洪水計算范例

2.4洪水2.4.1洪水的暴雨特，性、洪水成因、洪水的時空分布規(guī)律流域地處副熱帶北緣，屬山地溫帶濕潤氣候，是南北冷暖氣流交綏要道，夏季受西風(fēng)帶天氣系統(tǒng)的控制和副熱帶系統(tǒng)的影響，有時受兩系統(tǒng)共同作用，鋒面活動顯著，降雨充沛，實測降水資料統(tǒng)計表明，流域年平均降水分布主要集中在5一10月，年最大暴雨發(fā)生在6月一8月居多。一次大的降雨過程多集中在一天內(nèi)，主要降雨歷時為8~12ho##河洪水由暴雨形成.因流域地處南北冷暖氣流交綏要道，每遇較強降雨均可形成一次洪水過程，如遇深厚的強冷空氣入侵，便可導(dǎo)致大強度的暴雨，即可發(fā)生特大洪水，其洪水特征受暴雨強度和地形的影響，暴雨主要集中在5~10月，由于該流域暴雨強度大，河床坡降陡，洪水匯流時間短，致使洪水暴漲暴落。主要大洪水均系單峰，由于流域森林植被較好，河槽調(diào)蓄能力強，使得主峰段持續(xù)時間較長，峰型略胖。2.4.2設(shè)計洪水1、計算依據(jù)及基本方法依據(jù)GB50201—94《防洪標準》、SL252~2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》及工程布置，確定##三級電站等級為V等，永久性水工建筑物為5級。次要建筑物為5級，##三級電站壩址處按10年一遇設(shè)計，50年一遇校核。電站廠房按30年一遇設(shè)計，50年一遇校核。##河流域##三級電站所在的##河流域位于##省水文氣象分區(qū)第皿區(qū)，##河流域##三級電站壩、廠址設(shè)計洪水采用瞬時單位線法，地區(qū)小流域經(jīng)驗公式等方法計算，以互驗成果的合理性。2.4.3采用小流域經(jīng)驗公式法推求設(shè)計洪水1、暴雨經(jīng)驗公式法推求設(shè)計洪水根據(jù)《##省暴雨徑流查算圖表》第VIII小流域洪峰流量經(jīng)驗公式推算，其公式如下：Q幻t式中：。m一相應(yīng)頻率的洪峰流量，m3/s；K一與流域面積、形狀有關(guān)的綜合系數(shù)；P一造峰指數(shù)；H—造峰雨量，mm。其中：H=H —(24+d)ntF2424t+dt=0.35F0.52，H=aH，a=(1+bF)-ao上述公式中：a=0.168，b=0.0054，d=0.2，n=0.65；P=1.63X(F+0.5)-0.036(山區(qū)扇形流域)；K=0.026F0.75(山區(qū)扇形流域)。各種頻率設(shè)計點雨量根據(jù)各電站壩址、廠房以上流域重心位置，查《##省暴雨徑流查算圖表》中的暴雨參數(shù)等值線圖，計算成果見表2.4.3-1。2.4.4由暴雨資料用瞬時單位線法推求設(shè)計洪水##河流域位于水文氣象分區(qū)第訓(xùn)I區(qū)，##三級電站壩址流域面積F=128.8km2,主河道長L=14.46km,主河道加權(quán)平均比降J=44.26%°，廠房以上流域面積F=173.62km2，主河道長L=17.7km，主河道加權(quán)平均比降J=44.89%°。##三級電站壩址處和廠房處流域的特征參數(shù)如下表2.4.4-1。表2.4.3-1 ##河流域##三級電站壩址、廠房處小流域經(jīng)驗公式法洪水計算成果項目位置承雨面積(km2)洪水標準p(%)點暴雨量H24(mm)點面系數(shù)a24面雨量HF24(mm)造峰歷時t(h)造峰雨量Ht(mm)造峰暴雨指數(shù)P綜合系數(shù)K造峰流量Q(m3/s)##三級壩址128.8010134.20.923123.94.0865.01.370.899279.1128.803.33173.80.923160.54.0884.11.370.899398.3##三級電站廠房173.6210134.20.895120.15.1168.51.351.244380.2173.622192.70.8948172.45.1198.41.3541.2436620.4表2.4.4-1 ##三級級電站壩址和廠房處流域特征梯級電站名稱單位㈱三級

項目電站所在河流㈱河流域面積取水口以上km2128.8廠址km2173.62主河道長度取水口以上km14.4廠址17.7河道比降取水口以上%044.26廠址44.89點雨量由于##河流域缺乏實測短歷時暴雨資料，只能根據(jù)各電站壩址以上流域中心位置查1985年版《##省暴雨徑流查算圖表》，得出設(shè)計點雨量的均值H和變差系數(shù)Cv：1小時：H=35mm，Cv=0.42；16小時：H=51mm，Cv=0.44；624小時：H24=82mm，Cv=0.48。設(shè)計暴雨點雨量H=HK，kp查C=3.5C皮III型曲線，kp值表得設(shè)計和校核p點 P S V點雨量見表2.4.4-2?表2.4.4-3。面雨量流域軸向與典型雨圖軸向夾角小于30°，不需要作線性改正，點面系數(shù)擬采用《##省暴雨徑流查算圖表》表8計算值。表2.4.4-2 ##三級電站壩址處設(shè)計點面暴雨成果表設(shè)計時間點雨量均值(mm)35設(shè)計頻率(%)1053.33210.50.21小時模比系數(shù)Kp1.561.8171.9652.152.392.632.95Cv0.42點雨量(mm)54.663.668.875.383.792.1103.3點面系數(shù)0.786面雨量(mm)47.154.859.364.972.179.389.0設(shè)計時間點雨量均值(mm)51設(shè)計頻率(%)1053.33210.50.26小時模比系數(shù)Kp1.5861.862.022.212.482.733.07Cv0.44點雨量(mm)80.994.9103.0112.7126.5139.2156.6

點面系數(shù)0.837面雨量(mm)72.284.792.0100.7112.9124.3155.7設(shè)計時間點雨量均值(mm)82設(shè)計頻率(%)1053.33210.50.224小時模比系數(shù)Kp1.6361.9462.122.352.652.953.34Cv0.48點雨量(mm)134.2159.6173.8192.7217.3241.9273.9點面系數(shù)0.881面雨量(mm)124.0147.4160.6178.1200.8223.5253.1表2.4.4-3 ##三級電站廠房處設(shè)計點面暴雨成果表設(shè)計時間點雨量均值(mm)35設(shè)計頻率(%)1053.33210.50.21小時模比系數(shù)Kp1.561.8171.9652.152.392.632.95Cv0.42點雨量(mm)54.663.668.875.383.792.1103.3點面系數(shù)0.786面雨量(mm)44.351.655.861.067.874.783.7設(shè)計時間點雨量均值(mm)51設(shè)計頻率(%)1053.33210.50.26小時模比系數(shù)Kp1.5861.862.022.212.482.733.07Cv0.44點雨量(mm)80.994.9103.0112.7126.5139.2156.6點面系數(shù)0.837面雨量(mm)69.281.188.196.4108.1119.0155.7設(shè)計時間點雨量均值(mm)82設(shè)計頻率(%)1053.33210.50.224小時模比系數(shù)Kp1.6361.9462.122.352.652.953.34Cv0.48點雨量(mm)134.2159.6173.8192.7217.3241.9273.9點面系數(shù)0.881面雨量(mm)120.1142.8155.6172.5194.5216.5245.1設(shè)計凈雨采用概化雨型，瞬時單位線參數(shù)按##省水文分區(qū)第訓(xùn)適用的公式計算:m=1.64F0.23iL0.i3iJ-0.08n=0.529F0.25j0.2初損I=22.5mm，穩(wěn)損FC=0.0615R240.61o各歷時設(shè)計暴雨公式：1WtW6，H=Ht1-m，n=1+0.558lnB,B=H/H；t面1面 1 1 1 1面6面6WtW24,H=H6n2-1XT1-n2,n=1+0.721lnB,B=H/Ht面6面 2 2 2 6面24面由于##三級電站壩址和廠房處的流域面積不一，其設(shè)計凈雨時段At,凈雨歷時tc選擇如下表2.4.4-4。表2.4.4-4##三級電站壩址、廠房凈雨時段^t,凈雨歷時tc選擇表項目㈱三級電站壩址㈱三級電站廠房凈雨時段At11凈雨歷時tc2424設(shè)計洪水由凈雨及時段單位線算出地表徑流過程，加上地下徑流過程，可以得到各頻率的設(shè)計洪水過程線，為保證成果精度，以上設(shè)計計算過程均在visuaibasic6.0編程計算，設(shè)計洪水成果見表2.4.4-5。表2.4.4-5 ##三級電站壩址、廠房設(shè)計洪水過程線時段㈱三級電站(m3/s)壩址廠房設(shè)計10%校核3.33%設(shè)計3.33%校核2%13.674.045.655.8428.886.389.797.53319.514.520.114.6434.228.937.730.4549.947.260.553.7663.767.086.981.5776.087.3114111810310613714091881201571651028213219018511331165294219123292784433311329440455649514245470594619151964665676631615441750063417121349420561

1894.52823424721973.22242753862056.41782193122143.71411732502234.41101361992327.985.61061562423.666.382.41212521.051.965.494.52619.441.753.374.62.4.5成果比較與采用由小流域經(jīng)驗公式法和瞬時單位線法推算的洪水進行比較，二者成果較為接近，其相對誤差沒有超過16%。由瞬時單位線法推算的洪水比由小流域經(jīng)驗公式法推算的成果略大，為工程安全起見本階段設(shè)計推薦采用暴雨