小流域防洪避洪规划编制有关水利计算

xx研究院xx年xx月小流域防洪避洪规划编制前言水利计算的基本任务

水利计算的指导思想、步骤及方法水利计算实例(2个）

主要内容总结

1前言

我省小流域雨量丰沛，河流源短流急、水位暴涨暴落，经常形成山洪、泥石流、滑坡等灾害，造成人员伤亡和房屋建筑、交通道路、水利工程、农田土地等的损毁。据统计，我省每年山区暴雨洪水灾害造成的死亡人数占全部洪涝灾害死亡人数的2/3左右。山区暴雨洪水灾害已经成为我省当前防洪减灾工作中的突出问题，引起了省委省政府的高度重视，省水利厅在进一步加强防灾减灾体系建设工作中，计划全面启动小流域防洪避洪规划编制工作1前言

小流域防洪避洪规划中涉及临界降雨量确定、现役工程防洪能力校核、洪水风险分析等有关水利计算。在收集和统计小流域地区降雨洪水资料的基础上，通过设计暴雨计算、设计洪水计算及断面水力计算确定规划工程的标准、临界降雨值等小流域防洪避洪规划的关键指标。因此，水利计算作为小流域防洪避洪规划的核心技术必须高度重视。2水利计算的基本任务

1、现役工程防洪能力分析2、小流域地区临界降雨量的确定3、小流域洪水风险分析（见预案编制技术）3水利计算的思路、步骤及方法

遵循着简单实用，资料易收集等原则确定计算思路和方法。

在调查和收资的基础上，选择典型断面，断面以上流域进行产、汇流计算，根据断面的水力计算确定H～Q曲线，最后确定计算断面的水位，从而对河道堤防防洪能力及临界降雨量值进行分析计算。其主要步骤为：3水利计算的思路、步骤

及方法

3.1、小流域调查和收资

3.2、小流域计算断面的选择

3.3、设计暴雨计算

3.4、设计洪水计算3.5、断面水力计算

3.6、工程防洪能力确定

3.7、临界降雨量的确定3水利计算的思路、步骤及方法

资料收集断面选取过流能力确定设计暴雨推求产、汇流计算临界降雨量确定、工程防洪能力分析3.1、小流域调查和收资

小流域防洪避洪规划水利计算的调查和收资主要包括以下内容：1、流域河流水系分布2、流域降雨洪水资料3、流域村镇布局4、流域防洪工程布局5、历史的山洪灾害资料3.2、小流域计算断面的选择

1、断面选择

每个村镇至少选择2各断面，重要的村镇可以适当的增加。断面可根据河势及两岸堤防的变化来确定。从河势来看，计算断面可以选择在河道突变段或平直段的典型代表。从两岸堤防来看，计算断面可以选择在极易被淹没或堤防防洪能力比较低的河段。3.2、小流域计算断面的选择

2、小流域典型断面测量

在确定统一高程基准点的基础，对选择的典型断面进行测量，由于山区小流域河道复杂，测量时可根据地形与河势，选择合适的地段进行测量。每个断面测点间距最好小于5米。3.3、设计暴雨计算

暴雨历时短、雨强大、雨区小成峰暴雨来势猛、涨落快小流域设计暴雨主要有以下特点：基本步骤（1）各历时平均点雨量均值、变差系数CV值查算；（2）暴雨衰减指数n值计算；（3）设计点雨量均值计算；（4）小流域面雨量计算；（5）按时段雨型及分配计算设计面雨量。3.3、设计暴雨计算无资料地区设计暴雨推求无资料地区设计暴雨推求

各历时平均点雨量均值、变差系数CV值查算根据《浙江省短历时暴雨》（2003年2月）（以下简称图集）表6-1规定的定点数目在图集附图中查算各历时的点雨量均值、CV值，并计算点雨量均值的平均值。A≤10km2时，参数（面）=参数（点）；A＞10km2时，HF=αHA；HF---各历时雨量均值，HA---各历时平均点雨量均值；α---点面系数各历时平均点雨量均值、变差系数CV值查算Cvi---各时段点雨量Cv无资料地区设计暴雨推求

点号指标历时10min30min1hr3hr6hr24hr1均值1829.8241.0055.9168.00110.00Cv0.350.370.400.420.450.46平均均值1829.8241.0055.9168.00110.00Cv0.350.370.400.420.450.46各历时平均点雨量均值、变差系数CV值查算-----算例以衢江区下山溪小流域为例，赛东坞镇以上集水面积约11.2平方公里。无资料地区设计暴雨推求

暴雨衰减指数的计算暴雨衰减指数的计算有以下公式:

无资料地区设计暴雨推求

设计点雨量均值计算图集尚没有年最大30min、3hr等点雨量均值的等值线图，根据图集使用说明，可进行插补计算，计算公式如下：无资料地区设计暴雨推求

设计点雨量均值计算无资料地区设计暴雨推求

设计点雨量均值计算--------算例点号指标历时10min30min1hr3hr6hr24hr1均值1829.8241.0055.9168.00110.00Cv0.350.370.400.420.450.46平均均值1829.8241.0055.9168.00110.00Cv0.350.370.400.420.450.46

以衢江区下山溪小流域为例，赛东坞镇以上集水面积约11.2平方公里。α=1，30min、3hr雨量分别为计算值。无资料地区设计暴雨推求

小流域面治雨量的计阔算用P-I蜓II型曲逼线的Φp邀及Kp指久定计算的姓设计频率避下的Hp坚。已知列、泉Cv、C报s，用Φ冰p表或K波p表，按艺下列计算动设计雨量陵：无资料趟地区设袖计暴雨携推求小流域面关雨量计算---劫---护-算例历时10min30min60min3hr6hr24hr平均点雨量均值1829.84155.968110Cv0.350.370.40.420.450.46点面系数α111111面雨量均值1829.84155.968110各频率设计面雨量1%37.2663.92192.66130.806167.282752%34.14654.116884.05117.949150.28246.45%29.8850.689872.324100.8995127.092208.0110%26.44244.55162.97687.3158108.936177.6520%22.73437.99553.01372.893689.76145.86衢江区表下山溪专小流域兽赛东坞寺设计面乎雨量计抢算表无资料地这区设计暴叫雨推求按时段伐雨型及助分配计挤算设计芽面雨量时段雨国型及分壳配是建税立在对束多年时迟段雨量润雨型和上分配的般统计基熄础之上胃的，因傍此《暴欲雨图集嫌》上给网出24桂小时的纤雨型分焦配。如鱼果在小肚流域中品需要对惩时段雨能量进行倘雨型分想配，应句该对时勾段雨量肆进行统已计分析次。无资料梦地区设软计暴雨绞推求3.4、牌设计洪水迅计算小流域惨设计洪猫水计算匀的方法务主要有枯：1、推赠理公式栏法2、浙垄江省瞬岔时单位巧线法3、浙槐江省综补合单位激线法1、浙江省好推理公关式法适用于抓小于5挺0km宣2的特腾小流域宁上。推理公汁式的基昨本形式旦为3.4们、设计量洪水计旁算1、浙语江省推理扒公式法两种汇蜡流情况寨：一是tc≥τ（t北c产流授历时）时促，全流域扇汇流；二是t跌c<善τ（t梯c产菠流历时晌）时，砖部分流触域汇流索。3.4、位设计洪水泉计算2、浙昨江省瞬扭时单位峰线法浙江省瞬傲时单位先桂利用Na致rsh单燥位线的模博式。该模鹅式建立在枕三个基本稻假定上：（1）鸡流域入骑流集中弱于调节久中心。（2）三流域对直净雨过担程调蓄蝴作用看爆作几个闸串联水填库的调让节。（3）前鸽后洪水互舅不影响，弹符合叠加歉原理。3.4、颠设计洪水绒计算2、浙江肠省瞬时单怨位线法基本公式则：3.4、触设计洪水掀计算3、浙江痕省新综合裤单位线法综合单近位线的此三个基盛本假定畏：（1）栋合乎理司想单位游先，从执净雨开驴始至洪包峰出现佣，定位狭六个单阶位时间（2）糊同一流邀域内，蝇因单位舞时段历业时不同瘦，单位识线的洪戚峰滞时振和底宽杆也将不盾同，其橡变化值仆可以为挎单位历膛时差的评3/4勤倍。（3）同舟一流域内苍单位线洪橡峰流量与梯洪峰滞时葱成反比。3.4斤、设计仔洪水计疲算3、浙江义省新综合类单位线法单站综隔合分析争：在原惠形单位席线换算迷为理想欧单位线填后，才畅可以进皱行单站细综合分贱析，分恼析主要居内容为愈：（1）理粉想单位线度洪峰模数织与实测最屑大1小时坑净雨的关舍系分析；（2）理吩想单位线已洪峰模数键与洪峰时氏间的关系杠分析。3.4判、设计杆洪水计抖算3.5、剂断面水力泉计算通过水力磁计算，确剥定上、中夸、下三个岩控制断面继水位H与辣过流流量掠Q的关系呀，具体计梅算方法如狼下：根据实地清测量的控刮制断面形怀状，计算桌在不同水脾位H时的世断面面积毁A、断面防湿周χ；炭计算断面与水力半径荐R；由R宜、河道糙走率n值，飞计算谢才霸系数c；压由R、c或和河道比金降J计算萌断面平均厨流速v；绘由A和v库计算断面牲流量Q。河道比降耍J可由上跪、中、下段断面的间胃距和各断傲面河床底淋高程差求鹿得。3.6腊、河道啦防洪能驶力确定在小流域艇溪河上选泻取适当数期量的控制榜断面，通肚过水力计贸算确定断椒面水深与骡流量的关寒系，即H湿～Q的关旷系，并确矩定断面的潜最大过流叹能力。结合前面硬叙述的设华计暴雨、豆设计洪水屡计算等，竟确定流域鞋不同频率留的洪峰流云量，根据荒断面水力华计算的H卷～Q关系背，确定河串道防御洪坦水的能力监。基本步枪骤（1）绘耐出各频率池1小时、乡丰3小时、最6小时降阳雨量与暴降雨频率关去系曲线图迟；（2）横根据P一般险情、P较大险强情、P重大险愁情，从1繁小时、室3小时蓝、6小瞧时降雨亿量与暴伏雨频率撒关系曲椅线图中极查得相岸应的1逆小时、如3小时棋、6小孝时临界霞降雨量旺。3.7驻、临界绢降雨量察的确定例子—塞东坞钓流域以前述下巡寿山溪塞东速坞流域为舞例，流域迹面积、主前河道长度屋、坡降同附前，推求肚塞东坞流斩域临界降港雨量。3.7其、临界埋降雨量捆的确定例子—塞东坞流旅域1、断面妙的选取对有防安避要求钱的各乡档镇和自贪然村的秀上游河苦段、中穷游河段饥和下游瓜河段各矩选取一圣个控制疾断面，外控制断浴面的选旱取应综陡合考虑岸河道的堆走向和颠选择断师面的代蛮表性，玩对各控压制断面针进行实悔地测量庙，获得母测量断饼面数据佣，同时酷测量断阵面间距伍。3.7、气临界降雨示量的确定例子—塞东坞战流域该断面在班两溪汇合厦的下游3.7顶、临界肆降雨量残的确定例子—塞东坞流污域2、断娃面水力胞计算断面H(m)A(m2)χ(m)R(R=A/χ)C(C=1/nR1/6)V(V=c*sqrt(RJ))Q(Q=AV)J赛东坞1178.5500

000

181.5519.9512.11.648760324.153518695.652739693112.77220.03322赛东坞2172.4300

0000.03322174.9315.625111.420454523.560909065.11806182279.969720.03322赛东坞3169.5800

0

00.03322171.6812.2859.81.253571423.075210274.70890602957.848910.033223.7、捎临界降雨延量的确定例子—塞东坞流遍域3、确蚊定断面垮最大过黄流能力泼和险情商等级塞东坞风断面最徐大过流凉能力分棵别约为请：11梢2m3/s、8堂0m3/s、从58m3/s。鸦根据实巡寿际情况韵确定一快般险情蔑、较大始险情、六重大险煎情的流尽量后查舰水位流需量关系丝式曲线得慰出塞东统坞断面份险情表竿如下：险情等级所在村上断面中断面

下断面堤顶高程水位堤顶高程水位堤顶高程水位一般险情赛东坞181.55180.95174.93175.25171.68172.85较大险情181.55181.75174.93176.19171.68173.95重大险情181.55182.55174.93177.13171.68175.043.7、志临界降雨碰量的确定例子—塞东坞鼻流域4、确皂定各暴步雨频率范下1小酬时、3膜小时洪墓峰，雹绘出各瓜频率洪采水洪峰释流量与径暴雨频袜率的关挠系曲线叠图，即肝P～Qmax,寄p的关系剥。3.7喇、临界早降雨量捐的确定例子—塞东坞流岂域5、绘出镇各频率暴声雨与频率旦的关系曲什线图，即找P～Hmax程,p的关系斧。3.7弯、临界建降雨量关的确定例子—塞东坞流女域6、根据吸P一般险趁情、P较镜大险情、越P重大险相情，从1剧小时、3概小时降雨银量与暴雨押频率关系捕曲线图中皇查得相应盘的1小时奶、3小时离临界降雨吊量分别为一般险情除：1小时敏临界降雨介量40m晒m、3小锹时临界降亮雨量60追mm较大险宿情：1慌小时临例界降雨皂量70笛mm、著3小时撕临界降伟雨量9经5mm较大险献情：1序小时临令界降雨排量70仙mm以伐上、3病小时临宏界降雨颈量88院mm以钉上3.7盟、临界画降雨量描的确定6、算猜例衢江区脱下山溪玩小流域背塞东坞袄以上流骄域面积浙11.法2平方延公里，于主河道患长4.至92k和m，河裁道平均胳坡降为家0.0文332贫2，推牺求塞东夜坞断面爱设计洪枪峰流量各。4水宿利计算辅算例(碎1)6、算永例推理公墓式为：（1）由m取值根据实劝地调研灾，认为量塞东坞相流域植仿被一般塑，计算称θ(θ皂=L/虑J1/3)值为炒15.圾3，根胳据m=享0.6仍θ0.10何0得m值突为0揪.78锣8。4水利漫计算算例（1）6、算润例（2）各代频率的净优雨计算由于该颜流域无宋降水资非料，因泛此，采笛用《浙解江省暴款雨图集京》查图纷方法计棒算该流起域净雨砍量。具体如下飞：①定点数毙目的确定该流域面比积介于1业0~19挂km2，定点数刺目取1；②确定流岭域点雨量定点数目宅为1，根硬据定点数驱目查相应涌各时段的顿雨量等值竿线棋图，得梦到流域点独雨量值。4水利祥计算算例（1）6、算凑例（2）各客频率的净屿雨计算③点面意系数的青确定根据流域家面积，确岂定该流域团点面系数碎为α=1列.0④流域面络雨量的计尖算根据公式扩HF=αHAHF—流域蝇面平均句雨量HA—流域点敏雨量平均民值计算流脸域面雨任量，按搞照后损光1mm狠/小时蚂，得到垂流域净辞雨量值摩见下表嘴：4水额利计算蹈算例（1）6、算鼻例（2）旦各频率趴的净雨罩计算净雨量10min30min1hr3hr6hr0.50%40.2369.285100.86143.104183.61%37.2663.92192.66130.806167.282%34.14654.116884.05117.949150.285%29.8850.689872.324100.8995127.09210%26.44244.55162.97687.3158108.93620%22.73437.99553.01372.893689.764水利谅计算算例（1）6、算窑例（3）推里求各频率护的Qm根据公式采用试算太法计算求胆得流域的浩洪峰流量穿，计算结膝果见下表喜。4水逆利计算仓算例（1）6、算估例（3）推樱求各频率者的Qm乡、村集雨面积（km2）不同洪水频率下设计洪峰流量（m3/s）1%2%5%10%20%赛东坞11.2220.5190.1150.5120.490.14水利稿计算算例（1）算例：某小流域牵溪河控制涌断面以上肯集雨面积搜F=60早.0km2，断面快至主河砖道河源记长度L头=17合.1k熔m，主挨河道平射均比降含J=7殃.1‰恼，暴雨类过程已办知，计使算该控改制断面雁5年一饿遇3小面时设计朝洪水过惧程，计宪算步骤住如下。4水君利计算盯算例(2)基本步骤（1）恋计算流甘域特征逐值（2）肤产流计拌算；（3）净富雨过程计斯算；（4）地婚表径流洪存水过程线救计算；（5）催地下径光流过程揪回加；4水勺利计算响算例（2）已知设盛计面雨拒量表历时60min3hr6hr平均点雨量均值42.357.970.3CV0.420.4240.43面雨量α0.8440.9200.959均值35.753.367.4CV0.420.4240.43设计面雨量0.5%93.9141.2180.61%85.3128.3164.12%76.8115.2146.95%64.997.3123.910%55.783.4106.020%46.169.087.44水利纷计算算例（2）1、计算孤流特征值4水利孔计算算例（2）1、计保算流特售征值（4）由怠F查F～逢n表，得榨n=1.顶5；（5）裤由“浙增江省多绍站综合部M1（旺10）水～另相关抱图”，让查得：拴=89租时，M昌1（1鸣0）=泉6.0访；（6）由柴“浙江省曾多站b～嚷相关图”围，查得：眨=0捐.069庙时，b=纲0.62政；（7）a求=M1都（10）慨×10b疲=25.服01；4水验利计算卧算例（2）2、产涂流计算小流域愉山洪主红要由短网历时暴明雨形成垄，山洪导形成的识前提条宽件是土动壤已饱盘和，3课小时降踏雨产流深计算假森定前期族土壤已是饱和，删不再扣岛除初损察，后损饮为1.码0mm脚/hr宇。；4水利奸计算算例（2）3、净筋雨过程钟计算浙江省厅瞬时单劫位线法杠地下径铃流部分蜡采用斜基线分割哈法，潜块流部分狮在设计肠条件下杯尚需回愤加，其库回加数塑量以1花.5m啦m/h天r（平扁均入渗卵率）控孩制。因削此降雨顿过程扣黄除后损龙后，再脑扣除平病均入渗夕率即为蓝净雨过惊程。4