设计洪峰流量与水位计算.ppt

第四章 设计洪峰流量与水位计算,第一节 概述一、设计洪水的意义及内容 为了保证工程安全，规划设计时，以某一标准的洪水作为防御对象，使建筑的工程遇到不超过这种标准的洪水时不会被破坏。工程规划设计中所依据的一定标准的洪水，即为设计洪水。,如何推算工程的设计洪水，涉及一个标准问题，即设计标准。设计标准定得过高，工程投资增大而不经济，但工程比较安全；设计标准定得过低，工程造价降低，但工程遭受破坏的风险增大。确定设计标准是一个非常复杂的问题。我国：SDJ12-78水利水电枢纽工程等级划分及设 计标准（山区、丘陵区部分）（试行）GB50201-94防洪标准,水工建筑物的防洪标准：,正常运用标准设计洪水：确定水库的设计洪水位、设计泄洪流量等。不超过这种标准的洪水来临时，水库枢纽一切工作维持正常状态。非常运用标准校核洪水：确定水库的校核洪水位。这种标准的洪水来临时，水库枢纽的某些正常工作可以暂时破坏，次要建筑物允许损毁，但主要建筑物必须确保安全。,防护对象的防洪标准：,设计洪水的内容：设计洪水三要素：设计洪峰流量、设计洪量、设计洪水过程线 对于桥梁、涵洞、调节性能小的水库，一般可只推求设计洪峰流量和设计水位，如葛洲坝电站，其泄洪闸以设计洪峰流量控制（Qm=110000m3/s)。对于大型水库，调节性能高，可以洪量控制，即库容大小主要由洪水总量决定。如三峡水库，拦洪库容300.2亿m3。一般水库都以峰和量同时控制。,三、设计洪水的计算途径 1.由流量资料推求设计洪水2.由暴雨资料推求设计洪水2.地区综合法推求设计洪水,第二节 由流量资料推求设计洪水一、设计洪峰流量的推求1.资料审查“三性”审查：可靠性、一致性、代表性（1）资料可靠性的审查与改正实测洪水资料：对测验和整编进行检查，重点放在观测与整编质量较差的年份。包括水位观测、流量测验、水位流量关系等。历史洪水资料：一是调查计算的洪峰流量可靠性；二是审查洪水发生的年份的准确性。,（2）资料一致性的审查与还原 所谓洪水资料的一致性，就是产生各年洪水的流域产流和汇流条件在调查观测期中应基本相同。如果发生了较大的变化，需要将变化后的资料还原到原先天然状态的基础上，以保证抽样的随机性（减少人为的干扰），和能与历史资料组成一个具有一致性的系列。例如上游建了比较大的水库，则应把建库后的资料通过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。,（3）资料代表性的审查与插补延长 当洪水资料的频率分布能近似反映洪水的总体分布时，则认为具有代表性；否则，则认为缺乏代表性。实际工作中要求连续实测的洪水年数一般不少于2030年，并有特大洪水加入。当实测洪水资料缺乏代表性时，应插补延长和补充历史特大洪水，使之满足代表性的要求。插补延长主要是采用相关分析的方法。,2、选样 河流上一年内要发生多次洪水，每次洪水具有不同历时的流量变化过程，如何从历年洪水系列资料中选取表征洪水特征值的样本，是洪水频率计算的首要问题。目前采用年最大值法选样：即从资料中逐年选取一个最大流量组成洪峰流量。,在洪水资料审查中，样本的代表性要求洪水系列长2030年，并有特大洪水加入。那么下面主要讲什么是特大洪水、为什么要加入特大洪水、加入特大洪水进入后如何进行处理等问题,3、特大洪水的处理(1)什么是特大洪水?特大洪水是指实测系列和调查到的历史洪水中，比一般洪水大得多的稀遇洪水。历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供查证,所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水.特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以发生在实测流量期之外,前者称资料内特大洪水,后者称资料外特大洪水(历史特大洪水).,历史调查期,实测期,QN,QN,资料内特大洪水,资料外特大洪水(历史特大洪水),一般 时，QN可以考虑作为特大洪水处理。,历史调查期,实测期,（2）为什么要考虑特大洪水？目前我们所掌握的样本系列不长，系列愈短，抽样误差愈大，若用于推求千年一遇、万年一遇的稀遇洪水，根据就很不足。如果能调查到N年（Nn）中的特大洪水，就相当于把n年资料展延到了N年，提高了系列的代表性，使计算结果更合理、准确。,（3）考虑特大洪水时经验频率的估算 加入特大洪水后，资料系列的特征：1）连序系列和不连序系列：,缺测,所谓“连序”与“不连序”，不是指时间上连续与否，只是说所构成的样本中间有无空位。,所以特大洪水加入系列后，样本成为不连序系列，其经验频率和统计参数的计算与连序系列不同。这样就要研究有特大洪水时的经验频率和统计参数的计算方法，称为特大洪水处理。考虑特大洪水时经验频率的计算基本上是采用将特大洪水的经验频率与一般洪水的经验频率分别计算的方法。目前国内有两种计算特大洪水与一般洪水经验频率的方法：独立样本法、统一样本法。,设：N 历史调查期年数：n 实测系列的年数；l n年中的特大洪水项数；a N年中能够确定排位的特大洪水项数（含资 料内特大洪水l项）；m 实测系列在n中由大到小排列的序号，m=l+1，l+2，.，n；Pm 实测系列第m项的经验频率；PM 特大洪水第M序号的经验频率，M=1,2,.,a,N,n,a项特大洪水M=1,2,.,a,实测期内特大洪水，l项,.,.,T,Q(m3/s),.,.,实测一般洪水，n-l项m=l+1,l+2,.,n,缺测,2）独立样本法 把实测一般洪水系列与特大洪水系列都看作是从总体中独立抽出的两个随机连序样本，各项洪水可分别在各个系列中进行排位，实测系列的经验频率仍按连序系列经验频率公式计算：,特大洪水系列的经验频率计算公式为：,当实测系列中含有特大洪水时，虽然这些特大洪水提到与历史特大洪水一起排序，但这些特大洪水亦应在实测系列中占序号，即实测系列的排序为m=l+1,l+2,.,n。,3）统一样本法 将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列，作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在历史调查期N年内统一排位。特大洪水的经验频率仍采用下式,(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为：,a项特大洪水M=1,2,.,a,实测期内特大洪水，l项,.,.,P,Q(m3/s),.,Pm,PM,实测一般洪水，n-l项m=l+1,l+2,.,n,.,PMa,1-PMa,上述两种方法，我国目前都在使用。一般说，独立样本法把特大洪水与实测一般洪水视为相互独立，这在理论上有些不合理，但比较简单。在特大洪水排位可能有错漏时，因不互相影响，这方面讲则是比较合适的。当特大洪水排位比较准确时，理论上说，用统一样本法更好一些。,例6-1某站自19351972年的38年中，有5年因战争缺测，故实有洪水资料33年。其中1949年为最大，并考证应从实测系列中抽出作为特大值处理。另外，查明自1903年以来的70年间，为首的三次大洪水，其大小排位为1921、1949、1903年，并能判断在这70年间不会遗漏掉比1903年更大的洪水。同时，还调查到在1903年以前，还有三次大于1921年的特大洪水，其序位是1867、1852、1832年，但因年代久远，小于1921年洪水则无法查清。现按上述两种方法估算各项经验频率。,n=33,N1=70,N2=141,1921,1949,1903,1949,1921,1867,1852,1832,1972,1903,1832,1935,独立样本法：,1852年,1832年,1921年,1867年,调查期N2=141：,统一样本法：,同独立样本法,独立样本法：,1949年,1903年,1921年 已抽到上面排序,调查期N1=70：,统一样本法：,独立样本法：,1940年,1968年,1949年 已抽到上面排序,实测期n=33：,统一样本法：,.,.,.,（4）考虑特大洪水时统计参数的确定矩法：假设系列中n-l年的一般洪水的均值为xn-l、均方差为n-l，它们与除去特大洪水后的N-a年总的一般洪水系列的均值xN-a、均方差N-a相等，即:,xj特大洪水；xi一般洪水,则可导出：,Cs值：对于Cv0.5的地区，Cs=(34）Cv；对于0.51.0的地区，Cs=(23）Cv；此外，还可以采用权函数法来估计 Cs。,T=1天,T=5天,T=3天,t(d),Q(m3/s),Qm,W1,W5,W3,二、设计洪量的推求,1.洪量的选样年最大值法：最大1天洪量系列：W11、.、W1n最大3天洪量系列：W31、.、W3n最大7天洪量系列：W71、.、W7n最大30天洪量系列：W301、.、W30n最大90天洪量系列：W901、.、W90n2.洪量资料的插补延长峰量相关与参证站的洪量相关由暴雨资料插补延长,三、设计洪水过程线的推求 目的：以确定建筑物的规模尺寸等。定义：设计洪水过程线是指具有某一标准的洪水过程线。方法：从实测资料中选取典型洪水过程线，按设计洪峰、洪量放大，即得设计洪水过程线。同频率放大、同倍比放大,1、典型洪水的选择 影响因素：1）洪水（尤其是特大洪水）的形成规律和天气条件；2）洪水过程，如大洪水出现的时间、季节、峰型（单峰、双峰或连续峰）、主峰位置、洪水上涨历时、洪量集中程度等。原则：1）峰高量大，接近设计条件下的稀遇洪水；2）代表性（季节、地区组成、洪峰次数、峰量关系）；3）对过程不利（峰型集中、主峰靠后、与下游洪水遭遇）。,2、按典型放大（1）同倍比放大1）按洪峰控制的放大倍比：2）按洪量控制的放大倍比：,特点：用同一放大倍比放大典型过程。注意：1.用峰控制还是用量控制，要看峰、量哪个其主要作用；2.设计洪水过程线的峰或量偏离设计值。“以峰控制”，则洪峰等于设计值，洪量不一定等于设计值；“以量控制”，则时段洪量等于设计值，而洪峰不一定等于设计值。,（2）同频率放大（峰量同频率放大法）洪峰放大倍比：最大1天洪量放大倍比：最大3天洪量除最大1天以外，其余两天的放大倍比：,特点：放大后的过程线，其洪峰流量和各时段的洪量都符合同一设计频率。注意：1.时段划分，不宜过多，一般以3段或4段为宜；2.对于放大后过程线的不连续现象，可徒手修匀，修匀后仍应保持洪峰和各时段洪量等于设计值。,四、计算成果的合理性检验（1）检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时之间的关系；历时增长，均值增大，Cv、Cs一般减小。,P,Q W,7d,5d,3d,(2)根据上下游、干支流及邻近地区各河流洪水频率分析成果进行比较。从上游到下游，均值增大、模数减小,P,W,3d（下游站、干流站）,3d（上游站、支流站）,（3）与暴雨频率分析结果进行比较 一般洪水径流深应小于相应天数的暴雨深，而洪水的Cv值大于相应暴雨量的Cv值。,第三节 由暴雨资料推求设计洪水,原因：1.中小流域常常流量资料不足或代表性差，无法直接用流量资料推求设计洪水，需用暴雨资料。2.人类活动对径流的影响，破坏了洪水资料系列的一致性。3.为了对比论证设计成果的合理性。4.无资料地区小流域的设计洪水5.可能最大降水/洪水,主要内容：1.推求设计暴雨。根据实测暴雨资料，用频率分析和典型放大法求得。2.推求设计净雨。设计暴雨扣除损失。2.推求设计洪水。由求得的设计净雨，进行流域汇流计算（单位线）推求设计洪水过程。注意：由暴雨资料推求设计洪水，其基本假定是设计暴雨与设计洪水是同频率的。但这一假定在很多情况下并不成立。,一、计算设计暴雨 1.设计暴雨量计算（1）流域暴雨资料充分时（直接法）：雨量站多、分布较均匀、各站又有长期的同期资料、能求出比较可靠的流域平均雨量时，就可直接选取每年指定统计时段的最大暴雨量，进行频率计算求得设计暴雨量。,暴雨资料的收集暴雨资料的审查日雨量资料、自记雨量资料、分段雨量资料可靠性、代表性、一致性。统计选样 年最大值法,暴雨量频率计算：适线法：经验频率（期望值公式）、线型（P型）。Cv0.6，Cs3.0Cv；Cv0.45，Cs4.0Cv 一般地区Cs3.5Cv。设计面暴雨量计算成果合理性检验：1.比较统计参数，随面积增大而逐渐减小。2.直接法计算结果与间接法计算结果比较。3.与邻近地区的特大暴雨历时、面积、雨深资料比较,（2）流域暴雨资料不足时（间接法）：雨量站稀少、或观测系列甚短，或同期观测资料很少甚至没有，无法直接求得设计面暴雨量，可先求流域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过暴雨点面关系，求相应的设计面暴雨量。1）设计点雨量的计算 设计点雨量是要推求流域中心的设计点暴雨量。如果流域中心或附近有雨量站，且有长系列观测资料，可采用频率计算方法直接计算。实际上很少这种情况，一般是求出流域各站的设计点暴雨，绘制设计点暴雨量等值线土，插值出流域中心的设计点暴雨量。,2）设计面暴雨量的推求流域中心雨量与流域面雨量的关系（定点定面关系）固定点：长系列资料的雨量站（流域中心或附近）固定面：设计流域（比较多和分布均匀的雨量站）选若干次大暴雨，求出若干个某时段暴雨量的0值，加以平均，作为点面折减系数。用所求得的各时段设计点暴雨量，乘以相应的点面折减系数，就可得出各种设计时段设计面暴雨量。,暴雨中心点面关系（动点动面关系）：以暴雨中心点雨量与各等雨量线包围面积上的面雨量间的相关关系。由于暴雨中心的位置和暴雨分布不尽相同，是变化的，所以称为动点动面关系。注意：由于大中流域点面雨量关系一般都很微弱，应尽可能的采用直接法计算设计面暴雨量。,2、设计暴雨过程的确定 典型暴雨同频率控制缩放（1）典型暴雨的选择和概化条件：代表性出现次数较多，分配形式接近多年平均和常遇情况。对工程不利暴雨核心部分偏后，形成的洪峰也偏后，对水库安全影响较大。在缺乏资料时，可引用水文手册中的概化的典型雨型。,（2）缩放典型过程，计算设计暴雨过程,二、计算设计净雨 设计暴雨扣除相应的损失，即得设计净雨。径流系数法 暴雨径流相关图法 蓄满产流模型法 初损后损法,1.径流系数法：=Rs/P,A,E,G,B,C,H,I,D,t(h),Q(m3/s),F,深层地下径流（基流）,前期洪水未退完的部分,本次降雨形成的径流过程,2.降雨径流相关图法降雨与净雨（径流）之间的相关关系图（净雨深等于径流深）影响因素（相关变量）：降雨量径流深流域干湿程度降雨历时降雨发生的年份,（1）流域干湿程度的定量计算1）前期流域蓄水量W：流域蓄水容量对于流域中某一地点：长期无雨，土壤十分干燥，W=0;土壤充分湿润，该点的蓄水容量；显然，该点的实际蓄水量在0 之间变化。又注意：流域上各点的蓄水容量 使不同的，可从零变化到点最大蓄水容量。其平均值以 表示，称流域蓄水容量。流域蓄水容量：80120mm,流域的实际需水量在0 之间变化，可以根据流域影响土层的水量平衡方程推求：,2）前期影响雨量Pa的计算公式,如果第t日内有降雨Pt，但未产流，则,如果第t日内有降雨Pt并产生径流Rt，则,注意：PaWm，若计算出PaWm，则取Pa=Wm。,K6=1-5.6/100=0.944,Pa=0.944*(100+14.7)=108.3WM(100),Pa=0.944*100=94.4,K7=1-6.8/100=0.932,Pa=0.932*89.1=83.0,Pa=0.932*83.0=77.4,Pa=0.932*(77.4+20.2=90.9,（2）降雨径流相关图法每场降雨过程流域的面平均雨量 相应产生的径流量 影响径流形成的主要因素,相关分析，建立相关图,Pa、W、降雨历时等,在我国湿润和半湿润地区最常用的是PPaR三变量相关图,降雨相关图的规律：1）P相同，Pa越大，损失越小，R越大，故Pa等值线的数值自左向右增大。2）Pa相同时，P越大，损失相对于P越小，径流系数越大，PR线的坡度随P的增大而减缓，但不应小于45。,降雨径流相关图也可简化为P+Pa R 关系,（3）推求设计净雨过程1）确定设计暴雨的前期影响雨量Pa,p 折算法：洪水标准较低时，取较小值；反之，取较大值。同频率法：,p=2%的6h设计暴雨p2%=130.0mm,两时段降雨：P1,3h=49mm P2,3h=81mm,降雨开始时：Pa,p=60mm,由 P1=49mm,查得R1=20.0mm。,（49mm),由 P1+P2=130mm,查得R1+R2=80.0mm。,(130mm),则第二时段净雨为R2=80-20=60mm,3.蓄满产模型法 蓄满产流：赵人俊等人提出，包括用PW0 R关系计算净雨过程，确定稳定下渗率和划分地面、地下净雨的方法。该法现已成为我国湿润地区产流计算的一种重要方法。“蓄满产流”是指包气带土壤含水量达到田间持水量之前不产流，这时称为“未蓄满”，此前的降雨全部被土壤吸收，补充包气带缺水量。包气带土壤含水量达到田间持水量时，称“蓄满”，蓄满后开始产流，此后的降雨扣除雨期蒸散发后全部形成净雨。,因为只有在蓄满的地方才产流，所以产流期的下渗为稳定下渗率fc。,下渗的雨量形成地下径流，超渗的雨量成为地面径流。,蓄满产流以满足包气带缺水量为产流控制条件。就流域中某点而言，蓄满前的降雨不产流，净雨量为零；蓄满后才产流，产流量（总净雨量）可以很简单地用下面的水量平衡方程计算：,由于流域上不同的点，蓄满有早有晚，产流有先有后，所以还要考虑降雨开始时流域的蓄水分布情况（即流域蓄水容量分布曲线），求得各点缺水量在流域上的分布，与上式合解，得流域的净雨深R。,对于,对于,地面地下径流（净雨）的划分 上面求的是总径流R，包括地面径流RS和地下径流RG，需要划分开，以便分别进行汇流计算。蓄满产流是在包气带蓄满后才产流，此时的下渗率为稳定下渗率fc。当雨强ifc时，（i-fc）形成地面径流，fc形成地下径流。对于一场降雨，产生的地下径流总量为：,超渗雨时段,非超渗雨时段,上式表明只要知道流域的fc，就可以把时段产流量划分为地面、地下两部分。推求fc可以利用实测的降雨径流资料，计算本次降雨的径流过程，并分割出相应降雨过程的地面和地下径流过程，加上相应的蒸散发过程，由上式反推.,已知t=6h，RG=38.1mm（由流量过程线分割得到）,先假设fc=2.0mm/h，有：,再设fc=1.6mm/h，有：,与38.1mm相近，因此，确定该场洪水的fc=1.6mm/h。,4.初损后损法 在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深，流域的包气带很厚，缺水量大，降雨过程中的下渗的水量不易使整个包气带达到田间持水量，所以不产生地下径流，并且只有当降雨强度大于下渗强度时才产生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。关键是确定流域下渗的变化规律。,1.降雨初期到出现超渗产流，这一阶段称为初损阶段，历时为t0。降雨全部损失I0。2.产流以后的降雨期为后损阶段，损失减小。损失按f来计算。fts+P,t0,t0,tr,t,I0,P,fts,平均下渗能力f,初损量I0的确定：对于小流域，径流过程的起涨点以前的累积雨量可以作为初损的近似值。对于大流域则要考虑流域内各雨量站至流域出口断面汇流时间不同的问题。分别确定各自的产流开始时刻，再确定初损。,平均后损率f 一次降雨形成的径流深Rs:因此：,平均下渗能力f,t0,t0,tr,t,I0,P,fts,三、设计洪水计算 设计暴雨 产流 设计净雨 汇流 设计洪水过程,设计洪水过程,地面汇流：地面净雨经过地面汇流计算，求得出口的地面径流过程。地下汇流：地下净雨经过地下汇流计算，求得出口的地下径流过程。,流域汇流计算：等流时线、经验单位线、瞬时单位线、地貌单位线等。,1.经验单位线（谢尔曼单位线）（1）单位线基本概念 在给定的流域下，单位时段内均匀分布的单位地面（直接）净雨 量，在流域出口断面形成的地面（直接）径流过程线，称为单位线。单位净雨量（径流深）一般取为10mm。单位时段t可取1、3、6、12等，依流域大小而定。一般 t=(1/21/3)tr,时间h,10mm,流量m3/s,t,时间h,10mm,流量m3/s,t,倍比假定：如果单位时段内的净雨不是一个单位而是k个单位，则形成的流量过程是单位线纵坐标的k倍。,时间h,19.7mm,流量m3/s,t,Qm,Qm,Qm19.7/10,Q19.7/10,Q,k,叠加假定：如果净雨不是一个时段而是m个时段，则形成的流量过程是各时段净雨形成的部分流量过程错开相加。,时间h,流量m3/s,Q1,Q2,Q3,Q1+Q2+Q2,0,0,0,0,单位线修正：单位线径流深是否等于10mm、是否光滑、单位线历时是否为：Tq=T-Ts+1等。,(3）单位线时段转换 单位线应用时，往往因实际降雨历时和已知单位线的时段长不相符合，不能任意移用；在对不同流域的单位线进行地区综合时，各流域的单位线也应取相同的时段长才能综合。例如，降雨记录只有四段制的，即每6小时观测一次，由此可分析得6h单位线，但实际上则需3h的单位线，就要将6小时单位线转换为3小时单位线。最常用的方法是S曲线法。,S(t)-S(t-t)是t时段净雨强度为 10/t0的净雨形成的地面径流过程线（h=5mm），根据倍比假定，则有：,（4）单位线存在的问题及处理方法1.净雨强度对单位线的影响 2.暴雨中心位置的影响,（5）应用单位线推求设计洪水过程,2.瞬时单位线法 瞬时（无限小）的时段内，流域上降一个单位的地面净雨（水量）在出口断面形成的地面径流过程线u(0,t)或u(t)。也符合倍比和叠加假定。（1）瞬时单位线的基本概念,n、k减小，单位线的洪峰增高，峰现时间提前；n、k增大，峰减低，峰现时间推后。,(2)瞬时单位线转换为时段单位线,根据n、k查附表2，绘制S曲线。,t内流域上以净雨强度iQ=1落下的水量（t iQ=t 1）在出口形成的流量过程线。,推求时段单位线：倍比假定,（3）由实测雨洪资料确定参数n、k,（4）瞬时单位线参数的非线性问题 经验表明，一个流域的n值比较稳定，可取为常数。瞬时单位线的一阶原点矩m1（=nk）则与平均净雨强度有比较好的非线性关系，即：则可根据设计净雨强度，求K值：,某水文站实测有1938年至1992年最大洪峰流量资料，其中最大的五年洪峰流量依次为28400m3/s，13200m3/s，9850 m3/s，8560 m3/s，8450 m3/s。另外，调查到1927年发生一次洪峰为32000 m3/s是1856年以来最大一次洪水，1856年至1938年间其余洪水的洪峰流量均在15000 m3/s以下，试用统一样本法计算上述六项洪峰流量的经验频率。,第四节 小流域设计洪水计算,特点：1.一般无水文资料（径流、降雨等）；2.面积小，自然地理条件趋于单一，允许作适当的简化。例如假定短历时的设计暴雨时空分布均匀。3.小流域分布广、数量多。在基本保持精度的基础上，计算方法力求简便（水文手册）。方法：推理公式法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法、综合单位线法。设计暴雨 产流 设计净雨 汇流 设计洪水过程,一、小流域设计暴雨计算1.按水文手册中绘制的暴雨参数等值线图，查算出统计历时的流域设计雨量，如24h设计暴雨量等。2.将统计历时的设计雨量通过暴雨公式转化为任一历时的设计雨量。3.按分区概化雨型或移用的暴雨典型同频率控制放大，得设计暴雨过程。,1.统计历时的设计暴雨计算依据：各种统计历时点雨量的均值和Cv等值线图、分区的Cs/Cv值。例如：湖北省（1986）暴雨径流查算图表中，就提供了7d、3d、24h、6h、1h及10min 的暴雨等值线图，Cs/Cv全省统一用3.5。,2.用暴雨公式计算任一历时的设计雨量固定历时的设计雨量暴雨公式任一历时的设计雨量依据：暴雨强度（或雨量）随历时的变化规律。短历时暴雨公式：,3.设计面雨量计算：点面关系图表4.设计暴雨时程分配：,二、推理公式法计算设计洪峰流量T，全面汇流造峰：T，部分汇流造峰：,2.某历时设计地面净雨深及平均净雨强度的计算,TTB,TTB,3.汇流参数m的确定m是流域汇流中反映水力因素的一个指标，与流域坡面及河道糙率、河道断面形状、坡面汇流占流域汇流的比重等有关。,4.解算设计洪峰流量（1）试算法 T T,(2)图解法,三、经验公式法计算设计洪峰流量四、综合瞬时单位线法推求设计洪水过程 根据地区内其他中、小流域实测暴雨径流资料分析单位线，建立决定单位线形状的一些要素（例如瞬时单位线的n、k值）与流域特征和暴雨特征的综合关系称综合单位线。在无资料的中、小流域上，只要知道它的流域特征和设计暴雨，便可通过这种地区综合关系得到它的单位线要素，从而求得它的单位线，这样的方法称为综合单位线。,综合时段单位线和综合瞬时单位线1.综合瞬时单位线的基本概念 不直接综合n、k，而是综合n、k有关的参数m1、m2，或综合m1、n。m1=nk m2=1/n m1为瞬时单位线的一阶原点矩，习惯上称为单位线的滞时。,m1、m2主要随平均净雨强度和流域特征的影响，如何建立它们之间的关系？首先考虑净雨强度的影响，求标准化参数（一般是平均净雨强度为10mm/h相应的 m1，记为 m1，10）。其次再建立 m1、m2与流域特征之间的关系。当这些关系建立后，便可以推求无资料流域的单位线。,2.m1、m2的标准化与的地区综合（四川第一水文分区）3.m1，10及n（或m2）的地区综合：四川第一水文分区：,第五节 桥位断面设计洪峰流量及水位的推求,选定桥位断面为小流域出口断面，采用小流域设计洪水方法推求。有水文站资料时，桥位与水文站不在同一个位置，则需要将水文站的设计洪水结果进行修正，转换为桥位断面的设计洪水。常用方法有：面积比法或面积-雨量（或净雨）比法。,1.面积比法：当FB、F相差不足5%时，可以直接移用，不必修正。2.面积-雨量（或净雨）比法,3.桥位断面设计洪水位（1）水位频率法 频率计算方法或水位流量关系推求（2）水位相关法 水文站与桥位水位相关图推求（3）水面比降法 利用水文站与桥位断面之间河段的水面比降，将水文站的设计水位转换为桥位断面的设计水位。（4）水位流量关系法 建立桥位断面的水位流量关系，将设计洪峰流量转换为设计水位。由实测资料建立或由水力学方法绘制水位流量关系图,