如何推导小流域洪水过程线？

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：图G2.24概化三角形洪水过程线三角形洪水过程线的设计洪峰流量，已由前述推理公式法或经验公式法求得。t1为涨水历时，t2为退水历时。图中T为洪水总历时，可按式计算图G2.25概化五边形洪水过程线式中，Qm，p、Wp、T的单位分别为m3/s、104m3、h，9.66为转换系数。使用时，只需要用设计洪峰流量Qm，p乘以yi，以洪水总历时T乘以xi，即可求得设计洪水过程线。

对于一些有一定调节能力的中小型水库，为分析这些工程的调洪能力和防洪效果，除推求设计洪峰流量外，还需计算相应的设计洪水过程线。配合推理公式法、经验公式法计算设计洪水线经常用概化三角形、五边形、多峰型过程线和无因次过程线等。

1.概化三角形过程线

一般小流域洪水过程多为陡涨陡落，洪峰持续时间较短，过程近似为三角形。因此通常假定洪水涨水和退水均按直线变化，洪水过程线是最简单的三角形。如图G2.24所示。

图G2.24　概化三角形洪水过程线

三角形洪水过程线的设计洪峰流量，已由前述推理公式法或经验公式法求得。设计洪量可用下式计算：

式中　Wp——设计洪水总量，m3；

F——流域面积，km2；

hp——设计净雨总量，mm，可由最大24h设计暴雨量扣损求得。

由三角形特性知

所以设计洪水总历时为

式中　T——设计洪水总历时，h；

Wp——设计洪水总量，m3；

Qm，p——设计洪峰流量，m3/s。

由图G2.24可见，T＝t1＋t2。t1为涨水历时，t2为退水历时。一般情况下t2＞t1，根据有些地区的分析t2∶t1＝1.5～3.0。令t2/t1＝r，称为洪水过程线因素，则有

当Qm，p、T、t1确定后，便可以绘出三角形过程线。

【例G2.10】资料同［例G2.9］，已经计算得出Qm＝640m3/s、τ＝5.29h、tc＝37.2h，选取洪水过程线因素r＝2，试推求概化三角形洪水过程线。

首先计算设计洪水总量Wp。

由式（G2.53）计算设计净雨量

由式（G2.62）计算设计洪水总量

由式（G2.64）计算设计洪水总历时

由式（G2.65）及r＝2计算设计洪水涨水历时

退水历时t2＝T-t1＝15.13-5.04＝10.09（h）

由T、Qm，p、t1、t2即可绘出设计洪水概化三角形过程线。

2.概化五边形过程线

概化五边形过程线是在三角形过程的基础之上，略加改进，将涨水段和退水段各增加一个转折点，控制△ACD和△EHB面积相等，使其变成五边形的过程，如图G2.25所示。过程线上各点的坐标，可根据本地区小流域的实测单峰大洪水过程线综合分析概化定出。

例如，江西省根据全省集水面积在650km2以下的81个水文站、1048次洪水资料分析的五边形概化过程线，其各转折点坐标如图G2.25所示。图中T为洪水总历时，可按式（G2.66）计算

图G2.25　概化五边形洪水过程线

式中，Qm，p、Wp、T的单位分别为m3/s、104m3、h，9.66为转换系数。算出T后，洪水各转折点坐标即可算出。

3.无因次过程线法

无因次过程线是根据实测典型洪水资料，经综合分析和概化后求得的。

选作典型的洪水资料，应具有峰高、量大，并能代表当地洪水的一般特征，如峰型（单峰型、多峰型）应当符合当地洪水线型。

分析出无因次概化过程线时，先将典型过程线进行概化修匀后，换算为无因次相对坐标表示的概化过程线，其纵坐标以yi表示，横坐标以xi表示。

式中　ti——时间坐标；

Qi——典型洪水过程线的流量；

xi——无因次过程线的时间坐标；

yi——无因次过程线的流量坐标。

使用时，只需要用设计洪峰流量Qm，p乘以yi，以洪水总历时T乘以xi，即可求得设计洪水过程线。

如何推导小流域洪水过程线？

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