第九章由暴雨資料推求設計洪水第一節概述流量資料不足或代表性差洪水一致性被破壞校核流量計算成果無資料地區由PMP推求/PMF暴雨資料推求設計洪水適用條件

由設計暴雨推求設計洪水

推求設計雨量；擬定設計暴雨過程；由設計暴雨推求設計洪水。

有充分長度面雨量資料：流域點雨量資料充分并可以推求足夠長度的流域面平均雨量系列。

有充分長度點雨量資料：少數點雨量資料系列較長，但無法推求足夠長度流域面平均雨量系列。

點雨量資料缺乏或不足：點雨量資料長度不足以點繪點雨量頻率曲線。設計雨量計算第二節直接法推求設計面暴雨量設計面暴雨量——設計斷面以上流域的設計面暴雨量。兩種情況：1、雨量站點較多，有長期的同期資料——直接法2、雨量站點稀少，觀測系列短——間接法一、資料的收集、審查與統計選樣1、暴雨資料的收集

水文部門氣象部門其他有關部門：暴雨中心范圍，特大暴雨2、審查

日雨量資料：8:00-8:00

自記雨量資料：以分鐘為單位記暴雨分段雨量資料：1、3、6、12小時

可靠性審查：特大、特小、錯記、漏記代表性審查：是否偏豐或偏枯，與鄰近流域（長系列）比

一致性：較好3、統計選樣年最大值法選樣XT(T=1,3,7,15,30日)1,3,7日——暴雨的核心部分

15,30日——分析暴雨核心部分起始時刻流域的蓄水狀況

例：表9-1二、插補展延

現象：近期雨量站點多，密度大早期雨量站點少，密度稀方法：建立相關關系三、特大值處理

1、正確處理特大值（圖9-2）2、移用鄰近流域特大暴雨（主要因素一致，地形影響不大）關鍵是重現期的確定四、面雨量頻率計算1、線型：P-Ⅲ型2、參數估計一般地區Cv>0.6Cv<0.5Cs/Cv3.534五、合理性檢查1、面積越大，均值、Cv越小2、不同歷時的雨量(XT)頻率曲線在適用范圍內不相交3、與間接法結果比較（點面關系）4、與特大暴雨（鄰近站）比較§3間接法推求設計面暴雨量一、設計點暴雨的計算

1、選樣：年最大值法

2、插補延長：提高系列代表性

(1)直接引用鄰近站資料（要求距離較近）

(2)用鄰近多站的均值（要求各站相差不大）

(3)繪制等值線圖（大水年份）

(4)移用鄰近站的特大值

(5)由Qw,WT插補XT二、設計面雨量計算1、定點定面關系定點：長系列站定面：設計流域(1)對某種設計時段，取若干次大暴雨過程，分析每次的點面折減系數，取其平均作為該時段的點面折減系數。(2)對不同時段，重復(1)，可得不同時段的點面折減系數2、動點動面關系

動點：各次暴雨的中心

動面：暴雨分布等值線圖

1、選擇典型暴雨過程的原則

（1）暴雨強度高、降水總量大（接近設計條件，放大后變形小）；

（2）降雨過程有足夠的代表性（易出現）；

（3）主雨峰偏后（對工程不利）第四節設計暴雨過程擬定

2、放大方法（1）同頻率法（2）同倍比法

【算例】某流域F＝4200km2，推求百年一遇設計洪水。流域具有1959－1962四年流量資料和1950－1979三十年面雨量資料。

（1）設計暴雨統計時段：根據工程要求選擇為1、3、7天（2）設計雨量：通過雨量頻率分析計算得P1p＝108.0mm；P3p＝182.0mm；P7p＝270.0mm

（3）典型雨量：選擇1955年一次暴雨過程P1D＝63.2mm；P3D＝108.5mm；P7D＝148.6mm1、設計暴雨計計算（4）計算同頻率放大倍比（5）同頻率法推求得設計暴雨過程

日次

1

2

3

4

5

6

7

典型暴雨

13.8

6.1

20.0

0.2

0.9

63.2

44.4

放大倍比

2.20

2.20

2.20

2.20

1.63

1.71

1.63

設計暴雨

30.4

13.4

44.0

0.4

1.5

108.0

72.4

同頻率法推求得設計暴雨過程

第五節由設計暴雨推求設計洪水

（一）設計凈雨

1、產流方案制定

（1）有一定的流量資料：直接制定產流方案（分析外延的合理性）

（2）缺乏流量資料：移用相鄰相似流域產流方案（進行必要的修正和可行性論證）

2、設計Pa的推求分析法擴展暴雨過程法

分析法：根據流域水文氣象和地理特性、設計條件、經驗分析或查手冊得出設計Pa

。在濕潤地區，當設計標準較高時，可取Pa＝Im

。

擴展暴雨過程法：在統計暴雨資料時,加長統計時段以包括前期降雨。例如根據設計需要只統計7天暴雨,但由于要計算Pa,就得在7天暴雨前增添30天統計時段,得出37天的設計暴雨過程,其中最后7天核心暴雨是用來計算設計洪水的,前30天的雨量僅用于計算設計Pa。

（二）由設計凈雨推求設計洪水

有流量資料：采用單位線法（注意分析外延的可靠性）無流量資料：采用地區綜合單位線法

（1）分析單位線，由地表凈雨推求地表徑流過程Qs；（2）地下徑流過程簡化為等腰三角形，峰位于地表徑流停止點。由地下凈雨推求地下徑流過程Qg；（3）地表徑流與地下徑流相加，得設計洪水過程線Qp。推求設計洪水過程算例推求設計洪水過程線第六節小流域設計設計洪水

特點：（1）工程規模小，對洪水的調節能力小；（2）缺乏水文資料，尤其是流量資料；（3）計算方法簡單易行，適用無水文資料條件。

方法：采用由設計暴雨推求設計洪峰的簡化方法。

一、設計暴雨計算（一）暴雨公式

1、暴雨公式形式暴雨強度ip與暴雨歷時t

之間的關系稱暴雨公式，水利部門常用形式為：式中，Sp－雨力，單位歷時暴雨平均強度，隨重現期和地區而變

n－暴雨遞減指數，隨地區和歷時而變按雨量表示

2、暴雨公式參數推求及綜合

由雨量～歷時～頻率（P～t～p）關系轉為雨強～頻率～歷時（i～p～t）關系。對有雨量資料站點進行24小時內各時段（一般取t＝0.2、0.5、1、3、6、12、24h）雨量頻率計算由頻率曲線查算時段雨量并計算雨強ip＝Pp/t，（一般取p=5%、2%、1%）對ip~t點據配以公式iP=SP

/tn，按離差最小為原則率定參數Sp和n（常假定n不隨p而變）根據多站的參數Sp和n進行地區綜合（可以是等值線圖或綜合表形式）

（二）設計暴雨過程

1、同頻率過程線t(h)

P(mm)2、地區綜合暴雨過程線

t(h)α

二、推求設計流量過程線1、綜合時段單位線法2、綜合瞬時單位線法

三、推求設計洪峰（一）推理公式法

1、基本假定（1）流域產流強度在時間和空間分布均勻；（2）流域匯流符合線性規律；（3）流域匯流面積隨匯流時間的增加而均勻增加。

2、推理公式的導出得:Qm＝0.278rτFtc≥τ

Qm＝0.278

rtcFtc

tc＜τ用平均雨強表示

Qm＝0.278（iτ－μ）Ftc≥τ

Qm＝0.278（itc－μ）Ftc

tc＜τFFFtc

tc

τo

消除Ftc

Qm＝0.278（iτ－μ）Ftc≥τ

tc＜τ代入得

tc≥τ

tc＜τ暴雨公式

3、推理公式參數估算（1）暴雨參數Sp、n

方法1：查等值線圖或水文手冊方法2：若已知24小時設計雨量P24p，可根據查出的n代入暴雨公式反推Sp：

Ptp＝Spt1－n

P24p＝Sp241－n

Sp

＝P24p24n－1Sp

＝αP日p24n－1

（2）損失參數μ

方法1：查區域或流域水文手冊方法2：設計公式可以證明

（3）凈雨歷時tc

證明：瞬時雨強

I＝μ

時t＝tc，

代入上式得證。

（4）流域匯流時間ττ＝0.278L/Vτ

V＝mJσQmλ

出口概化為三角形，取σ＝1/3；λ＝1/4代入上式得匯流參數m的取值：方法1：查水文手冊方法2：由實測流量資料反推：方法3：采用經驗公式，如

m＝f(θ)(4)設計洪峰Qm

tc≥τ

tc＜τ

采用試算或圖解法聯立求解。

【算例】湘江支流某地欲修建一座水庫，地點位于北緯28°以南，集水面積2.93km2，干流長度2.56km，干流坡度0.033。推求壩址處百年一遇洪峰流量。

（1）暴雨參數Sp、n

由湖南省《小型水庫水文手冊》雨量參數圖表，查算得流域中心點＝120mm；Cv＝0.4；Cs/Cv＝3.5；n2＝0.76；n1＝0.62

按Cs＝3.5Cv＝1.4，查離均系數表得φ1%＝3.27

計算得

P24，1％＝（φ1%Cv＋1）＝120（0.4×3.27＋1）＝277（mm）

S1％＝P24，1％/

t1-n2

＝277/241-0.76

＝129（mm/h）

（2）損失參數μ

由μ等值線圖,查得流域中心

μ＝2mm/h

（3）凈雨歷時tc

tc

＝［（1-n）S１％/μ］1／n

＝［（1－0.76）129/2.0］1／0.76＝36.8h

（4）匯流參數

θ＝L/Ｊ1/3F1/4

＝2.65/0.0331/3×2.931/4

＝6.31

ｍ＝0.54θ0.15

＝0.54×6.31０.15

＝0.71

（5）設計洪峰Qm的試算將結果代入推理公式得

τ＝3.235Ｑmp0.25

（1）

Ｑmp＝105.1τ－0.76－1.63tc

≥τ（2）

Ｑmp

＝189.7τ－1

tc

＜τ（3）試算：

假設Ｑmp＝100

代入（1）τ＝1.023

τ＝1.023

代入（2）Ｑｍｐ＝101.7

假設Ｑmp＝101.7

代入（1）τ＝1.019

τ＝1.019

代入（2）Ｑmp

＝102

設計洪峰流量

Ｑmp

＝102ｍ３/ｓ（二）經驗公式法

1、設計洪峰單因素公式

Qp＝CpFn

2、設計洪峰多因素公式

3、洪峰統計參數經驗公式

Q＝CFn

Cv＝f（F）

Cs＝kCv

C、Cv、k