《设计暴雨》PPT课件

适用条件：流量资料不足或代表性差洪水一致性被破坏校核流量计算成果无资料地区由PMP推求/PMF,第十章由暴雨资料推求设计洪水,第一节概述,推求设计雨量；拟定设计暴雨过程；由设计暴雨推求设计洪水。,第二节由设计暴雨推求设计洪水,一、设计雨量,有充分长度面雨量资料：流域点雨量资料充分并可以推求足够长度的流域面平均雨量系列。,有充分长度点雨量资料：少数点雨量资料系列较长，但无法推求足够长度流域面平均雨量系列。,点雨量资料缺乏或不足：点雨量资料长度不足以点绘点雨量频率曲线。,三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图,流域具有充,分雨量资料,流域具有,点雨量资料,流域点雨量资料,不足或缺乏,计算流域,面平均雨量,流域各时段设计面雨量,流域雨量,点面关系,地区综合,动点动面关系,计算流域中心,设计时段点雨量,查算流域中心,设计时段点雨量,点绘时段面雨量频率曲线,根据区域综合资料,流域中心雨量统计参数,mx、Cv、Cs,统计各时段,最大面雨量,点绘流域中心,点雨量频率曲线,内插并统计流域中心,时段最大点雨量,二、设计暴雨过程拟定1、选择典型暴雨过程的原则（1）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，放大后变形小）；（2）降雨过程有足够的代表性（易出现）；（3）主雨峰偏后（对工程不利）2、放大方法（1）同频率法（常用）；（2）同倍比法,三、由设计暴雨推求设计洪水（一）设计净雨1、产流方案制定（1）有一定的流量资料：直接流域制定产流方案（分析外延的其合理性）（2）缺乏流量资料：移用相邻相似流域产流方案（进行必要的修正和可行性论证）,扩展暴雨法；同频率法；分析法；典型暴雨法。,2、设计Pa的推求,扩展暴雨法：在统计暴雨资料时,加长统计时段以包括前期降雨。例如根据设计需要只统计7天暴雨,但由于要计算Pa,就得在7天暴雨前增添30天统计时段,得出37天的设计暴雨过程,其中最后7天核心暴雨是用来计算设计洪水的,前30天的雨量仅用于计算设计Pa。,同频率法：同时进行和两种系列的频率计算，由设计频率的值减去同一频率的值,差额作为所求的设计值：,（）,分析法：根据流域水文气象和地理特性、设计条件、经验分析或查手册得出设计Pa。在湿润地区，当设计标准较高时，可取PaIm,典型暴雨法：如果所采用的实际典型年降雨量的频率接近设计频率，可以采用实际前期降雨作为计算设计Pa的依据。,有流量资料：单位线法（注意分析外延的可靠性）无流量资料：地区综合单位线法,（二）由设计净雨推求设计洪水,面积越大，均值、Cv越小。不同历时的雨量频率曲线在适用范围内不相交。直接法与间接法结果相互比较。与邻近地区特大暴雨比较。,四、合理性检查,【算例】某流域F4200km2，推求百年一遇设计洪水。流域具有19591962四年流量资料和19501979三十年面雨量资料。,1、设计暴雨计算（1）设计暴雨统计时段：根据工程要求选择为1、3、7天；（2）设计雨量：雨量频率计算得P1p108.0mm；P3p182.0mm；P7p270.0mm（3）典型雨量：选择1955年一次暴雨过程，计算典型雨量P1D63.2mm；P3D108.5mm；P7D148.6mm,（4）计算同频率放大倍比,(5)同频率法推求得设计暴雨过程,同频率法推求得设计暴雨过程,2、设计净雨推求,（1）绘制降雨径流相关图，产流参数：Em8.0mm；Im100mm；（2）分析稳定入渗率：fc12mm/d；（3）土壤含水量：Pa,0100mm；Pa,t+10.92Pa,tPtRt；（4）由降雨径流相关图查算设计净雨过程；,（5）划分地表、地下净雨过程,3、推求设计洪水过程,（1）分析单位线，由地表净雨推求地表径流过程Qs；（2）地下径流过程简化为等腰三角形，峰位于地表径流停止点。由地下净雨推求地下径流过程Qg；（3）地表径流与地下径流相加，得设计洪水过程线Qp,第三节小流域设计设计洪水,特点：（1）工程规模小，对洪水的调节能力小；（2）缺乏水文资料，尤其是流量资料；（3）计算方法简单易行，适用无水文资料条件。方法：采用由设计暴雨推求设计洪峰的简化方法。,一、设计暴雨计算,（一）暴雨公式1暴雨公式形式暴雨强度ip与暴雨历时t之间的关系称暴雨公式，水利部门常用形式为：式中，Sp雨力，单位历时暴雨平均强度，随重现期和地区而变。n暴雨递减指数，随地区和历时而变。按雨量表示：,2暴雨公式参数推求及综合由雨量历时频率（Ptp）关系转为雨强频率历时（ipt）关系。,对有雨量资料站点进行24小时内各时段（一般取t0.2、0.5、1、3、6、12、24h）雨量频率计算,由频率曲线查算时段雨量并计算雨强ipPp/t，（一般取p=5%、2%、1%）,对ipt点据配以公式iP=SP/tn，按离差最小为原则率定参数Sp和n（常假定n不随p而变）,根据多站的参数Sp和n进行地区综合（可以是等值线图或综合表形式）,（二）设计暴雨过程,二、推求设计流量过程,1综合时段单位线法2综合瞬时单位线法,三、推求设计洪峰,（一）推理公式法1基本假定（1）流域产流强度在时间和空间分布均匀；（2）流域汇流符合线性规律；（3）流域汇流面积随汇流时间的增加而均匀增加。,2推理公式的导出,全流域汇流,部分流域汇流,得：Qm0.278rFtc,Qm0.278rtcFtctc,用平均雨强表示,Qm0.278（i）Ftc,Qm0.278（itc）Ftctc,F,Ftc,tc,tc,Ftc,F,=,消除Ftc,Qm0.278（itc）tc,Qm0.278（i）Ftc,tc,F,暴雨公式,代入得,Qm0.278（）Ftc,Qm0.278（）tc,tc,F,3推理公式参数估算,（1）暴雨参数Sp、n,方法1：查等值线图或水文手册,方法2：若已知24小时设计雨量P24p，可根据查出的n代入暴雨公式反推Sp：,PtpSpt1n,P24pSp241n,SpP24p24n1,SpP日p24n1,（2）损失参数,方法1：查区域或流域水文手册,方法2：设计公式,可以证明,（1-n）,（3）净雨历时tc,证明:瞬时雨强,I=时,t=tc,代入得证,（4）流域汇流时间,0.278L/V,VmJQm,出口概化为三角形，取1/3；1/4代入上式得,汇流参数m的取值：,方法1：查水文手册,方法2：由实测流量资料反推：,方法3：采用经验公式，如,Qm0.278（）Ftc,Qm0.278（）Ftc,(4)设计洪峰Qm,采用试算或图解法联立求解。,tc,_,【算例】湘江支流某地欲修建一座水库，地点位于北纬28以南，集水面积2.93km2，干流长度2.56km，干流坡度0.033。推求坝址处百年一遇的洪峰流量。,由湖南省小型水库水文手册雨量参数图，查算得流域中心点120mm；Cv0.4；Cs/Cv3.5；n20.76；n10.62,按Cs3.5Cv1.4，查离均系数表得1%3.27,计算得,P24，1（1%Cv1）,120（0.43.271）,277（mm）,S1P24，1/t1-n2,277/241-0.76,129（mm/h）,（2）损失参数,由等值线图,查得流域中心,（3）净雨历时tctc（1-n）S/1n（10.76）129/2.010.7636.8h,2mm/h,（4）流域汇流参数,L/1/3F1/4,2.65/0.0331/32.931/4,6.31,0.540.15,0.546.31.15,0.71,(