山东省小型水库洪水核算办法(试行)

1、附件：山东省小型水库洪水核算办法（试行）前言山东省小型水库洪水核算办法（试行）是为适应新形势下小型水库除险加固需要而制定的。本办法依据水利部水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000、水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-2006）、碾压式土石坝设计规范XSL274-2001）和山东省水文图集的有关分析成果，在原山东省水利局暴雨洪水组1979年6月编印的山东省小型水库洪水核算方法基础上修订完成的。在山丘区小型水库防洪安全复核、控制运用、加固设计等工作中应以本办法为主，其它各法可作验证参考。本办法提供了洪峰流量、洪水总量以及调洪演算方法，适用我省流域面积在1到30平方千米的小型水库保安

2、全洪水核算使用。对有闸控制或流域面积大于30平方千米的小型水库，应使用山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法进行核算，设计洪水流量过程应采用瞬时单位线法，其中流域面积小于50平方千米的水库时段长建议取0.5小时，瞬时单位线参数Ml与05小时单位线关系表可参考山东省水文图集。流域面积小于1平方千米的小（2）型水库，应按本办法计算的洪峰、洪量分别加大10%后，再进行调洪。请各单位在使用过程中注意结合实际,及时总结经验,如有问题请函告省水利厅。1小型水库设计洪水标准小型水库设计洪水标准，按照水利部水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）选取。小型水库永久性水工建筑物的洪水标准，应按

3、山区、丘陵区或平原、滨海区分别确定。山区、丘陵区永久性水工建筑物洪水标准重现期（年）按表1选用。平原、滨海区永久性水工建筑物洪水标准重现期（年）按表2选用。当山区、丘陵区的小型水库坝高低于15m,上下游最大水头差小于10m时，且失事后对下游防洪影响不大时，其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定；当平原、滨海区的小型水库坝高高于15m，且上下游最大水头差大于10m时，其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。小（1）型、小（2）型水库的消能防冲建筑物洪水重现期分别取20年、10年。表1山区、丘陵区小型水库设计洪水标准表不同坝型水工建筑物级别设计标准（洪水重现期年）校核标准（洪水重现期年）土石坝小（1）型4

4、级50301000300小（2）型5级3020300200特别重要小（1）型（3级）100501000混凝土坝、浆砌石坝小（1）型4级5030500200小（2）型5级3020200100特别重要小（1）型（3级）100501000500表2平原、滨海区小型水库设计洪水标准表水工建筑物级别设计标准（洪水重现期年）校核标准（洪水重现期年）小（1）型4级201010050小（2）型5级105020注：特别重要小型水库系指可能危及下游城镇、工矿区，铁路干线或其它重要政治经济意义设施或梯级水库。一般是否特别重要应由上一级主管部门确定。2洪峰流量的查算2.1 计算图表的使用范围：本图表适用于我省一般山区

5、、丘陵区的天然河道，面积在30平方千米以下的小型工程。对于上游有较大控制工程影响的河道，应另外考虑。至于山区和丘陵的划分，主要应根据流域的比降、土壤地质条件以及植被情况确定。本办法规定流域主河道的比降大于10%。，岩石较多，土层较薄，植被一般的均应查算山区图表，其它应查算丘陵图表。对比降在10%以下，但土层较薄，流域内岩石裸露、植被较差者也应查算山区图表。2.2 计算图表计算图表包括基本计算曲线qHK、山东省qHK分区划分图、山东省部m24m24分县（市、区）暴雨统计参数分析成果表、降雨径流关系曲线和辅助计算图表，前者为计算设计最大洪峰流量的主要工具，后者为简化计算的辅助工具。2.2.1基本计

6、算曲线和分区图1、按我省暴雨特性及下垫面诸因素的影响，基本计算曲线qHK分四个区七m24组曲线：1）泰沂山南山区、泰沂山南丘陵区2）泰沂山北山区、泰沂山北丘陵区3）胶东山区、胶东丘陵区4）崂山区2、山东省qmH24K分区划分图，据此确定小型水库所在地点的计算分区。3、山东省部分县（市、区）暴雨统计参数分析成果表。4、降雨径流关系曲线，其形式为P+Pa-hr是为推求设计标准净雨量使用的。ar2.2.2 辅助图表辅助图表主要有:JJ,FF2/5查算表，是为了计算简明而使用的。2.3计算图表的使用1、对需要进行洪水复核或设计的小型水库，建议根据适当比例尺的地形图，复核量算工程地点以上的流域特征参数，

7、包括：1）流域面积F:在适当比例尺的地形图上，勾绘好流域分水线后，直接量取，对于地形图精度不高，或分水线不清的流域，要进行实地查勘测量，以确定分水线的实际位置，单位以平方千米计。2) 主要河道长度L：采用自出口断面起沿主河道至分水岭的最长距离，包括主河道以上沟形不明显部分沿程的长度，可由地形图上量算，单位以千米计。3) 主河道比降J：J为沿L的河道平均比降，自分水岭起根据沿流程的比降变化特征点高程，按下式采用加权平均法计算。J=(Z+Z)L+(Z+Z)L+(Z+Z)L-2ZL/L2(1)011122n-1nn0式中：Z、ZZ为自出口断面起沿流程各特征地面点的高程。01nL、LL为各特征点间的距

8、离，详见图一。12n河道上有跌坎、陡坡等时，应当把突然变动比降段两段的特征点，都做为计算加权平均比降时分段点，以使计算的比降反映沿程实际水力条件。根据从地形图上量算的F、L、J按下式计算流域综合特征参数。K=L/(Ji/3F2/5)(2)2、根据“山东省部分县(市、区)暴雨统计参数分析成果表”查出工程地点以上流域中心多年平均最大24小时降雨量H24及变差系数C值，取C=35Cv,根据皮尔逊24vs皿型曲线的模比系数kp值表(见表3)查得Kp值，进而可计算出某种频率的设计标准24小时暴雨量：H二H”K(3)24P%24p对流域中心处于两个县(市、区)边界附近的水库，若相邻两县(市、区)的多年平均

9、最大24小时降雨量H24及变差系数Cv相差较大时，则该水库在H24、Cv值选用时应采取插值等方法进行适当调整。3、根据流域特征综合参数K和设计标准降雨量H,按工程地点所在位置和流域24坡度、土壤土质、植被等情况，查用qHk关系曲线。得出设计标准的单位面积洪m24峰流量模数q;m4、将单位面积最大洪峰流量模数q,乘以流域面积F,即可求得设计标准的最大m洪峰流量QmQ=qXF（4）mm3洪水总量的推求以设计标准的最大24小时暴雨量H的75%,加上前期影响雨量P,查P+P24P%aahR降雨径流关系曲线求出净雨h，以净雨h乘上流域面积F即得到洪水总量W：RRRW=0.1hXF（万立方米）（5）R其中

10、山丘区小型水库的前期影响雨量P取40mm,平原区小型水库前期影响雨量Paa取50mm。洪水过程按三角形计算，洪水历时T（即三角形过程的底宽）按下式计算：T=W/（1800Q）（小时）（6）m式中：W洪水总量，Q最大洪峰流量。m涨洪历时为三分之一T,即最大洪峰Q出现在三分之一T的地方。m4调洪演算4.1溢洪道泄量q的计算小型水库溢洪道泄量q的计算，可参照溢洪道设计规范SL253-2000附录A的方法计算。考虑我省小型水库多为无闸控制开敞式溢洪道,断面不规则且缓坡段较长,为方便起见,可采用以下简化公式进行计算：q=1.5Bh3/2（7）式中：1.5为综合流量系数。对溢洪道为断面不规则的长渠,且底坡

11、较缓的情况,宽顶堰泄流公式不再适用,但用明渠计算比较繁琐,这种情况下仍可应用上述公式,但需将综合流量系数应相应调整,可根据工程情况取1.41.5为宜。B溢洪道宽度（米）h溢洪道堰顶以上的水深（米）已知溢洪道宽度，可以根据水库的不同水位算出溢洪道的相应泄量。然后将水库水位、库容和q对应列成表格，或绘成曲线，供调洪时使用。4.2 调洪演算对流域面积较大或有闸控制的小型水库，应参照大中型水库调洪原则与方法进行计算。有闸控制的水库一般取兴利水位，有特殊要求的可单独设汛限水位并以此做为起调水位。无闸控制的水库调洪演算的起调水位取溢洪道堰顶高程。调洪演算一般采用图表法或者试算法。对无闸控制开敞式溢洪道的一

12、般小型水库可用下述三角形调洪法进行。首先根据水库的水位泄量关系曲线和水位容积曲线绘制溢洪道堰顶以上调洪库容V调洪与下泄流量q的关系曲线，将该曲线绘在图二的左方，其右方绘制入库洪水过程线Qt。在v调洪坐标轴上取一点A，用OA等于洪水总量W，过Q作水平线交纵坐标轴于mB，连接AB，与V调洪q曲线交于D，过D点作水平线交洪水过程线Qt的退水段于C，则C点的坐标表示最大下泄流量q，D点的横坐标0D表示相应的调洪库容V调洪。5算例胶东地区X河X村附近有一小型水库，求三百年一遇情况下的最大洪峰流量及溢洪道的最大下泄流量和水库的最大调洪库容。5.1最大入库洪峰流量Q的查算m一、流域特征参数的量算应用地区万分

13、之一地形图，量得流域工程地点以上流域面积F为16平方千米，自工程地点沿主河道量至分水岭得最大流程L为6.6千米，相应于该河道的平均比降J为00183米/米。J的计算见公式(1)从附助图表査得F2/5=3.03,Ji/3=0.264流域特征综合参数：k=L/(Ji/3F2/5)=6.6/(0.264X3.03)=8.25二、设计暴雨量的计算：三百年一遇设计暴雨量的推求,根据工程所在地点，查辅助计算图表得：多年平均最大24小时降雨量H24为120毫米。多年平均最大24小时降雨量变差系数Cv为0.65。采用Cs=3.5Cv，应用皮尔逊皿型频率曲线K值表查得三百年一遇K值为4.22,PP则三百年一遇最

14、大24小时降雨量H为：H=033%=K=4.22X120=5064毫米2424PP24三、单位面积最大洪峰流量的计算：经实地查勘，该工程地点以上比降较陡，为18.3%。，流域植被中等流域内的岩石主要为花岗岩，有风化，一般土层较薄。根据流域的坡度，土壤地质植被等情况，该流域属于山区。根据流域综合特征参数K=825,三百年一遇最大24小时降雨量H=5064毫米，24查胶东山区qHK关系曲线得q=39.1秒立米/平方千米。m24m四、最大洪峰流量的计算：三百年一遇的最大洪峰流量：Qm0.33%=qmF=391X16=626秒立米5.2 洪水总量和洪水过程线的计算一、洪水总量的计算：三百年一遇洪水总量

15、计算：三百年一遇最大24小时设计暴雨量为506.4毫米，百分之七十五为5064X75%=380毫米，p取40毫米，p+p=380+40=420毫米，查p+paaah曲线得h=317毫米；RR洪水总量为：W=01hXF=01X317X16=507万立米。0二、洪水过程为三角形，洪水历时T为：三百年一遇T=W/(1800Q)=507X104/(1800X626)=4.5小时m5.3 调洪演算一、基本资料：水位容积和水位泄量关系见表(设溢洪道宽度为15米)二、调洪演算：调洪演算采用图解法，见附图三、图四，经计算后，三百年一遇溢洪道最大下泄流量为118秒立米，调洪库容为410万立米，防洪水位为9003

16、米。XX水库水位容积和水位泄量关系见表(单位：m,104m3)水位87.083.089.089.590.090.591.091.592.092.593.094.0调洪库容011225233241249257669279291210461324泄量关系023648911714718021525229033141813F00.010.020.030.040.050.060.070.080.09000.160.210.250.280.300.320.340.360.380.10.400.410.430.440.460.470.480.490.500.510.20.530.540.550.560.57

17、0.580.590.590.600.610.30.620.630.640.640.650.660.670.670.680.690.40.690.700.710.710.720.730.730.740.750.750.50.760.770.770.780.780.790.800.800.810.810.60.820.820.830.830.840.840.850.850.860.860.70.870.870.880.880.890.890.900.900.910.910.80.920.920.930.930.930.940.940.950.950.950.90.960.960.970.970.9

18、80.980.980.990.990.99附表1：F2/5査算表（F=0099平方千米）F2/5查算表F00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.001.041.081.121.151.181.221.241.271.3021.321.351.381.401.431.451.471.491.511.5331.551.571.591.611.631.651.671.691.711.7241.741.761.781.791.811.831.841.861.871.8951.901.921.931.951.961.981.992.010.202.0462.052.062.072.

19、092.102.112.122.142.152.1772.182.192.202.222.232.242.252.262.282.2982.302.312.322.342.352.362.372.382.392.4092.412.422.432.442.452.462.472.482.492.50表1（续）：（F=l9.9平方千米）F0123456789102.512.612.702.732.872.963.033.113.183.25203.313.383.453.513.573.633.683.743.803.85303.903.954.004.054.104.154.204.244.29

20、4.33404.384.424.464.504.544.594.634.674.704.75504.784.824.864.904.924.975.005.045.085.11605.155.185.215.255.285.315.355.385.415.44705.485.505.545.565.605.635.655.655.715.74805.775.815.835.865.885.915.945.976.006.02906.056.086.106.126.156.156.206.246.286.29表1（续）：（F=1099平方千米）F2/5查算表附表2：J13查算表（单位：米/米）J

21、0123456780.0010.1000.1030.1060.1090.1120.1140.1170.1190.12220.1260.1280.1300.1320.1340.1360.1380.1390.14130.1440.1460.1470.1490.1500.1520.1530.1550.15640.1590.1600.1610.1630.1640.1650.1660.1680.16950.1710.1720.1730.1740.1750.1760.1770.1790.18060.1820.1830.1840.1850.1860.1870.1880.1880.18970.1910.192

22、0.1930.1940.1950.1960.1970.1980.19880.2000.2010.2020.2020.2030.2040.2050.2060.20690.2080.2080.2090.2100.2110.2120.2120.2130.2140.010.2150.2220.2290.2350.2410.2460.2520.2570.26320.2720.2760.2800.2840.2880.2920.2960.3000.30430.3110.3140.3180.3210.3240.3270.3300.3330.33640.3420.3440.3470.3500.3530.3560

23、.3580.3610.36350.3680.3710.3730.3760.3780.3800.3830.3850.38760.3920.3940.3960.3980.4000.4020.4040.4060.40870.4120.4140.4160.4180.4200.4220.4240.4250.42780.4310.4330.4350.4360.4380.4400.4020.4430.44590.4480.4500.4510.4530.4550.4560.4580.4600.4610100.4640.4660.4670.4690.4700.4720.4730.4750.47610.4790.

24、4800.4820.4830.4850.4860.4870.4890.49020.4930.4940.4960.4970.4980.50005010.5020.50330.5060.5070.5090.51005110.5130.5140.5050.51640.5190.5200.5210.5230.5240.52505260.5270.529皮尔逊HI型曲线的模比系数kp值表kpcv频率p(%)0.10.20.330.512510200.503.783.483.243.062.742.421.991.661.320.523.953.623.363.162.832.482.031.691.33

25、0.544.113.763.483.282.912.552.071.711.340.554.203.833.553.342.962.582.101.721.340.564.283.913.613.393.012.622.121.731.350.584.454.053.743.513.102.692.161.751.350.604.624.203.873.623.202.762.201.771.350.624.804.354.013.743.292.832.241.791.360.644.984.504.153.863.392.902.281.821.360.655.084.584.223.92

26、3.442.942.301.831.360.665.174.664.293.983.482.982.321.841.360.685.354.824.424.113.583.052.361.861.360.705.544.984.564.233.683.122.411.881.370.725.745.144.704.363.783.192.451.901.370.745.935.304.844.493.883.262.491.911.370.756.025.384.924.553.923.302.511.921.380.766.125.474.994.623.983.342.531.931.37

27、0.776.225.5555.0654.684.033.382.551.941.370.786.325.645.144.744.083.422.571.951.37附：1、山东省部分县（市、区）暴雨统计参数分析成果表2、qHK分区图m243、泰沂山南山区qHKm4、泰沂山（南）丘陵区qHKm5、胶东山区qHKm6、胶东丘陵区qHKm7、泰沂山北山区qHKm8、泰沂山北丘陵区qHKm9、崂山区qHKm10、降雨径流关系查算图P+PhaR山东省小型水库所在县暴雨统计参数分析成果Jr.山东省水文水资源勘测局二O鳩年十月九冃1任务来源受山东打防汛抗旱办公室委托，山东省水文水资源勘测同承担了山东省小型水

28、库所在县的最雨参数以及各县多年年平均降水竜的分析计算工作，此次统计的屈雨蔘数包括最大24h点雨量均值和变差系数O值“2, 资料依据I)山东省小型水库所在县多年年平均降水量采用1952-2006年降水量系列，由于有些测站设站年份较晚或者降水绘缺测等原因，以F县(市、区)1952-20&6年降水量系列不宪整,采用实测资料系列进行计算时缺失资料的年份不参加计算：(1) 济南市长淸县缺少1952.I98M986年降水戢资料；历城区无1952-1956年降水量资料；平阴县无1959-1975年降水量资料。(2) 日照市降水呈资料起止年限为1958-2006年(3) 泰安市秦山区和宁阳县无1952年降水量

29、资料。(4) 威海市环翠区无1960.1962和1963年降水量资料;乳山区无1955和1巧6年降水疑资料(5) 烟台市市区无1952、19阪1956和1960年降水量资料;莱山区降水量资料起止年限为1982-2006年;龙口市无1956年资料；招远市缺少1954年瓷料；长岛县降水量资料1963-2006年资料。枣庄市市中区和薛城区降水量资料均为1959-2006年资料；山亭区降水量资料起止年限为1955-2006年。2）暴雨参数分析计算采用资料来自山东省国家水文数据库，根据资料系列长度、代表性、一致性和资料质呈等情况，全省共选用雨量站436处。资料系列一般截止至2000年，对2000年以后有

30、特大暴雨的站点进行了补充分析，资料系列长度均在35年以上绘制等值线图的底图采用国家基础地理倍息中心发:布的比例尺为1：100万的电子地图，包括政区、居民点、铁路、公路、文化、水系、地形、地貌、植被、地表覆盖、海岸线等要素.3. 分折计算方法1）山东省小型水库所在县最大24h点雨虽均值和变差系数Cv值确定。肯先用年址大选样法构建2曲历时的雨量系列+然后按照以下三个步骤来确定秦雨统计参数：（1）单站暴雨参数计算:式中：n资料系列的长度;彳工一年最大24小时降水量均值；兀一年最大24小时降水量系列值;c一“降水量系列变差系数值采用皮尔逊III型分布曲线进行适线，按Cs=3.5Cvr适线时对（：值进行

31、适当调離，井对适线成果进行合理性检验后确定暴雨统计参数“17(2) 绘制暴雨参数等值线在计算求得单站暴雨参数的基础上，利用員有优良图面作业功能的G巧绘制山东省、最大24h降水量等值线图和最大24h变差系数等值线图。(3) 各县最大24h降水呈及变差系数Cv值推求根据县的具体地理位置在11东省年最犬24h点雨量均值等值线图和山东省最大24h点雨城变差系数等值线閤上杳得该县对应的点雨量均值和变差系数值查图时尽鼠以小型水库分布密集地区的参数值作为绘终结果2)各县多年年平均降水量，首先采用选用站瓷料，以算术平均法计算各县历年年平均降水量，然后将每年的年平均降水量相加除以实测资料年数即得县多年年平均降水

32、量。4. 计算成果I)山东省小型水库所在县的最大24h点雨量均值和变差系数Cv值.2)县多年年平均降水呈。计算成果详见附表1。附表”山东省小型水库所在县降水量统计参数表市县24小时年娃夫多年年平均降水壻市24小时年最大多年年平均降水皐均值CV均值CV滨州市邹平县800,6591威壽市环翠区1150,禎716济南市栓清县930.5?640荣成市1150,58769历城区950.59670乳山市1170.1749历下区950.59眦文蓬市1180.59797平阴县920.53599潍坊市安丘市950.726S1章丘市90也59681昌乐县800.3S31挤宁市曲阜市1000.&709昌邑县920.fi36U8泗水县95(1&729坊子区920,驅598邹城市1030,6717高密巾W00.67643莱芜市钢城区1030,6716舞亭区B9(L&598莱城区1050”59716临胸县920.62705临折市苍山县115山57837宵州市豳0.6646费县1160.61828潍翩区C.6&598莒南县11