小流域防洪避洪規(guī)劃編制有關水利計算

xx研究院xx年xx月小流域防洪避洪規(guī)劃編制前言水利計算的基本任務

水利計算的指導思想、步驟及方法水利計算實例(2個）

主要內容總結

1前言

我省小流域雨量豐沛，河流源短流急、水位暴漲暴落，經常形成山洪、泥石流、滑坡等災害，造成人員傷亡和房屋建筑、交通道路、水利工程、農田土地等的損毀。據統(tǒng)計，我省每年山區(qū)暴雨洪水災害造成的死亡人數占全部洪澇災害死亡人數的2/3左右。山區(qū)暴雨洪水災害已經成為我省當前防洪減災工作中的突出問題，引起了省委省政府的高度重視，省水利廳在進一步加強防災減災體系建設工作中，計劃全面啟動小流域防洪避洪規(guī)劃編制工作1前言

小流域防洪避洪規(guī)劃中涉及臨界降雨量確定、現役工程防洪能力校核、洪水風險分析等有關水利計算。在收集和統(tǒng)計小流域地區(qū)降雨洪水資料的基礎上，通過設計暴雨計算、設計洪水計算及斷面水力計算確定規(guī)劃工程的標準、臨界降雨值等小流域防洪避洪規(guī)劃的關鍵指標。因此，水利計算作為小流域防洪避洪規(guī)劃的核心技術必須高度重視。2水利計算的基本任務

1、現役工程防洪能力分析2、小流域地區(qū)臨界降雨量的確定3、小流域洪水風險分析（見預案編制技術）3水利計算的思路、步驟及方法

遵循著簡單實用，資料易收集等原則確定計算思路和方法。

在調查和收資的基礎上，選擇典型斷面，斷面以上流域進行產、匯流計算，根據斷面的水力計算確定H～Q曲線，最后確定計算斷面的水位，從而對河道堤防防洪能力及臨界降雨量值進行分析計算。其主要步驟為：3水利計算的思路、步驟

及方法

3.1、小流域調查和收資

3.2、小流域計算斷面的選擇

3.3、設計暴雨計算

3.4、設計洪水計算3.5、斷面水力計算

3.6、工程防洪能力確定

3.7、臨界降雨量的確定3水利計算的思路、步驟及方法

資料收集斷面選取過流能力確定設計暴雨推求產、匯流計算臨界降雨量確定、工程防洪能力分析3.1、小流域調查和收資

小流域防洪避洪規(guī)劃水利計算的調查和收資主要包括以下內容：1、流域河流水系分布2、流域降雨洪水資料3、流域村鎮(zhèn)布局4、流域防洪工程布局5、歷史的山洪災害資料3.2、小流域計算斷面的選擇

1、斷面選擇

每個村鎮(zhèn)至少選擇2各斷面，重要的村鎮(zhèn)可以適當的增加。斷面可根據河勢及兩岸堤防的變化來確定。從河勢來看，計算斷面可以選擇在河道突變段或平直段的典型代表。從兩岸堤防來看，計算斷面可以選擇在極易被淹沒或堤防防洪能力比較低的河段。3.2、小流域計算斷面的選擇

2、小流域典型斷面測量

在確定統(tǒng)一高程基準點的基礎，對選擇的典型斷面進行測量，由于山區(qū)小流域河道復雜，測量時可根據地形與河勢，選擇合適的地段進行測量。每個斷面測點間距最好小于5米。3.3、設計暴雨計算

暴雨歷時短、雨強大、雨區(qū)小成峰暴雨來勢猛、漲落快小流域設計暴雨主要有以下特點：基本步驟（1）各歷時平均點雨量均值、變差系數CV值查算；（2）暴雨衰減指數n值計算；（3）設計點雨量均值計算；（4）小流域面雨量計算；（5）按時段雨型及分配計算設計面雨量。3.3、設計暴雨計算無資料地區(qū)設計暴雨推求無資料地區(qū)設計暴雨推求

各歷時平均點雨量均值、變差系數CV值查算根據《浙江省短歷時暴雨》（2003年2月）（以下簡稱圖集）表6-1規(guī)定的定點數目在圖集附圖中查算各歷時的點雨量均值、CV值，并計算點雨量均值的平均值。A≤10km2時，參數（面）=參數（點）；A＞10km2時，HF=αHA；HF---各歷時雨量均值，HA---各歷時平均點雨量均值；α---點面系數各歷時平均點雨量均值、變差系數CV值查算Cvi---各時段點雨量Cv無資料地區(qū)設計暴雨推求

點號指標歷時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各歷時平均點雨量均值、變差系數CV值查算-----算例以衢江區(qū)下山溪小流域為例，賽東塢鎮(zhèn)以上集水面積約11.2平方公里。無資料地區(qū)設計暴雨推求

暴雨衰減指數的計算暴雨衰減指數的計算有以下公式:

無資料地區(qū)設計暴雨推求

設計點雨量均值計算圖集尚沒有年最大30min、3hr等點雨量均值的等值線圖，根據圖集使用說明，可進行插補計算，計算公式如下：無資料地區(qū)設計暴雨推求

設計點雨量均值計算無資料地區(qū)設計暴雨推求

設計點雨量均值計算--------算例點號指標歷時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

以衢江區(qū)下山溪小流域為例，賽東塢鎮(zhèn)以上集水面積約11.2平方公里。α=1，30min、3hr雨量分別為計算值。無資料地區(qū)設計暴雨推求

小流域面治雨量的計闊算用P-I蜓II型曲逼線的Φp邀及Kp指久定計算的姓設計頻率避下的Hp堅。已知列、泉Cv、C報s，用Φ冰p表或K波p表，按藝下列計算動設計雨量陵：無資料趟地區(qū)設袖計暴雨攜推求小流域面關雨量計算---劫---護-算例歷時10min30min60min3hr6hr24hr平均點雨量均值1829.84155.968110Cv0.350.370.40.420.450.46點面系數α111111面雨量均值1829.84155.968110各頻率設計面雨量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衢江區(qū)表下山溪專小流域獸賽東塢寺設計面乎雨量計搶算表無資料地這區(qū)設計暴叫雨推求按時段伐雨型及助分配計擠算設計芽面雨量時段雨國型及分殼配是建稅立在對束多年時遲段雨量潤雨型和上分配的般統(tǒng)計基熄礎之上胃的，因傍此《暴欲雨圖集嫌》上給網出24桂小時的纖雨型分焦配。如魚果在小肚流域中品需要對懲時段雨能量進行倘雨型分想配，應句該對時勾段雨量肆進行統(tǒng)已計分析次。無資料夢地區(qū)設軟計暴雨絞推求3.4、牌設計洪水迅計算小流域慘設計洪貓水計算勻的方法務主要有枯：1、推贈理公式欄法2、浙壟江省瞬岔時單位巧線法3、浙槐江省綜補合單位激線法1、浙江省好推理公關式法適用于抓小于5挺0km宣2的特騰小流域寧上。推理公汁式的基昨本形式旦為3.4們、設計量洪水計旁算1、浙語江省推理扒公式法兩種匯蠟流情況寨：一是tc≥τ（t北c產流授歷時）時促，全流域扇匯流；二是t跌c<善τ（t梯c產菠流歷時晌）時，磚部分流觸域匯流索。3.4、位設計洪水泉計算2、浙昨江省瞬扭時單位峰線法浙江省瞬傲時單位先桂利用Na致rsh單燥位線的模博式。該模鵝式建立在枕三個基本稻假定上：（1）雞流域入騎流集中弱于調節(jié)久中心。（2）三流域對直凈雨過擔程調蓄蝴作用看爆作幾個閘串聯水填庫的調讓節(jié)。（3）前鴿后洪水互舅不影響，彈符合疊加歉原理。3.4、顛設計洪水絨計算2、浙江腸省瞬時單怨位線法基本公式則：3.4、觸設計洪水掀計算3、浙江痕省新綜合褲單位線法綜合單近位線的此三個基盛本假定畏：（1）棟合乎理司想單位游先，從執(zhí)凈雨開驢始至洪包峰出現傭，定位狹六個單階位時間（2）糊同一流邀域內，蠅因單位舞時段歷業(yè)時不同瘦，單位識線的洪戚峰滯時振和底寬桿也將不盾同，其橡變化值仆可以為挎單位歷膛時差的評3/4勤倍。（3）同舟一流域內蒼單位線洪橡峰流量與梯洪峰滯時蔥成反比。3.4斤、設計仔洪水計疲算3、浙江義省新綜合類單位線法單站綜隔合分析爭：在原惠形單位席線換算迷為理想歐單位線填后，才暢可以進皺行單站細綜合分賤析，分惱析主要居內容為愈：（1）理粉想單位線度洪峰模數織與實測最屑大1小時坑凈雨的關舍系分析；（2）理吩想單位線已洪峰模數鍵與洪峰時氏間的關系杠分析。3.4判、設計桿洪水計抖算3.5、劑斷面水力泉計算通過水力磁計算，確剝定上、中夸、下三個巖控制斷面繼水位H與辣過流流量掠Q的關系呀，具體計梅算方法如狼下：根據實地清測量的控刮制斷面形懷狀，計算桌在不同水脾位H時的世斷面面積毀A、斷面防濕周χ；炭計算斷面與水力半徑薦R；由R宜、河道糙走率n值，飛計算謝才霸系數c；壓由R、c或和河道比金降J計算萌斷面平均廚流速v；繪由A和v庫計算斷面牲流量Q。河道比降耍J可由上跪、中、下段斷面的間胃距和各斷傲面河床底淋高程差求鹿得。3.6臘、河道啦防洪能駛力確定在小流域艇溪河上選瀉取適當數期量的控制榜斷面，通肚過水力計貿算確定斷椒面水深與騾流量的關寒系，即H濕～Q的關曠系，并確矩定斷面的潛最大過流嘆能力。結合前面硬敘述的設華計暴雨、豆設計洪水屢計算等，竟確定流域鞋不同頻率留的洪峰流云量，根據荒斷面水力華計算的H卷～Q關系背，確定河串道防御洪坦水的能力監(jiān)?；静綐岓E（1）繪耐出各頻率池1小時、鄉(xiāng)豐3小時、最6小時降陽雨量與暴降雨頻率關去系曲線圖遲；（2）橫根據P一般險情、P較大險強情、P重大險愁情，從1繁小時、室3小時藍、6小瞧時降雨億量與暴伏雨頻率撒關系曲椅線圖中極查得相岸應的1逆小時、如3小時棋、6小孝時臨界霞降雨量旺。3.7駐、臨界絹降雨量察的確定例子—塞東塢釣流域以前述下巡壽山溪塞東速塢流域為舞例，流域跡面積、主前河道長度屋、坡降同附前，推求肚塞東塢流斬域臨界降港雨量。3.7其、臨界埋降雨量捆的確定例子—塞東塢流旅域1、斷面妙的選取對有防安避要求錢的各鄉(xiāng)檔鎮(zhèn)和自貪然村的秀上游河苦段、中窮游河段饑和下游瓜河段各矩選取一圣個控制疾斷面，外控制斷浴面的選旱取應綜陡合考慮岸河道的堆走向和顛選擇斷師面的代蠻表性，玩對各控壓制斷面針進行實悔地測量廟，獲得母測量斷餅面數據傭，同時酷測量斷陣面間距伍。3.7、氣臨界降雨示量的確定例子—塞東塢戰(zhàn)流域該斷面在班兩溪匯合廈的下游3.7頂、臨界肆降雨量殘的確定例子—塞東塢流污域2、斷娃面水力胞計算斷面H(m)A(m2)χ(m)R(R=A/χ)C(C=1/nR1/6)V(V=c*sqrt(RJ))Q(Q=AV)J賽東塢1178.5500

000

181.5519.9512.11.648760324.153518695.652739693112.77220.03322賽東塢2172.4300

0000.03322174.9315.625111.420454523.560909065.11806182279.969720.03322賽東塢3169.5800

0

00.03322171.6812.2859.81.253571423.075210274.70890602957.848910.033223.7、捎臨界降雨延量的確定例子—塞東塢流遍域3、確蚊定斷面垮最大過黃流能力潑和險情商等級塞東塢風斷面最徐大過流涼能力分棵別約為請：11梢2m3/s、8堂0m3/s、從58m3/s。鴉根據實巡壽際情況韻確定一快般險情蔑、較大始險情、六重大險煎情的流盡量后查艦水位流需量關系絲式曲線得慰出塞東統(tǒng)塢斷面份險情表竿如下：險情等級所在村上斷面中斷面

下斷面堤頂高程水位堤頂高程水位堤頂高程水位一般險情賽東塢181.55180.95174.93175.25171.68172.85較大險情181.55181.75174.93176.19171.68173.95重大險情181.55182.55174.93177.13171.68175.043.7、志臨界降雨碰量的確定例子—塞東塢鼻流域4、確皂定各暴步雨頻率范下1小酬時、3膜小時洪墓峰，雹繪出各瓜頻率洪采水洪峰釋流量與徑暴雨頻襪率的關撓系曲線疊圖，即肝P～Qmax,寄p的關系剝。3.7喇、臨界早降雨量捐的確定例子—塞東塢流豈域5、繪出鎮(zhèn)各頻率暴聲雨與頻率旦的關系曲什線圖，即找P～Hmax程,p的關系斧。3.7彎、臨界建降雨量關的確定例子—塞東塢流女域6、根據吸P一般險趁情、P較鏡大險情、越P重大險相情，從1劇小時、3概小時降雨銀量與暴雨押頻率關系捕曲線圖中皇查得相應盤的1小時奶、3小時離臨界降雨吊量分別為一般險情除：1小時敏臨界降雨介量40m曬m、3小鍬時臨界降亮雨量60追mm較大險宿情：1慌小時臨例界降雨皂量70笛mm、著3小時撕臨界降偉雨量9經5mm較大險獻情：1序小時臨令界降雨排量70仙mm以伐上、3病小時臨宏界降雨頸量88院mm以釘上3.7盟、臨界畫降雨量描的確定6、算猜例衢江區(qū)脫下山溪玩小流域背塞東塢襖以上流驕域面積浙11.法2平方延公里，于主河道患長4.至92k和m，河裁道平均胳坡降為家0.0文332貧2，推犧求塞東夜塢斷面愛設計洪槍峰流量各。4水宿利計算輔算例(碎1)6、算永例推理公墓式為：（1）由m取值根據實勸地調研災，認為量塞東塢相流域植仿被一般塑，計算稱θ(θ皂=L/慮J1/3)值為炒15.圾3，根胳據m=享0.6仍θ0.10何0得m值突為0揪.78鑼8。4水利漫計算算例（1）6、算潤例（2）各代頻率的凈優(yōu)雨計算由于該顏流域無宋降水資非料，因泛此，采笛用《浙解江省暴款雨圖集京》查圖紛方法計棒算該流起域凈雨砍量。具體如下飛：①定點數斃目的確定該流域面比積介于1業(yè)0~19掛km2，定點數刺目取1；②確定流嶺域點雨量定點數目宅為1，根硬據定點數驅目查相應涌各時段的頓雨量等值竿線棋圖，得夢到流域點獨雨量值。4水利祥計算算例（1）6、算湊例（2）各客頻率的凈嶼雨計算③點面意系數的青確定根據流域家面積，確豈定該流域團點面系數碎為α=1列.0④流域面絡雨量的計尖算根據公式擴HF=αHAHF—流域蠅面平均句雨量HA—流域點敏雨量平均民值計算流臉域面雨任量，按搞照后損光1mm狠/小時螞，得到垂流域凈辭雨量值摩見下表嘴：4水額利計算蹈算例（1）6、算鼻例（2）旦各頻率趴的凈雨罩計算凈雨量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水利諒計算算例（1）6、算窯例（3）推里求各頻率護的Qm根據公式采用試算太法計算求膽得流域的浩洪峰流量穿，計算結膝果見下表喜。4水逆利計算倉算例（1）6、算估例（3）推櫻求各頻率者的Qm鄉(xiāng)、村集雨面積（km2）不同洪水頻率下設計洪峰流量（m3/s）1%2%5%10%20%賽東塢11.2220.5190.1150.5120.490.14水利稿計算算例（1）算例：某小流域牽溪河控制涌斷面以上肯集雨面積搜F=60早.0km2，斷面快至主河磚道河源記長度L頭=17合.1k熔m，主挨河道平射均比降含J=7殃.1‰惱，暴雨類過程已辦知，計使算該控改制斷面雁5年一餓遇3小面時設計朝洪水過懼程，計憲算步驟住如下。4水君利計算盯算例(2)基本步驟（1）戀計算流甘域特征逐值（2）膚產流計拌算；（3）凈富雨過程計斯算；（4）地婚表徑流洪存水過程線救計算；（5）催地下徑光流過程揪回加；4水勺利計算響算例（2）已知設盛計面雨拒量表歷時60min3hr6hr平均點雨量均值42.357.970.3CV0.420.4240.43面雨量α0.8440.9200.959均值35.753.367.4CV0.420.4240.43設計面雨量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水利紛計算算例（2）1、計算孤流特征值4水利孔計算算例（2）1、計保算流特售征值（4）由怠F查F～逢n表，得榨n=1.頂5；（5）褲由“浙增江省多紹站綜合部M1（旺10）水～另相關抱圖”，讓查得：拴=89租時，M昌1（1鳴0）=泉6.0訪；（6）由柴“浙江省曾多站b～嚷相關圖”圍，查得：眨=0捐.069廟時，b=綱0.62政；（7）a求=M1都（10）慨×10b疲=25.服01；4水驗利計算臥算例（2）2、產涂流計算小流域愉山洪主紅要由短網歷時暴明雨形成壟，山洪導形成的識前提條寬件是土動壤已飽盤和，3課小時降踏雨產流深計算假森定前期族土壤已是飽和，刪不再扣島除初損察，后損飲為1.碼0mm腳/hr宇。；4水利奸計算算例（2）3、凈筋雨過程鐘計算浙江省廳瞬時單劫位線法杠地下徑鈴流部分蠟采用斜基線分割哈法，潛塊流部分獅在設計腸條件下杯尚需回憤加，其庫回加數塑量以1花.5m啦m/h天r（平扁均入滲卵率）控孩制。因削此降雨頓過程扣黃除后損龍后，再腦扣除平病均入滲夕率即為藍凈雨過驚程。4