小水庫(kù)洪水核算辦法

1、附件：山東省小型水庫(kù)洪水核算方法試行?山東省小型水庫(kù)洪水核算方法? 試行是為適應(yīng)新形勢(shì)下小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固需要而制定的。本方法依據(jù)水利部?水利水電工程等級(jí)劃分及 洪水標(biāo)準(zhǔn)?SL252-2000、?水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)?SL44-2006、?碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?SL274-2001和?山東省水文圖集?的有關(guān)分 析成果，在原山東省水利局暴雨洪水組 1979年 6月編印的?山東省小型水 庫(kù)洪水核算方法?根底上修訂完成的。在山丘區(qū)小型水庫(kù)防洪平安復(fù)核、 控制運(yùn)用、加固設(shè)計(jì)等工作中應(yīng)以本方法為主，其它各法可作驗(yàn)證參考。本方法提供了洪峰流量、洪水總量以及調(diào)洪演算方法，適用我省流域 面積在 1 到

2、30 平方千米的小型水庫(kù)保平安洪水核算使用。 對(duì)有閘控制或流 域面積大于 30 平方千米的小型水庫(kù)， 應(yīng)使用?山東省大、 中型水庫(kù)防洪安 全復(fù)核洪水計(jì)算方法? 進(jìn)行核算， 設(shè)計(jì)洪水流量過(guò)程應(yīng)采用瞬時(shí)單位線法， 其中?山東省水文圖集? 。流域面積小于 1 平方千米的小 2型水庫(kù)，應(yīng) 按本方法計(jì)算的洪峰、洪量分別加大 10%后，再進(jìn)行調(diào)洪。請(qǐng)各單位在使用過(guò)程中注意結(jié)合實(shí)際 , 及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn) , 如有問(wèn)題請(qǐng)函 告省水利廳。1小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，按照水利部?水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)? (SL252-2000)選取。小型水庫(kù)永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)按山區(qū)、丘陵區(qū)或平 原

3、、濱海區(qū)分別確定。山區(qū)、丘陵區(qū)永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期年按表1選用。平原、濱海區(qū)永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn) 重現(xiàn)期年按表2選用。當(dāng)山區(qū)、丘陵區(qū)的小型水庫(kù)壩上下于15m上下游最大水頭差小于10m時(shí)，且失事 后對(duì)下游防洪影響不大時(shí)，其洪水標(biāo)準(zhǔn)宜按平原、濱海區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定；當(dāng)平原、濱海區(qū) 的小型水庫(kù)壩高高于15m且上下游最大水頭差大于10m時(shí)，其洪水標(biāo)準(zhǔn)宜按山區(qū)、丘 陵區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定。小1型、小2型水庫(kù)的消能防沖建筑物洪水重現(xiàn)期分別取20年、10年。表1山區(qū)、丘陵區(qū)小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)表不同壩型水工建筑物級(jí)別設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水重現(xiàn)期年校核標(biāo)準(zhǔn)洪水重現(xiàn)期年土石壩小1型4級(jí)50 301000300小2型5級(jí)30

4、20300200特別重要小1型3級(jí)100 501000混凝土壩、漿砌石壩小1型4級(jí)50 30500200小2型5級(jí)30 20200100特別重要小1型3級(jí)100 501000500表2平原、濱海區(qū)小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)表水工建筑物級(jí)別設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水重現(xiàn)期年校核標(biāo)準(zhǔn)洪水重現(xiàn)期年小1型4級(jí)20 10100 50小2型5級(jí)105020注：特別重要小型水庫(kù)系指可能危及下游城鎮(zhèn)、工礦區(qū)，鐵路干線或其它重要政治經(jīng)濟(jì)意義設(shè)施或梯級(jí)水庫(kù)。一般是否特別重要應(yīng)由上一級(jí)主管部門(mén)確定2 洪峰流量的查算2.1 計(jì)算圖表的使用范圍： 本圖表適用于我省一般山區(qū)、 丘陵區(qū)的天然河道， 面積在 30 平方千米以下的小型 工程。對(duì)于

5、上游有較大控制工程影響的河道，應(yīng)另外考慮。至于山區(qū)和丘陵的劃分，主要應(yīng)根據(jù)流域的比降、土壤地質(zhì)條件以及植被情況確 定。本方法規(guī)定流域主河道的比降大于 10%。，巖石較多，土層較薄，植被一般的均應(yīng) 查算山區(qū)圖表，其它應(yīng)查算丘陵圖表。比照降在 10%以下，但土層較薄，流域內(nèi)巖石 裸露、植被較差者也應(yīng)查算山區(qū)圖表。2.2 計(jì)算圖表計(jì)算圖表包括根本計(jì)算曲線 q H24K、山東省q H24 K分區(qū)劃分圖、山東省部 分縣市、區(qū)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果表、降雨徑流關(guān)系曲線和輔助計(jì)算圖表，前者 為計(jì)算設(shè)計(jì)最大洪峰流量的主要工具，后者為簡(jiǎn)化計(jì)算的輔助工具。.1 根本計(jì)算曲線和分區(qū)圖1、 按我省暴雨特性及下墊面諸因素

6、的影響，根本計(jì)算曲線qm HU K分四個(gè)區(qū)七 組曲線：1) 泰沂山南山區(qū)、泰沂山南丘陵區(qū)2) 泰沂山北山區(qū)、泰沂山北丘陵區(qū)3) 膠東山區(qū)、膠東丘陵區(qū)4) 嶗山區(qū)2、山東省 qmH24K 分區(qū)劃分圖，據(jù)此確定小型水庫(kù)所在地點(diǎn)的計(jì)算分區(qū)。3、山東省局部縣 (市、區(qū))暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果表。4、降雨徑流關(guān)系曲線，其形式為 p+pa-h r 是為推求設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)凈雨量使用的。.2 輔助圖表 輔助圖表主要有 :JJ1/3， FF2/5 查算表，是為了計(jì)算簡(jiǎn)明而使用的。2.3 計(jì)算圖表的使用1、對(duì)需要進(jìn)行洪水復(fù)核或設(shè)計(jì)的小型水庫(kù)，建議根據(jù)適當(dāng)比例尺的地形圖，復(fù)核 量算工程地點(diǎn)以上的流域特征參數(shù)，包括：1) 流

7、域面積 F: 在適當(dāng)比例尺的地形圖上， 勾繪好流域分水線后，直接量取，對(duì) 于地形圖精度不高，或分水線不清的流域，要進(jìn)行實(shí)地查勘測(cè)量，以確定分水線的實(shí) 際位置，單位以平方千米計(jì)。2主要河道長(zhǎng)度L:采用自出口斷面起沿主河道至分水嶺的最長(zhǎng)距離，包括主 河道以上溝形不明顯局部沿程的長(zhǎng)度，可由地形圖上量算，單位以千米計(jì)。3主河道比降J : J為沿L的河道平均比降，自分水嶺起根據(jù)沿流程的比降變 化特征點(diǎn)高程，按下式采用加權(quán)平均法計(jì)算。J=Z 0+ZiL1+乙+乙L2+乙-i+Zj Ln-2ZoL/L 2 式中：Z。、Zi乙為自出口斷面起沿流程各特征地面點(diǎn)的高程。 Li、L2Ln為各特征點(diǎn)間的距離，詳見(jiàn)圖一

8、。河道上有跌坎、陡坡等時(shí)，應(yīng)當(dāng)把突然變動(dòng)比降段兩段的特征點(diǎn)，都做為計(jì)算加 權(quán)平均比降時(shí)分段點(diǎn)，以使計(jì)算的比降反映沿程實(shí)際水力條件。根據(jù)從地形圖上量算的F、L、J按下式計(jì)算流域綜合特征參數(shù)。K=L/J 1/3 F2/522、根據(jù)“山東省局部縣市、區(qū)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果表查出工程地點(diǎn)以上流 域中心多年平均最大24小時(shí)降雨量H24及變差系數(shù)G值，取CS= 3.5Cv，根據(jù)皮爾遜 川型曲線的模比系數(shù)kp值表見(jiàn)表3查得Kp值，進(jìn)而可計(jì)算出某種頻率的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 24小時(shí)暴雨量：H24P% H24?Kp3對(duì)流域中心處于兩個(gè)縣市、區(qū)邊界附近的水庫(kù)，假設(shè)相鄰兩縣市、區(qū)的多年平均最大24小時(shí)降雨量H24及變差系數(shù)C

9、v相差較大時(shí)，那么該水庫(kù)在 H24、Cv值選用時(shí)應(yīng)采取插值等方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整3、根據(jù)流域特征綜合參數(shù) K和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)降雨量H24,按工程地點(diǎn)所在位置和流域 坡度、土壤土質(zhì)、植被等情況，查用qm比k關(guān)系曲線。得出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的單位面積洪 峰流量模數(shù) qm；4、 將單位面積最大洪峰流量模數(shù) qm,乘以流域面積F,即可求得設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最大 洪峰流量 QmQm=qmX F43 洪水總量的推求以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最大24小時(shí)暴雨量H24P%的75%加上前期影響雨量Pa,查P+P hR降雨徑流關(guān)系曲線求出凈雨 hR,以凈雨hR乘上流域面積F即得到洪水總量 WW=0.1 hRX F萬(wàn)立方米5其中山丘區(qū)小型水庫(kù)的前期影響雨量

10、 Pa取40mm平原區(qū)小型水庫(kù)前期影響雨量 Pa 取 50mm。洪水過(guò)程按三角形計(jì)算，洪水歷時(shí) T即三角形過(guò)程的底寬按下式計(jì)算： T=W/(1800 QQ)(小時(shí)6式中：W洪水總量，Q最大洪峰流量。漲洪歷時(shí)為三分之一 T,即最大洪峰Q出現(xiàn)在三分之一 T的地方。4 調(diào)洪演算4.1溢洪道泄量q的計(jì)算小型水庫(kù)溢洪道泄量q的計(jì)算，可參照?溢洪道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)? SL253-2000附錄A的 方法計(jì)算?？紤]我省小型水庫(kù)多為無(wú)閘控制開(kāi)敞式溢洪道,斷面不規(guī)那么且緩坡段較長(zhǎng), 為方便起見(jiàn),可采用以下簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算：q=1.5Bh3/2 7式中： 1.5 為綜合流量系數(shù)。對(duì)溢洪道為斷面不規(guī)那么的長(zhǎng)渠,且底坡較緩的情

11、況, 寬頂堰泄流公式不再適用,但用明渠計(jì)算比擬繁瑣,這種情況下仍可應(yīng)用上述公式, 但需將綜合流量系數(shù)應(yīng)相應(yīng)調(diào)整,可根據(jù)工程情況取 1.41.5 為宜。B溢洪道寬度米；溢洪道堰頂以上的水深米溢洪道寬度，可以根據(jù)水庫(kù)的不同水位算出溢洪道的相應(yīng)泄量。然后將水庫(kù) 水位、庫(kù)容和q對(duì)應(yīng)列成表格，或繪成曲線，供調(diào)洪時(shí)使用。4.2調(diào)洪演算對(duì)流域面積較大或有閘控制的小型水庫(kù)，應(yīng)參照大中型水庫(kù)調(diào)洪原那么與方法進(jìn)行 計(jì)算。有閘控制的水庫(kù)一般取興利水位，有特殊要求的可單獨(dú)設(shè)汛限水位并以此做為 起調(diào)水位。無(wú)閘控制的水庫(kù)調(diào)洪演算的起調(diào)水位取溢洪道堰頂高程。調(diào)洪演算一般采用圖表 法或者試算法。對(duì)無(wú)閘控制開(kāi)敞式溢洪道的一般小

12、型水庫(kù)可用下述三角形調(diào)洪法進(jìn)行。首先根據(jù)水庫(kù)的水位泄量關(guān)系曲線和水位容積曲線繪制溢洪道堰頂以上調(diào)洪 庫(kù)容V調(diào)洪與下泄流量q的關(guān)系曲線，將該曲線繪在圖二的左方，其右方繪制入庫(kù)洪 水過(guò)程線Qt o在v調(diào)洪坐標(biāo)軸上取一點(diǎn) A,用0A等于洪水總量 W過(guò)Q作水平線交縱坐標(biāo)軸于 B，連接AB,與V調(diào)洪q曲線交于D,過(guò)D點(diǎn)作水平線交洪水過(guò)程線Qt的退水段于 C,那么C點(diǎn)的坐標(biāo)表示最大下泄流量q, D點(diǎn)的橫坐標(biāo)0D表示相應(yīng)的調(diào)洪庫(kù)容 V調(diào)洪。5算例膠東地區(qū)x河x村附近有一小型水庫(kù)，求三百年一遇情況下的最大洪峰流量及溢 洪道的最大下泄流量和水庫(kù)的最大調(diào)洪庫(kù)容。5.1最大入庫(kù)洪峰流量Q的查算一、流域特征參數(shù)的量算

13、應(yīng)用地區(qū)萬(wàn)分之一地形圖，量得流域工程地點(diǎn)以上流域面積 F為16平方千米，自 工程地點(diǎn)沿主河道量至分水嶺得最大流程 L為6.6千米，相應(yīng)于該河道的平均比降 J 為0.0183米/米。J的計(jì)算見(jiàn)公式1從附助圖表查得F2/5=3.03， J 1/3=0.264流域特征綜合參數(shù)：k=L/J 咋/5 X二、設(shè)計(jì)暴雨量的計(jì)算：三百年一遇設(shè)計(jì)暴雨量的推求，根據(jù)工程所在地點(diǎn)，查輔助計(jì)算圖表得：多年平均最大24小時(shí)降雨量H24為120毫米。多年平均最大24小時(shí)降雨量變差系數(shù) Cv為0.65。采用C，應(yīng)用皮爾遜川型頻率曲線 Kp值表查得三百年一遇Kp值為4.22，那么三百年一遇最大 24 小時(shí)降雨量 Hm為：H4

14、p=0.33%=K H 24 =4.22 X 120=506.4 毫米三、單位面積最大洪峰流量的計(jì)算：經(jīng)實(shí)地查勘，該工程地點(diǎn)以上比降較陡，為18.3 %。，流域植被中等流域內(nèi)的巖石主要為花崗巖，有風(fēng)化，一般土層較薄。根據(jù)流域的坡度，土壤地質(zhì)植被等情況，該 流域?qū)儆谏絽^(qū)。根據(jù)流域綜合特征參數(shù) K=8.25,三百年一遇最大24小時(shí)降雨量H=506.4毫米， 查膠東山區(qū)qm壓K關(guān)系曲線得qm=39.1秒立米/平方千米。四、最大洪峰流量的計(jì)算：三百年一遇的最大洪峰流量：Qo.33%=qFx 16=626 秒立米5.2洪水總量和洪水過(guò)程線的計(jì)算一、洪水總量的計(jì)算：三百年一遇洪水總量計(jì)算：三百年一遇最大2

15、4小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨量為506.4毫米，百 分之七十五為506.4 X 75%=380毫米，pa取40毫米，p+pa=380+40=420毫米，查p+pa hR曲線得hR=317毫米；洪水總量為： W=0.1h XX 317X 16=507萬(wàn)立米。二、洪水過(guò)程為三角形，洪水歷時(shí) T為：三百年一遇 T=W/(1800 Q m)=507 X 104/(1800 X5.3調(diào)洪演算一、 根本資料：水位容積和水位泄量關(guān)系見(jiàn)表設(shè)溢洪道寬度為15米二、調(diào)洪演算：調(diào)洪演算采用圖解法，見(jiàn)附圖三、圖四，經(jīng)計(jì)算后，三百年一遇溢洪道最大下泄流量為118秒立米，調(diào)洪庫(kù)容為410萬(wàn)立米，防洪水位為90.03米。XX水庫(kù)水位容積

16、和水位泄量關(guān)系見(jiàn)表單位：m,10m水位87.0調(diào)洪庫(kù)容011225233241249257669279291210461324泄量關(guān)系0236489117147180215252290331418F00.01000.1附表1:F2/5查算表F=00.99平方千米表1續(xù)：F2/5查算表平方千米F0123456789F0123456789102.512.612.702030405060708090表1續(xù)：F2/5查算表F=1099平方千米J0123456780.001234567890.01234567891234附表2:J1/3查算表單位：米咪附表3：皮爾遜皿型曲線的模比系數(shù) kp值表kpp頻率

17、p(%)1251020附：1、山東省局部縣 市、區(qū) 暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果表2、qm“4K分區(qū)圖3、泰沂山南山區(qū)qmHK4、泰沂山南丘陵區(qū) qmHK5、膠東山區(qū) qm H K6、膠東丘陵區(qū) qm H K7、泰沂山北山區(qū) qmHK8、泰沂山北丘陵區(qū) qmHK9、嶗山區(qū) qmHK10、降雨徑流關(guān)系查算圖 P+P a hR山東省小型水庫(kù)所在縣暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果V-L山東省水文水資源勘測(cè)局-ob七年十月九臥1. 任務(wù)來(lái)源吩山東省功汛抗早辦公室委托，山東省水文水資源勘測(cè)局承當(dāng)了 山東省小型水咋所在貝的眾雨參數(shù)以及各縣多年年平均陪水根的分 析計(jì)算工作.此次統(tǒng)計(jì)的顯雨參數(shù)包抵母大24h點(diǎn)爾星均價(jià)和變差系 數(shù)

18、Cv值。2. 資料依據(jù)1)山東省小型水庫(kù)所在黑多年年平均降水量采用1952-2006年降 水最系列由于有卷測(cè)站設(shè)站年份較晚或者降水量缺測(cè)等原因，以下 縣(市、區(qū))1952-2006年降水量系列不憲整,采用實(shí)測(cè)細(xì)系列進(jìn)行 計(jì)算時(shí)缺失資料的年份不參加計(jì)算：(1) 濟(jì)南市長(zhǎng)清縣缺少1952. 19814986年降水量資料：歷城區(qū)無(wú)1952-1956年降水量資料;平陰縣無(wú)1959-1975年降水量資料。(2) 0照市降水量資料起止年限為195&2006年。(3泰安市麝山區(qū)利寧陽(yáng)縣無(wú)1952年降水星資料。(4) 威海市環(huán)翠區(qū)無(wú)I960J962和1963年降水量資料;乳山區(qū)無(wú)1955 和I笳6年降

19、水量資料。(5) 煙臺(tái)山市區(qū)無(wú)1952、1955, 1956和I960年降水量資料匸萊山區(qū) 降水童資料起止年限芳1982-2006年；龍口市無(wú)1956年資料t 招遠(yuǎn)市缺少1954年資料:長(zhǎng)島縣降水量資料為1963-2006年資 料。(6) 棗莊市市中區(qū)和薛城區(qū)腎水嚴(yán)資料均為1959-2006年資料：山亨 區(qū)降水量蜚料屈止年限為19554006年°2)轟雨密數(shù)分析計(jì)算采用資料來(lái)自山東省國(guó)家水文數(shù)據(jù)摩.根據(jù) 賽料系列長(zhǎng)度、代表性一致性和資料號(hào)量等情況，全省共選用雨星 站43昭處 資料系列-妝哉上至2000年對(duì)2QOO年以后有特大展?fàn)?的站點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充分析.貴料系列反度均在3§年

20、以上"繪制等值線圖的底圖采用國(guó)家根底地理信息中心發(fā)布的比例尺 為h 100萬(wàn)的電子地圈，包括政區(qū)、居民點(diǎn)、軼路"公路、文化、 水系、地形、地貌、植被、地表覆禺、降岸線等徑素3. 分析計(jì)算方法1)山東省小型水庫(kù)所在縣旬大24h點(diǎn)剛量均值和變2系戢C值 確定.首先用年最大選樣法構(gòu)建24h歷時(shí)的雨量系列然后按照以下 三個(gè)步驟來(lái)確定抿雨統(tǒng)讓參數(shù)：(1)單站暴雨參數(shù)計(jì)算七x.Atx.' / "-1O上莎孑其中：式中，II 一資料系列的長(zhǎng)度；X 年最大24小時(shí)降水旦謝值：X,年最大24小時(shí)降水就系列Ch C.降水量系列變蔓系數(shù)值。采用皮爾遜111空分布曲線進(jìn)行適純.C

21、s = 3.5CV適線時(shí)對(duì) 值進(jìn)行適為謂整，并對(duì)適線成果進(jìn)行合理性檢驗(yàn)后確定暴雨統(tǒng)計(jì)鬱 數(shù)(2) 繪制暴雨參數(shù)等值線在計(jì)算求得單站暴雨參數(shù)的根底匕利用具有優(yōu)良圖面作業(yè)功能 的GIS繪制山東省M大24h降水屋等值線圖和M大24h變荒系數(shù)等f(wàn)fl 線圖。(3) 各黑最大24h降水是及變羞系數(shù)Cv值推求根據(jù)縣的具體地理位置在山東省年最大24h點(diǎn)雨量均值等值線圖 和山東省最大24h點(diǎn)雨量變差系數(shù)等值銭00上査得該縣對(duì)應(yīng)的點(diǎn)雨 量均值和變差系數(shù)值。査圖時(shí)盡量以小型水庫(kù)分布密集地區(qū)的參數(shù)值 作為最終結(jié)果°2)各從多年年平均澤水量，首先采用選用站資料，以算術(shù)平均法 計(jì)算各縣歷年年平均降水量然后將每

22、年的年平均降水量相加除以實(shí) 測(cè)資料年數(shù)即得縣多年年平均降水量。4. 計(jì)算成果1) 山東省小吃水咋所在縣的最大24h點(diǎn)雨背均值和變差系數(shù)CW2) 左多年年平血降水良。計(jì)算成果詳見(jiàn)附表1。附農(nóng)I:山東省小型水庫(kù)所在縣降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)表市縣24小時(shí)年整K務(wù)年年 平均降 木坊縣24小時(shí)耶堆大皇：F -f 辜均降均值CV均值CV濱州市鄒平縣800.6591威拇市1150.67716祈南市屈請(qǐng)縣530. 57640榮成市1150.58麗丙城區(qū)350. 5967C乳山市1170.61749歷下區(qū)950. 59682文M1180.59797平陰藝920. 53599螢坊市安丘布y&0 72fi81章丘市

23、900. 59681昌樂(lè)縣BS0,63631擠寧市曲卓市1000.$709昌包艮920.63608涸水縣箝0.5729坊子區(qū)920.6&5981030.6717南密巾1000.67643菜羌巾鋼城IK1030,6716塞亭區(qū)陽(yáng)0,ft6598菜城區(qū)J050. 59716920,62705臨沂市社山具1150.57837胃州市85D. b646H50.61828880.6659B1180. 58H27諸城點(diǎn)1150. 77751蘭山區(qū)150, 58862煙臺(tái)市胡縣93閒70臨沐凰1150. 58865福山區(qū)1080.5fi696H00. 63800海陽(yáng)曲1100.63704平邑縣LU5G 62778菜山區(qū)110U+5«80鄰城縣115