安徽省暴雨参数等值线图山丘区产汇流分析成果和山丘区中小面积设计洪水计算办法.xls

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安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法二、江淮及皖南山区产汇流分析成果

（一）、降雨的损失量我省山丘区，在前期有雨时，本次降雨的损失量较小。

据江淮之间山丘区14个站的31次较大暴雨径流（包括地下水）资料分析成果：

平均每天损失量除一次为36毫米外，其余均在30毫米以下，而有四次的径流系数接近1.0.皖南地区32个站的分析结果是，日平均损失量大多在10毫米左右。

（二）、地下水（包括壤中流）分割及其定量地下水的分割，至今尚无严谨的方法可循。

现一般均采用直线斜割法，即在一次洪水的起涨点和地表径流的终止点之间连一直线，线下部分为地下水。

但是地表径流终止点很难确定，故分割任意性很大（即使能确定，用直线分割也不一定代表实际情况）。

本次为了使分割任意性尽可能减少，对所谓地表径流终止点的位置作了大致规定，即假定洪峰到地表径流终止点的历时，约等于峰现时间的二倍左右。

按照这个假定分割出来的各次较大洪水的地下水量，在江淮之间平均为30毫米、皖南为40毫米。

（三）、汇流分析汇流分析采用纳希线性瞬时单位线模型。

对这个模型我们并不认为它是理论的，其使用效果还是取决于与实测资料的拟合情况，即仍是经验性的。

纳希模型主要有两个参数，即N和k。

纳希认为流域上瞬时单位净雨深经过N个相同的串联线性水库调蓄后出流过程，就是流域出口断面处的流量过程线。

K为每个水库的调节系数或调蓄滞时。

N*k=m1，这个值具有时间因次，是流域汇流时间的度量。

N及k可以从实测净雨过程和相应的地表径流过程中求得。

比较纳希模型与我们以往采用的淮河模型单位先，发现当N等于33.0时，二者非常相似，只是退水尾部淮河密性较缓、纳希模型较陡。

这说明纳希模型在我省应用是可以的，另外，纳希模型有完整的数学表达式，当N、k确定后，即可通过现成的表式获得单位线，而淮河模型则计算较繁；从电算角度出发，则更显出纳希模型的使用方便，由于纳希模型的退水尾部较陡，为使实测资料与其拟合得好，分析者常将地下水割得高一些。

经分析了符合或者基本符合单位线分析要求的50个测站的305次洪水，计算出每次洪水的N、k，通过优选、单站定线和地区综合，得出了江淮之间、皖南两大分区的m1值的地区经验公式及N值的定量。

1、江淮之间m1综合公式当时

（1）当时

（2）式中：

m1为瞬时单位线参数N与k的乘积，以小时计；F为流域面积，以平方公里计；J为主河道平均坡降，以计；R3为最大3小时设计净雨量，以毫米计。

2、皖南地区m1综合公式在皖南地区，分析时考虑了据tp时段的雨强I来选用m1值。

tp的大小与雨强I大小有关；在设计条件下，雨强I服从于暴雨强度公式，故雨强I又与暴雨衰减指数n有关。

综合关系式为：

-（3）0.12JF0.12JF12.02）（34.0312.021）30（）（4.3JFFJFm12.02）（34.0324.021）30（）（4.3JFFJFm1）10（）（4.318.01IJFm式（3）中:

（4）m1的非线性指数（5）式（4）中：

（6）式（6）中：

（7）tp的非线性指数（8）式中（3）-（8）中，除m1、F、J、R3等含义与前相同外，其他符号的含义如下：

I为tp历时内的净雨强度，毫米/小时；n为1-24小时之间的暴雨衰减指数；tp为洪峰滞时，tp50为净雨为50毫米时的tp，均以小时计；为tp值的非线性改正指数。

皖南地区m1值的计算式虽比较复杂，但它解决了设计洪水中确定净雨雨强历时定量问题，而且通过电子计算机进行计算，仍是非常方便的。

如果（3）-（8）式概化成比较简单的计算式，则为1（9）式（9）是由（3）-（8）式概化而得，利用它计算得出的设计洪水峰值，较用（3）-（8）式的计算成果，差别一般不超过5%。

可在图表化中应用。

3、N值的定量及时段单位线在江淮之间N值取用3.0，皖南地区N值原采用：

当F50平方公里时等于3.0；F在50500平方公里之间时用3.5。

鉴于m1N*k，m1一定时，N大k就小，N小k就大，故N等于3或等于3.5对设计洪水成果影响甚微，在第三部分设计洪水计算办法中，部分面积大小，N均用3.0。

据1、2所列的m1地区综合公式及N等于3.0，只要已知F、J及R3就可计算出m1、k，再利用有关表式即可获得所需单位时段的单位线。

已上成果，经与邻省协调比较，最后也由部规划院验收，认为可以在修订小面积设计洪水计算办法中应用。

npntRI13）31（）lg（05.050.01JF2111260131350npnptRt25.060）（25.2JFtp）lg（025.018.02JF205.066.0316.01）（）（18JFRJFm安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法我省山丘区，在前期有雨时，本次降雨的损失量较小。

据江淮之间山丘区14个站的31次较大暴雨径流（包括地下水）资料分析成果：

平均每天损失量除一次为36毫米外，其余均在30毫米以下，而有四次的径流系数接近1.0.皖南地区32个站的分析结果是，日平均损失量大多在10毫米左右。

地下水的分割，至今尚无严谨的方法可循。

现一般均采用直线斜割法，即在一次洪水的起涨点和地表径流的终止点之间连一直线，线下部分为地下水。

但是地表径流终止点很难确定，故分割任意性很大（即使能确定，用直线分割也不一定代表实际情况）。

本次为了使分割任意性尽可能减少，对所谓地表径流终止点的位置作了大致规定，即假定洪峰到地表径流终止点的历时，约等于峰现时间的二倍左右。

按照这个假定分割出来的各次较大洪水的地下水量，在江淮之间平均为30毫米、皖南为40毫米。

汇流分析采用纳希线性瞬时单位线模型。

对这个模型我们并不认为它是理论的，其使用效果还是取决于与实测资料的拟合情况，即仍是经验性的。

纳希模型主要有两个参数，即N和k。

纳希认为流域上瞬时单位净雨深经过N个相同的串联线性水库调蓄后出流过程，就是流域出口断面处的流量过程线。

K为每个水库的调节系数或调蓄滞时。

N*k=m1，这个值具有时间因次，是流域汇流时间的度量。

N及k可以从实测净雨过程和相应的地表径流过程中求得。

比较纳希模型与我们以往采用的淮河模型单位先，发现当N等于33.0时，二者非常相似，只是退水尾部淮河密性较缓、纳希模型较陡。

这说明纳希模型在我省应用是可以的，另外，纳希模型有完整的数学表达式，当N、k确定后，即可通过现成的表式获得单位线，而淮河模型则计算较繁；从电算角度出发，则更显出纳希模型的使用方便，由于纳希模型的退水尾部较陡，为使实测资料与其拟合得好，分析者常将地下水割得高一些。

经分析了符合或者基本符合单位线分析要求的50个测站的305次洪水，计算出每次洪水的N、k，通过优选、单站定线和地区综合，得出了江淮之间、皖南两大分区的m1值的地区经验公式及N值的定量。

当时

（1）当时

（2）式中：

m1为瞬时单位线参数N与k的乘积，以小时计；F为流域面积，以平方公里计；J为主河道平均坡降，以计；R3为最大3小时设计净雨量，以毫米计。

在皖南地区，分析时考虑了据tp时段的雨强I来选用m1值。

tp的大小与雨强I大小有关；在设计条件下，雨强I服从于暴雨强度公式，故雨强I又与暴雨衰减指数n有关。

综合关系式为：

式中（3）-（8）中，除m1、F、J、R3等含义与前相同外，其他符号的含义如下：

皖南地区m1值的计算式虽比较复杂，但它解决了设计洪水中确定净雨雨强历时定量问题，而且通过电子计算机进行计算，仍是非常方便的。

如果（3）-（8）式概化成比较简单的计算式，则为式（9）是由（3）-（8）式概化而得，利用它计算得出的设计洪水峰值，较用（3）-（8）式的计算成果，差别一般不超过5%。

可在图表化中应用。

在江淮之间N值取用3.0，皖南地区N值原采用：

当F50平方公里时等于3.0；F在50500平方公里之间时用3.5。

鉴于m1N*k，m1一定时，N大k就小，N小k就大，故N等于3或等于3.5对设计洪水成果影响甚微，在第三部分设计洪水计算办法中，部分面积大小，N均用3.0。

据1、2所列的m1地区综合公式及N等于3.0，只要已知F、J及R3就可计算出m1、k，再利用有关表式即可获得所需单位时段的单位线。

已上成果，经与邻省协调比较，最后也由部规划院验收，认为可以在修订小面积设计洪水计算办法中应用。

我省山丘区，在前期有雨时，本次降雨的损失量较小。

据江淮之间山丘区14个站的31次较大暴雨径流（包括地下水）资料分析成果：

平均每天损失量除一次为36毫米外，其余均在30毫米以下，而有四次的径流系数接近1.0.皖南地区32个站的分析结果是，日平均损失量大多在10毫米左右。

地下水的分割，至今尚无严谨的方法可循。

现一般均采用直线斜割法，即在一次洪水的起涨点和地表径流的终止点之间连一直线，线下部分为地下水。

但是地表径流终止点很难确定，故分割任意性很大（即使能确定，用直线分割也不一定代表实际情况）。

本次为了使分割任意性尽可能减少，对所谓地表径流终止点的位置作了大致规定，即假定洪峰到地表径流终止点的历时，约等于峰现时间的二倍左右。

按照这个假定分割出来的各次较大洪水的地下水量，在江淮之间平均为30毫米、皖南为40毫米。

汇流分析采用纳希线性瞬时单位线模型。

对这个模型我们并不认为它是理论的，其使用效果还是取决于与实测资料的拟合情况，即仍是经验性的。

纳希模型主要有两个参数，即N和k。

纳希认为流域上瞬时单位净雨深经过N个相同的串联线性水库调蓄后出流过程，就是流域出口断面处的流量过程线。

K为每个水库的调节系数或调蓄滞时。

N*k=m1，这个值具有时间因次，是流域汇流时间的度量。

N及k可以从实测净雨过程和相应的地表径流过程中求得。

比较纳希模型与我们以往采用的淮河模型单位先，发现当N等于33.0时，二者非常相似，只是退水尾部淮河密性较缓、纳希模型较陡。

这说明纳希模型在我省应用是可以的，另外，纳希模型有完整的数学表达式，当N、k确定后，即可通过现成的表式获得单位线，而淮河模型则计算较繁；从电算角度出发，则更显出纳希模型的使用方便，由于纳希模型的退水尾部较陡，为使实测资料与其拟合得好，分析者常将地下水割得高一些。

经分析了符合或者基本符合单位线分析要求的50个测站的305次洪水，计算出每次洪水的N、k，通过优选、单站定线和地区综合，得出了江淮之间、皖南两大分区的m1值的地区经验公式及N值的定量。

式中：

m1为瞬时单位线参数N与k的乘积，以小时计；F为流域面积，以平方公里计；J为主河道平均坡降，以计；R3为最大3小时设计净雨量，以毫米计。

在皖南地区，分析时考虑了据tp时段的雨强I来选用m1值。

tp的大小与雨强I大小有关；在设计条件下，雨强I服从于暴雨强度公式，故雨强I又与暴雨衰减指数n有关。

综合关系式为：

皖南地区m1值的计算式虽比较复杂，但它解决了设计洪水中确定净雨雨强历时定量问题，而且通过电子计算机进行计算，仍是非常方便的。

如果（3）-（8）式概化成比较简单的计算式，则为式（9）是由（3）-（8）式概化而得，利用它计算得出的设计洪水峰值，较用（3）-（8）式的计算成果，差别一般不超过5%。

可在图表化中应用。

在江淮之间N值取用3.0，皖南地区N值原采用：

当F50平方公里时等于3.0；F在50500平方公里之间时用3.5。

鉴于m1N*k，m1一定时，N大k就小，N小k就大，故N等于3或等于3.5对设计洪水成果影响甚微，在第三部分设计洪水计算办法中，部分面积大小，N均用3.0。

符号说明1、各种频率设计洪水计算部分符合说明分别为年最大24、1小时点雨量均值，以毫米计。

分别为年最大24、1小时点雨量的变差系数。

CS偏差系数。

H24、H1某设计频率24、1小时点暴雨量，以毫米计。

a24、a1某设计频率24、1小时暴雨点-面折扣系数。

P24、P1某设计频率面暴雨量，以毫米计。

R24、R3、R1分别为某设计频率24、3、1小时的面净雨量（地表径流），以毫米计。

n24-1小时之间的暴雨衰减指数。

F流域面积，以平方公里计。

J河道平均坡度，以米/公里计（或）。

B流域平均宽度，以公里计。

f流域形状系数，f=B2/F。

K瞬时单位线参数，小时。

N瞬时单位线参数，采用等于3.0.m1瞬时单位线参数，m1=N*k，小时。

qm24小时净雨（R24）为1000毫米时的洪峰模，以立米/秒每平方公里计。

Qm某设计频率设计洪水洪峰流量，以立米/秒计。

注：

皖南地区J系指出口断面到流域分水岭之间的河道平均坡度；江淮之间的J系指出口断面至河源之间的河道平均坡度。

124HH、2424VVCC、2、可能最大洪水计算部分符号说明F流域面积，以平方公里计。

SF流域面积平均坡度，以分米/平方公里计。

SL河道平均坡度，以米/公里（或）计。

f流域形状系数，f=B2/F。

B为流域平均宽度，以公里计。

K综合流域特征值，K=（SL*SP）0.5f0.75*F-0.28H24M可能最大24小时点暴雨量，以毫米计。

P24M可能最大24小时面暴雨量，以毫米计。

R24M可能最大24小时面净雨量（地表径流），以毫米计。

a可能最大24小时暴雨点-面折扣系数。

qM可能最大洪水洪峰流量模（当R24M=1000mm），以立米/秒每平方公里计。

QM可能最大洪水洪峰流量，以立米/秒计。

注：

SL不分地区均值河口至河源之间的河道平均坡度。

分别为年最大24、1小时点雨量均值，以毫米计。

分别为年最大24、1小时点雨量的变差系数。

某设计频率24、1小时点暴雨量，以毫米计。

某设计频率24、1小时暴雨点-面折扣系数。

分别为某设计频率24、3、1小时的面净雨量（地表径流），以毫米计。

河道平均坡度，以米/公里计（或）。

24小时净雨（R24）为1000毫米时的洪峰模，以立米/秒每平方公里计。

某设计频率设计洪水洪峰流量，以立米/秒计。

注：

皖南地区J系指出口断面到流域分水岭之间的河道平均坡度；江淮之间的J系指出口断面至河源之间的河道平均坡度。

流域面积平均坡度，以分米/平方公里计。

河道平均坡度，以米/公里（或）计。

流域形状系数，f=B2/F。

B为流域平均宽度，以公里计。

综合流域特征值，K=（SL*SP）0.5f0.75*F-0.28可能最大24小时点暴雨量，以毫米计。

可能最大24小时面暴雨量，以毫米计。

可能最大24小时面净雨量（地表径流），以毫米计。

可能最大24小时暴雨点-面折扣系数。

可能最大洪水洪峰流量模（当R24M=1000mm），以立米/秒每平方公里计。

可能最大洪水洪峰流量，以立米/秒计。

注：

SL不分地区均值河口至河源之间的河道平均坡度。

本法主要供我省淮河以南，集水面积在300-10平方公里之间的山丘区中、小型水库计算设计洪水之用。

对集水面积在10平方公里以下的特小流域，淮北山丘区的设计洪水计算，本法可供参考。

本法用流域特征作参数，流域特征差异直接影响洪水成果，故必须认真在1/万或1/5万地形图上量算各项流域几何特征值。

当流域形状系数f0.5或f1.4时，应用本法计算的各种频率设计洪水的洪峰流量需加以修正（可能最大洪水计算中，由于综合公式中已经考虑了流域形状系数，故勿须修正）。

修正系数如下表：

表1特殊流域形状系数的洪峰修正系数表fB2/F0.150.20.250.30.40.51.41.5洪峰修正系数0.80.850.870.90.9511.05当f2.0时，应按支流水系分两块面积计算出洪水过程线，然后同时段相加得全面积洪水过程。

1.7521.11.15本法主要供我省淮河以南，集水面积在300-10平方公里之间的山丘区中、小型水库计算设计洪水之用。

对集水面积在10平方公里以下的特小流域，淮北山丘区的设计洪水计算，本法可供参考。

本法用流域特征作参数，流域特征差异直接影响洪水成果，故必须认真在1/万或1/5万地形图上量算各项流域几何特征值。

当流域形状系数f0.5或f1.4时，应用本法计算的各种频率设计洪水的洪峰流量需加以修正（可能最大洪水计算中，由于综合公式中已经考虑了流域形状系数，故勿须修正）。

修正系数如下表：

表1特殊流域形状系数的洪峰修正系数表当f2.0时，应按支流水系分两块面积计算出洪水过程线，然后同时段相加得全面积洪水过程。

计算步骤1、在地形图上量算流域特征值F、B、J。

2、在附图14上查设计流域中心处的、CV24、CV1。

3、据、CV24、CV1，利用下表计算出所需频率的点暴雨量H24、H1。

表2P型曲线的模比系数KP值表（CS=3.5CV）CVP（）0.010.10.20.330.510.454.273.43.142.942.792.520.464.373.483.2132.842.560.474.483.553.283.062.892.60.484.63.633.353.122.942.650.494.713.713.423.1832.690.54.823.783.483.243.062.740.525.063.953.623.363.162.830.545.34.113.763.483.282.910.555.414.23.833.553.342.960.565.554.283.913.613.393.010.585.84.454.053.743.513.10.66.064.624.23.873.623.24、据H24、H1，通过下表计算出相应的面雨量P24、P1。

P24=a24*H24、P1=a1*H1。

表324、1小时暴雨点面关系表F10501003005001000a2410.980.970.920.880.84a110.980.960.90.840.75、计算面净雨量。

面净雨量（即地面径流）等于面暴雨量扣除损失量和地下水。

分地区的损失量和地下水列如下表。

表4不同地区损失量、地下水量表单位：

毫米分区地形分类重现期50年一遇重现期20年一遇损失地下水合计损失地下水皖南地区山区1040503040丘陵2040604040江淮地区深山1030403030浅山2030504030丘陵30306050306、净雨雨型。

净雨雨型采用同频率内包型式，如下表。

表524小时净雨（R24）时程分配表24H1H24H1H时序（小时）134679101112各历时占R24的920456各历时占（R24-R3）的111516上表中最大1小时净雨位于第11小时，其值与暴雨衰减指数n有关，当n为0.490.75时，1小时约占24小时总量的2045。

最大1小时中两个30分钟的净雨分配为30和70。

7、暴雨衰减指数n的计算。

据P1/P24的比值，在下表中可查得相应的n值。

表6不同n各历时暴雨（净雨）与24小时暴雨（或净雨）比值表nP1/P24（或R1/R24）P3/P24（或R3/R24）0.490.20.350.510.210.360.520.220.370.540.230.380.550.240.390.560.250.40.580.260.410.590.270.420.60.280.430.610.290.440.620.30.450.630.310.460.640.320.470.650.330.480.660.340.490.670.350.50.680.360.510.690.370.520.70.380.530.710.40.550.720.410.560.730.420.570.740.440.590.750.450.68、汇流计算中瞬时单位线参数地区经验公式根据全省50个站的305次洪水，用纳希瞬时单位线为模型，分析并综合出计算瞬时单位线参数m1值的地区经验公式如下

（1）江淮之间山丘区当F/J21当F/J21瞬时单位线参数m1Nk，当N固定为3时，k的计算式便为当F/J21时当F/J21时式14中R3的指数，即0.34（F/J2）-0.12的计算值大于0.55时用0.55、小于0.2时用0.2。

K值据式3、4计算后，还应利用表7查算以资校对。

（2）皖南山丘区（采用概化公式，详见第二部分）当N采用等于3.0时5、6二式中R3的非线性指数，即0.55（F/J）-0.05的计算值如大于0.65时用0.65。

K值据式6计算后，还应利用表8查算以资校对。

由以上诸式可知，不论江淮或皖南，当流域特征已定时，瞬时单位线参数m1、k还随3小时净雨大小而变，也就是说，据24小时净雨过程计算洪水时应据每一个3小时的净雨选用单位线。

在本计算办法中，主雨峰（即最大3小时）采用一条单位线、次雨峰（即次大3小时）采用另一条单位线，其余各时段借用次雨峰的单位线。

9、设计洪水过程线计算

（1）地表径流部分12.0234.0324.021304.3JFRJFm12.0234.0312.02130）（4.3JFRJFm12.0234.0324.023013.1JFRJFk12.0234.0312.023013.1JFRJFk05.055.0316.0118JFRJFm05.055.0316.06JFRJFk当流域特征值（F、J等）、R24、n求得后即可按上述原则选用单位线，计算各时段的流量过程并进行叠加得出相应于R24的复合地面径流过程。

这部分计算比较繁复，可用电算进行。

此处已将大量电算成果整理成以n、k（主雨峰）为参数的流量模过程（见表9）供查用。

（2）地下径流部分地下径流部分的总量，在皖南为40毫米、江淮之间为30毫米。

地下径流过程采用概化等腰三角形，峰值等于地面径流过程的终止点。

考虑到地下径流的总量不大，且大部分的水量在地表径流的峰后泄出，故不论对设计洪水的峰值或对调洪演算起作用的洪量来讲，都是影响很小的。

为简化计算起见，在本办法中规定：

设计洪水重现期50年一遇时，地下径流可略去不计，即以地表径流部分的流量过程作为最终采用的设计洪水过程；设计洪水重现期20年一遇时，可视具体需要决定是否回加地下径流。

251020CV2.251.881.61.310.452.281.91.611.310.462.321.931.621.320.472.351.951.641.320.482.381.971.651.320.492.421.991.661.320.52.482.031.691.330.522.552.071.711.340.542.582.11.721.340.552.622.121.731.350.562.692.161.751.350.582.762.21.771.350.6合计70806070801、在地形图上量算流域特征值F、B、J。

2、在附图14上查设计流域中心处的、CV24、CV1。

3、据、CV24、CV1，利用下表计算出所需频率的点暴雨量H24、H1。

表2P型曲线的模比系数KP值表（CS=3.5CV）4、据H24、H1，通过下表计算出相应的面雨量P24、P1。

P24=a24*H24、P1=a1*H1。

表324、1小时暴雨点面关系表5、计算面净雨量。

面净雨量（即地面径流）等于面暴雨量扣除损失量和地下水。

分地区的损失量和地下水列如下表。

表4不同地区损失量、地下水量表单位：

毫米重现期20年一遇6、净雨雨型。

净雨雨型采用同频率内包型式，如下表。

表524小时净雨（R24）时程分配表1H1315161819212224181299（P24-P3）/P24（或（R24-R3）/R24）0.650.640.630.620.610.60.590.580.570.560.550.540.530.520.510.50.490.480.470.450.440.430.410.4上表中最大1小时净雨位于第11小时，其值与暴雨衰减指数n有关，当n为0.490.75时，1小时约占24小时总量的2045。

最大1小时中两个30分钟的净雨分配为30和70。

7、暴雨衰减指数n的计算。

据P1/P24的比值，在下表中可查得相应的n值。

表6不同n各历时暴雨（净雨）与24小时暴雨（或净雨）比值表8、汇流计算中瞬时单位线参数地区经验公式根据全省50个站的305次洪水，用纳希瞬时单位线为模型，分析并综合出计算瞬时单位线参数m1值的地区经验公式如下1230.0125175.8240.149265882-0.554FJF/JR3m1k0.08100.0081430.3302160.11007256瞬时单位线参数m1Nk，当N固定为3时，k的计算式便为式14中R3的指数，即0