山东省大中型水库防洪安全复核洪水计算办法.doc

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1、山东省大中型水库防洪安全复核洪水计算办法（78）鲁水勘字第12号关于按照全国可能最大暴雨等值线图进行大中型水库防洪安全复核的通知烟台、昌潍、泰安、济宁、临沂、惠民地区水利局（水利指挥部），淄博、枣庄水利局、崂山、历城县水利局：一九七五年八月河南发生特大暴雨以后，水电部在郑州召开了全国防汛和水库安全会议。会议要求水电部和中央气象局共同编制全国可能最大暴雨等值线图（以下简称等值线图），作为核算全国水库保坝洪水的依据。在未编出以前各省应参照河南发生的特大暴雨制定本省的洪水计算办法，作为水库加固的依据，七六年在张店召开了水库保安全设计会议，拟定了水库保坝洪水计算办法。二年来，全省大中型水库据以进行了规

2、划，大部分进行了施工，大大提高了水库抗洪能力。今年一月水电部、中央气象局联合发出了全国可能最大暴雨等值线图（试用稿），要求各地试用。我局为应用此项全国统一的可能最大暴雨资料，编写了山东省大中型水库防洪安全复核洪水计算办法（试用稿）以下简称办法（试用稿）。并邀请有关专家有关地区水利局同志进行了核算、讨论。大家同意这个办法。现随文转发，见附件（一）。一九七六年二月全省水库保安全设计会议制定的“关于水库保坝的洪水计算方法”即行废止。经用办法（试用稿）难处了二十七座大中型水库，除黄前水库外，其他水库雨量均较1976年采用的计算方法为小，水库加固规模一般都 有所减少，希立即按照办法（试用稿）重新复核所属

3、大中型 水库的防洪通过能力，重新修订保安全加固工程措施，估算相应的工程量，投资，并将复核结果，按本文附件（三）的要求，在四月底以前报告送我局。在计算中有些什么问题希及时与我局联系。对于工程措施变动较大的，要重新编报保安全工程修正规划，按照我局（76）鲁水勘字第28号文规定的审批权限，逐级上报，待批准后再据以编制扩大初步设计。附件：（一）山东省大中型水库防洪安全复核灌水领教地（试用稿）（二）防洪安全复核中需要注意的问题（三）*水库按全国可能最大暴雨等值线图保安全复核成果对比表 一九七八年三月二十二日抄报：省革委、水利水电部、水电部规划设计管理局、水电部暴雨办公室、治淮委员会、黄河水利委员会、省计

4、委、省建委、省家办。抄送：省气象局、省治淮南四湖流域工程指挥部、青岛市城建局、各大中型水库所在县水利局、各大中型水库管理局（所）附件：（一）山东省大中型水库防洪安全复核灌水领教地（试用稿）（二）防洪安全复核中需要注意的问题（三）*水库按全国可能最大暴雨等值线图保安全复核成果对比表 一九七八年三月小型水库设计计算办法1、 计算流域综合特征参数K，K=L/(J1/3F2/5)，K=L/(J0.333F0.41)L干流长度，J干流坡度，F流域面积2、 当J0.1时，查泰沂山南区qm-H-K关系线，H24小时最大降雨，当J0.1时，查泰沂山南区丘陵qm-H-K关系线，求得洪峰模数qm。3、 计算设计Q

5、m=F.qm。4、 以各设计频率H24*75%，加上设计前雨Pa=40mm。查P+Pa-R线，求得洪量=0.1*F*R。5、 计算洪水历时6、 按概化三角形法，涨水段历时=1/3T，落水段历时=2/3T，分配洪水过程。7、 按原调洪方案进行调计算。附件一：山东省大中型水库防洪安全复核计算办法（试用稿）根据水电部（17）水电规字126号，中央气象局气业字第154号文件规定，结合我省两年来分析资料的结果，对“关于水库保坝的洪水计算方法”一文，作了新的修改，特提出本办法供各地使用。一、 设计暴雨采用我省分析并经全国拼图审定的成果“山东省二十四小时可能最大暴雨等值线图”。此图用多种方法算出主要控制站点

6、的可能最大暴雨如下表。将表（一）各站可能最大暴雨数表（一） 山东省部分主要站24小时可能最大暴雨成果表测站名称石埠子九山成山头夏镇二级湖莒县峰城九台北九水夏口宁津位置诸城临朐荣城微山微山莒县枣庄诸城崂山临邑宁津本站最大值499398458576317.6347.6400385406466254.7采用值Cv0.700.700.650.650.650.660.650.600.600.600.65H125115120115118120120120120100100Cs/Cv3.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.5PmP120011301100110011001080110

7、011001100800800值（简称PmP值）点绘到1/100万图上，据此色绘 等值线图，经过合理分析和上级主管部门批准，定出最后成果，见附图（1-3），这就是本次核算应采用成果。由图查得24小时可能最大点雨量，经长短历时换算求出各种历时雨量如表（二）。地区1小时2小时3小时6小时12小时24小时最大三日太沂山南300452648900112812001500潍河流域300452648900112812001500太沂山北及汶河25037754075094010001250胶东半岛275373565814103411001375表(二) 山东省各种历时点雨量成果表（最大点处）查用可能最大暴雨

8、等值线图时应注意如下几个问题：1、泰安地区泰山顶是一封闭的1000毫米小圈，此线是为了反映海拔1500米局部地形的特征而色绘 ，查用时，当工程位置在圈内可用1000毫米数值，工程位置在圈外一律考虑大地形的影响。如狼猫山、锦绣川、卧虎山、钓鱼台位于蒙阴1000毫米和济南900毫米之间，查用时不考虑局部地形（即泰山小圈1000毫米线）影响，上述四处数值可采用900910毫米。2、烟台地区荣成、成山头和青岛崂山为1100毫米线，此线部分数值落海，等值线走向庆入海封闭，所以即墨、海阳、乳山、文登等县属1000毫米以南地区，采用1000毫米为宜。3、临沂地区费县，位于两个1100毫米之间，说明费县应低于

9、1100毫米数值，查用时参照1000-1100毫米等值线内插，日照位于1000毫米范围炎内，西北部有1100毫米小圈，查用时应为1000-1100毫米之间。4、本图查用时仍采用直线内插法，先在图上找出工程位置，估绘流域面积界线，等分流域面积找出流域重心，最后，按等值线数值、直线比值内插本工程可能最大暴雨数值。二、点面雨量关系在已知24小时可能最大点雨量后，要获得设计流域某一特定时段的可能最大面雨量。我省习惯用点面关系转换法进行，本次根据我省大暴雨历时、面积、雨深资料，综合出本省点面雨量关系换算表如表（三）。此表对中小流域面积使用简便，也保证精度，对大面积（500km2以上）水库，可套用典型雨图

10、自行量算点面关系，使用雨图要求，将聊起图（67）套在相同比例尺的工程流域面积内，按雨图方位、雨量中心和流域面积重心重合允许顺逆转动不超过20度，然后量出本流域面积的点面关系乘以流域重心的可能最大暴雨数值即亿求的设计面雨量。表（三） 点面量关系换算系数表面积（平方公里）15305010015020030040050010001小时折减系数1.000.960.950.910.880.850.800.770.750.653小时折减系数1.000.970.960.930.900.880.840.810.790.676小时折减系数1.000.980.970.940.920.890.860.840.820

11、.7024小时折减系数1.000.980.970.950.930.920.890.880.860.78三日折减系数1.000.990.980.970.960.950.930.910.890.81说明全省采用一个点面关系不再分区三、 日程反时程分配（雨型）本次分析采用我省实测25场大暴雨时、面、深资料，按长包短取样，内包控制，分区综合确定我省各种历时的比值，如表（四），长历时三日雨量由下式求得： H3日=K*H24式中K由附图（五）查得。表（四） 山东省各种历时比值表（K）分区1小时3小时6小时12小时24小时三日泰沂山南北区255475941001.25-1.30（1.28）胶东丘陵区2551

12、.474.1941001.19-1.25鲁北平原区244566.5841001.19-1.23由表（三）、表（四）数值，并采用我省典型暴雨定位分配求得我省分区一小时、二小时雨型，如表（五八）可供使用。表（五） 泰沂山南北区一小时雨型表适用流域面积（Km2）日次日程分配时段分配（%）123456789101112131415161718192021222324各种面积通用第一天H1日=0.35*(H3日-H24)30.623.331.38.22.33.8第二天H2日=0.65*（H3日-H24）3030.69.42.620.45.30.80.9F100第三天H3日=H2410.50.20.110

13、.90.60.80.91.54.48.85.716.32512.76.52.73.93.33.20F101-300第三天H3日=H2410.50.20.121.92.61.31.41.54.98.85.715.522.81185.533.23.23.20F301-500第三天H3日=H2410.51.21.121.93.62.32.41.55.18.85.71420115.533.233.20F501-1000第三天H3日=H2410.51.21.132.43.63.33.41.55.18.85.513.718.8104.533.233.20表（六） 泰沂山南北区二小时雨型表适用流域面积（Km

14、2）日次日程分配时段分配（%）123456789101112各种面积通用第一天H1日=0.35*(H3日-H24)53.940.06.1第二天H2日=0.65*（H3日-H24）30.040.0237F100第三天H3日=H241.50.31.91.42.413.22237.79.23.2F101-300第三天H3日=H241.50.33.93.92.913.721.234.58.51.43.2F301-500第三天H3日=H241.52.33.95.93.913.919.7318.56.23.2F501-1000第三天H3日=H241.52.35.46.94.913.919.229.07.5

15、6.23.2表（七） 胶东地区一小时雨型表适用流域面积（Km2）日次日程分配时段分配（%）123456789101112131415161718192021222324各种面积通用第一天H1日=0.35*(H3日-H24)30.623.331.88.22.33.8第二天H2日=0.65*（H3日-H24）3030.69.42.620.45.30.80.9F100第三天H3日=H240.40.46.47.58.925.017.57.77.56.20.81.53.02.00.20.60.30.30.60.80.70.50.60.6F101-300第三天H3日=H241.71.86.77.59.22

16、2.815.86.97.55.60.81.53.02.00.40.80.50.50.81.00.90.50.90.9F301-500第三天H3日=H244.04.07.57.09.720.013.56.57.05.10.81.53.02.00.51.00.60.61.01.11.00.61.01.0F501-1000第三天H3日=H245.65.68.516.99.918.812.36.26.74.40.51.22.71.70.61.00.70.71.01.21.10.71.01.0表（八） 胶东地区二小时雨型表适用流域面积（Km2）日次日程分配时段分配（%）123456789101112各种

17、面积通用第一天H1日=0.35*(H3日-H24)53.940.06.1第二天H2日=0.65*（H3日-H24）30.040.023.07.0F100第三天H3日=H240.813.933.925.213.72.35.00.80.61.41.21.2F101-300第三天H3日=H243.514.232.022.713.12.35.01.21.01.81.41.8F301-500第三天H3日=H248.014.529.720.012.12.35.01.51.22.11.62.0F501-1000第三天H3日=H2411.215.428.718.511.11.74.41.61.42.21.82

18、.0表（九） 山东暴雨径流关系使用范围表范围分区山丘地区平原区山丘平原混合区小于300km230010001000以上线号Pa线号Pa线号Pa线号Pa胶东半岛区2404456451350平原占%系数K200.06胶莱河谷区南部山区64084545451450300.12北部山区74094545451450400.20泰沂山北区一般地区64084545451450500.30张店以西840104545451450600.41泰沂山南区一般地区14034545451050700.53郯苍地区44054545451050800.68大汶河流域津铁以西640845454513501001.00津铁以东

19、44064545451350900.83湖东丘陵区4406458451250注：平原面积占全面积大于20%，从所在地区线号查出R山，R平，用本表系数K按下式求出R混，R混=R山-K（R山R平）。表（十） 山东省P+PaR关系表 线号(R)P+Pa123456789101112131450644444420000001004138343330282825222018151311200135129123120115110106100928783767368300232226218214209200195185176171167161155150400330324316308303290283271

20、260255251245237232500426420412404399386379367358351347341333328600522516508500495482475463454447447437429424700618612604596591578571559550543539533525520800713707699691686673666654645638634628620615900808802794786781768761749740733729723715710100090389788988187686385684483582882481881080511009989929

21、8497697195895193993092391991390590012001100108710791071106610531046103410251018101410081000995130011951182116711601155114011301122111711131109110310951090140012901277126012501246123012201210120812061204119811901185150013851372135213431340132513101300130813031299129312851280四、 暴雨径流关系我省尚未测到可能最大洪水，因此设计

22、情况下的产流计算仍采用底部配合上部外延。本次根据1974年我省分析的1496次洪水资料，分区综合出降雨径流关系为依据。上部外延参照一九七四年潍河大水，石埠子、九台、辉村、墙夼、牟山、峡山、三里庄、高崖等水文站资料，这些站流域面积变化范围是200600平方公里，径流系数变化在0.720.95之间。本次径流系数以0.95为上限控制，做成山东暴雨径流关系如表（九）、（十）。查用时先根据工程位置在附图（4）中确定本工程划区，然后由表（九）中确定Pa使用线号，再由表（十）查得相应净雨深R值。五、设计洪水流量过程计算设计净雨过程（时程分配），经流域坡面及河槽调蓄后，在设计断面处形成一个地表洪水流量过程线。

23、我省过去推求过程线方法有单位线法、综合单位线法、瞬时单位线法。本次讨论中各地建议采用我省综合的瞬时单位线法推求入流过程为好。兹将瞬时单位线使用说明如下：1.应用公式 瞬时单位线参数：以上M1公式中系数0.196为一般山丘地区的。其他各类地区如下表：表（十） M1公式中0.196换取值如下表地区入黄山丘地区一般山丘平原混合区平原占全面积（%）入黄山丘平原混合区平原占全面积（%）系数0.247060504030207060504030200.2700.2580.2460.2330.2270.2080.2700.2650.2600.250.2500.245M1公式中：F流域面积 （平方公里）J河道干

24、流平均坡度 （米/米）R净雨深 （毫米）Tc净雨历时（小时）2.应用方法根据F、J和选定的雨型求出每天的净雨深R，以及每天产生净雨的总历时Tc，代入M1公式，即可求出每天的M1。如用的雨型时段为1小时，应以M1从“山东省山丘地区、山丘平原混合区瞬时单位线参数M1与1小时单位线关系表”（瞬表1）查出单位线，如用的雨型时段为2小时，应以M1从“山东省山丘地区、山丘平原混合区瞬时单位线参数M1与2小时单位线关系表（肯表2）”查单位线。一般当M1小于2.0，最好用时段为1小时的雨型。从（瞬表1）或（瞬表2）查出的线，均系时段净雨深R=10毫米，流域面积F=100平方公里。如流域面积为F，以F/100乘

25、以上表查出的线流量，即得该流域的单位线；如时段净雨深为R，则以R/10乘以上柱塞注出的单位线流量，即得该时段净雨深所产生的洪水流量过程。根据所用的雨型求得的各时段净雨深，推求各时段净雨深抽产生 的洪水流量过程，错开时段，并予叠加，即可求出洪水流量过程。以上求出的设计洪水流量过程应再加上基流，基流的大小，可按流域面积每100平方公里，基流为一秒立方米的比例计算。3.各类地区的划分为便于洪水计算时分别采用M1公式中的系数，将我省各类地区区分如下：按流域内平原占全面积等于、小于10%、10%90%、大于90%，依次区分为山丘地区、山丘平原混合区、平原地区（平原面积系指山区外的平原地带或山区内较大的盆

26、地的面积，河道两侧狭长河谷台地不算平原面积）。另外，径流流入黄河的地区，由于地质、暴雨成因等条件雨有所不同的性质，故其山丘地区、山丘平原混合区前面加“一般”二字，以示区别。瞬时单位线参数M1与1小时、2小时单位线关系见本文附录（一）。六、大中型水库算例某水库位于泰沂山北区，流域面积F=786km2，河道干流坡度J=0.0042米/米，流域内无平原。要求按工程现状求水库可能最大洪水过程及水库最大泄量、最高水位。(1)由附图1“山东省24小时可能最大暴雨等值线图”查得该库H24=1000a毫米，H三日=KH24，K值查附图（5）为1.238，则H三日=1000*1.238=1238毫米。（2）根据

27、面积由表（三）查得点面积换算系数K24=0.82毫米，K三日=0.84，由此逄得面雨为H三日=1000*0.82=820毫米，H三日=1238*0.84=1040毫米。（3）降雨日程分配：由表（五）查得H1日=（H3-H24）*0.35=77毫米，H2日=(H3-H24)*0.65=143毫米，H3=H24=820毫米。（4）净雨计算：从附图（四），本库划区为泰沂山北区张店以东，由表（九）得知Pa=45（查8号线），则：H1+Pa=77+45=122毫米；H2+Pa=143+45=188毫米；H3+Pa=820+45=965毫米；查表（十）分别求得第一天R1=42毫米，第二天R2=91毫米，第

28、三天R3=716毫米。（5）净雨时程分配：由表（六）泰沂山南北区二小时雨型表，净雨分配如下：日程净雨分配过程（mm）净雨分配过程（t=2小时）123456789101112第一天(%)53.940.06.14222.616.82.6第二天%30.040.023.07.09127.336.420.96.4第三天%1.52.35.46.94.913.919.229.07.56.23.271610.716.538.749.435.199.5137.5207.653.744.422.9（6）求各天的M1值：由表中得知Tc1=6小时，Tc2=8小时，Tc3=22小时。本库F、J均已知代入第一天M1=0.

29、196*7860.330.0042-0.2742-0.2060.17=0.196*9.0*4.4*0.475*1.356=5.0第二天M1=0.196*7860.330.0042-0.2742-0.2080.17 =7.77*0.407*1.425 =4.5第三天M1=0.196*7860.330.0042-0.2742-0.20220.17 =7.77*0.27*1.69 =3.5。（7）当已知各水尺M1，就可根据水文附录（一）瞬表2查得单位线流量乘以各时段净雨过程叠加复合后，为地表流量过程加入基流就是本库洪水过程线，演算过程见表（十二）（十三）。（8）调洪计算，我省多采用双辅助曲线或单辅助

30、曲线进行调洪演算，本例采用单辅助线调洪，即关系，起调水位136.0米，调出最大泄量10300秒立方，相应最高水位145.27米。（具体调洪演算从略）（9）由于本库面积较大，采用暴雨图法进行校核。由本文附图（67）为南北向雨图，按暴雨中心和流域重心重合的原则，首先用透明纸划出1/20万流域面积图，将雨图等值线按上述要求绘在流域面积图上，按本例算表量取计算点面雨折减系数。由所算的折减系数K24=0.76，K三日=0.78，算得面雨量为H24*F=1000*0.76=760毫米，H三日*F=1238*0.78=965毫米。套雨图点面折减系数比查表要小，查表本例H24为0.82，雨图为0.76，两者差

31、0.06，其他计算步骤同上，故略。为安全起见，本例采用查表法成果即H24时，K=0.82。 *水库套雨图点面系数计算表 F=786km2等值线(1/2)(H1+H2)（mm）笼罩 面积F(km2)F1-F2(km2)区间 水量(103m3)累积 水量(103m3)HF=(6)/(3)(mm)K（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）499mm474.512458800450mm1245880042520386300400mm32714510037518770000350mm51421510032514848100300mm66226320027512434100250mm7862973003780.76378/499表（十二） *水库瞬时单位线法洪水过程计算表 流域面积F=786km2附录（一）山东省山丘地区、山丘平原混合区瞬时单位线参数M1与1小时单位线关系表时段1小时，时段净雨10毫米，流域面积100平方公里，流量：秒立方（瞬表1）