42 1.988 1.661
举例：计算龙岗5km 2集雨面积，50年一遇洪峰流量Q P （m 3
/s）84.18
举例：计算宝安2km 2集雨面积，10年一遇洪峰流量
Q P （m 3/s）22.24
深圳地区宝安市区及龙岗
盐田大鹏半岛深汕合作区 H 24（mm）170
180
200
220230
深圳地区
C V
一般取0.50.55
广东省洪峰流量经验公式：Q P =C 2×H 24P ×F 0.84 式中：C 2—根据重现期而定；H 24P =H 24×K P ,H 24查“广东省年最大24小时点雨量均值等值线图”，K P 根据重现期和C V 值而定(查广东省洪峰流量经验公式皮尔逊Ⅲ型曲线KP值表)，C V 查“广东省年最大24小时点雨量变差系数等值线图（C S /C V =3.5）”。

重现期而定；H24P=H24
据重现期和C V值而定
东省年最大24小时点
550
0.0410.05
1.326
2.59。

洪峰流量计算8.7.3推理公式法计算设计洪峰流量推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求设计洪水的一种方法。

1.推理公式法的基本原理推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程X便可求得设计洪峰流量Qp，即Qm，及相应的流域汇流时间τ。

计算中涉及三类共7个参数，即流域特征参数F、L、J；暴雨特征参数S、n；产汇流参数μ、m。

为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定有关参数。

对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。

从公式可知，洪峰流量Qm和汇流时间τ互为隐函数，而径流系数ψ对于全面汇流和部分汇流公式又不同，因而需有试算法或图解法求解。

1. 试算法该法是以试算的方式联解式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），步骤如下：①通过对设计流域调查了解，结合水文手册及流域地形图，确定流域的几何特征值F、L、J，设计暴雨的统计参数（均值、C V、Cs / C V）及暴雨公式中的参数n（或n1、n2），损失参数μ及汇流参数m。

②计算设计暴雨的Sp、X TP，进而由损失参数μ计算设计净雨的T B、R B。

③将F、L、J、T B、R B、m代入式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），其中仅剩下Q m、τ、Rs,τ未知，但Rs,τ与τ有关，故可求解。

④用试算法求解。

先设一个Q m，代入式（8.7.6）得到一个相应的τ，将它与t c比较，判断属于何种汇流情况，再将该τ值代入式（8.7.4）或式（8.7.5），又求得一个Q m，若与假设的一致（误差不超过1%），则该Q m及τ即为所求；否则，另设Q m仿以上步骤试算，直到两式都能共同满足为止。

试算法计算框图如图8.7.1。

图8.7.1 推理公式法计算设计洪峰流量流程图2. 图解交点法该法是对（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6）分别作曲线Q m~τ及τ~ Q m，点绘在一张图上，如图8.7.2所示。

两线交点的读数显然同时满足式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），因此交点读数Q m、τ即为该方程组的解。

小流域洪峰流量计算的公式1、推理公式f Q n sm τψ278.0=当τ≥c t ，时，n su τψ-=1 当τc t ，时，nc t n -⎪⎭⎫ ⎝⎛=1τψn H s -=12424n--=410ψττ()nnnsF L mJ ----⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=414431410278.0τ()nc s n t 11⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=μm Q ——设计频率的洪峰流量（m 3/s ）ψ——洪峰径流系数τ——汇流历时(h)S ——暴雨雨力(mm/h)n ——暴雨衰减指数，其分界点为1小时，当t<1，取n=n 1，当t 1，取n=n 2μ——产流历时内流域内的平均入渗率（mm/h ）c t ——产流历时24H ——设计频率的最大24小时雨量（mm ）计算步骤1、根据地形图确定流域的特征参数F 、L 、J2、由公式4131FJ L =θ计算θ值，并根据相关公式计算汇流参数m3、由暴雨μ的参数等值线图确定设计流域的暴雨参数特征值24H 、C V 、C S 、n 1或n 2，并由皮尔逊Ⅲ型，结合频率查表，确定指定频率下的K p 值，由()241224H K s K S n p p p -== 4、有《四川省水文手册》，查出n-44的值，并根据ns m -⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=44410383.0θτ计算0τ值5、查表确定μ值，并计算n sτμ，查图由n 、n sτμ两坐标的焦点值，确定洪峰径流系数ψ6、根据《四川省水文手册》，查出n-41的值，计算流域汇流时间n--=41ψττ，计算τ值2、水利水电科学研究院的经验公式 适用于流域面积小于100km 2.32ksFQ m =洪峰流量参数K 可有下表3、公路科学研究所nm kFQ =指数n 为面积指数，当101≤≤F 时，K 值如下表梯形断面830)'(189.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=i m m nQ h ，)1(2200m m h b -+=，212'm m +=。

小流域洪峰流量计算的公式1、推理公式f Q n sm τψ278.0=当τ≥c t ，时，n su τψ-=1 当τc t ，时，nc t n -⎪⎭⎫ ⎝⎛=1τψn H s -=12424n--=410ψττ()nnnsF L mJ ----⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=414431410278.0τ()nc s n t 11⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=μm Q ——设计频率的洪峰流量（m 3/s ）ψ——洪峰径流系数τ——汇流历时(h)S ——暴雨雨力(mm/h)n ——暴雨衰减指数，其分界点为1小时，当t<1，取n=n 1，当t 1，取n=n 2μ——产流历时内流域内的平均入渗率（mm/h ）c t ——产流历时24H ——设计频率的最大24小时雨量（mm ）计算步骤1、根据地形图确定流域的特征参数F 、L 、J2、由公式4131FJ L =θ计算θ值，并根据相关公式计算汇流参数m3、由暴雨μ的参数等值线图确定设计流域的暴雨参数特征值24H 、C V 、C S 、n 1或n 2，并由皮尔逊Ⅲ型，结合频率查表，确定指定频率下的K p 值，由()241224H K s K S n p p p -== 4、有《四川省水文手册》，查出n-44的值，并根据ns m -⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=44410383.0θτ计算0τ值5、查表确定μ值，并计算n sτμ，查图由n 、n sτμ两坐标的焦点值，确定洪峰径流系数ψ6、根据《四川省水文手册》，查出n-41的值，计算流域汇流时间n--=41ψττ，计算τ值2、水利水电科学研究院的经验公式 适用于流域面积小于100km 2.32ksFQ m =洪峰流量参数K 可有下表3、公路科学研究所nm kFQ =指数n 为面积指数，当101≤≤F 时，K 值如下表梯形断面830)'(189.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=i m m nQ h ，)1(2200m m h b -+=，212'm m +=。

适用于流域面积不大于10km 2的小流域洪峰流量计算
重现期（年）
200100502010C 20.0560.0530.050.0460.044深圳地区
K P 3.05
2.74
2.42 1.988
1.661
举例：计算龙岗5km 2集雨面积，50年一遇洪峰流量Q P （m 3/s）84.18
举例：计算宝安2km 2集雨面积，10年一遇洪峰流量
Q P （m 3/s）22.24
深圳地区宝安市区及龙岗
盐田大鹏半岛深汕合作区 H 24（mm）170
180
200
220230
深圳地区
C V
一般取0.50.55
广东省洪峰流量经验公式：Q P =C 2×H 24P ×F 0.84 式中：C 2—根据重现期而定；H 24P =H 24×K P ,H 24查“广东省年最大24小时点雨量均值等值线图”，K P 根据重现期和C V 值而定(查广东省洪峰流量经验公式皮尔逊Ⅲ型曲线KP值表)，C V 查“广东省年最大24小时点雨量变差系数等值线图（C S /C V =3.5）”。

现期而定；H24P=H24
重现期和C V值而定
东省年最大24小时点
550
0.0410.05
1.326
2.59。

1、推理公式法：①洪峰流量（集雨面积小于2km 2） 洪峰流量按下式计算：Q s =式中：Q s —洪峰流量；K —径流系数，取；I —最大1h 降雨强度（mm/h ），查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》计算得5年一遇最大1h 降雨强度；11H K I P •=F —集水面积(km 2)，根据地形图及项目区实际情况确定。

②排水沟设计流量过水能力按明渠恒定均匀流计算：式中：A —过水断面面积（m 2）；C —谢才系数 ；R —水力半径（R=A/X ）；n —糙率，取n =；X —湿周；i —渠道纵坡，取%。

③洪水计算（集雨面积小于300km 2） 推理公式法基本公式：Q =ψ(S /τn )F = ψi F式中：Q —设计最大洪峰流量，m 3/s ； ψ—洪峰径流系数；i —最大平均暴雨强度，i=S/t n ；S —暴雨雨力，即最大1h 暴雨量，mm/小时； τ—流域汇流时间，小时； n —暴雨公式指数； F —流域面积，km 2。

①确定设计流域的集雨面积F ，河道长度L 以及河道比降J ； ②由流域特征系数θ计算汇流参数m 值；流域特征系数：4131F J L•=θ (3-1)当θ=1～30时，204.040.0m θ•= (3-2) 当θ=30～300时，636.0092.0m θ•= (3-3) ③设计点暴雨：由暴雨等值线图确定设计流域的暴雨特征值：6/1H 、1H 、6H 、24H 及其相应的Cv 、Cs ，并根据Cs=由皮尔逊Ⅲ型频率表查出设计频率的K p 值，算出H p ；p K H H p •= (3-4)④设计面暴雨：根据流域重心位置查得流域暴雨折减系数，并对暴雨折减系数进行修正；660.94a a =修正 (3-5) 242496.0a a =修正 (3-6)⑤计算各时段暴雨公式指数n 1、n 2、n 3以及设计频率的暴雨雨力S ；当历时t=6～24小时范围内时：⎪⎪⎭⎫⎝⎛•+=ppH H 2463lg 661.11n (3-7) 124324-•=n P P H S (3-8)当历时t=1～6小时范围内时：⎪⎪⎭⎫⎝⎛•+=p pH H 612lg 285.11n (3-9) 1626-•=n P P H S (3-10)当历时t=1/6～1小时范围内时：⎪⎪⎭⎫⎝⎛•+=ppH H 16/11lg 285.11n (3-11) 16/11)61(-•=n P P H S (3-12)⑥假定用n 3作初试计算(如属面积很小的设计流域，亦可先用n 1作试算)，算出当ψ=1的流域汇流时间t 0；当ψ=1时的流域汇流时间：nS m -⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛•=44410383.0t θ (3-13)⑦算出产流参数μ值，计算洪峰径流系数ψ值；当Cv=、Cs=、K p =时，19.0p 4.8-••=F K μ (3-14)n S0t 1.1-1μψ•= (3-15)⑧计算设计流域汇流时间t ，如果t 不是介于6～24小时，则应改用n 2或n 1并改算出相应的S ，然后从⑥起重新计算；流域汇流时间：nt --•=410t ψ(3-16)⑨用推理公式计算出设计最大流量；推理公式的基本关系式：F SQ •••=n t278.0ψ (3-17) ⑩校核：由第⑨步的最大设计流量反求m '值与由第②步确定的m 值是否十分接近。

面积比拟法计算洪峰流量洪峰流量是指在一定时间内，河流或水库中流量达到最高峰值的流量。

洪峰流量的计算对于水利工程建设和防洪减灾具有重要意义。

而面积比拟法是一种常用的计算洪峰流量的方法。

面积比拟法是一种基于流量连续性原理的计算方法。

其基本思想是将河道或水库划分为若干个断面，通过测量每个断面的水位和横截面积，计算出每个断面的流量，然后将各个断面的流量相加，即可得到整个河道或水库的流量。

这种方法的优点是计算简单、精度较高，适用于各种类型的河道和水库。

具体来说，面积比拟法的计算步骤如下：1. 划分断面：根据河道或水库的实际情况，将其划分为若干个断面。

一般来说，断面的数量越多，计算结果越精确。

2. 测量水位：在每个断面处，测量水位。

水位可以通过水位计、液压计等工具进行测量。

3. 计算横截面积：根据测量得到的水位，计算出每个断面的横截面积。

横截面积可以通过测量断面的宽度和深度来计算。

4. 计算流量：根据流量连续性原理，通过每个断面的横截面积和水位，计算出每个断面的流量。

具体计算公式为：Q=AV，其中Q表示流量，A表示横截面积，V表示流速。

5. 求和计算：将各个断面的流量相加，即可得到整个河道或水库的流量。

需要注意的是，在实际计算中，还需要考虑一些因素，如水流速度的变化、水流的非均匀性等。

这些因素会对计算结果产生一定的影响，因此需要进行适当的修正。

面积比拟法的优点在于计算简单、精度较高，适用于各种类型的河道和水库。

但是，也存在一些局限性。

例如，该方法假设水流速度在各个断面上是相同的，但实际情况下，水流速度会随着河道或水库的形状、水深、水位等因素的变化而发生变化。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行修正。

面积比拟法是一种常用的计算洪峰流量的方法，其基本思想是将河道或水库划分为若干个断面，通过测量每个断面的水位和横截面积，计算出每个断面的流量，然后将各个断面的流量相加，即可得到整个河道或水库的流量。

该方法计算简单、精度较高，适用于各种类型的河道和水库，但也存在一定的局限性，需要根据具体情况进行修正。

用EXCEL进行洪峰流量计算一、前言在水利工作中，经常需要计算设计洪水的洪峰流量，如水库的调洪演算、防洪堤的高度、拦沙坝的大小等等许许多多方面，都要知道洪峰流量的大小，推求洪峰流量一般有4种方法，一种是根据流量资料，通过频率的分析计算来求出设计洪水的洪峰流量；第二种是根据暴雨资料，通过频率计算求出设计暴雨，再通过流域的产流和汇流计算，推求出设计洪水的洪峰流量；第三种是经验公式法，利用简化的经验公式来估算设计洪水的洪峰流量；第四种是推理公式法。

在缺乏资料的小流域内，利用推理公式是推求洪峰量的主要方法。

由推理公式计算设计洪峰流量，需要计算三个方程：从以上的公式可看出，要求得洪峰流量Qm，必须求得Ψ和τ的值，而Ψ和τ互为参变，传统的方法是通过图解法和诺模图法求解，图解法需要画图，比较麻烦，诺模图法需要查图，容易出错，精度也不高。

还有没有快捷而又精准的方法呢答案是肯定的，这就是用EXCEL来计算洪峰流量。

EXCEL是我们常用的软件，其简洁的界面、丰富的函数、可编程的宏语言常常使我们事半功倍，工作轻松而更有效率。

下面就用推理公式法推求洪峰流量为例，介绍EXCEL在其中的应用。

二、计算方法为使叙述清晰易懂，下面以用编辑好的表格为例，介绍在EXCEL表格中用推理公式计算洪峰流量的方法。

见图1。

图1首先，在1至10行输入要用到的基本公式，目的是让人一目了然，了解计算的来龙去脉，也便于以后的理解。

@在14至18行输入基本数据，包括流域面积、河流长度、河道平均坡降、暴雨衰减指数、流域中心最大24小时降雨量，其中暴雨衰减指数和最大24小时降雨量可以从水文手册上查取，有条件的最好将之扫描下来，保存到表格文件的同一目录下，在计算表格中用超级链接将之链接起来，今后查算就十分方便了，再也不用东翻西找，鼠标一点超级链接就可查算。

第20至24行是计算雨力的值，最大24小时降雨量变差系数可由水文手册上查取，偏差系数一般采用变差系数的倍值，离均系数与设计频率有关，可查表计算，将离均系数表全部录入，放入另一张工作表中，见图2：图2我们一般常用的频率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇，为实现离均系数自动查算，还需要动一番脑筋，离均系数表的横列为频率，纵列是Cs值，在离均系数表的N3和N4单元格中分别填入“=推理公式法!E21”、“=100/推理公式法!F22”，在N9单元格中填入：“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(AD DRESS(4,14,)),2:2,1)))+(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1)+ 1,MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1)))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRE SS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1))))*(N3-INDIRECT(ADDRESS (MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1)))/(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(AD DRESS(3,14,)),A:A,1)+1,1))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A, 1),1)))”，这个算式的作用是用提供的频率和Cs值通过内插法得出离均系数的值，其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三个函数，其用法可以参看EXCEL的帮助。