工程设计暴雨分析及计算.doc

3 设计暴雨分析与计算 本设计主要参照《西安市实用水文手册》中有关暴雨方面的研究成果，对基地所在地的设计暴雨进行分析和计算。 3.1 降雨特征 长安县的多年平均年降水量为676mm，场区附近的滦村气象站则为757mm。 根据《西安市实用水文手册》(以下简称“手册”)可知，祥峪河所处的多年平均年降水量为800~900mm，降水高值区位于秦岭北麓半山腰以上，如黑河、涝河、沣河、洨河、灞河的上游地区。 西安市区域内1950~1989年期间，丰水年为1958年、1964年和1975年，年降水量一般在1000mm之上；枯水年为1959年、1969年、1977年，年降水量一般在550mm以下。全年降水日数一般为110~130天。7~10月的降水量占全年总量的40%~65%，这四个月中最长持续降水日数约为13~14天，多发生在9月。 根据相关资料分析可知，西安市区域内1950~1989年期间，10min最大降雨为27.9mm，20min最大降雨量39.4mm，30min最大降雨量为52.4mm，60min为70.9mm，120min为113.1mm，180min为143.5mm，详见表3-1。 表3-1 西安市区域内各历时内最大降雨量统计表 历时(min) 10 20 30 60 120 180 雨量(mm) 27.9 39.4 52.4 74.6 113.1 143.5 发生时间 1987.8.10 1981.7.28 1981.7.28 1980.8.23 1980.8.23 1980.8.23 雨量站名 灞 源 高桥镇 高桥镇 涝峪口 涝峪口 涝峪口 平均雨强(mm/min) 2.79 1.97 1.75 1.24 0.94 0.8 3.2 设计暴雨计算 3.2.1 设计点暴雨历时 由于基地周围的各山洪沟的汇水面积均小于10.0km2，根据《手册》规定，设计点暴雨设计历时取1.0h，但为了详细分析，这里取6.0h。 3.2.2 各历时点雨量均值及Cv值 根据《手册》中图5-1至图5-10的等值线图，可查得设计区范围的不同历时的暴雨量均值及相应变差数值如下： 表3-2 各历时的暴雨均值及Cv值 历时(min) 10 20 60 180 360 雨量均值H(mm) 10.5 16.1 25.0 42.0 50.0 变差系数Cv 0.65 0.65 0.65 0.62 0.62 偏差系数Cs 3.5Cv 3.5Cv 3.5Cv 3.5Cv 3.5Cv 3.2.3 设计暴雨量 按表3-2中各历时Cv值，以Cs＝3.5Cv查得的不同设计频率下皮尔逊III型曲线模比系数Kp，进而求出各历时不同频率的设计暴雨量，见表3-3。 表3-3 各历时不同频率的设计暴雨量 单位：mm 历时(min) 10 20 60 180 360 频 率 (%) 1 36.1 55.4 86.0 138 164 2 30.9 47.3 73.5 119 142 3.3 28.0 43.0 66.8 108 129 5 24.2 37.0 57.5 94.1 112 10 19.2 29.5 45.8 75.2 90.0 20 14.3 21.9 34.0 57.1 68.0 由于祥峪河1#明渠和2#沟的山洪流域面积都在10km2以下，故设计暴雨可不考虑点面关系的修正。 利用表3-3中不同频率下的各历时设计暴雨量，可计算出不同频率下各历时的设计降雨强度，计算结果如表3-4所示。 表3-4 不同频率下各历时设计降雨强度 单位：mm/min 历时(min) 10 20 60 180 360 频 率 (%) 1 3.61 2.77 1.43 0.77 0.46 2 3.09 2.37 1.23 0.66 0.39 3.3 2.80 2.15 1.11 0.60 0.36 5 2.42 1.85 0.96 0.52 0.31 10 1.92 1.48 0.76 0.42 0.25 20 1.43 1.10 0.57 0.32 0.19 利用表3-4中的数据，点绘的降雨强度~历时~频率曲线见图3-1。比较表3-3与表3-1，表3-1中数值达到了30年~100年一遇的水平。可见表3-3各历时的设计暴雨量是反映了该地区的暴雨特征。 根据工程的安全性和重要性等级，对于本次设计洪水的求解采用100年一遇和50年一遇两种方案。 图3-1 降雨强度~历时~频率曲线 第三章 设计暴雨分析与计算 第八章 设计图集