浙江省推理公式法计算设计洪水

基于流量-面积比值的小流域设计洪水r计算方法对比研究叶永东【摘要】为了对小流域洪水设计过程中常用的推理公式法、分布式模型法和地区瞬时单位线法的适用性进行探讨,本文以浙江省宁波市甬江地区水系为研究对象,利用洪峰流量流域面积比值参数,对设计洪水分别采用3种方法进行计算,然后将各计算结果分别与宁波市洪峰流量100年一遇实测值进行对比分析.研究表明:推理公式法适用于面积小于10km2的流域,其假定条件均与流域的产、汇流条件相符,计算结果更加真实可靠;对于面积大于100km2的流域,采用不同方法的计算结果与实测结果表现出不同程度的偏差,而分布式模型法的计算准确性相对较高;对于面积为10～100km2的流域,其坡度较为平缓、河道较长,水动力在空间上可视为均匀分布态,采用地区瞬时单位线法和分布式模型法进行洪水设计较为合理,而后者的计算精确性更好.本文的研究成果有利于提高洪水设计计算法的适用性和准确性,并可为洪水设计方法的选择提供一定的数据支撑和决策依据.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】6页(P35-40)【关键词】流量面积比值;洪水设计;小流域;计算方法【作者】叶永东【作者单位】浙江省围海建设集团股份有限公司, 浙江宁波 315040【正文语种】中文【中图分类】TV122山洪是指具有破坏力大、暴涨暴落特征的强大快速的地表径流，往往发生在周期性流水的荒溪或面积较小的溪沟内，可引起山塘、水坝等水利设施的崩溃和道路桥梁的破坏，甚至可形成山洪灾害并造成人员财产的伤亡和损失。

山洪灾害经常发生在面积小于200km2的流域，因该特征流域的水文资料相对缺少，进而造成无法采用长时间序列的水文资料对洪水设计进行计算和预测。

当前，对小流域面积进行洪水设计的主要方法有推理公式法、分布式模型法和地区瞬时单位线法[1]。

分布式模型法是结合区域水文地形资料，按照土壤水径流、地下水径流和截流等多个径流的汇流特点将流域划分为若干个子流域计算单元，并沿各子单元逐级向流域的出口进行演算。

应用推理公式求解小流域设计暴雨洪水(图解法)仅供内部参考使用编者：陆雪华2011.10.20为了统一和方便大家在应用推理公式求解小流域设计暴雨洪水，编者根据SL44-2006《水利水电工程设计洪水计算规范》有关要求及2005版《浙江省短历时暴雨集》推举设计暴雨点，面雨量。

暴雨衰减系数等计算方法，编写了本市水 利水电工程应用0.2780.278pm nS hQ FF ψττ==推理公式图解设计洪峰流量及其相应汇流时间τ计算一文，供同志们设计时参考使用，在应用过程中若发现有错误及不解之处请及时与本人联系以便修正和解释。

本文尽供本院内使用，切勿外传。

编者：陆雪华2011.10.20应用0.278pm nS Q F ψτ=推理公式图解Q m ，τ值式0.278pm nS Q F ψτ=，它与其它推理公式如0.278m Q F a a τ-=，0.278m hQ Fτ=计算原理是一样的，只不过是表现形式有所不同，今求证如下:在全面汇流(t B >t)情况下，式0.278m hQ Fτ=中h 是代表相应于τ时段的最大净雨，它也可用R τ来表示，因此0.278=0.278m R h Q FFτττ=。

而式_0.2780.278m R Q FF a a τττ==，参见《长江流域规划办公式水文处编写：（水利工程实用水文水利计算一书）P 70页式（2-85）》。

式_0.278m Q F a a τ=中：a 为洪峰径流系数，它与式0.278pm nS Q F ψτ=中ψ意义相同，只是使用符号不同而已，因此a ψ=。

_a τ为τ时段内最大（毛）雨量的平均强度，其值为_pna S ττ=，所以：0.2780.278pm nS Q F a a F τψτ-== (1)现就利用公式（1）图解计算设计洪峰流量Q m 及相应汇流时间τ举例如下，供大家设计时参考。

例:某工程流域面积21.13km F =,主流长 1.682km L =,平均坡度j 0.165=,求其20年一遇及200年一遇设计洪峰流量Q p 及相应汇流时间τ。

设计频率的模比系数即Kp值查询
汇流参m表
，如大于150mm
降雨历时为24小时的迳流Array 1、优点：本方法计算公式为简化小流域推理公式，计算结果与原型公式比较，产生的
应用方便。

2、使用说明：输入流域面积F、干流长度L、河道平均坡降J、暴雨递减指数历时24小时的降雨迳流系数а24，即可自算出相应频率的洪峰流量和洪水总量。

3、汇、表2中查取。

4、先取n=n1(τ≤1），求出一个洪峰流量Q p和τ，当计算的τ≤1时，当设τ≤1，算出的τ＞1，再设τ＞1，计算出τ＞1时，可取n=(n1+n2)/2，再进行计算见I12
数即Kp值查询表(Cs=3.5Cv)
汇流参数m表
70~150mm，如大于150mm时m值略有减小，小于70mm时m值略有增加。

Ф=L/J(1/3)
为24小时的迳流系数
结果与原型公式比较，产生的误差最大不超过百分之一，可直接求解，省去联解过程，道平均坡降J、暴雨递减指数n、n1、n2、年最大24小时降雨量均值H24、模比系数K P和流量和洪水总量。

3、汇流参数m和历时24小时的降雨迳流系数а24值，均可从表1和τ，当计算的τ≤1时，洪峰流量Q p即为所求。

如τ＞1，则应取n=n2重新计算。

p
可取n=(n1+n2)/2，再进行计算。

5、tc>24时D8中的u值为D11中的值，洪峰流量结果。

0.027621327
设计频率的模比系数即Kp 值查询
汇流参
m 表
，如大于150mm
降雨历时为24小时的迳流 1、优点：本方法计算公式为简化小流域推理公式，计算结果与原型公式比较，产生的
应用方便。

2、使用说明：输入流域面积F、干流长度L、河道平均坡降J、暴雨递减指数时24小时的降雨迳流系数а24，即可自算出相应频率的洪峰流量和洪水总量。

3、汇流表2中查取。

4、先取n=n1(τ≤1），求出一个洪峰流量Q p和τ，当计算的τ≤1时，洪设τ≤1，算出的τ＞1，再设τ＞1，计算出τ＞1时，可取n=(n1+n2)/2，再进行计算。

I12
数即Kp值查询表(Cs=3.5Cv)
汇流参数m表
70~150mm，如大于150mm时m值略有减小，小于70mm时m值略有增加。

Ф=L/J(1/3)
为24小时的迳流系数
结果与原型公式比较，产生的误差最大不超过百分之一，可直接求解，省去联解过程，道平均坡降J、暴雨递减指数n、n1、n2、年最大24小时降雨量均值H24、模比系数K P和历量和洪水总量。

3、汇流参数m和历时24小时的降雨迳流系数а24值，均可从表1、τ，当计算的τ≤1时，洪峰流量Q p即为所求。

如τ＞1，则应取n=n2重新计算。

当取n=(n1+n2)/2，再进行计算。

5、tc>24时D8中的u值为D11中的值，洪峰流量结果见
0.303295
.
1462
0.002284
0.00128 0.231。

推理公式法计算设计洪峰流量推理公式法就是基于暴雨形成洪水得基本原理推求设计洪水得一种方法。

1、推理公式法得基本原理推理公式法计算设计洪峰流量就是联解如下一组方程)6.7.8(278.0)5.7.8(,278.0)4.7.8(,278.04/13/11mc cn cp m c n p Q mJ L t F t t SQ t F S =<⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=≥⎪⎪⎭⎫⎝⎛--τττμτμτ便可求得设计洪峰流量Q ｐ，即Q m ，及相应得流域汇流时间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得流域,需查有关图集。

从公式可知，洪峰流量Ｑｍ与汇流时间τ互为隐函数，而径流系数ψ对于全面汇流与部分汇流公式又不同,因而需有试算法或图解法求解.1、 试算法该法就是以试算得方式联解式（８。

7．４)(8、7、5）与（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，确定流域得几何特征值Ｆ、L 、J ,设计暴雨得统计参数(均值、ＣV 、C ｓ / ＣV ）及暴雨公式中得参数n (或ｎ1、ｎ2)，损失参数μ及汇流参数ｍ。

③ 将F 、Ｌ、J 、R B 、T B 、m 代入式（８。

7．4）(8、7、5）与（8、7、6)，其中仅剩下Q m 、τ、R s,τ未知,但R s ，τ与τ有关，故可求解.④ 用试算法求解。

先设一个Ｑm ,代入式（８.７.6）得到一个相应得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 ,若与假设得一致（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。

２、 图解交点法该法就是对（8。

7。

（安全生产）浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲（试行）（浙水管〔2003〕9号）一总则1为适应我省中小型水库大坝安全鉴定（技术认定）工作的需要，保证鉴定（技术认定）工作的质量，规范中小型水库大坝安全鉴定（技术认定）的技术工作内容、方法及标准并使其具有较强的可操作性，根据《水库大坝安全管理条例》、《水库大坝安全鉴定办法》、《水库大坝安全评价导则》和《浙江省小型水库大坝安全技术认定办法》（以下简称《管理条例》《鉴定办法》《评价导则》和《认定办法》），制定本大纲。

2本技术大纲适用于我省已建一般中型水库和特别重要小型水库3级坝的安全鉴定及小型水库4、5级坝的安全认定。

中型及特别重要小型水库3级坝的安全鉴定工作应符合《鉴定办法》、《评价导则》等规程规范的要求。

本大纲所称水库大坝包括永久性挡水建筑物以及与大坝安全有关的泄洪、输水建筑物和金属结构与电气设备等。

3本大纲对大坝防洪标准、结构安全、渗流安全、金属结构及电气设备安全以及工程质量和运行管理等的复核或评价的要求和方法作了规定。

4大坝安全评价应根据国家现行有关规范，按水库大坝目前的工作条件、荷载及运行工况进行复核与评价。

基本查明大坝建筑物质量，所选取的计算参数应能代表大坝目前性状，必要时可通过钻探（挖坑）试验获得。

5对水库大坝安全要求做到全面评价，重点突出。

对有安全监测资料的水库大坝，应从监测资料入手，了解大坝性状。

6对于中型及重要小型水库大坝应按第3条所列的项目按本技术大纲的规定和要求做出复核或评价，编写专项报告，再综合各专项报告编写总报告；对一般小型水库大坝按本大纲要求编写技术认定综合评价报告。

复核或分析所采用的资料和数据应准确可靠，结论应明确合理。

水库管理单位应按《评价导则》的规定，编写水库大坝安全现场自查和运行管理报告。

水库管理单位应委托有相应水利水电资质的单位按《评价导则》的规定编写防洪标准复核、结构安全评价和渗流安全评价等专题报告。

Hp(mm)时间Hp(mm)集雨面积8.003Km2主流长度 4.395Km 坡度i 0.0484名称符号单位数值年最大24h 降雨均值H 24均mm108.000变差系数C V 0.510偏态系数C S 3.5005年一遇10年一遇20年一遇50年一遇暴雨衰减指数　n 0.6970.6970.6970.6970.697稳渗μmm/h 2.0001111流域面积F km 28.008.008.008.008.003河道主流长度L km4.40 4.40 4.40 4.40 4.395河道平均坡降J 0.04840.04840.04840.04840.0484下垫面类型 3.0003333设计频率P2%20%10%5%2%设计洪峰流量Q m 3/s 190.13384.010261111.2107138.9109176.993264年最大24h 降雨量设计值H 24P mm 179.388143.208179.388214.704261.360设计雨力S P mm/h 68.57654.74568.57682.07799.912产流时间t c h 28.62655.99277.338100.069132.663计算系数θ12.06012.06012.06012.06012.060汇流参数m 0.7700.6750.6750.6750.675汇流时间τh 1.173 1.641 1.530 1.447 1.362判别条件ΔQ ＝0m 3/s58.0890.0000.0000.0000.000设计洪峰流量Q(m3/s)176.9933138.9109111.2107584.01026洪峰模数(m3/s/km2)22.1217.3613.9010.50n0.4540.6850.69725.23667.080117.931179.388设计暴雨重现期5年10min 1h 6h 24h 72hn0.4850.7060.697小流域洪水计算（推理公式法）地点集雨面积主流河长(M)河道比降22.06855.55694.146143.2085年一遇梅岐乡堤防8.00 4.400.05参数50年一遇20年一遇10年一遇Q_m=0.278(S_p/τ^n -μ)F。