小流域设计洪水
用于小流域的符合设计标準的洪水。小流域设计洪水主要用于推算各种类型的挡水建筑物或泄水建筑物的设计洪水。
基本介绍
- 中文名:小流域设计洪水
- 外文名:designflood for small watershed
特点
一般情况下,小流域具有降雨面分布比较均匀,流域下垫面植被覆盖比较单一,产流而分布不均匀的影响较小,可以用点雨量代替面雨量等特点。对于坡度较陡的山溪性小流域,由于水流速度较大,调蓄作用较小,在进行汇流计算时,还要考虑非线性的影响。在实测流量资料系列较长的小流域,可根据流量资料用数理统计法推求设计洪水。但多数小流域缺乏长系列的实测流量资料,只可通过设计暴雨和单位线、推理公式等方法计算设计洪水。当小型工程的泄洪建筑物的规模主要决定于洪峰流量,不需要计算洪水的仝过程时,可採用较为简单的地区经验公式或推理公式,直接计算洪峰流量。
地区经验公式
依据自然地理条件相似地区小河水文观测站分析的设计洪水计算成果,可建立洪峰流量( Qp)或洪量(Wp)与形成洪水有关的诸因子的经验关係。其结构形式种类繁多,大体为两类:①Qp直接与流域而积(F)建立相关,如Qp=Cp*Fn,其中,n为指数,Cp为随频率变化的经验参数;②Qp与某频率的时段最大雨量(Hp)和F建立相关,具体公式常涉及经验参数,可用相关分析的方法确定。该法计算简便,但精度相对较差。
推理公式
1851年T.J.摩尔凡尼给出的推理公式基本形式为
Q=ψaF
式中,Q为最大流量:ψ为径流係数;a为径流强度;F为流域而积。最早的推理公式假定降雨强度和径流係数为常数。随后人们把土壤入渗率(μ)和汇流历时(τ)的概念引入公式,形成了各种形式的推理公式。20世纪50年代初期,中国水文专家林平一在把推理公式用于估算工矿企业排水工程时,提出了确定汇流时间和解算洪峰流量的图解方法。60年代初,水利水电科学研究院水文研究所改进了推理公式中土壤入渗率和汇流历时值的推算方法。70年代,铁道部第一设计院、中国科学院地理研究所、铁道科学研究院西南研究所等单位,又提出了计算造峰历时的公式。



水利水电科学研究院水文研究所对推理公式中所需的产流参数(μ)、汇流参数(m)或汇流历时τ的分析步骤为:①将推理公式改写,根据产流历时与汇流历时的大小关係进行分段;②由实测的洪水过程线上分割出地表径流深(h)值,再根据暴雨的时程分配柱状图,从时段平均降雨强度(△H/△t)最大的时段开始,按大小顺序向两边累积得出时段最大降于量(Ht)和时间的关係。③用试算法或通过纵坐标上的A点向Ht-t曲线作切线的方法,确定产流历时和产流参数值。④判别汇流条件。当汇流历时小于产流历时时,用图1绘製的ht/t-t关係曲线确定汇流历时(图2);反之则直接用公式求解。⑤将汇流历时值代入公式可求出汇流参数值。⑥住同一地区内将各站分析的各次洪水的洪量和产流参数值先进行单站综合,再进行地区综合,找出它们随雨量和流域因子的变化关係,即可用于推算无资料地区的产流参数和汇流参数值。⑦根据设计暴雨推算设计洪峰流量。
铁道部第一设计院等单位提出的推理公式,假定汇流而积随历时增长的累积曲线是抛物线型的,因此形成最大洪峰流量时的汇流而积(或称造峰而积)应小于或等于流域面积。为便于套用,该法备有一套可供查算的简化图表。