8 小流域暴雨洪峰流量计算课件.ppt

2005年7月24日 重庆交通大学 工程水文学 第八章 小流域暴雨洪峰流量计算 研究对象：小流域暴雨洪峰流量 研究内容：小流域暴雨洪峰流量计算特点；设计净雨量的推求；流域汇流计算（等流时线法）；暴雨洪峰流量推理公式；暴雨洪峰流量经验公式 8.1 概述 小流域：集水面积不超过数百平方公里，无明确限制。 当地形平坦时，可以为300~500km2以下； 当地形复杂时，有时限制在10~30km2以内； 一般情况下，南方面积较小（水量丰富、地形复杂），而北方面积较大。 小流域设计洪水计算主要应用于中、小型水利工程，如小流域面积上的排水建筑物、小水库；城镇、厂矿周围地区的排洪渠、防洪工程；铁路和公路的桥梁、涵洞；立体交叉道路的排水管渠；广大农村中众多的小型水库的溢洪道等 。 小流域设计洪水计算特点 小流域设计洪水计算的常用公式 小流域设计洪水计算重点分析的问题 8.2.2 不同历时设计暴雨量推求 8.2.3 设计暴雨时程分配 8.3 设计净雨量推求—初损后损法 初损后损法是一种适用于干旱半干旱地区的产流计算模型。 （一）初损后损法基本原理 初损：I0，t0，降雨开始到出现超渗产流时的降雨全部损失 ，包括初期下渗，植物截留，填洼等。 后损：产流以后损失阶段，包括产流历时tR内的平均下渗能力 与产流历时的乘积 tR 与后期不产流的雨量P’之和。 ifp：Rs0 i≤fp：Rs=0 由水量平衡原理，可得： 8.3 设计净雨量推求—初损后损法 （二）初损I0的确定 主要影响因素： W0： W0越大， I0越小； ： 越大， I0越小； 土地利用、季节变化 确定方法： （1）利用实测雨洪资料分析 小流域：起涨点时刻前的累积降雨量； 大中流域：确定各雨量站的汇流时间ti； 计算ti的平均值—该时刻前的降雨量 （2）建立I0的经验关系 8.3设计净雨量推求—初损后损法 （三）平均下渗率 的确定 影响因素： I0：W0一定， I0越大，fp0越小， 越小 ： 越大， fp0越大， 越大 tR： tR越大， 越小 8.3设计净雨量推求—初损后损法 确定方法： （1）利用实测雨洪资料分析计算 基本过程： a.选择雨洪资料； b.计算流域面降雨P~t； c.流量过程分割计算，得∑R、 ∑RS 、∑Rg d.确定I0； e.采用试算法确定平均下渗率： 8.3设计净雨量推求—初损后损法 （2）建立经验关系 8.3设计净雨量推求—初损后损法 （四）初损后损法产流计算 解决问题：已知P~t，I0， ， 求R~t 一般列表计算 【例8-1】 已知某流域一次暴雨过程如下表所示，已查得该次暴雨初损为30mm，后期平均下渗能力为2.0mm/h。试求本次降雨形成的地面径流（净雨）过程。 8.3设计净雨量推求—损失参数法 （1）损失参数μ定义 损失参数μ是指产流历时tc内的平均损失强度。 （2）净雨量计算方法 RS~t——QS~t Rg~t——Qg~t Q~t 习惯上，本节将R用h来代替 8.4.1 地面径流汇流计算方法：等流时线法 流域汇流计算就是将流域上的地面净雨（包括表层流净雨）和地下净雨转化为流域出口断面的流量过程。 流域汇流过程分为地面径流汇流和地下径流汇流过程，计算时由地面净雨和地下净雨分别进行汇流计算，求得流域出口断面各自的流量过程，二者叠加，即为流域出口断面的流量过程。 8.4.1 地面径流汇流计算方法：等流时线法 1 基本概念 流域汇流：降落在流域上的雨水从流域各处向流域出口断面汇集的过程称为流域汇流。 汇流时间： 净雨从流域上某点抵达出口断面所经历的时间称为汇流时间，常用符号τ表示。 流域汇流时间：净雨从流域最远点抵达出口断面所经历的时间称为流域汇流时间，常用符号τm表示。 8.4.1 地面径流汇流计算方法：等流时线法 2 流域出口断面流量的组成 同一时刻在流域各处形成的净雨距流域出口断面远近、流速不相同（流域调蓄作用），所以不可能全部在同一时刻到达流域出口断面。但是，不同时刻在流域内不同地点产生的净雨，却可以在同一时刻流达流域的出口断面。 8.4.1 地面径流汇