防洪工程经常用到的公式

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1、防洪工程经常用到的公式  在抗洪抢险中,经常遇到一些技术问题,也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题,本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下,以供大家在抗洪抢险中参考、探讨:   ㈠暴雨洪水设计   ⑴暴雨设计:   暴雨:12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。设计暴雨的计算公式:    ①设计点雨量计算公式:Htp=KpHt   (式中:Ktp——设计点雨量;Kp——皮尔逊曲线值;Ht——最大雨量均值;t——欲求时间;)    ②设计面雨量计

2、算公式:Ht面=atHt     (式中:Ht面——设计面雨量;at——暴雨线性系数;Ht——设计历时点雨量;at、bt——暴雨线性拟合系数;)    ③暴雨系数计算公式:at=   (式中:at、bt——线性拟合参数;F——流域面积;)    ④多年平均径流量计算公式:Wp=1000yF   (式中:Wp——多年平均径流量;y——多年平均径流深;F——流域面积;)    ⑤设计频率年径流深计算公式:yp=yKp   (式中:y——多年平均径流深;Kp——频率模比系数;)    ⑥多年平均年径流系数计算公式:α=y/x=W/1000Fx   (式中:α

3、——多年平均年径流系数;y——年径流深;x——多年平均降雨量;)    ⑵洪水设计:    ①洪水特征:一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。洪水设计的概念:一次降雨形成的洪水过程线,反映洪水的外形,过程线上的最大值就是洪峰流量,用Q表示。洪峰最高点就是洪峰水位,用Z表示。洪水过程线和横坐标所包围的面积,经过单位面积换算求得,就是洪水总量,用W表示。洪水过程线的底宽是洪水总历时,用T表示。从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时,用t1表示。从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时,用t2表示。洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。即T=t

4、1+t2。一般情况下,一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。相邻两次以上的降雨,前面降雨形成的洪水没有泄完,后面降雨形成的洪水接踵而来,称为复式洪水过程。    洪水的类型:洪水的类型一般分为六种,一是暴雨洪水,暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水,三是冰川洪水,四是冰凌洪水,五是雨雪混合洪水,六是溃坝洪水。    洪水分级:根据国家《水文情报预报规范》,按洪水重现期的大小,把洪水分为常见洪水(8-10年一遇)、较大洪水(10-50年一遇)、大洪水(50-150年一遇)、特大洪水(大于50年一遇)。    洪水的形成过程:从降雨到水流汇集至河

5、流出口的整个物理过程,称为径流形成过程,也就是洪水的形成过程。洪水的形成,是一个相当复杂的物理过程,为了便于说明这个过程,我们把它概化为:流域蓄渗过程、坡地汇流过程和河网汇流过程。也可以概化为产流过程和汇流过程。    ⑴产流过程:指降雨满足了截流、下渗、填洼、和雨期蒸发后形成径流量的过程。    ⑵损失过程:流域的蓄渗过程,不直接生产径流,而是消耗或损失于植物截流、下渗、填洼、蒸发的降雨量。    ⑶超渗产流:地下水埋藏深,包气带土层厚度可达数十米到几百米,下部干土缺水量很大,一般降雨不能使土层达到田间持水量,因植被差,土质贫瘠,下渗能力低,往往形成

6、的大量产流。    ⑷蓄满产流:年降雨量充沛,地下水位高,包气带土层不厚,下层容易常达田间持水量,缺水量不大,不容易形成超渗产流,在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式,称为满蓄产流。    ⑸汇流过程:降雨或者溃坝形成的洪水,从产生的地点到流域出口断面的汇集过程,称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。    ⑹坡地汇流:降雨产生的水流从产生地点沿坡地向河槽汇集的过程,称为坡地汇流。分为坡面径流、表层径流和地下径流三种径流形式:坡面径流,出流过程一般用坡地汇流曲线的径流成因公式计算描述;表层径流,通常用线性蓄泄关系

7、描述;地下径流,流动规律一般采用土壤饱和水流与非饱和水流方程进行描述。   ⑺河网汇流:许多大小不同的河槽构成相互贯通的泄水系统,称为河系。水流沿着河槽向下游运动的过程,称为河槽汇流。在这个系统中,各级河槽的水流向下游流动的过程,称为河系汇流。在天然河槽,特别是在河系中,沿程旁侧支流洪水的加入和入流,干支流的互相干扰因素和沿程水力特性的差异,使河道洪水的波浪运动变化更为复杂,一般采用水流连续定理和蓄泄关系进行描述河系汇流。也就是采用径流成因公式计算描述出流过程。因此,在实际工作中,可以直接用净雨代表坡面出流,经过河槽汇流计算描述流域出口断面的流量过程。

8、    ⑻洪水过程的水源组成: 降雨形成的洪水过程,一般由地表径流、壤中流、浅层地下水和深层地

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