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小流域设计洪水计算方法及推理公式法

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：但对于小流域设计洪水计算，推理公式法计算简单，且有一定的精度，故它是目前交通、水利、铁路等部门最常用的一种小流域汇流计算方法。由于对暴雨、产流、汇流有关因素的处理方法不同，推理公式有多种具体形式。江西省某河流上需建一座桥，已知桥位断面控制流域面积为F=104km2，L=26km，J=8.75‰，n=0.6，SP=84.8mm/h，μ=3.0mm/h，m=0.70，用推理公式求P=1%的设计流量。由于τ=10.55h＜tc=57h，所以采用全面汇流公式是正确的。

小流域多为暴雨洪水，可以利用暴雨资料推算洪水流量；以暴雨资料推算小流域洪水流量的方法，通常称为小流域暴雨径流计算，推理公式就是其中的一种方法。推理公式是成因分析与经验推断相结合的方法，是一种半理论半经验的公式，是目前小流域流量计算中广泛使用的一种方法。

1.推理公式的基本形式

假定流域产流强度γ在时间、空间上都均匀，经过线性汇流推导，可得出所形成洪峰流量计算的基本公式（4-24）：

式中　a——平均降雨强度，mm/h；

μ——损失强度，mm/h；

F——流域面积，km2；

0.278——单位换算系数；

Qm——洪峰流量，m3/s。

2.推理公式的应用

实际上产流强度随时间、空间是变化的，从严格意义上讲，是不能使用推理公式做汇流计算的。但对于小流域设计洪水计算，推理公式法计算简单，且有一定的精度，故它是目前交通、水利、铁路等部门最常用的一种小流域汇流计算方法。

当产流历时tc≥τ（流域汇流历时）时，称为全面汇流情况；当tc＜τ时，称为部分汇流情况。

由于对暴雨、产流、汇流有关因素的处理方法不同，推理公式有多种具体形式。下面是一种形式：

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式中　QmP——设计洪峰流量，m3/s；

F——流域面积，km2；

L——流域最远点的流程长度，km；

J——沿最远流程的平均纵比降，以小数计；

n——暴雨衰减指数，可以从各地区的水文手册中查到；(www.chuimin.cn)

SP——设计频率P的雨力，mm/h，查各地《水文手册》雨力等直线或图表资料；

μ——损失强度，mm/h，可从各地区《水文手册》中查得；

m——汇流参数，可从各区《水文手册》中查得；

τ——汇流历时，h；

tc——产流历时 pagenumber_ebook=115,pagenumber_book=109 。

对于上述方程组可用图解法、试算等方法求解。

【例4-3】江西省某河流上需建一座桥，已知桥位断面控制流域面积为F=104km2，L=26km，J=8.75‰，n=0.6，SP=84.8mm/h，μ=3.0mm/h，m=0.70，用推理公式求P=1%的设计流量。

解：

（1）采用全面汇流公式作计算，即假定tc≥τ；

（2）将有关参数代入式（4-25）中得到如下公式：

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（3）假定一组τ值代入上式中的第一式，算出相应的一组QmP值，再假定一组QmP值代入上式中的第二式，算出一组τ，结果见表4-3。

表4-3　QmP—τ关系计算成果表

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（4）绘图。将计算的两组数据τ—QmP和QmP—τ绘在一张方格纸上，如图4-7所示，纵坐标表示洪峰流量QmP，横坐标表示时间τ，两条曲线的交点处对应的QmP即为所求设计洪峰流量。由图可读出QmP=510m3/s，τ=10.55h。

（5）检验tc是否大于τ。

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由于τ=10.55h＜tc=57h，所以采用全面汇流公式是正确的。

则该桥的设计流量为510m3/s。