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1、习题四：推理公式法推求设计洪水一、试用迭代试算法计算P=1%的设计洪峰流量。已知：(1)流域面积F=78 km2,主河道长L=14.6 km,河道比降J=0.026； (2)最大24 小时暴雨参数元24=110 mm，C卩24=0.50, Cs=3.5C卩，暴雨衰减指数n=0.65；(3)损失参数“ =2.0 mm/h，汇流参数 m=O.218Oo.38 (0=L/J1/3)。二、试利用江苏省推理公式法的参数综合公式及洪峰模数查算图推求溧阳县沙河站P=1% 的设计洪峰流量。三、试利用“江苏省暴雨洪水图集”所刊布的暴雨资料推求溧阳县沙河站P=1%的设计 洪水过程线。己知沙河站集水面积F=148
2、km2,干流河道平均比降J=31。解：一、计算步骤如下(1) 流域特征值F、L、J的确定。本题中,已知流域特征值如下：F=78 km2, L=14.6 km, J=0.026(2) 设计暴雨参数影和n的确定。已知最大24小时暴雨参数x =110 mm， J =0.50， C=3.5， n=0.6524v245v根据P-口型分布离均系数环值表查出P=1%，Cs=3.5Cy=1.75时，伟=3.472。P=1%的 模比系数1%=1%y + 1 = 2.736则最大24小时设计雨量%24 1(/=心元24=301.0 mm。故S = X24(九 21)P24，p=301.0x24-0.35= 99.
3、0( mm/h)(3) 设计流域产流参数“和汇流参数m的确定。损失参数“ =2.0 mm/h汇流参数 m=0.218&0.38=0.96 (0=L/J1/3)。( 4)迭代求解。先假定tc t 计算公式：SQ = 0.278(a“)F = 0.278 (4“)Fm,PTnLt = 0.278m丿 1/3Q1/4m将有关参数代入Q祝和丁的计算公式，即99.02150Q = 0.278 2 X 78 =43.4T0.65T0.650.278 X 14.614.3T =0.96X 0.0261/3Q1/4Qi/4mm将丁式代入Q和以消去“得Q =2150 43.4 = 381.5Qo.i625 43
4、.414.3 065mQ*4显然Q和不会超过381.5燕= 1210,即以此作为初值进行迭代。迭代计算如表所示。表 1 迭代计算过程迭代次序1234Q肌初值1210116611581157Q1166115811571157于是设计频率为1%的设计洪峰流量Q和=1160 m3/s,对应的t=2.45 h。 （5）检验产流计算模式。由于上述计算是假定tcr条件下的产流模式，有必要检验假定条件是否成立。为此计算产流历时0.35 X 99.02=80.5(h)符合tcT条件，解算正确。 、计算步骤如下：（1）设计点暴雨量的确定。通过查询江苏省暴雨洪水图集附图十至十五，分别得到年最大1 小时、6小时和2
5、4小时最大点雨量及相应G值。Cs=3.5Cy，根据Cs值，由P-口型分布离均系数。/直表查询卩直， 按下式计算出各种频率时的设计值:X =1 + C = % pP 卩P计算溧阳县沙河站P=1%的设计点暴雨量如表2所示。表 2 设计点暴雨量计算过程历时x (mm)4CskpX (mm) V1小时440.431.513.342.43106.96小时730.521.823.512.83206.624小时1150.561.963.583.00345.0（2）设计面暴雨量的确定。己知沙河站集水面积F=148 km2,根据江苏省暴雨洪水图集附图十八查询相应历时的点 面折算系数匕，由PtF = Pto Kt
6、计算设计面雨量见表3。历时t1小时6小时24小时设计点雨量纬to106.9206.6345.0点面折算系数隹0.8930.9320.947设计面雨量F95.5192.6326.7（3）设计净雨量的确定。在计算设计净雨过程时，采用初损后损法扣损，其中最大24 小时净雨计算中，只扣后损，后损采用 1 mm/h。表 4 设计净雨计算过程历时t1小时6小时24小时设计面雨量F95.5192.6326.7设计净雨量&94.5186.6302.7（4）设计洪峰流量的确定。溧阳县沙河站属于苏南山丘区，P=l%5%, T = 1.600-34 = 5.93 h,查询图集附图二十六，O=F/J1/3=47.11
7、时，t为5.91 h,结果合理。当t=16时，qm = 叫 + 叫，查询附图二十七2得到a=0.0005，b=0.0463，故q = 0.0005 X 94.5 + 0.0463 X 186.6lm=8.69（m3/s/km2）设计洪峰流量Q和1% =為 F = 8.69 X 148 = 1290 m3/s。三、采用多峰型概化过程线推求溧阳县沙河站P=1%的设计洪水过程线。具体思路为：由年 最大24小时设计暴雨的时程分配推求设计净雨过程，将其按一定原则划分成若干段，并认 为每一个分段的均匀净雨将产生一个单元三角形洪水过程线，将各分段净雨形成的三角形过 程线按时序叠加，即得多峰型过程线，具体步骤
8、如下：（1）设计暴雨的推求。已求出年最大1 小时、 6小时、 24小时的设计暴雨量，根据附表九求暴雨时程分配，成 果见表6。（2）设计净雨过程的推求。用平均扣损的方法求出各个时段的净雨量，设计净雨过程如表5所示。表 5 设计净雨过程历时t1小时6小时24小时净雨94.5186.6302.7（3）在设计净雨过程中找出最大丁时段净雨所在位置，向前向后两侧取重新划分净雨时段，r可取整小数。进而求出各分段的净雨量代。最大丁时段的净雨所形成的的单元三角形的洪峰流量取推理公式法的成果。对于其余的单元三角形的洪峰流量的推求由两种情况：=T时，Q诚=278严，ti=T,上2= T,并为第一时段，Qm = 27
9、8严，J = qLc1cl,2=T； T,并为最后一个时段，0如=.278严,yl2 = T。已求得t =5.93 h,故取r=6 h,由附表九知最大6小时为14时19时，分别向前后两侧 取At =6 h。则第一时段的r 1=3 h T,取-=t i,t2 = T；最后一个时段r =3 h T,取 = T,Ci1Ci 2C九1t2 = To设计暴雨、净雨过程推求见表6。绘制分段三角形过程线,叠加可得设计洪水过程线。分段三角形过程叠加为洪水过程线过程见表 7。表 7 分段三角形过程叠加为洪水过程线时段(At =1 h)分段三角形过程线洪水过程线一一二四0001121121224224233630
10、363430371374524214338561822143967121285406861357417904280428103572135701128542771212214640854131438539961471106711381501280012801610673811051785376929186401147541942715257920213190403时段(Ar =1 h)分段三角形过程线洪水过程线一二三四2102282282219019023152152241141142576762638382700溧阳县沙河站P=1%的洪水过程线如图1所示。时段(h)图 1 溧阳县沙河站 P
11、=1%的洪水过程线表 6 设计暴雨、净雨过程推求时段项目12345678910111213141516H24-H6778888999H6- H1161616H1H24-H6（讪）9.49.410.710.710.710.712.112.112.1H- H (mm)6 115.515.515.5H (mm)设计暴雨过程（mm）0.00.00.00.09.49.410.710.710.710.712.112.112.115.515.515.5设计净雨过程（mm）0.00.00.00.08.48.49.79.79.79.711.111.111.114.514.514.5时段净雨过程（mm）0.026.562.418Q诚(m3/s)0.036342812
