(4.5.1)--4.5由设计暴雨推求设计洪水(上）.pdf

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1、由设计暴雨推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水主主要要内容CONTENTS设计前期降雨量Pa的计算12产流方案的应用3汇流方案的应用4设计暴雨推求设计洪水的算例设计前期降雨量设计前期降雨量P Pa a的计算的计算P Pa a=0=0当设计暴雨发生当设计暴雨发生时，流域前期土时，流域前期土壤湿润情况是未壤湿润情况是未知的知的P Pa a=I Imm土壤很干土壤很干土壤很湿土壤很湿0P0Pa a I Imm时，取时，取P Pa,pa,p=I Imm0 10 20 24 30 0 10 20 24 30 t(d)t(d)X(mm)P(7日)用于推求用于推求PaPa核心暴雨核心暴雨（1 1）设计前期降雨

2、量设计前期降雨量P Pa a的计算的计算同频率法同频率法3t t日暴雨量日暴雨量X Xt t系列系列Pa,pPa,p=(=(X Xt t+P+Pa a)p p-X Xt,pt,pt t日暴雨量日暴雨量X Xt t+历次暴历次暴雨开始时的雨开始时的PaPa频率分析频率分析频率分析频率分析X Xt,pt,p(X Xt t+P+Pa a)p p当计算的当计算的P Pa,pa,p I Imm时，取时，取P Pa,pa,p=I Imm超渗产流超渗产流产流方案的应用产流方案的应用蓄满产流蓄满产流湿润地区干旱地区产流方式计算方法流域水文模型流域水文模型暴雨径流相关暴雨径流相关图法图法初损后损法初损后损法产流

3、方案的应用产流方案的应用暴雨径流相关暴雨径流相关图法图法=(,)4545小小大大X/mmX/mmR/mmR/mm（a a）4545(X+PX+Pa a)/mm)/mmR/mmR/mm（b b）图图1 1 降雨降雨-径流关系图径流关系图P Pa aX X1 1R R1 1X X1 1+Pa+PaR R1 1产流方案的应用产流方案的应用=(,)4545X/mmX/mmR/mmR/mmP Pa aX X1 1R R1 1实测实测部分部分外延外延部分部分P Pa1a1P Pa2a2P Pa3a3P Pa4a4时段序号时段序号1 12 23 3降雨X(mm）X1X2X3径流深R(mm）?以以P Pa a

4、=P=Pa3a3为例进行分析为例进行分析X X1 1+X+X2 2X X1 1+X+X2 2+X+X3 3R R1 1+R+R2 2R R1 1+R+R2 2+R+R3 3R R1 1=R=R1 1R R2 2=(R=(R1 1+R+R2 2)-R R1 1R R3 3=(R=(R1 1+R+R2 2+R+R3 3)-(R(R1 1+R+R2 2)暴雨径流相关暴雨径流相关图法图法产流方案的应用产流方案的应用4545X/mmX/mmR/mmR/mmP Pa a0 0202040400 20 40 60 800 20 40 60 8060608080例 如：两 时 段 降 雨例 如：两 时 段 降

5、 雨 X X1 1=4848mmmm，X X2 2=8080mmmm，Pa=Pa=6060mmmm，试根据降雨试根据降雨-径流径流相关图相关图，求得两个时段的径流深求得两个时段的径流深（净雨深净雨深）。16016012012080804040R R1 1=18mm=18mmR R1 1+R+R2 2=50mm=50mmX X1 1=48mm=48mmX X1 1+X+X2 2=128mm=128mm查图查图R R1 1=18mm=18mmR R2 2=32mm=32mm计算计算暴雨径流相关暴雨径流相关图法图法产流方案的应用产流方案的应用初损后损法初损后损法针对一次暴雨过程，雨量针对一次暴雨过程

6、，雨量的损失过程随时间变化，的损失过程随时间变化，总的趋势是在降雨初期的总的趋势是在降雨初期的损失强度大，以后逐渐减损失强度大，以后逐渐减小而趋于稳定。小而趋于稳定。一次暴雨的损失过程一次暴雨的损失过程初期初期损失损失后期损失后期损失I I0 0平均下渗平均下渗率率f f产流方案的应用产流方案的应用流域内一次暴雨所产生的径流量为：流域内一次暴雨所产生的径流量为：R R=X XI I0 0ft ftc cX X式中式中，R R为净雨量；为净雨量；X X为暴雨量；为暴雨量；I I0 0为初损量；为初损量；X X 为降雨后期不产为降雨后期不产流的雨量；流的雨量；f f为平均后损率为平均后损率，mm/

7、mm/h h；t tc c为后损阶段的产流历时为后损阶段的产流历时，h h。初损后损法初损后损法产流方案的应用产流方案的应用初损值I0的确定根据实测雨根据实测雨洪资料求得洪资料求得Q(mQ(m3 3/s)/s)()t(h)t(h)t t0 0I I0 0累计降雨曲线累计降雨曲线洪水过程线洪水过程线根据根据PaPa-I I0 0相关图获得相关图获得P Pa a(mm)(mm)I I0 0（mmmm）4 4月月5 5月月6 6月月初损后损法初损后损法产流方案的应用产流方案的应用平均后损率f的确定=式中式中，t t为降雨总历时为降雨总历时，h h；t t0 0为初损历时为初损历时，h h；t t 为

8、降雨后期不产流的降雨历时为降雨后期不产流的降雨历时，h h（2 2）初损后损法初损后损法产流方案的应用产流方案的应用设计暴雨过程见表设计暴雨过程见表1 1的第的第1 1列列，降雨开始时的降雨开始时的P Pa a=1515.4 4mmmm，经经查查P Pa a-I I0 0相关图相关图，得得I I0 0=3131.0 0mmmm，f f=1 1.5 5mm/hmm/h，试求净雨过程试求净雨过程例例题题时段X/mmI0/mmtc/hfth(t)(1)(2)(3)(4)(5)3-61.26-917.89-1236.012-157.415-181.3合计63.7表表1 1 设计净雨计算表设计净雨计算表

9、初损值初损值I I0 0从前往后扣除，直到扣完从前往后扣除，直到扣完31.0mm31.0mm为止。为止。初损后损法初损后损法产流方案的应用产流方案的应用时段X/mmI0/mmtc/hfth(t)(1)(2)(3)(4)(5)3-61.21.21.26-917.817.817.89-1236.0121212-157.415-181.3合计63.731.031.0表表1 1 设计净雨计算表设计净雨计算表初损值初损值I I0 0从前往后扣除，直到扣完从前往后扣除，直到扣完31.0mm31.0mm为止。为止。设计暴雨过程见表设计暴雨过程见表1 1的第的第1 1列列，降雨开始时的降雨开始时的P Pa a

10、=1515.4 4mmmm，经经查查P Pa a-I I0 0相关图相关图，得得I I0 0=3131.0 0mmmm，f f=1 1.5 5mm/hmm/h，试求净雨过程试求净雨过程例例题题初损后损法初损后损法产流方案的应用产流方案的应用时段X/mmI0/mmtc/hfth(t)(1)(2)(3)(4)(5)3-61.21.21.26-917.817.817.89-1236.0121212-157.415-181.3合计63.731.031.0 第第3 3时段时段(9 9 1212时时)的后损历时采用比例法计算的后损历时采用比例法计算，即即3 3 (3636-1212)/)/3636=2 2

11、 h h，故 该 时 段 后 损 量 为故 该 时 段 后 损 量 为2 21 1.5 5=3 3.0 0mmmm。第第4 4时段时段(1212 1515时时)平均降雨强度大于平均降雨强度大于f f，后损量按稳定后损量按稳定入渗率入渗率f f与历时的乘积获得与历时的乘积获得，即即4 4.5 5mmmm，最后时段最后时段（1515 1818时时）平均降雨强度小于平均降雨强度小于f f，所以其后所以其后损量就等于该时段的降雨量损量就等于该时段的降雨量,即即1 1.3 3mmmm。表表1 1 设计净雨计算表设计净雨计算表设计暴雨过程见表设计暴雨过程见表1 1的第的第1 1列列，降雨开始时的降雨开始时

12、的P Pa a=1515.4 4mmmm，经经查查P Pa a-I I0 0相关图相关图，得得I I0 0=3131.0 0mmmm，f f=1 1.5 5mm/hmm/h，试求净雨过程试求净雨过程例例题题初损后损法初损后损法产流方案的应用产流方案的应用时段X/mmI0/mmtc/hfth(t)(1)(2)(3)(4)(5)3-61.21.21.20 06-917.817.817.80 09-1236.012122 23.03.012-157.43 34.54.515-181.3-1.31.3合计63.731.031.0-表表1 1 设计净雨计算表设计净雨计算表 第第3 3时段时段(9 9 1

13、212时时)的后损历时采用比例法计算的后损历时采用比例法计算，即即3 3 (3636-1212)/)/3636=2 2 h h，故 该 时 段 后 损 量 为故 该 时 段 后 损 量 为2 21 1.5 5=3 3.0 0mmmm。第第4 4时段时段(1212 1515时时)平均降雨强度大于平均降雨强度大于f f，后损量按稳定后损量按稳定入渗率入渗率f f与历时的乘积获得与历时的乘积获得，即即4 4.5 5mmmm，最后时段最后时段（1515 1818时时）平均降雨强度小于平均降雨强度小于f f，所以其后所以其后损量就等于该时段的降雨量损量就等于该时段的降雨量,即即1 1.3 3mmmm。设

14、计暴雨过程见表设计暴雨过程见表1 1的第的第1 1列列，降雨开始时的降雨开始时的P Pa a=1515.4 4mmmm，经经查查P Pa a-I I0 0相关图相关图，得得I I0 0=3131.0 0mmmm，f f=1 1.5 5mm/hmm/h，试求净雨过程试求净雨过程例例题题初损后损法初损后损法产流方案的应用产流方案的应用时段X/mmI0/mmtc/hfth(t)(1)(2)(3)(4)(5)3-61.21.21.20 00 06-917.817.817.80 00 09-1236.012122 23.03.0212112-157.43 34.54.52.92.915-181.3-1.31.30 0合计63.731.031.0-23.923.9表表1 1 设计净雨计算表设计净雨计算表 第第(4 4)列为后损量列为后损量，也称为地下净雨也称为地下净雨，第第(5 5)列为列为地面净雨地面净雨，即当前时段的降雨量减去初损量和即当前时段的降雨量减去初损量和后损量后损量。设计暴雨过程见表设计暴雨过程见表1 1的第的第1 1列列，降雨开始时的降雨开始时的P Pa a=1515.4 4mmmm，经经查查P Pa a-I I0 0相关图相关图，得得I I0 0=3131.0 0mmmm，f f=1 1.5 5mm/hmm/h，试求净雨过程试求净雨过程例例题题初损后损法初损后损法