資源描述:
《《小流域設(shè)計洪水》PPT課件》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、10-6小流域設(shè)計洪水計算DesignFloodforSmallWatershed一、概述鐵路、公路建設(shè)中的小橋涵、中小型水利工程、農(nóng)田、城市及廠礦排水等工程的規(guī)劃設(shè)計中的洪水設(shè)計,大多集水面積小,屬小流域。小流域通常指集水面積不超過數(shù)百平方公里的小河小溪,但并無明確限制。例如:水利部門F≤200km2,公路交通部門F≤100km2。小流域設(shè)計洪水計算,與大中流域相比,有自己的特點,因此水文學(xué)上常常作為一個專門的問題進(jìn)行研究。小流域設(shè)計洪水計算的主要特點是:①絕大多數(shù)小流域都沒有水文站,即缺乏實測徑流資料,甚至降雨資料也
2、沒有。②小流域面積小,自然地理條件比較單一,擬定計算方法時,允許作適當(dāng)?shù)暮喕?,即允許作出一些概化性假定。例如假定短歷時設(shè)計暴雨時空分布均勻等等。③小流域分布廣、數(shù)量多。因此,所擬定的計算方法,在保證一定精度的前提下,力求簡便。小流域設(shè)計洪水的計算方法很多,如:推理公式法、地區(qū)經(jīng)驗公式法、歷史洪水調(diào)查分析法和綜合單位線法。其中應(yīng)用最廣泛的是推理公式法,它的思路是以暴雨形成洪水過程的理論為基礎(chǔ),并按設(shè)計暴雨→設(shè)計凈雨→設(shè)計洪水的順序進(jìn)行計算。④小型工程一般對洪水的調(diào)節(jié)能力較小,工程規(guī)模主要受洪峰流量控制,因此,小流域設(shè)計洪水
3、,主要推求設(shè)計洪峰流量,對洪水過程線的要求低,一般采用概化過程線。二、小流域設(shè)計暴雨的計算針對小流域水文資料缺乏的特點,設(shè)計暴雨推求常采用以下步驟:①根據(jù)省(區(qū))水文手冊(包括有關(guān)的水文圖集,如《暴雨徑流查算圖表》)中繪制的暴雨參數(shù)等值線圖,查算出各種歷時的流域設(shè)計雨量,如24h設(shè)計暴雨量等。(如果有實測資料,可直接推求設(shè)計雨量)工程設(shè)計中常用的暴雨歷時有:城市排水:5、10、15、20、30、45、60、90、120min水利部門:1、3、6、12、24h②將各種歷時的設(shè)計雨量建立暴雨公式,就可利用暴雨公式推求任一歷時
4、的設(shè)計雨量;③按分區(qū)概化雨型或移用鄰近流域典型暴雨,用同頻率法控制放大,求得設(shè)計暴雨過程。1.特定歷時的設(shè)計暴雨計算由各省區(qū)的《暴雨徑流查算圖表》和《水文手冊》查取。例如湖北省1985年印發(fā)的《暴雨徑流查算圖表》中,就提供了7d、3d、24h、6h、1h及10min的暴雨參數(shù)等值線圖,CS/CV值全省統(tǒng)一用3.5。據(jù)此,便可查出設(shè)計流域中心點位置的某特定歷時暴雨的均值、CV及CS/CV,進(jìn)而求得該歷時設(shè)計頻率的雨量。如:x24P、x6P、x1P。2.用暴雨公式計算任一歷時的設(shè)計雨量有了特定歷時的設(shè)計暴雨量(如:x24P、
5、x6P、x1P),就可以建立暴雨公式。大量資料的統(tǒng)計成果表明,暴雨強度和歷時的關(guān)系可用指數(shù)方程來表達(dá),它反映一定頻率某歷時的平均降雨強度at,P與該歷時t的關(guān)系,稱為短歷時暴雨公式。暴雨公式最常見的形式為:式中,at,P:歷時為t,頻率為P的平均暴雨強度,mm/h;SP:頻率為P,歷時為1h的平均暴雨強度(averagerainfallintensityfordurationt=1hwithfrequencyP),稱為設(shè)計雨力,mm/h。n:暴雨參數(shù)、暴雨遞減指數(shù)或暴雨衰減指數(shù)。暴雨遞減指數(shù)n與歷時長短有關(guān),且隨地區(qū)而變
6、化,可根據(jù)自記雨量資料分析。首先對實測各種歷時的雨量進(jìn)行頻率分析,求得各種頻率的設(shè)計雨強at,P及相應(yīng)的歷時t,然后推求n。由(10-1)式可知:lgat,Plgtn2=0.60P=0.1%n2=0.60P=1%n1=0.40n1=0.40SP=0.1%SP=1%1h用圖解法可求得n。根據(jù)我國資料分析,大多數(shù)地區(qū)n與P無關(guān),在t=1h的前后發(fā)生變化,記t<1h為n1,t=1?24h為n2。n1、n2各地不同,各省(自治區(qū)、直轄市)已根據(jù)各自分析的n1、n2繪成了等值線圖或分區(qū)查算圖。頻率為P、歷時為t的暴雨量:計算步驟:
7、已知:流域中心求出24h設(shè)計暴雨量x24,P。由式(10-2):(10-3)由式(10-2)(10-3),可求出任意歷時t的設(shè)計雨量:當(dāng)1h≤t≤24h:當(dāng)t<1h:3.設(shè)計面雨量計算按上述方法所求得的設(shè)計流域中心點的各種歷時的點暴雨量,需要轉(zhuǎn)換成流域平均暴雨量,即面暴雨量。各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的水文手冊中,刊有不同歷時暴雨的點面關(guān)系圖或點面關(guān)系表,可供查用。4.設(shè)計暴雨的時程分配在推求小流域設(shè)計洪水中,需要計算設(shè)計暴雨過程。這時常采用分區(qū)概化時程分配雨型來推求?!纠?】魚龍溪流域位于某省第二水文分區(qū),擬在此建一小水庫
8、,試推求P=1%的設(shè)計洪水。為此,應(yīng)先推求P=1%的設(shè)計暴雨及其時程分配過程。(1)計算1、3、6、24h流域設(shè)計雨量根據(jù)該流域中心點位置,查該省水文手冊得24h暴雨的統(tǒng)計參數(shù)及暴雨遞減指數(shù):由CS及P查皮爾遜Ⅲ型曲線Φ值表,得ΦP=3.54,24h設(shè)計點雨量及SP:求歷時為1、3、6h的設(shè)計點暴雨量:求各種歷時設(shè)計