安徽84办法洪水计算

水利规划参考资料（之二）安徽省水利水电勘测设计院一九八四年五月安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法一、安徽省10分钟，1、6小时暴雨参数等值线图的编制概况二、江淮及皖南山丘区产汇流分析成果三、安徽省山丘区中、小而积设计洪水计算办法（84年修订稿）根据水电部规划设计院对各省的要求和水利厅的安排，我院于1981年开始进行：我省10分钟，1、6小时暴雨参数等值线图的编制；山丘区产汇流分析及山丘区中、小面积设计洪水计算办法的修订等工作。至1983年，上述各项工作均已完成。现将成果汇总成“水利规划参考资料（之二）”，供我省各地区参考应用。一安徽省10分钟，1、6小时暴雨参数等值线图的编制概况暴雨参数等值线图（每一种历时包括均值及CV值两张图）是由暴雨间接推求设计洪水的基础。以往由于自记雨量资料短缺，仅编制了年最大24小时点雨量参数等值线图。24小时以下各种短历时的暴雨参数、设计值，均不分地区、暴雨量级，用少数站短系列资料分析 出来的暴雨均值衰减指数n（上划线据24小时暴雨参数外延推算。1964年以后，我省自记雨量站逐年增加，至1979年已达500余处（占总雨量站的半数以上）。加上气象部门的资料，将近有600个站。其中观测年限超过15年的已有80余站（最长的站有30年观测资料）。自记雨量资料的增多，为直接编制短历时暴雨参数图创造了条件。(二）取样原则及单站均值、Cv的定量取样原则与已编制成的24小时暴雨参数图相同，即不分暴雨天气成因，选取年最大值，样本取得后，先用矩法计算出单站的均值、CV，再通过适线（全国统一用皮尔逊Ⅲ型曲线，CS=3.5CV)确定采用值。适线时考虑到邻近地区巳出现的特大值数据，以避免单站Cv值偏(三）勾图原则勾绘等值线图时，对地形条件，高低值地区变化规律、抽样误差以及备种历时(24、6、+1小时及10分钟）参数图之间的协调等作全面考虑，不拘泥于个別点据的数值。本次完成10分钟，1、6小时暴雨的均值、Cv等值线图共六张，填补了我省这方量值与Cv图，形成了比较完整的暴雨参数图系列（共九张，见第三部份的附图）。现这些图幅均已经过与邻省拼接及水电部规划院验收，成为全国同类图幅的组成部份。除10分钟暴雨图正报部审批外，余均经水电部先后批准颁发试用。(五）新成果对短历时暴雨的影晌新成果的完成，改变了前述仅据24小时暴雨参数外延推求各种短历时暴雨的办法，而可据24、6、1小时及10分钟四种历时的暴雨参数图直接或内插求得各种历时的暴雨，使短历时暴雨的计算精度有了较大的提高，间接地也提高了中、小面积的设计洪水成果的精度。至于可能最大暴雨的计箅，因为是移用林庄实际雨型概化，不需修改。另外，原24小时点暴雨CV值未用等值图而采用分区定值、CS=4.0CV,现为与邻省一致、与其它历时协调，改为查Cv等值图、CS=3.5CV。二江淮及皖南山区产汇流分析成果我省山丘区，在前期有雨时本次降雨的损失量较小。据江淮之间山丘区14个站的31次较大暴雨一径流（包括地下水）资料分析成果：平均每天损失量除一次为36毫米处，余均在30毫米以下，而有四次的径流系数接近1.0。皖南地区32个站的分析结果是，日平均损失量大多在10毫米左右。(二）地下水（包括壤中流）分割及其定量地下水的分割，至今尚无严谨的方法可循。现一般均采用直线斜割法，即在一次洪水的起涨点和地表径流终止点之间连一直线，线上部分为地表径流，线下部分为地下水。但是地表径流终止点很难确定，故分割任意性很大（即使能确定，用直线分割也不一定代表实际情况）。本次为了使分割任意性尽可能减少，对所谓地表径流终止点的位置作了大致规定，即假定洪峰到地表径流终止点的历时，约等于峰现时间的二倍左右。按照这个假定分割出来的各次较大洪水的地下水量，在江淮之间平均为30毫米、皖南为40毫米。(三）汇流分祈汇流分析采用纳希线性瞬时单位线模型。对这个模型我们并不认为它是理论的，其使用效果还是取决于与实测资料的拟合情况，即仍是经验性的。纳希模型主要有两个参数，即N和k。纳希认为流域上瞬时单位净雨深经过N个相同的串联线性水库调蓄滞时。N*k=m1,这个值具有时间因次，是流域汇流时间的度量。N及k可以从实测净雨过程和相应的地表径流过程中求得。比较纳希模型与我们以往采用的淮河模型单位线，发现当N等于2--3.0时，二者非常相似，只是退水尾部淮河模型较缓、纳希模型较陡。这说明纳希模型在我省应用是可以的。另外，纳希棋型有完整的数学表达式，当N、k确定后，即可通过现成的表式获得单位线，而淮河模型则计算较繁,从电算角度出发，则更显出纳希模型的使用方便。由于纳希模型的退水尾部较陡，为使实测资料与其拟合得好，分析者常将地下水割得高一些。经分析了符合或基本符合单位线分析要求的50个测站的305次洪水，计算出每区的m1值的地区经验公式及N值的定量。1江淮之间m1综合公式22RRRR式中：m1为瞬时单位线参数N与k的乘积，以小时计；F为流域面积，以平方公里计。J为主河道平均坡度，以‰计；Rs为最大3小时设计净雨量，以毫米计。在皖南地区，分析时考虑了据tp时段的雨强I来选用m1值。tP的大小与雨强I大小有关在设计条件下，雨强I服从于暴雨强度公式，故雨强I又与暴雨衰减指数n有关。综合关系式为m1的非线性指数β1=0.50-0.05lg（F/J）（4）（5）（7）（8）p历时内的净雨强度，毫米/小时；为m1值的非线性改正指数；n为1—24小时之间的暴雨衰减指数；p为洪峰滞时，tp50为净雨50毫米时的tp，均以小时计；2为p值的非线性改正指数。皖南地区m1值的计算式虽比较复杂，但它解决了设计洪水中确定净雨雨强历时的定量问题，而且通过电子计算机进行计算，仍是非常方便的（电算程序另印）。如果将（3)—(8)式概化成比较简单的计算式，则为055式（9)是由（3）—(8)式概化而得，利用它计算得出的设计洪水峰值，较用(3)—(8)式的计算成果，差别一般不超过±5%。可在图表化中应用。在江淮之间N值取用3.0，皖南南地区N值原采用：当F≤50平方公里时等于3.0、F在50—500平方公里之间时用3.5。鉴于m1=N*k，m1—定时N大k就小、N小k就大，故N等于3或等于3.5对设计洪水成果影响甚微，在笫三部分设计洪水计算办法中，不分面积大小，N均用3.0。据1、2所列的m1地区综合公式及N等于3.0，只要已知F、J及R3就可计算出m1、k，再利用有关表式即可获得所需单位时段的单位线。以上成果，经与邻省协调比较，最后也由部规划院验收，认为可以在修订小面积设计洪水计算办法中应用。三安徽省山丘区中、小面积设计洪水计算办法（84年修订槁）符号说明使用范围及注意事项各种频率设计洪水计算办法可能最大洪水计算办法附图1安徽省年最大24小时点雨量均值等值线图2安徽省年最大24小时点雨量CV值等值线图3安徽省年最大1小时点雨量均值等值线图4安徽省年最大1小时点雨量Cv值等值线图5安徽省年最大6小时点雨量均值等值线图6安徽省年最大6小时点雨量CV值等值线图7安徽省年最大10分钟点雨量均值等值线图8安徽省年最大10分钟点雨量CV值等值线图9安徽省年可能最大24小时点雨量等值线图1各种频率设计洪水计算部分 H24、 H1分別为年最大24、1小时点雨量均值，以毫米计。CV24、CV1分別为年最大24、1小吋点雨量的变差系数。CS偏差系数。H24、H1某设计频率24、1小时暴雨量，以毫米计。1某设计频率24、1小时暴雨点一面折扣系数。P24、P1某设计频率面暴雨量，以亳米计。R24、R3、R1分别为某设计频率24、3、1小时的面净雨量(地表径流),以毫米计。n24-1小时之间的暴雨衰减指数。F流域面积，以平方公里计。B流域平均宽度，以公里计。f流域形状系数，f=B2/F。K瞬时单位线参数，小时。N瞬时单位线参数，采用等于3.0。m1瞬时单位线参数，m1=N*K,小时。qm24小时净雨（R24）为1000毫米时的洪峰模，以立米/秒毎平方公里计。Qm某设计频率设计洪水洪峰流量,以立米/秒计。注：皖南地区J系指出口断而到流城分水岭之间的河道平均坡度；江淮之间的J系指出口断面至河源之间的河道平均坡度。符号F流域面积，以平方公里SF流域面积平均坡度，以分米/平方公里计。SL河道平均坡度，以米/公里（即‰）计。f流域形状系数，f=B2/F。B为流域平均宽度，以公里计。K综合流域待征值，K=(SL*SF）0.5*f0.75*F-0.28。H24M可能最大24小时点暴雨量，以毫米计。P24M可能最大24小时面暴雨量，以毫米计。R24M可能最大小时面净雨量(地表径流以毫米计。α可能最大24小时暴雨点--面折扣系数qM可能最大洪水洪峰流量模（当R24M=1000毫米），以立米/秒每平方公里计。QM可能最大洪水洪峰流量，以立米/秒计。注：SL不分地区均指河口至河源之间的河道平均坡度。(一）使用范围及注意事项1、本法主要供我省淮河以南，集水而积在300-10平方公里之间的山丘区中、小型水库计算设计洪水之用。如用本法进行灌区交叉建筑物或河道治理的设计洪水计算时，必须进行调洪演算修峰，不能不经具体分析直接套用本法计算的洪峰流量作建筑物孔径或河道断面的设计流量。对集水面积在10平方公里以下的特小流域，淮北山丘区的设计洪水计算，本法可供参考。2、区间设计洪水、撇洪沟、灌溉渠道等非天然流域的设计洪水，要另作专门3、对丘陵、圩区相混合的流域，用本法将得出偏大成果，需按照流域中下游河段具体条件，分析汇流滞蓄特性，修改洪峰。1/1万或1/5万地形图上量算各项流域几何特征值。如缺乏地形图时，应进行野外测量。系数，故无须修正）。修正系数如下表。表1特殊流域形状系数的洪峰修正系数表f=B2/F洪峰修正系数当f>2.0时，应按支流水系分两块面积计箅出洪水过程线，然后同时段相加得全面积洪水过程。6、设计流域或其邻近有实测资料时，应作分析，做到尽可能利用实测资料。7、要重视洪水调査工作，利用洪水调查成果与本法成果比较、分析后确定采用数据。(二）各种频率设计洪水计算办法计算步骤1、在地形图上量算流域特征值F、B、J。2、在附图1-4上查读设计流域中心处的H24、H1、CV24、CVl。3、据H24、H1、CV24、CVl利用下表计算出所需频率的点暴雨量H24、H1。表2P—Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表（Cs=3.5CV)P(%)CV125P(%)CV4、据H24、H1，通过下表计算出相应的面雨量P24、P1。P24=α24*H24、P1=α1*H1。F50100300500100015、计算面净雨量和地下水列如下表。地形类别重现期>50年一遇重现期<20年一遇损失地下水合计损失地下水合计皖南地区丘陵204060403070江淮地区深山103040303060浅山203050403070丘陵303060503080净雨雨型采用同频率内包型式，如下表。时序（小时）1-34-67-913-1516-1819-2122-24历时占（R24-R3）的%920-45699上表中最大1小时净雨位于第11小时，其值与暴雨衰减指数n有关，当n为的净雨分配为30%和70%。7、暴雨衰减指数n的计算表6不同n各历时暴雨（净雨）与24小时暴雨（或净雨）比值表n/P24（或R1/R24）P3/P24（或R3/R24）（R24-R3）/R24]8、汇流计算中瞬时单位线参数地区经验公式根据全省50个站的305次洪水，用纳希瞬时单位线为模型，分析并综合出计算瞬时单位线参数m1值的地区经验公式如下（1）江淮之间山丘区瞬时单位线参数mi=Nk,当N固定为3时，k的计算式便为（4）005时用0.65ak值据式（6)计算后，还应利用表8查算以资校对。由以上诸式可知，不论江淮或皖南，当流域特征已定时，瞬时单位线参数m1、k还随3小时净雨大小而变，也就是说，据24小时净雨过程计算洪水时应据每一个3小时的净雨选用单位线。在本计算办法中，主雨峰（即最大3小时）采用一条单位线、次雨峰(即次大3小时）采用另一条单位线，其余各时段借用次雨峰的单位线a9设计洪水过程线计算（1）地表径流部分当流域特征值（F、J等）、R24、n求得后即可按上述原则选用单位线，计算各时 段的流量过程并进行叠加得出相应于R24的复合地面径流过程。这部分计算比较繁复，可用电算进行（电算程序另印〉。此处已将大量电算成果整理成以n、k(主雨峰）为参数的流量模过程（见表7)供查（插）用（用法见下文中的“举例”）。（2）地下径流部分地下径流部分的总量，在皖南为40毫米、江淮之间为30毫米。地下径流过程采用概化等腰三角形型式，峰值位于地面径流过程的终止点。考虑到地下径流的总量不大，且绝大部分的水量在地表径流的峰后泄出，故不论对设计洪水的峰值或对调洪演算起作用的洪量来讲，都是影响很小的。为简化计算起见，在本办法中规定：设计洪水重现期≥50年一遇时，地下径流可略去不计，即以地表径流部分的流量过程作为最终采用的设计洪水过程；设计洪水重现期≤20年一遇时，可视具体需要决定是否回加地下径流。表7〔本表据式（3)、（4)制成〕R36090120150180210240270300330kF/J2200.0300.0皖南地区k值查算表表8〔本表据式（6）制成〕R3210240270300330kF/J各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789单位：q，立米/秒每平方公里（当24小时净雨R24=1000毫米时）各种频率设计洪水流量模过程线表kqT10000023456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT10000023456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT100000203456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT100000203456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT1000000203456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT100000002003456788.793.O5.532各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT1000000020034567893.O32各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT100000002003456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT123456789各种频率设计洪水流量模过程线表kqT100000002003456789各种频率设计洪水流量模过程线表kpT12345678919'各种频率设计洪水流量模过程线表kqT100000000200034567895.举例例1已知江淮地某流域属深山区，F=100平方公里、B=7.7公里、J=15‰，并据附图1-4及表2-3查算得万年—遇的P24=700毫米、P1=210毫米，求其设计洪水过程线。（1）计算：F/J2=100/152=0.44；f=B2/F=7.72/100=0.590.5不修0.5,修正）P1/P24=210/700=0.3；查表4，损失量及地下水之和为40毫米，故R24=P24-40=700-40=660毫米。（2）据P1/P24=0.3查表6得n=0.62；R3/R24=0.45、R3=0.45*660=297毫米。（3）F/J2＜1，故用式（3）计算瞬时单位线参数k值。034（044）k113(044)024∗（29730）(4)据n=0.62及k=0.39在表9中查出相近的n=0.62、k=0.40时的流量模过程，然后逐项乘以F*R24/1000=100*660/1000=66,即得所需之万年一遇设计洪水过程线。其洪峰流量Qm为66qm=66*59=3894立米/秒，过程线计算从略。例2除流域平均宽度B=6公里外，其余数据均与例1相同。（1）计算得f=B2/F=62/100=0.36,因为f<0.5,故求得的峰值需加修正,査表1得修正系数（2）计算修正后的洪峰流量模qm为0.93*59=54.9、Qm为66*54.9=3623立米/秒。（3）再据n=0.62、qm=54.9在表9中查得qm接近54.9的过程为k=0.5、qm=53—行，并将qm的差值（54.9-53=1.9)在qm的下一时段中减去（即26.2-1.9=24.3)以保持总量不变，然后遂项乘以66得修正后的设计洪水过程线。如果qm的差值是负数，则应将此差值在qm的上一时段上加回。例3已知皖南某流域属山区，F=60平方公里、J=17.8,B=6公里，并查算得千年一遇的P24=593毫米、P1=172毫米，求其设计洪水过程线。（1）计算：F/J=60/17.8=3.37；f=B2/F=36/60=0.6；P1/P24=172/593=0.29；査表4,损失量及地下水之和为50毫米，故R24=593-50=543毫米。（2）据P1/P24=0.29査表6得n=0.61；R3/R24=0.44、R3=0.44*543=239毫米。055()0053（4）据n=0.61及k=0.42在表9中査出相近的n=0.60、k=0.40时的流置模过程，然后逐项乘以F*R24/1000=60*543/100