水文学与水文地质学 教学课件 作者 杨维 1-2节.ppt

'第五章小流域暴雨洪峰流量的计算(CalculatingStormFloodPeakofSmallBasins)§5-1概述§5-2暴雨强度公式§5-3流域汇流分析计算§5-4暴雨洪峰流量推理公式§5-5地区性经验公式 §5-1概述1.小流域暴雨洪水计算的特点流域面积：地势平坦F=300~500km2地形复杂F=10~30km2特点：缺乏实测流量资料；下垫面因素变化不大；i相对均匀，点雨量面雨量；工程主要受洪峰流量影响。2.“计算”公式的类型①推理公式（半理论半经验公式）②地区经验公式暴雨公式 §5-2暴雨强度公式一.点雨量资料整理二.暴雨强度公式三.求解暴雨强度公式中参数整理内容 记录格纸一.点雨量资料整理点雨量：某个雨量站的雨量。资料整理：“自记雨量计”→暴雨→暴雨强度(i)~历时(t)曲线→i~t~T关系表。暴雨：＞50mm/24h或＞16mm/1h 整理内容自记雨量计记录格纸 整理内容：1）据某站自记雨量计的记录，选出每场暴雨；2）整理出每场暴雨的暴雨强度i与降雨历时t关系计算表，点绘i~t关系曲线；历时t/min雨量h/mm雨强i/mm/min5101520304560901207.09.812.113.716.019.120.422.423.11.400.980.810.680.530.420.340.250.19 3）在历年整理出的各场暴雨i~t计算表基础上，整理出i~t~T关系表，具体步骤：①按不同历时，将i从大到小排列，各历时i的个数s=(3~5)n>40个;②对各历时的i系列作频率计算P’=m/s(%)；③t为参数，在同一张概率格纸上绘制各历时的i~P’曲线;④作转换P’→T，取T=0.25,0.33,0.5,1,2,3,5,10年所对应不同历时的i值，制成i~t~T关系表如下： 第3节i~t~T关系表T(a)t(min)510152030456090120i(mm/min)0.251.5811.1090.8860.8000.6480.5000.4380.3730.2450.331.8691.4281.0860.9350.7630.6090.5260.4380.3020.52.1551.6561.3151.0740.8590.7000.6500.5260.34112.4421.8561.4851.3071.0740.8640.7860.6520.44222.9212.0651.7611.5561.3031.0450.9200.7150.54633.1282.3901.9131.7351.4551.1671.0080.8180.54653.4212.5912.0651.8481.5781.2841.0850.8940.600104.0002.7652.3352.0001.7191.4381.2451.0000.688∑i21.51815.86012.84611.2559.3997.6076.6585.4163.7102.6901.9831.6061.4071.1750.9510.8320.6770.464 二.暴雨强度公式（Stormintensityformula）依据i~t~T关系表，点绘出以T为参数的i~t关系曲线1）双对数坐标系，i~t呈直线：(5-1)2）双对数坐标系，i~t不呈直线：(5-2)规范公式 式中：i—时段t内的最大平均暴雨强度（mm/min）；t—降雨历时（min）；n—暴雨衰减指数；b—时间参数;A—一次暴雨过程中最大1小时暴雨的平均强度，称其为雨力(mm/min)A=A1(1+ClgT)（5-3）于是，公式（5-1）、（5-2）可分别写为： 《室外排水设计规范（GBJ14-87）》要求最后将i（mm/min）换算为q(L/s.ha2)，有：(L/(s·ha2))（5-4）求参 三.求解暴雨强度公式中参数1.公式(5-1)中参数的推求原理1)图解法：适用条件：点据分布趋势明显。图 A-T图 二乘法 （5-6）（5-5）2)最小二乘法（Least-squaremethod）①=nT②将求得的代入（5-6），得T~A系列值。 （5-7）③（5-8）求2式的参数 2.公式（5-2）中参数的推求1）试摆法2）非线性最小二乘估计*（高斯—牛顿迭代法等）无自记推求 3.无自记雨量计地区暴雨公式的推求(1)《室外排水设计规范》推荐公式（5-9）式中：n、b、C—地方特性参数；t—降雨历时（min）；T—设计重现期（年）；q20—重现期为1年、降雨历时为20min的当地暴雨强度(L/s·ha2)1）湿度饱和差法：（5-10）式中 公式（5-10）中k、m—地区参数；—年平均降雨量（mm）；—按平均月降雨量加权平均的湿度饱和差。最大日降水量法 2）最大日降雨量法：（5-9）式中：(L/s.ha2)(5-11)α、β—地区参数（127页表）；hd—多年平均最大日降雨量（mm）。[例题]东北某地多年平均最大日降雨量为55mm,n=0.55,C=0.62,b=0。试用最大日降雨量法求暴雨公式。P133等值线法 （2）等值线图法求解参数（n,Ap）方法：①双对数坐标中，i~t呈直线，查各地《水文手册》中Ap、n等值线图，②双对数坐标中，i~t呈曲线，n11小时，n=n2查n1、n2等值线图。求Ap √求解Ap：◆查Ap等值线图；◆用与A设计频率相同的年最大24小时暴雨量(H24,P)计算：设样本由“年最大24小时暴雨量”组成,据其模比系数,有：(5-12)∵H24p=ip·24=Ap24-n·24=Ap·241-n得:（5-13）例题Ap= 【例题】P150已知:n=0.67,b=8,Cv=0.3,Cs=3.5Cv，24=55mm试求：此水文站重现期为100年的暴雨雨力A与暴雨强度i。End'