水保教材水文分析與洪水計算

1、第四章 水文分析與水利計算4.1. 概述水文水利計算是淤地壩工程設(shè)計最重要的工作過程之一，計算成果的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到工程規(guī)模、工程投資及工程的正常運行，通過水文水利計算就可以確定淤地壩工程諸如壩高、溢洪道尺寸等工程規(guī)模。4.1.1. 水文水利計算的任務(wù)和內(nèi)容淤地壩工程水文水利計算的任務(wù)就是根據(jù)已有的水文資料，預(yù)估未來工程運行期間可能發(fā)生的洪水特征值。洪水的特征值是指洪水的洪峰、洪量、洪水過程線及輸沙量等。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)范及淤地壩工程特點，淤地壩工程水文水利計算的主要內(nèi)容包括：（1）設(shè)計、校核標(biāo)準(zhǔn)洪水的洪峰、洪量及過程線；（2）工程斷面多年平均輸沙量計算。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水是指按工程規(guī)模，國家規(guī)范規(guī)

2、定的以一定頻率出現(xiàn)的洪水，在該洪水條件下，淤地壩工程應(yīng)能正常運行；校核標(biāo)準(zhǔn)洪水是比設(shè)計洪水還要大的一定頻率的洪水，在該洪水來臨的時候，淤地壩工程主體如大壩、溢洪道等不應(yīng)破壞，但附屬建筑物如工作橋等可以破壞。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水與校核標(biāo)準(zhǔn)洪水的頻率取多大，視工程規(guī)模、重要程度等按國家相關(guān)規(guī)范確定，淤地壩一般大多屬于或等工程，主要建筑物的大壩、溢洪道等工程級別為4或5級。4.1.2. 水文水利計算時應(yīng)注意的事項水文水利計算要以實測資料、歷史洪水調(diào)查資料為基礎(chǔ)，以統(tǒng)計、相關(guān)、頻率分析等為主要手段，推求洪水、泥沙的特征值為主要目標(biāo)。在資料的收集、分析、計算時應(yīng)注意以下問題：（1）基本資料的收集、整理、采用要慎

3、重，對資料來源、可靠性、代表性、一致性等要重點審查，特別是調(diào)查歷史洪水不能盲目采用，要看其可信度。（2）對于一些流域雖有部分洪水、泥沙資料，但資料系列較短，代表性差，應(yīng)通過相關(guān)展延等手段延長資料系列，增強(qiáng)資料的代表性。（3）對洪水、泥沙特征值計算，一般宜采用多種方法計算，經(jīng)分析、論證后，根據(jù)具體情況選用。（4）當(dāng)流域特征、下墊面條件等影響計算的一些重要因素?zé)o法準(zhǔn)確確定時，計算參數(shù)的選擇宜選對工程運行偏于安全（對工程不利）的參數(shù)。4.2. 水文調(diào)查淤地壩工程多修建在小的河溝、河槽內(nèi)，一般在附近沒有水文站，甚至沒有雨量站，因此，水文水利計算所需的資料就要通過水文調(diào)查等手段取得。淤地壩工程設(shè)計前，水

4、文水利計算收集的資料主要包括兩類：一是擬建工程控制斷面以上流域的地形特征參數(shù)，如流域面積、流域長度、流域平均寬度、河道縱坡、植被條件、流域地貌、地質(zhì)等；二是通過各種途徑收集暴雨、洪水、泥沙等資料。4.2.1. 流域主要特征（1）流域面積（也稱集水面積）是指河流某斷面以上的集水面積。即凡降落在該集水面積上的降雨形成的地表徑流，一定通過該斷面流出。當(dāng)不指明斷面時，流域面積就是該河流總的流域面積。流域的周邊稱為分水線，每個流域的分水線通常由流域四周的山脊線（分水嶺）和工程控制斷面圍成。在不致引起混淆時，有時對河流流域面積和工程控制流域面積不加區(qū)分，通稱流域面積（或集水面積）。（2）流域長度和平均寬度

5、流域的長度就是流域的軸長，即以流域出口斷面為中心，作一系列的同心圓，交于流域分水線并將交點相聯(lián)作割線，一直做到流域最遠(yuǎn)分水線并與最遠(yuǎn)分水線相切，各割線中點連線（最遠(yuǎn)點連到切點）的長度就是流域長度。流域面積與流域長度的比值稱流域的平均寬度。（3）流域縱坡是指流域最遠(yuǎn)點分水嶺到流域出口斷面的平均坡度。不可與河流的縱坡混淆，河流縱坡是指河道縱坡，即從河源到流域出口的河道平均坡度。以上流域特征參數(shù)是水文水利計算的關(guān)鍵參數(shù)，必須保證有足夠的精度。這些特征參數(shù)通常采用實地測量地形圖的方法，在地形圖上勾畫出分水線，然后用求積儀或數(shù)方格的辦法量出流域面積。流域長度用上述方法在圖中量出，流域平均寬度按定義算出。

6、當(dāng)沒有實測地形圖時，可根據(jù)1/10000比例的地形圖在圖中量測，極個別流域沒有1/10000地形圖時可以采用1/50000地形圖量測，但后者量測的精度比較低。在圖中量測流域特征參數(shù)時，要特別注意地形圖的比例，以免比例換算錯誤導(dǎo)致成果錯誤。隨著GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)的普及和應(yīng)用，利用全球定位儀進(jìn)行流域特征值測量，速度快、效果好、效率高。4.2.2. 資料的收集資料的收集除了上述流域特征參數(shù)的收集外，另一重點是水文數(shù)據(jù)、參數(shù)的收集。水文資料的收集途徑主要有：附近水文站、雨量站的實測系列資料；通過實地調(diào)查得到的洪水、泥沙資料；通過省級或各地、市水文手冊、暴雨洪水計算圖集等查用相關(guān)數(shù)值與參數(shù)；鄰近流域

7、水文站、雨量站的資料收集；鄰近或相似流域洪水、泥沙資料或計算成果的收集。收集資料的項目主要有：不同時段暴雨、洪水的洪峰、洪量、蒸發(fā)強(qiáng)度、輸沙量或流域泥沙侵蝕模數(shù)、已建工程淤積量調(diào)查等。4.2.3. 歷史洪水調(diào)查（原稿35頁4.2.338頁表424內(nèi)容） 表的編號為（41），公式編號為（41）、（42），例題編號為例41）4.3. 設(shè)計洪水洪峰流量計算流域上洪水的形成過程概括起來包括兩個階段，第一階段稱為產(chǎn)流階段，第二階段稱為匯流階段。當(dāng)暴雨降落到地面后，一部分降雨滲入土壤，補充土壤水份，當(dāng)?shù)乇硗寥浪蒿柡鸵院?，再降落的雨量滿足土壤的穩(wěn)定入滲后，其余部分形成地表徑流，這些徑流一部分可能填充流域坡

8、面上的洼地，最后剩下的雨量才是形成洪水的雨量，水文上也稱為凈雨，形成凈雨的過程稱為流域的產(chǎn)流過程。當(dāng)流域坡面產(chǎn)生凈雨后，這些凈雨就會沿著坡面向附近小的溝道方向流動，流入各小溝道的水流匯集以后向流域出口斷面處流動，在流域出口斷面處形成洪水過程，這一過程稱為流域的匯流過程。穩(wěn)定滲入地下的降雨或消耗于以后的蒸發(fā)，或形成地下徑流。反映洪水特征可以用洪水三要素來描述洪峰、洪量和歷時。小流域面積上設(shè)計洪水洪峰流量計算方法主要有三種方法，一是推理公式法，二是地區(qū)經(jīng)驗公式法，三是水文比擬法。設(shè)計洪峰流量計算應(yīng)從實際出發(fā)，深入調(diào)查，注重基本資料的可靠性；當(dāng)有滿足設(shè)計要求的實測洪水資料時，可以通過對實測資料的頻率

9、分析，直接求取設(shè)計洪水的洪峰、洪量等；當(dāng)無實測資料或雖然有實測資料，但資料系列短，代表性、可靠性不高，無法直接使用這些資料，這時應(yīng)根據(jù)資料條件及工程設(shè)計要求，采用多種方法計算設(shè)計洪水洪峰流量，經(jīng)論證后選用；當(dāng)洪水資料缺乏時，也可利用同類地區(qū)或工程附近地區(qū)的水文站實測資料，或調(diào)查洪水，通過綜合分析來計算設(shè)計洪水洪峰流量；計算時應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼗蝾愃频貐^(qū)試驗數(shù)值確定梯田、鄰草地對洪水的影響；小型的淤地壩、塘壩、谷坊等溝道工程對設(shè)計洪水的影響一般可不予考慮。如果流域上的暴雨資料、流域幾何參數(shù)如流域長度、平均寬度、流域縱坡、流域匯流參數(shù)等容易取得，一般推薦采用推理公式法。如果不具備上述詳細(xì)資料，并且有適合當(dāng)

10、地的水文手冊、暴雨洪水計算手冊等，可以考慮采用地區(qū)經(jīng)驗公式法。如果僅知道流域面積等基本參數(shù)，但鄰近流域或相似流域有資料或洪水計算成果，則可以考慮采用水文比擬法。無論采用哪一種方法，首先需進(jìn)行暴雨的分析計算，然后利用暴雨計算成果計算洪峰流量。通常認(rèn)為，暴雨和洪水具有同頻率特性，即如果一場暴雨經(jīng)分析計算其頻率為2，那么它所產(chǎn)生的洪峰流量的頻率也是2。4.3.1. 推理公式法推理公式又稱合理化公式，公式是從線形匯流理論出發(fā)，即假定暴雨在流域上的產(chǎn)流強(qiáng)度在時間上、空間上分布是均勻的，流域上平均產(chǎn)流強(qiáng)度與一定面積的乘積即為流域出口斷面的流量，其最大值就是洪峰流量。洪峰流量計算公式見式（43）： （43）

11、 （44）式中的常數(shù)0.278為單位換算常數(shù)；Qp頻率為p的洪峰流量，m3/s；洪峰徑流系數(shù)，反映流域內(nèi)降雨損失大小的一個參數(shù)，其意義是暴雨轉(zhuǎn)變成洪水，需進(jìn)行折減。它的大小與地形、地貌、植被、水土保持情況等下墊面因素有關(guān)，其大小通常在0.90.95間。下墊面條件越差，一般選值越大。Sp頻率為p的1h暴雨，也稱雨力，mm/h。如果有1h暴雨的長系列資料，可以通過對其進(jìn)行頻率分析，求得不同頻率的雨力值。如果沒有長系列資料，可以查閱省、地市水文手冊，按各水文手冊中提供的參數(shù)、公式進(jìn)行計算得出。流域匯流時間， h。L流域長度，也叫流程。即沿主溝道從流域出口斷面至分水嶺的最長距離，km。V流域平均匯流速

12、度，需通過試算確定，一般可以取經(jīng)驗值1.02.0m/s，流域地形平緩時取小值，反之取大值。n暴雨遞減指數(shù)，隨地區(qū)不同而變化，可以從省或當(dāng)?shù)厮氖謨圆橛谩流域面積，也稱集水面積，km2。（例42，見原稿45頁例題）4.3.2. 地區(qū)經(jīng)驗公式法地區(qū)經(jīng)驗公式是根據(jù)該地區(qū)河道上已有的水文站、雨量站等實測的暴雨、洪水、流域特征、流域下墊面等資料，經(jīng)分析、計算總結(jié)出來的一套適合在本地區(qū)使用的洪峰流量計算的公式和參數(shù)，由于地區(qū)差異，這些公式及參數(shù)不經(jīng)過嚴(yán)格論證，不能推廣或移用到其他地區(qū)。該方法的思路是先進(jìn)行不同頻率的暴雨分析，然后在地形圖上或?qū)嵉亓繙y流域的幾何特征參數(shù)，如流域面積、流域長度、河道縱坡等，然

13、后利用公式進(jìn)行設(shè)計洪峰流量的計算。一般的洪峰流量計算公式分為單因素公式和多因素公式。單因素計算公式的一般形式如下： （45）所謂單因素公式，是認(rèn)為洪峰流量主要與流域面積有關(guān)，式中的Cp是隨地區(qū)和頻率而變化的綜合系數(shù)，n是經(jīng)驗系數(shù)。由于該公式僅考慮流域面積一個因素，無法考慮地區(qū)暴雨、河道特征等的影響，該公式有一定的局限性，故現(xiàn)在一般不常用。目前多采用多因素公式，常用的公式形式如下： （46）或 （47）式（46）考慮了工程控制流域面積、不同頻率暴雨對洪峰流量的影響，式（47）除了考慮工程控制流域面積、暴雨外，還考慮了流域形狀系數(shù)f和流域上產(chǎn)流分布影響系數(shù)，考慮因素較全面，是目前常用公式。還有一些

14、形式的公式考慮因素更多，但工程實際及理論研究均表明，并非考慮因素越多，公式計算結(jié)果就越準(zhǔn)確、可靠。上式中的f為流域形狀系數(shù)，其中F為工程控制流域面積，以km2計；L為流域長度，以km計；為面積折減系數(shù)，含義是流域面積越大，暴雨在流域上分布大小差異就越大，面積越大，折減系數(shù)應(yīng)選小值，該系數(shù)可按當(dāng)?shù)厮氖謨蕴峁┑那€、公式等求得。需要注意的是地區(qū)經(jīng)驗公式使用的范圍和條件，流域面積太小將導(dǎo)致計算結(jié)果誤差較大，因此，使用這類公式時要注意公式的使用條件。山西省不同地區(qū)水文手冊采用的公式略有不同，但不外乎上述兩種多因素公式。需要說明的一點是，這些水文手冊編制時間較早，大多編于70年代，隨著人類活動的增加，

15、流域下墊面條件發(fā)生較大變化，而目前使用的公式參數(shù)仍是依據(jù)原有的資料求出的，沒有反映近些年的資料和情況變化，使用時要慎重，最好通過多種計算方法經(jīng)分析比較后選用。以下將山西省部分地區(qū)洪峰流量計算經(jīng)驗公式及參數(shù)、算法給出，供參考。（下接原稿45頁“地區(qū)經(jīng)驗公式法”內(nèi)容）（表編號：（42）（45）（公式編號：（48）（411）4.3.3. 水文比擬法該方法的思路是：若本工程控制流域（以下簡稱設(shè)計流域）面積沒有洪水資料或資料不可靠也或代表性不夠時，可在鄰近找一個相似流域，也稱參證流域，如果該參證流域上有資料或者有經(jīng)專家、有關(guān)部門等論證、審核或批復(fù)過的洪水成果，可以通過建立參證流域和設(shè)計流域的關(guān)系，用參證

16、流域的洪峰流量成果直接計算出設(shè)計流域上的設(shè)計洪水洪峰流量。當(dāng)然有些時候鄰近流域沒有合適的參證流域，經(jīng)充分論證后，也可以在其他類似地區(qū)選擇參證流域，但這種參證流域的選擇要充分論證、慎重選擇。該方法的核心是尋找合適的參證流域，一般所選參證流域的氣候特征，如降雨量、暴雨發(fā)生的時間等要與設(shè)計流域相近或同步，參證流域與設(shè)計流域的流域面積相差不多，兩流域下墊面條件相近，如流域地形、地貌、植被等相近，這時候就可以用參證流域上的設(shè)計洪水洪峰成果求出設(shè)計流域的設(shè)計洪峰值。如果恰好參證流域與設(shè)計流域面積、暴雨特征、下墊面條件幾乎完全相同，可以將參證流域上的洪水成果，包括洪水的洪峰、洪量等，直接搬過來使用，無需修正

17、，這種方法叫移植。如果參證流域與設(shè)計流域在某些主要特征上有差異，可以通過修正的辦法來得到設(shè)計流域的洪峰。例如當(dāng)兩個流域的流域面積相差較多，暴雨基本一致時，主要對流域面積差異進(jìn)行修正，計算公式為： （412）式中：設(shè)計流域頻率為p的洪峰流量，m3/s；參證流域頻率為p的洪峰流量，m3/s；F設(shè)設(shè)計流域的流域面積，km2；F參參證流域的流域面積，km2。如果參證流域與設(shè)計流域不同頻率暴雨量差別大，流域面積相差不多，可以用下式進(jìn)行修正： （413）式中：設(shè)計流域頻率為p的洪峰流量，m3/s；參證流域頻率為p的洪峰流量，m3/s；Hp設(shè)設(shè)計流域頻率為p的時段暴雨（一般用1h或24h暴雨），mm；Fp參

18、參證流域頻率為p的時段暴雨（一般用1h或24h暴雨），mm。如果流域面積和時段暴雨均有差異，可用下式修正： （414）式中各符號含義同前。水文比擬法使用時要注意，參證流域與設(shè)計流域的氣候條件要一致，兩流域的產(chǎn)、匯流條件、有關(guān)地理、地質(zhì)、植被等下墊面相似，流域面積不能相差太大。例43：某小流域計劃在溝道出口修建淤地壩工程，工程控制流域面積12km2，本流域沒有任何水文實測資料，但相鄰流域有資料，并且有設(shè)計洪水成果，該成果已經(jīng)市水利局組織專家進(jìn)行過審查并通過，該流域的流域面積為13.8km2，2設(shè)計洪峰流量為121.0m3/s，求設(shè)計流域的2設(shè)計洪水洪峰流量。根據(jù)已知數(shù)據(jù)及有關(guān)情況概述，可以采用水

19、文比擬法。 （415）4.3.4. 洪水調(diào)查法如果流域沒有滿足要求的暴雨資料，無法直接進(jìn)行設(shè)計洪水計算，也沒有合適的參證流域可以借用，但有若干歷史大洪水的調(diào)查值，經(jīng)論證認(rèn)為可靠，則可以利用本方法。該方法思路是先進(jìn)行調(diào)查洪水頻率計算，然后利用頻率與洪水的模比系數(shù)關(guān)系進(jìn)行設(shè)計洪水的計算。4.1.1.1. 調(diào)查洪水的頻率計算調(diào)查洪水的頻率計算用式（416）計算： （416）式中：P調(diào)查洪水頻率，也稱經(jīng)驗頻率； m在已調(diào)查的幾次大洪水中由大到小的順序位； n調(diào)查年份與洪水發(fā)生年份之間的年數(shù)。其中的調(diào)查年份應(yīng)該是修建工程前進(jìn)行水文分析時的年份。調(diào)查洪水的重現(xiàn)期N與頻率的關(guān)系為： （417）4.1.1.2

20、. 設(shè)計洪峰流量計算（1）如果有一個洪水調(diào)查值，設(shè)計洪峰流量按下式計算： （418） （419）式中：最大流量系列的均值，m3/s；已知重現(xiàn)期的洪水調(diào)查值，m3/s相應(yīng)于調(diào)查洪水頻率的模比系數(shù)；可以通過查省及地、市水文手冊中所附的kp表得到。頻率為P的設(shè)計洪峰流量，m3/s；頻率為P的模比系數(shù)，由省及各地、市水文手冊中的所附Cv、Cs，通過皮爾遜型曲線Kp表中查得。（2）如果有兩個洪水調(diào)查值，設(shè)計洪峰流量應(yīng)按以下公式計算： （420） （421） （422）式中：兩次調(diào)查洪水得設(shè)計洪峰流量均值，m3/s；已知重現(xiàn)期洪水調(diào)查值，m3/s；相應(yīng)于調(diào)查洪水頻率P1、P2的模比系數(shù)。（3）如果多于二個

21、洪水調(diào)查值，就可以用頻率分析方法確定不同頻率洪峰流量。以下舉例說明。例44：某淤地壩工程計劃在2003年建設(shè)，由于流域沒有水文資料，也無可借鑒的參證流域，但通過大量的調(diào)查、考證，有4場歷史大洪水認(rèn)定為可靠，這4場大洪水發(fā)生的時間分別為1877年、1914年，1922年和1969年，對應(yīng)的洪峰流量分別為2790m3/s、2130 m3/s、2630 m3/s和2180 m3/s，1969年以來，沒有發(fā)生過大洪水，更沒有發(fā)生超過以上調(diào)查洪水最小值的洪水。根據(jù)歷史洪水洪峰的大小排隊，按最早一場調(diào)查洪水作為起算時間，對每場洪水的頻率進(jìn)行計算，計算過程及結(jié)果見表46。表46 歷史調(diào)查洪水頻率、重現(xiàn)期計算

22、調(diào)查年份1877191419221969調(diào)查洪峰流量（m3/s）2630297026302180按洪峰大小排隊（m3/s）2790263021802130序號1234計算公式，其中的n200318771127計算經(jīng)驗頻率（）0.781.562.343.13重現(xiàn)期（年）1286443324.4. 設(shè)計洪水總量計算設(shè)計洪水總量是指一場洪水從開始到結(jié)束，流過工程控制斷面的洪水總量，它是決定淤地壩工程防洪庫容大小的重要依據(jù)。與上節(jié)洪峰流量計算相應(yīng)，設(shè)計洪水總量計算也可以分為推理公式法和地區(qū)經(jīng)驗公式法。（1）推理公式法洪水總量按公式（423）計算： （423）式中：Wp設(shè)計洪水總量，104m3； 洪水總

23、量徑流系數(shù)，可采用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值； Hp頻率為p的流域中心點24h雨量，mm?？梢酝ㄟ^水文手冊等查取；1/10為單位換算系數(shù)。 F工程控制流域面積，km2。表47是我省部分地類不同土質(zhì)24h暴雨徑流系數(shù)，可供查用。（原稿49頁表451，編號（47）（2）如果采用地區(qū)經(jīng)驗公式，設(shè)計洪水總量按公式（424）計算： （424）式中：A、m洪水總量地理參數(shù)及指標(biāo)，可由當(dāng)?shù)厮氖謨圆橛?。其他符號含義同前。（例題49頁例題，例題編號為45）4.5. 設(shè)計洪水過程線推求小流域大多無實測洪水過程線，由于小流域洪水漲落時間均較短，多為單峰洪水過程，一般將小流域洪水過程線簡化為三角形洪水過程線，見圖41。圖41 概化

24、三角形洪水過程線三角形頂點為洪峰流量Qp，底邊為洪水總歷時T，三角形面積即為洪水總量Wp，t1為洪水上漲歷時。洪水總歷時可按公式（425）計算： （425）式中，Wp為洪水總量，104m3； T洪水總歷時，h； Qp為洪峰流量，m3/s漲水歷時可以按公式（426）計算： （426）式中，t1漲水歷時，h； t1漲水歷時系數(shù)，視洪水產(chǎn)、匯流條件而異，其取值變化范圍在0.10.5之間，可根據(jù)當(dāng)?shù)亓饔蛱卣?、縱坡等情況選取； T洪水總歷時，h。例46：某淤地壩工程，工程控制流域面積5.6km2，查當(dāng)?shù)厮氖謨缘玫?0年一遇暴雨24h雨量為143mm，由推理公式法計算相應(yīng)洪峰流量為49.3m3/s，查當(dāng)

25、地水文手冊，洪水總量徑流系數(shù)0.3，漲水歷時系數(shù)取0.25，求20年一遇設(shè)計洪水的洪水總量和洪水過程線。解：根據(jù)式（425），洪水總量為：故收集流域頻率為2的設(shè)計洪水總量為24×104m3，洪水總歷時2.71h，洪水過程線見圖42。圖42 某淤地壩設(shè)計洪水過程線4.6. 淤地壩工程調(diào)洪演算設(shè)計洪水洪峰、洪量和過程線確定之后，就可以通過調(diào)洪演算確定淤地壩工程防洪庫容、設(shè)計洪水位，校核洪水位以及溢洪道寬度等重要參數(shù)，從而確定了淤地壩的壩頂高程。淤地壩工程一般不設(shè)泄洪底孔，溢洪道也不設(shè)閘門，淤地壩工程只起滯洪作用，假定設(shè)計洪水來臨的時候，淤地壩內(nèi)的庫水位與溢洪道堰頂齊平，調(diào)洪演算時的水位、

26、庫容從溢洪道堰頂起算。4.6.1. 調(diào)洪計算的原理調(diào)洪計算的原理是以淤地壩水庫時段水量平衡為基礎(chǔ)，建立時段水量平衡方程，利用淤地壩水庫水位與庫容、水位與泄流量關(guān)系，逐時段求解。計算原理簡圖見圖43。調(diào)洪計算中溢洪道泄流量用式（427）計算： （427）式中：q溢溢洪道泄流量，m3/s；M流量系數(shù)； B溢洪道進(jìn)口凈寬度，m； H水頭，為堰頂以上庫水位與堰頂高程差，m。公式中的流量系數(shù)M與堰的型式、堰進(jìn)口形狀等有關(guān)，淤地壩一般采用寬頂堰進(jìn)口，可按表48中選用，有必要時視具體情況M值可以內(nèi)插。表48 寬頂堰流量系數(shù)表堰進(jìn)口水流條件進(jìn)口邊墩、隔墩及入口形狀為極光滑的流線型入口邊墩、隔墩等為圓形進(jìn)口邊墩

27、、隔墩有明顯棱角的M1.651.551.48圖 43 淤地壩洪水調(diào)節(jié)計算原理示意圖假定在一個t時段內(nèi)，時段初、末入庫洪水流量分別為Q1、Q2，出庫流量分別為q1、q2，時段初、末水庫相應(yīng)蓄水量為V1、V2，則可建立如式（428）的時段水量平衡方程： （428）求解時，先將入庫洪水過程線劃分為若干計算時段，具體劃分多少時段合適，根據(jù)要求的精度而定。從第一個時段開始，逐時段計算。對于第一時段，q10，V10，式（428）中僅q2、V2未知，先假定q2為q21，即可通過公式（428）算出時段末水庫蓄水量，假定算出的蓄水量為V21，然后通過水庫水位、庫容關(guān)系根據(jù)V21查得相應(yīng)水位，再由該水位查取對應(yīng)的

28、下泄量q22，如果q22q21，則假定成立，該時段末下泄量即為q2q22，否則重新假定q21，重復(fù)上述步驟，直到假定值與查算值相等為止。至此第一個時段計算結(jié)束。將第一個時段的時段末下泄流量作為第二個時段的時段初下泄流量、第一時段末的水庫蓄水量作為第二個時段初的水庫蓄水量，按照上述步驟重復(fù)計算，即可求出下泄過程，最終可以求出最大下泄量、水庫的防洪庫容等。該方法一般用于較大淤地壩工程的調(diào)節(jié)計算，詳細(xì)計算步驟和方法參閱有關(guān)水文水利計算內(nèi)容。淤地壩一般庫容較小，通?？梢詫⑷霂旌樗^程線和出庫洪水過程線均簡化為三角形，然后利用幾何關(guān)系求解。圖44 概化三角形洪水調(diào)節(jié)計算原理圖圖中，Qm洪峰流量，m3/s

29、； qm最大下泄流量，m3/s。在圖中，oaco包圍的面積為入庫洪水總量，obco為時段T內(nèi)下泄的洪水總量，oabo為水庫滯洪量，該值實質(zhì)上就是防洪庫容Vp。由上圖幾何關(guān)系得： （429）其中，W為該場洪水得洪水總量： （430） （431）式中W、Qm已知，給定qm，就可以求初所需要得防洪庫容Vp。求解方法多采用圖解法或試算法，其中以試算法簡單，這里只介紹試算法，圖解法等方法，請查閱相關(guān)資料。試算法步驟：先假定qm，用式（431）算出Vp，通過水庫水位、庫容關(guān)系查得對應(yīng)水位，然后由該水位在水庫的水位泄流關(guān)系曲線上查得一個下泄量qm，1，如果qmqm，1，則Vp就是所需要得防洪庫容，反之重新假定qm，直到滿足假定與查算的泄流量相等為止。（例題見原稿53頁例題