小流域暴雨洪峰流量计算.ppt

小流域暴雨洪峰流量计算 8.4.1 地面径流汇流计算方法：等流时线法 5 等流时线法存在的问题及解决方法 （1）净雨分布不均匀问题：同一时段，不同等流时面积上的净雨不同。 解决办法：求出等流时面积内的平均时段净雨，代入公式，而不用全流域时段平均净雨量 （2）汇流流速变化问题：制作等流时线时，汇流流速取定值，但实际上流速随时随地变化，导致等流时线位置也不断发生变化。 解决办法：与实测洪水对比判断流速选取是否合适；一般选取最大流速的0.7~0.9倍。 （3）河槽调蓄问题：河道对水体调蓄作用非常显著，造成水流在运动过程中不是平移而是不断发生变形；各等流时面积之间存在水流交换，而不可能始终保持出流先后次序。 解决办法：适用于小流域，河槽调蓄能力小；将大流域划分为若干小流域。 8.4.2 地面径流汇流计算方法：暴雨洪峰流量推理公式 暴雨洪峰流量推理公式又称合理化公式，是以线性汇流为基础的，从等流时流的概念出发（即等流时线汇流原理），假定净雨强度在时间和空间商分布均匀的情况下，经过流域汇流时间τm（假定净雨历时tc≥τm）之后，流域出口断面的流量将达到稳定的最大流量Qm。 本节中流域汇流时间τm用τ表示。 1 推理公式基本形式 （1）当tc≥ τ（全面汇流）时 式中：Qm为洪峰流量，m3/s；τ为流域汇流时间，h；Rτ为流域汇流时间τ内的净雨深，mm。 （2）当tc<τ（部分汇流）时，只有部分流域面积上的净雨汇集成流域出口断面的洪峰流量，不能正常使用推理公式，建立在一定假定基础上的计算公式为： 8.4.2 地面径流汇流计算方法：暴雨洪峰流量推理公式 2 公式参数推求 （1）设计暴雨过程 假定一条各时段同频率的设计暴雨过程，如图所示。构造的设计暴雨过程有以下性质： （1）相对x=x0而言，暴雨过程线是对称的。 （2）当x→x0时，瞬时雨强i(x0)为无穷大。 （3）图中阴影部分面积B恰好等于时段长为t的设计暴雨量xt,p(用暴雨公式计算) 。 即B＝Pt,p=Apt1-n （4）i(x)难于用显式表示。 设计暴雨过程示意图 8.4.2 地面径流汇流计算方法：暴雨洪峰流量推理公式 （2）产流历时tc 根据假定的设计暴雨过程ip(t)，利用损失参数μ计算。 令i（t）=μ，所对应的t即为tc，则 设计暴雨过程示意图 8.4.2 地面径流汇流计算方法：暴雨洪峰流量推理公式 （2）产流历时tc内的产流量Rtc,p 当tc≥τ时（即全面汇流情况） 当tc<τ时（即部分汇流情况） 8.4.2 地面径流汇流计算方法：暴雨洪峰流量推理公式 （3）损失参数μ计算 方法1：用实测降雨资料分析计算 基本步骤： a.将平均雨强从大到小排队后，计算累计降雨量； b. 绘制累计降雨量过程线ΣP~t； c. 利用暴雨径流相关图查出设计净雨Rtc,P； d. 在ΣP~t上，从原点出发沿ΣP轴量取Rtc,p，即A点； e. 过A点作ΣP~t切线，切点的斜率即为μ。 因为：Ptc=Rtc,P+μtc 8.4.2 地面径流汇流计算方法：暴雨洪峰流量推理公式 （3）损失参数μ计算 方法2：用公式估算 当tc≤24h时， 当tc>24h时， 其中a为降雨历时为24h的径流系数值，取值见教材P180表6-2。 8.4.2 地面径流汇流计算方法：暴雨洪峰流量推理公式 （4）流域汇流历时τ计算 A . 计算公式表达式 流域最远点的流域长度，km 沿L路径的平均流速，m/s 汇流参数 σ、λ反映流域沿 流程水力特性的指数 一般假定山丘区河道 断面为三角形： σ =1/3； λ =1/4 用推理公式求设计洪峰流量Qmp公式 tc≥τ tc<τ 对于以上方程组，只要知道7个参数：F、L、J、n、Ap、μ、m，便可求出Qmp。均为隐式方程，一般采用图解法或试算法求解 第八章 小流域暴雨洪峰流量计算 研究对象：小流域暴雨洪峰流量 研究内容：小流域暴雨洪峰流量计算特点；设计净雨量的推求；流域汇流计算（等流时线法）；暴雨洪峰流量推理公式；暴雨洪峰流量经验公式 8.1 概述 小流域：集水面积不超过数百平方公里，无明确限制。 当地形平坦时，可以为300~500km2以下； 当地形复杂时，有时限制在10~30km2以内； 一般情况下，南方面积较小（水量丰富、地形复杂），而北方面积较大。 小流域设计洪水计算主要应用于中、小型水利工程，如小流域面积上的排水建筑物、小水库；城镇、厂矿周围地区的排洪渠、防洪工程；铁路和公路的桥梁、涵