小流域暴雨洪峰流量計(jì)算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1 小流域暴雨洪峰流量計(jì)算小流域暴雨洪峰流量計(jì)算 第1頁/共36頁 6.2 6.2 設(shè)計(jì)凈雨量的推求設(shè)計(jì)凈雨量的推求 第2頁/共36頁 6.2.2 6.2.2 下滲下滲 滲潤階段 滲漏階段 滲透階段 分子力、毛管力、重力 毛管力、重力 重力 第3頁/共36頁 下滲曲線和下滲量累積曲線下滲曲線和下滲量累積曲線 第4頁/共36頁 第5頁/共36頁 第6頁/共36頁 t fc fo fc ft= fc+(fo- fc)e- t 霍頓下滲曲線霍頓下滲曲線 F 第7頁/共36頁 第8頁/共36頁 第9頁/共36頁 損失參數(shù)損失參數(shù) 是指產(chǎn)流歷時(shí)是指產(chǎn)流歷時(shí)tc內(nèi)的平均損失強(qiáng)度。內(nèi)的平均損失強(qiáng)度。

2、降雨過程與入滲過程示意圖降雨過程與入滲過程示意圖 第10頁/共36頁 第11頁/共36頁 6.3 6.3 流域匯流流域匯流 第12頁/共36頁 流域上各點(diǎn)的凈雨，經(jīng)過坡面匯入河網(wǎng)，再由河網(wǎng)流達(dá)出流域上各點(diǎn)的凈雨，經(jīng)過坡面匯入河網(wǎng)，再由河網(wǎng)流達(dá)出 口斷面，總稱匯流。從坡面和土壤表層匯入河網(wǎng)的，稱為坡面口斷面，總稱匯流。從坡面和土壤表層匯入河網(wǎng)的，稱為坡面 匯流，其歷時(shí)較短，一般只有幾十分鐘至幾小時(shí)；另一部分滲匯流，其歷時(shí)較短，一般只有幾十分鐘至幾小時(shí)；另一部分滲 入地下，經(jīng)由地下途徑注入河網(wǎng)的，稱為地下匯流，歷時(shí)可長入地下，經(jīng)由地下途徑注入河網(wǎng)的，稱為地下匯流，歷時(shí)可長 達(dá)幾天或幾十天。達(dá)幾天或

3、幾十天。 等流時(shí)線法適用于地表徑流（包括壤中流）的坡面匯流和等流時(shí)線法適用于地表徑流（包括壤中流）的坡面匯流和 河網(wǎng)匯流。河網(wǎng)匯流。 6.3.2 等流時(shí)線原理等流時(shí)線原理 第13頁/共36頁 一、等流時(shí)線一、等流時(shí)線 等流時(shí)線是在流域上勾繪的一組等值線，每條等值線上等流時(shí)線是在流域上勾繪的一組等值線，每條等值線上 各點(diǎn)的水質(zhì)點(diǎn)，將同時(shí)到達(dá)出流斷面。兩條等流時(shí)線間的面各點(diǎn)的水質(zhì)點(diǎn)，將同時(shí)到達(dá)出流斷面。兩條等流時(shí)線間的面 積稱為等流時(shí)面積，按順序用積稱為等流時(shí)面積，按順序用 、 、 、 、 表示，表示， 其匯流時(shí)間分別等于其匯流時(shí)間分別等于t t1 1tt、t t2 22 2tt、t t3 33

4、3tt。 2 3 4 5 t 2t 3t 4t 5t 第14頁/共36頁 流域出口斷面流量的計(jì)算流域出口斷面流量的計(jì)算 出流斷面在第出流斷面在第i i 時(shí)段出流量是由第一塊面積時(shí)段出流量是由第一塊面積上的本時(shí)段凈雨，第二塊面積上的本時(shí)段凈雨，第二塊面積上一時(shí)段凈雨上一時(shí)段凈雨等所合成的等所合成的: : 式中，式中，r ri i第第i i 時(shí)段地面凈雨強(qiáng)度。時(shí)段地面凈雨強(qiáng)度。 . 2 1 1211 t h t h rrQ ii iii 第15頁/共36頁 時(shí)段時(shí)段 (h)(h) 地面凈雨地面凈雨 h hs s(mm)(mm) 等流時(shí)面等流時(shí)面 積積 (km(km2 2) ) 部分流量部分流量Q(

5、mQ(m3 3/s)/s) h h1 1=5mm=5mmh h2 2=28mm=28mmh h3 3=44mm=44mm h h4 4=3mm=3mm Q Q (m(m3 3/s)/s) (1)(1)(2)(2)(3)(3)(8)(8)(7)(7)(6)(6)(4)(4)(5)(5) 0 3 3 6 21 9 18 12 15 24 6 9 5 28 44 3 58 12 0 13 0 11 5 82 60 24 0 0 0 0 0 0 27 56 60 53 38 11 15 0 31 1 33 7 29 8 21 3 15 6 62 23 6 48 9 53 0 46 9 33 4 24

6、498 16 33 36 32 23 17 7 27 20 6 60 8 89 5 89 9 74 5 53 3 32 9 11 47 第16頁/共36頁 二、討論二、討論 1 1、 降雨分布不均勻問題降雨分布不均勻問題 實(shí)際降雨在流域面上分布可能是不均勻的。如果能求出實(shí)際降雨在流域面上分布可能是不均勻的。如果能求出 各等流時(shí)面積上的時(shí)段平均雨量，計(jì)算精度可提高。各等流時(shí)面積上的時(shí)段平均雨量，計(jì)算精度可提高。 2 2、 流速變化問題流速變化問題 若流速大小隨流量而變，等流時(shí)面積就不是恒定數(shù)值，若流速大小隨流量而變，等流時(shí)面積就不是恒定數(shù)值， 使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在差別，一般情況是以峰為準(zhǔn)，采

7、使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在差別，一般情況是以峰為準(zhǔn)，采 用使洪峰流量誤差最小的流速數(shù)值作為繪制等流時(shí)曲線的依用使洪峰流量誤差最小的流速數(shù)值作為繪制等流時(shí)曲線的依 據(jù)。據(jù)。 第17頁/共36頁 3 3、河槽調(diào)蓄問題、河槽調(diào)蓄問題 按照等流時(shí)線的假定，同一等流時(shí)線上水量同時(shí)到達(dá)出流按照等流時(shí)線的假定，同一等流時(shí)線上水量同時(shí)到達(dá)出流 斷面，但由于各干、支流之間的干擾，漫灘影響，斷面流速分?jǐn)嗝?，但由于各干、支流之間的干擾，漫灘影響，斷面流速分 布不均等原因，使這種假定不符合實(shí)際，而是高速質(zhì)點(diǎn)先到，布不均等原因，使這種假定不符合實(shí)際，而是高速質(zhì)點(diǎn)先到， 低速質(zhì)點(diǎn)后到，又按假定，各等流時(shí)面積之間沒有水流交換

8、，低速質(zhì)點(diǎn)后到，又按假定，各等流時(shí)面積之間沒有水流交換， 只有先后次序之別，實(shí)際上是快速和慢速質(zhì)質(zhì)點(diǎn)互相混雜，嚴(yán)只有先后次序之別，實(shí)際上是快速和慢速質(zhì)質(zhì)點(diǎn)互相混雜，嚴(yán) 格的面積出流次序是沒有的。這就是等流時(shí)線未考慮河槽的調(diào)格的面積出流次序是沒有的。這就是等流時(shí)線未考慮河槽的調(diào) 蓄問題。因此，等流時(shí)線方法只宜用于小流域，因?yàn)楹硬壅{(diào)蓄蓄問題。因此，等流時(shí)線方法只宜用于小流域，因?yàn)楹硬壅{(diào)蓄 作用小。作用小。 第18頁/共36頁 mifq1q2q3q4QQm 1i1f1i1 f1i1 f1 =if 2i2f2i1 f2i2 f1i1 f2+ i2 f1 =2if 3i3f3i1 f3i2 f2i3 f

9、1i1 f3 +i2 f2 +i3 f1 =3ifiF 4i4i2 f3i3 f2i4f1i2 f3 +i3 f2 +i4 f1=3ifiF 5i3 f3i4 f2i3 f3 +i4 f2 =2if 6i4 f3i4 f3 =if 全流域匯流全流域匯流 tc Q Qm m=KiF=KiF 第19頁/共36頁 mifq1q2q3q4QQm 1i1f1i1 f1i1 f1 =if 2i2f2i1 f2i2 f1i1 f2+ i2 f1 =2ifiFtc 3f3i1 f3i2 f2i1 f3 +i2 f2=2ifiFtc 4i2 f3i2 f3 =if 部分流域匯流部分流域匯流 tc Qm=KiFQ

10、m=KiFtctc=Kif=Kifm m 第20頁/共36頁 _ _ 第21頁/共36頁 第22頁/共36頁 得：得：Q Qm m 0.2780.278 iF iF t tc c Q Qm m 0.2780.278 iF iF tc tc 用平均雨強(qiáng)表示用平均雨強(qiáng)表示 Q Qm m 0.2780.278（i i ）F F t tc c Q Qm m 0.278 0.278 （i itc tc ）F Ftc tc t tc c F F tc tc tc F tc F = f f _ _ 第23頁/共36頁 Qm0.278 （i tc ） tc Qm 0.278 （i ） F tc tc F f

11、f 第24頁/共36頁 n A n t t A i 代入得代入得 Qm 0.278 （ ） F tc n c t A Qm0.278 （ ） tc tc F f f 第25頁/共36頁 （1 1）暴雨參數(shù)）暴雨參數(shù)A A、n n 方法方法1 1：查等值線圖或水文手冊：查等值線圖或水文手冊 方法方法2 2：若已知：若已知2424小時(shí)設(shè)計(jì)雨量小時(shí)設(shè)計(jì)雨量P P24p 24p，可根據(jù) ，可根據(jù) 查出的查出的n n代入暴雨公式反推代入暴雨公式反推A A： PtpA t1 n P24pA 241 n AP24p24n 1 第26頁/共36頁 n n 1 n R R A 方法方法1 1：查區(qū)域或流域水文手

12、冊：查區(qū)域或流域水文手冊 方法方法2 2：計(jì)算公式：計(jì)算公式 可以證明可以證明 （1-n ）n n1 1 f f 第27頁/共36頁 f 證明證明: 瞬時(shí)雨強(qiáng)瞬時(shí)雨強(qiáng) n c A nt 1 )1( n n t A nAt dt d i)1 ( 1 i= 時(shí) t=tc 代入得證當(dāng) f 第28頁/共36頁 （4）流域匯流時(shí)間）流域匯流時(shí)間 出口概化為三角形，取出口概化為三角形，取1/ 31/ 3； 1/ 41/ 4代入上式得代入上式得 4/1 3/1 278. 0 m QmS L V L 278. 0 m QmSV 第29頁/共36頁 匯流參數(shù)匯流參數(shù)m的取值：的取值： 方法方法1 1：查水文手冊

13、：查水文手冊 方法方法2 2：由實(shí)測流量資料反推：由實(shí)測流量資料反推： 4/1 3/1 m QS V m （5 5） 方法方法3 3：采用經(jīng)驗(yàn)公式，如：采用經(jīng)驗(yàn)公式，如 4/13/1 FS L )(fm 第30頁/共36頁 n A n c t A Qm 0.278 （ ） F tc Qm0.278 （ ） F tc (4) (4) 設(shè)計(jì)洪峰設(shè)計(jì)洪峰Q Qm m 采用試算或圖解法聯(lián)立求解。采用試算或圖解法聯(lián)立求解。 tc _ 4/1 3/1 278. 0 m QmS L f f 第31頁/共36頁 由湖南省由湖南省小型水庫水文手冊小型水庫水文手冊雨量參數(shù)圖，查算得流域中心點(diǎn)雨量參數(shù)圖，查算得流域

14、中心點(diǎn) 120mm120mm；C Cv v0.40.4；C Cs s / /C Cv v3.53.5；n n2 20.760.76；n n1 10.62 0.62 按按C Cs s3.53.5C Cv v1.41.4，查離均系數(shù)表得，查離均系數(shù)表得1% 1% 3.27 3.27 計(jì)算得計(jì)算得 P P24 24，1 1 （1% 1%C Cv v 1 1） 120120（0.40.43.273.271 1） 277277（mmmm） A A1 1 P P24 24，1 1 / / t t 1- 1-n n2 2 277 / 24277 / 241-0.76 1-0.76 129129（mm/hmm

15、/h） 24 p 24 p 第32頁/共36頁 f f 由由 等值線圖等值線圖, ,查得流域中心查得流域中心 （3）凈雨歷時(shí)）凈雨歷時(shí)tc t tc c （1- n1- n）A A / / 1 1n n （1 10.760.76）129/2.0129/2.01 10.760.76 36.8 h36.8 h 2 mm/h2 mm/h f f 第33頁/共36頁 （4）流域匯流參數(shù)）流域匯流參數(shù) L L/ /S S1/3 1/3 F F1/4 1/4 2.65/0.0332.65/0.0331/3 1/3 2.932.931/4 1/4 6.316.31 0.540.540.15 0.15 0.540.546.316.31 .15.15 0.710.71 第34頁/共36頁 (5) (5) 設(shè)計(jì)洪峰設(shè)計(jì)洪峰Q Qm m 的試算的試算 將結(jié)果代入推理公式得將結(jié)果代入推理公式得 3.2353.235mp mp0.25 0.25 （1 1） mp mp 105.1105.12.39 2.39 tc tc