水文分析计算

重庆市河道岸线保护与利用规划编制技术细则重庆市河道岸线保护与利用规划编制技术细则10水文分析计算水文分析计算是规划的重要环节，是确定临水掌握线、外缘掌握线、划定河道治理范围的主要技术依据。水文分析计算，包括预备工作、设计洪水计算、水面线计算等步骤。应逐条河流、分段计算。预备工作预备工作包括选择掌握断面，计算流域面积和掌握集水面积，收集暴雨洪水资料等。选择掌握断面。掌握断面应选择干流河口、拦河建筑物坝轴线、主要支流集合口下游的顺直河段。掌握断面具体位置，依据规划河段的具体状况确定。计算流域面积和掌握集水面积。流域面积为河口断面或掌握断面以上，沿着分水岭勾绘的流域总面积；掌握集水面积为规划河段典型掌握断面以上，依据城市〔城镇〕规划，实际汇入规划河段的集水面积。100km2及以上河流的流域面积，可直接承受《重庆市主要河流和城镇河道岸线保护与利用治理规划汇编》〔2023〕和区县政府已批准的集水面积1000-100km2以上河流的《河道岸线利用治理规划》〔2023-2023〕中的数据。100km21:10000地形图上用求积仪计算。流域地形图，以能画出分水岭和便于面积计算为准，要求图纸清楚。收集暴雨洪水资料。通过实测、调查、分析等方式收集暴雨洪水资料。暴雨洪水资料最好是本流域的实测洪水资料，或历史洪水调查资料。设计洪水计算设计洪水计算主要包括以下工作：一是选择暴雨洪水计算依据或参证站，再依据代表站的数据资料状况；二是依据河道流域状况和设计洪水计算方法的适用条件选择与之符合的计算或推算方法；三是对设计洪水计算成果进展合理性分析，对设计洪水计算成果进展修订。依据站和参证站的选择依据站，应当为本河道的暴雨洪水实测站点。参证站，为与水文计算流域相关的站点。应是邻近河流或邻近区域的站点，或与水文计算流域同属一个雨区或产汇流关系相近的站点。计算方法方法选择依据河段的具体状况，按《水利水电工程设计洪水计算标准》〔SL44-2023〕要求选用洪水计算方法。当规划河段洪水受到下游干流洪水的顶托影响时，洪水计算应以规划河段的洪水为主，结合下游干流洪水顶托，洪水线取两种状况的外包线。设计洪水计算方法按有资料和无资料两种情形选择。有资料的，承受水文比较法等；无资料的，承受暴雨推求设计洪水计算法。水文资料收集整理收集、整理河流水位、流量等根底资料时，对资料条件较差的河流〔河段〕，应进展暴雨洪水调查或收集邻近流域和区域的暴雨洪水主要参数资料。设计依据站径流系列代表性缺乏而又难以延长系列时，可参照参证站长、短系列的统计参数或通过地区综合，对设计依据站的径流计算成果进展调整或加以说明。在有较长实测水文资料时，可直接用频率分析方法按以下步骤计算：①收集、整理、考证所需的根本水文资料，分析水文资料系列的代表性；②对水文资料系列进展频率分析；③由频率分析求出符合设计标准的水文特征值；④选择符合设计要求的时空分布作为典型，按设计值放大或缩小，求得设计条件下的水文特征值的时空分布；⑤计算成果合理性分析论证。在短缺实测水文资料时，主要依据水文现象之间的某些客观联系，再按不同状况承受不同方法。常用方法有：相关分析法、等值线图法、阅历公式法、水文比较法、水文调查法等。①相关分析法。依据水文现象之间的相关关系，利用观测系列较长的水文资料，以延长观测系列较短的水文资料。例如依据降雨与径流关系，通过观测系列较长的降雨资料，延长径流量资料，然后按有资料状况下的水文计算方法进展计算。②等值线图法。各种水文等值线图表示该水文特征值及其统计参数在地区上的分布规律。一般先依据观测历史较长的测站的资料，绘制这些水文等值线图，然后通过内插，求得指定地点的水文设计数据。③阅历公式法。先建立需要计算的水文特征值与其他水文特征值、某些地理参数之间的阅历关系，以推求工程设计所需要的设计水文特征值。④水文比较法。即在流域水文气象条件和下垫面状况根本近似的前提〔或作适当修正后〕移用到无资料的流域作为设计依据。⑤水文调查法。例如调查无资料地区的历史暴雨洪水状况，作为设计依据等。上述两种水文资料条件之间没有一个明确的界限，而且相对于频率分析的要求现有资料的年限长度还缺乏。所以即使在有较长的实测水文资料条件下,也要广泛运用后者的各种方法,进展分析论证。公式推求设计流量等，一般不少两种以上方法同时计算，主要方法适用条件。.水文计算方法适用条件水文比较法的适用条件假设两流域相距不远，气候条件和下垫面条件相像，集水面积差小于15%，可以直接承受面积指数比，否则需考虑降水和径流系数等的差异进展改正。推理公式法的适用条件推理公式是假定在流域汇流时间τ内,降雨强度I、径流系数C速度V而不适用于平原河流和平原河网地区计算。适用于流域集水面积50km2以下，山区丘陵区小流域。综合单位线法适用条件综合单位线法指依据流域特征与单位线要素或参数之间的阅历关系，由流域特征推求出单位线要素而求得的单位线。流域自然地理特征一般指流域面积FJqm，洪峰滞时tpT,或瞬时单位线参数m1(=n.K位线的单站综合，然后进展单位线的地区综合，供推求无资料地区单位线50km2以以上，流域坡度不大的小流域。暴雨公式推求设计流量方法适用条件《室外排水设计标准》〔GB50014-2023〕推举的雨水流量计算公式：Qs=qΨF (4.2.2)Qs－雨水设计流量〔L/s〕；q－设计暴雨强度[L/(s·hm2)]；Ψ－径流系数；F－汇水面积〔hm2〕。适用于城市区和城市规划区的河道设计洪水计算，原则上集水面积应1km2。重庆市主城区〔都市区〕应承受重庆市城乡建设委员会2023公布重庆市主城区暴雨强度修订公式：沙坪坝1年≤P≤10(t6.947)0.624

(L/s•104m2)10<P≤100(t9.671)0.655

(L/s•104m2)巴南区(t7.149)0.692渝北区

(L/s•104m2)(t8.534)0.551

(L/s•104m2)其中：P——设计重现期〔年〕；q——暴雨强度〔L/s•104m2〕；t——降雨历时〔min〕。暴雨强度修订公式适用范围重庆市主城区暴雨强度公式适用范围见以下图：沙坪坝暴雨强度公式适用范围：长江和嘉陵江之间的地区，包括沙坪坝区、渝中区、九龙坡区、大渡口区和北碚区嘉陵江以南局部区域。渝北暴雨强度公式适用范围：长江和嘉陵江以北的地区，包括渝北区、江北区和北碚区嘉陵江以北局部区域。合理性分析各频率设计洪水计算成果是否合理、牢靠，需要对计算使用的根底资垫面不符的应进展修正。对资料的牢靠性进展分析。一般状况是本流域内的资料优于外流域的资料牢靠，近期资料优于比远期资料，长系列资料优于短系列，实测资料优于手册概化后的成果。方法的合理性分析。主要分析水文计算流域降水、流域形态、流域下垫面、洪水特性与计算方法的适应性。计算成果与就近已成工程设计成果分析比较，与已审规划成果分析比较，与防洪五线划定计算成果比较。规划河段水面线计算典型断面选择起算断面选择。原则选在水位流量关系根本单一有拦河建筑的选择拦河建筑物处，没有拦河建筑物河段选择河道规整顺直处。掌握断面选择。平面上，应选择在河道明显弯道处；立面上，应选择河道比降有明显变化的连接断面处。计算河段长度计算河段，应为规划范围内各条河流的干流河段。计算河段长度应与规划河段长度根本全都，有必要时，可延长计算河段长度。过境河流，进、出规划范围界之间的干流中心线长度为计算河段长度。流入规划范围与其他河流集合的河流，集合口以上至规划范围界入口之间的干流中心线长度为计算河段长度。河道糙率确定有洪水实测资料和调查洪水资料的，尽量通过计算推求；没有资料的，依据标准查表取值。详见“自然河道糙率表”、“滩地河道糙率表”、“渠道糙率表”。自然河道糙率表(1)单式断〔或主槽〕较高水局部(1)单式断〔或主槽〕较高水局部河段特征类型河床组成级床面特征n平面形态及水流特征岸壁特征I河床为砂质组成,床河段顺直,断面规整,水流通畅面较平坦两侧岸壁为水土质或土砂质,外形较整齐0.020-0.024II河床为岩板,砂砾石或卵石组成,床面较河段顺直,断面规整,水流通畅平坦外形较整齐0.022-0.0261 0.025-0.029平顺 通畅,有局部回流 草III 河底为砂砾或卵石河段顺直段较长,断面较规整,水两侧岸壁为土砂20.025-0.029床面尚平坦回流整齐土质岸壁,一岸坍塌严IV10.030-0.034水草或水生植物 有挑水坝,水流不顺畅 杂草及灌木;一岸坍塌,长有稠密杂草或芦苇河床为砾石或卵石顺直段距上弯道不远,断面尚规河床为砾石或卵石顺直段距上弯道不远,断面尚规2组成,底坡尚均匀,整,水流尚通畅,斜流或回流不甚一侧岸壁为石质外形尚整齐,另一侧岸壁为砂土,略有杂草,小树,外形较整齐0.030-0.034床面不平坦明显V河底为卵石,块石组坡尚均匀,床面不平坦顺直段夹于两弯道之间,距离不两侧岸壁均为石质,陡远,断面尚规整,水流显出斜流,坡,长有杂草,树木,外形0.035-0.040回流或死水现象尚整齐河段不顺直,上下游有急弯,或下顺直段,不整齐,有堵塞或岩溶情乱石或大块石,大乱回流,旋涡,死水现象;河段上游石及大孤石组成,床为弯道或为两河汇口,落差大,水整齐;VI0.04-0.10凸状两侧岸壁为石质砂夹乱整,上面生长杂草,树木水流湍急,水声较大滩地特征描述滩地特征描述n类型平纵横形态床质植被变化幅度平均值I平面顺直,纵断平 植物或为土,砂质,淤泥顺,横向整齐 已收割的麦地II顺直整齐土,砂质稀疏杂草,杂树或矮小农作物III顺直整齐 为土砂质 或种有高秆作物IV上下游有缓弯,纵有束水作用,水流不通畅土砂质种有农作物,或有稀疏树林0.050-0.0700.06V横面起伏不平土砂质水稻田0.060-0.0900.075VI横面起伏不平,不凹地,土埂等土砂质长满中密的杂草及农作物0.080-0.1200.10.026-0.0380.030.030-0.0500.040.040-0.0600.05VII横面起伏不平,不洼土砂质地,土埂等VIII横面起伏不平,不洼土砂质地,土埂堵塞物3/4杂草,灌木3/4杂草,灌木0.011-0.1600.13全断面有稠密的植被,芦柴或其它植物0.160-0.2000.18括其特别性，所以不宜用此表。③表〔1〕VI列糙率值已把局部损失包括在内，所以糙率值就大了。此次收集的糙率资料中，糙率n0.04881糙率表时应予以留意。反映此种关系，在应用时应留意此因素。渠道糙率表渠道特征n备注土质，平坦顺直,养护良好0.02土质，平坦顺直,养护一般0.0225渠床多石,杂草丛生,养护较差0.025渠床多石,平坦顺直,养护良好0.0225渠床多石,平坦顺直,养护一般0.025渠床多石，杂草丛生,养护较差0.0275渠床多石,毛渠0.025渠床多石，支渠以下的固定渠道，渠床弯曲，养护一般0.03岩石经过良好修整0.025岩石，经过中等修整无凸出局部0.03岩石，未经修整有凸出局部各种材料护面抹光的水泥抹面0.0330.035～0.0450.012不抹光的水泥抹面0.014重庆市河道岸线保护与利用规划编制技术细则料石砌护

0.0150.015水面线推求方法的选择水面线推求有按工程河段计算和按自然河段计算两种方法。工程河段水面线推求有工程的河段，依据工程类型依据标准计算水深或水面线。2.自然河段水面线推求自然河道的水流一般是非恒定非均匀流，河道中各种水力要素随时间的变化相对缓慢，可以认为自然河道在肯定时间内是恒定非均匀流，一般承受能量方程求解水面线。计算方法：等资料，推求该河段某个断面处在某一流量下的水位，据此可连接出一条对应于该流量的水面曲线。自然河道水面线计算一般承受恒定非均匀流能量方程计算，其 式为：Qs间距；Ku、Kdα1重庆市河道岸线保护与利用规划编制技术细则1.5，山区河流α=1.5～2.0；ξ为局部水头损失系数。合理性分析水面线计算是一个比较简单的课题,尤其是自然河道的水面线计算,由于河道断面的不规章,河底坡降的不断变化,常常计算不出结果或者计算的结果不合理、不行用,这时就需要细心的调整和分析。不同设计洪水的水面线计算完成之后，应对其进展合理性分析。合理性分析包括：自然与设计的比照、不同防洪标准之间的比照、不同堤距间的比照等。自然与设计的比照应符合断面的变化状况，一般来说断面缩窄时水位应有所抬升，断面变宽时水位有所降低的变化规