水文分析計(jì)算

重慶市河道岸線保護(hù)與利用規(guī)劃編制技術(shù)細(xì)則重慶市河道岸線保護(hù)與利用規(guī)劃編制技術(shù)細(xì)則10水文分析計(jì)算水文分析計(jì)算是規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，是確定臨水掌握線、外緣掌握線、劃定河道治理范圍的主要技術(shù)依據(jù)。水文分析計(jì)算，包括預(yù)備工作、設(shè)計(jì)洪水計(jì)算、水面線計(jì)算等步驟。應(yīng)逐條河流、分段計(jì)算。預(yù)備工作預(yù)備工作包括選擇掌握斷面，計(jì)算流域面積和掌握集水面積，收集暴雨洪水資料等。選擇掌握斷面。掌握斷面應(yīng)選擇干流河口、攔河建筑物壩軸線、主要支流集合口下游的順直河段。掌握斷面具體位置，依據(jù)規(guī)劃河段的具體狀況確定。計(jì)算流域面積和掌握集水面積。流域面積為河口斷面或掌握斷面以上，沿著分水嶺勾繪的流域總面積；掌握集水面積為規(guī)劃河段典型掌握斷面以上，依據(jù)城市〔城鎮(zhèn)〕規(guī)劃，實(shí)際匯入規(guī)劃河段的集水面積。100km2及以上河流的流域面積，可直接承受《重慶市主要河流和城鎮(zhèn)河道岸線保護(hù)與利用治理規(guī)劃匯編》〔2023〕和區(qū)縣政府已批準(zhǔn)的集水面積1000-100km2以上河流的《河道岸線利用治理規(guī)劃》〔2023-2023〕中的數(shù)據(jù)。100km21:10000地形圖上用求積儀計(jì)算。流域地形圖，以能畫(huà)出分水嶺和便于面積計(jì)算為準(zhǔn)，要求圖紙清楚。收集暴雨洪水資料。通過(guò)實(shí)測(cè)、調(diào)查、分析等方式收集暴雨洪水資料。暴雨洪水資料最好是本流域的實(shí)測(cè)洪水資料，或歷史洪水調(diào)查資料。設(shè)計(jì)洪水計(jì)算設(shè)計(jì)洪水計(jì)算主要包括以下工作：一是選擇暴雨洪水計(jì)算依據(jù)或參證站，再依據(jù)代表站的數(shù)據(jù)資料狀況；二是依據(jù)河道流域狀況和設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法的適用條件選擇與之符合的計(jì)算或推算方法；三是對(duì)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果進(jìn)展合理性分析，對(duì)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果進(jìn)展修訂。依據(jù)站和參證站的選擇依據(jù)站，應(yīng)當(dāng)為本河道的暴雨洪水實(shí)測(cè)站點(diǎn)。參證站，為與水文計(jì)算流域相關(guān)的站點(diǎn)。應(yīng)是鄰近河流或鄰近區(qū)域的站點(diǎn)，或與水文計(jì)算流域同屬一個(gè)雨區(qū)或產(chǎn)匯流關(guān)系相近的站點(diǎn)。計(jì)算方法方法選擇依據(jù)河段的具體狀況，按《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》〔SL44-2023〕要求選用洪水計(jì)算方法。當(dāng)規(guī)劃河段洪水受到下游干流洪水的頂托影響時(shí)，洪水計(jì)算應(yīng)以規(guī)劃河段的洪水為主，結(jié)合下游干流洪水頂托，洪水線取兩種狀況的外包線。設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法按有資料和無(wú)資料兩種情形選擇。有資料的，承受水文比較法等；無(wú)資料的，承受暴雨推求設(shè)計(jì)洪水計(jì)算法。水文資料收集整理收集、整理河流水位、流量等根底資料時(shí)，對(duì)資料條件較差的河流〔河段〕，應(yīng)進(jìn)展暴雨洪水調(diào)查或收集鄰近流域和區(qū)域的暴雨洪水主要參數(shù)資料。設(shè)計(jì)依據(jù)站徑流系列代表性缺乏而又難以延長(zhǎng)系列時(shí)，可參照參證站長(zhǎng)、短系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)或通過(guò)地區(qū)綜合，對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)站的徑流計(jì)算成果進(jìn)展調(diào)整或加以說(shuō)明。在有較長(zhǎng)實(shí)測(cè)水文資料時(shí)，可直接用頻率分析方法按以下步驟計(jì)算：①收集、整理、考證所需的根本水文資料，分析水文資料系列的代表性；②對(duì)水文資料系列進(jìn)展頻率分析；③由頻率分析求出符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的水文特征值；④選擇符合設(shè)計(jì)要求的時(shí)空分布作為典型，按設(shè)計(jì)值放大或縮小，求得設(shè)計(jì)條件下的水文特征值的時(shí)空分布；⑤計(jì)算成果合理性分析論證。在短缺實(shí)測(cè)水文資料時(shí)，主要依據(jù)水文現(xiàn)象之間的某些客觀聯(lián)系，再按不同狀況承受不同方法。常用方法有：相關(guān)分析法、等值線圖法、閱歷公式法、水文比較法、水文調(diào)查法等。①相關(guān)分析法。依據(jù)水文現(xiàn)象之間的相關(guān)關(guān)系，利用觀測(cè)系列較長(zhǎng)的水文資料，以延長(zhǎng)觀測(cè)系列較短的水文資料。例如依據(jù)降雨與徑流關(guān)系，通過(guò)觀測(cè)系列較長(zhǎng)的降雨資料，延長(zhǎng)徑流量資料，然后按有資料狀況下的水文計(jì)算方法進(jìn)展計(jì)算。②等值線圖法。各種水文等值線圖表示該水文特征值及其統(tǒng)計(jì)參數(shù)在地區(qū)上的分布規(guī)律。一般先依據(jù)觀測(cè)歷史較長(zhǎng)的測(cè)站的資料，繪制這些水文等值線圖，然后通過(guò)內(nèi)插，求得指定地點(diǎn)的水文設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。③閱歷公式法。先建立需要計(jì)算的水文特征值與其他水文特征值、某些地理參數(shù)之間的閱歷關(guān)系，以推求工程設(shè)計(jì)所需要的設(shè)計(jì)水文特征值。④水文比較法。即在流域水文氣象條件和下墊面狀況根本近似的前提〔或作適當(dāng)修正后〕移用到無(wú)資料的流域作為設(shè)計(jì)依據(jù)。⑤水文調(diào)查法。例如調(diào)查無(wú)資料地區(qū)的歷史暴雨洪水狀況，作為設(shè)計(jì)依據(jù)等。上述兩種水文資料條件之間沒(méi)有一個(gè)明確的界限，而且相對(duì)于頻率分析的要求現(xiàn)有資料的年限長(zhǎng)度還缺乏。所以即使在有較長(zhǎng)的實(shí)測(cè)水文資料條件下,也要廣泛運(yùn)用后者的各種方法,進(jìn)展分析論證。公式推求設(shè)計(jì)流量等，一般不少兩種以上方法同時(shí)計(jì)算，主要方法適用條件。.水文計(jì)算方法適用條件水文比較法的適用條件假設(shè)兩流域相距不遠(yuǎn)，氣候條件和下墊面條件相像，集水面積差小于15%，可以直接承受面積指數(shù)比，否則需考慮降水和徑流系數(shù)等的差異進(jìn)展改正。推理公式法的適用條件推理公式是假定在流域匯流時(shí)間τ內(nèi),降雨強(qiáng)度I、徑流系數(shù)C速度V而不適用于平原河流和平原河網(wǎng)地區(qū)計(jì)算。適用于流域集水面積50km2以下，山區(qū)丘陵區(qū)小流域。綜合單位線法適用條件綜合單位線法指依據(jù)流域特征與單位線要素或參數(shù)之間的閱歷關(guān)系，由流域特征推求出單位線要素而求得的單位線。流域自然地理特征一般指流域面積FJqm，洪峰滯時(shí)tpT,或瞬時(shí)單位線參數(shù)m1(=n.K位線的單站綜合，然后進(jìn)展單位線的地區(qū)綜合，供推求無(wú)資料地區(qū)單位線50km2以以上，流域坡度不大的小流域。暴雨公式推求設(shè)計(jì)流量方法適用條件《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50014-2023〕推舉的雨水流量計(jì)算公式：Qs=qΨF (4.2.2)Qs－雨水設(shè)計(jì)流量〔L/s〕；q－設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度[L/(s·hm2)]；Ψ－徑流系數(shù)；F－匯水面積〔hm2〕。適用于城市區(qū)和城市規(guī)劃區(qū)的河道設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，原則上集水面積應(yīng)1km2。重慶市主城區(qū)〔都市區(qū)〕應(yīng)承受重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)2023公布重慶市主城區(qū)暴雨強(qiáng)度修訂公式：沙坪壩1年≤P≤10(t6.947)0.624

(L/s?104m2)10<P≤100(t9.671)0.655

(L/s?104m2)巴南區(qū)(t7.149)0.692渝北區(qū)

(L/s?104m2)(t8.534)0.551

(L/s?104m2)其中：P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期〔年〕；q——暴雨強(qiáng)度〔L/s?104m2〕；t——降雨歷時(shí)〔min〕。暴雨強(qiáng)度修訂公式適用范圍重慶市主城區(qū)暴雨強(qiáng)度公式適用范圍見(jiàn)以下圖：沙坪壩暴雨強(qiáng)度公式適用范圍：長(zhǎng)江和嘉陵江之間的地區(qū)，包括沙坪壩區(qū)、渝中區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)和北碚區(qū)嘉陵江以南局部區(qū)域。渝北暴雨強(qiáng)度公式適用范圍：長(zhǎng)江和嘉陵江以北的地區(qū)，包括渝北區(qū)、江北區(qū)和北碚區(qū)嘉陵江以北局部區(qū)域。合理性分析各頻率設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果是否合理、牢靠，需要對(duì)計(jì)算使用的根底資墊面不符的應(yīng)進(jìn)展修正。對(duì)資料的牢靠性進(jìn)展分析。一般狀況是本流域內(nèi)的資料優(yōu)于外流域的資料牢靠，近期資料優(yōu)于比遠(yuǎn)期資料，長(zhǎng)系列資料優(yōu)于短系列，實(shí)測(cè)資料優(yōu)于手冊(cè)概化后的成果。方法的合理性分析。主要分析水文計(jì)算流域降水、流域形態(tài)、流域下墊面、洪水特性與計(jì)算方法的適應(yīng)性。計(jì)算成果與就近已成工程設(shè)計(jì)成果分析比較，與已審規(guī)劃成果分析比較，與防洪五線劃定計(jì)算成果比較。規(guī)劃河段水面線計(jì)算典型斷面選擇起算斷面選擇。原則選在水位流量關(guān)系根本單一有攔河建筑的選擇攔河建筑物處，沒(méi)有攔河建筑物河段選擇河道規(guī)整順直處。掌握斷面選擇。平面上，應(yīng)選擇在河道明顯彎道處；立面上，應(yīng)選擇河道比降有明顯變化的連接斷面處。計(jì)算河段長(zhǎng)度計(jì)算河段，應(yīng)為規(guī)劃范圍內(nèi)各條河流的干流河段。計(jì)算河段長(zhǎng)度應(yīng)與規(guī)劃河段長(zhǎng)度根本全都，有必要時(shí)，可延長(zhǎng)計(jì)算河段長(zhǎng)度。過(guò)境河流，進(jìn)、出規(guī)劃范圍界之間的干流中心線長(zhǎng)度為計(jì)算河段長(zhǎng)度。流入規(guī)劃范圍與其他河流集合的河流，集合口以上至規(guī)劃范圍界入口之間的干流中心線長(zhǎng)度為計(jì)算河段長(zhǎng)度。河道糙率確定有洪水實(shí)測(cè)資料和調(diào)查洪水資料的，盡量通過(guò)計(jì)算推求；沒(méi)有資料的，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)查表取值。詳見(jiàn)“自然河道糙率表”、“灘地河道糙率表”、“渠道糙率表”。自然河道糙率表(1)單式斷〔或主槽〕較高水局部(1)單式斷〔或主槽〕較高水局部河段特征類型河床組成級(jí)床面特征n平面形態(tài)及水流特征岸壁特征I河床為砂質(zhì)組成,床河段順直,斷面規(guī)整,水流通暢面較平坦兩側(cè)岸壁為水土質(zhì)或土砂質(zhì),外形較整齊0.020-0.024II河床為巖板,砂礫石或卵石組成,床面較河段順直,斷面規(guī)整,水流通暢平坦外形較整齊0.022-0.0261 0.025-0.029平順 通暢,有局部回流 草III 河底為砂礫或卵石河段順直段較長(zhǎng),斷面較規(guī)整,水兩側(cè)岸壁為土砂20.025-0.029床面尚平坦回流整齊土質(zhì)岸壁,一岸坍塌嚴(yán)IV10.030-0.034水草或水生植物 有挑水壩,水流不順暢 雜草及灌木;一岸坍塌,長(zhǎng)有稠密雜草或蘆葦河床為礫石或卵石順直段距上彎道不遠(yuǎn),斷面尚規(guī)河床為礫石或卵石順直段距上彎道不遠(yuǎn),斷面尚規(guī)2組成,底坡尚均勻,整,水流尚通暢,斜流或回流不甚一側(cè)岸壁為石質(zhì)外形尚整齊,另一側(cè)岸壁為砂土,略有雜草,小樹(shù),外形較整齊0.030-0.034床面不平坦明顯V河底為卵石,塊石組坡尚均勻,床面不平坦順直段夾于兩彎道之間,距離不兩側(cè)岸壁均為石質(zhì),陡遠(yuǎn),斷面尚規(guī)整,水流顯出斜流,坡,長(zhǎng)有雜草,樹(shù)木,外形0.035-0.040回流或死水現(xiàn)象尚整齊河段不順直,上下游有急彎,或下順直段,不整齊,有堵塞或巖溶情亂石或大塊石,大亂回流,旋渦,死水現(xiàn)象;河段上游石及大孤石組成,床為彎道或?yàn)閮珊訁R口,落差大,水整齊;VI0.04-0.10凸?fàn)顑蓚?cè)岸壁為石質(zhì)砂夾亂整,上面生長(zhǎng)雜草,樹(shù)木水流湍急,水聲較大灘地特征描述灘地特征描述n類型平縱橫形態(tài)床質(zhì)植被變化幅度平均值I平面順直,縱斷平 植物或?yàn)橥?砂質(zhì),淤泥順,橫向整齊 已收割的麥地II順直整齊土,砂質(zhì)稀疏雜草,雜樹(shù)或矮小農(nóng)作物III順直整齊 為土砂質(zhì) 或種有高稈作物IV上下游有緩彎,縱有束水作用,水流不通暢土砂質(zhì)種有農(nóng)作物,或有稀疏樹(shù)林0.050-0.0700.06V橫面起伏不平土砂質(zhì)水稻田0.060-0.0900.075VI橫面起伏不平,不凹地,土埂等土砂質(zhì)長(zhǎng)滿中密的雜草及農(nóng)作物0.080-0.1200.10.026-0.0380.030.030-0.0500.040.040-0.0600.05VII橫面起伏不平,不洼土砂質(zhì)地,土埂等VIII橫面起伏不平,不洼土砂質(zhì)地,土埂堵塞物3/4雜草,灌木3/4雜草,灌木0.011-0.1600.13全斷面有稠密的植被,蘆柴或其它植物0.160-0.2000.18括其特別性，所以不宜用此表。③表〔1〕VI列糙率值已把局部損失包括在內(nèi)，所以糙率值就大了。此次收集的糙率資料中，糙率n0.04881糙率表時(shí)應(yīng)予以留意。反映此種關(guān)系，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)留意此因素。渠道糙率表渠道特征n備注土質(zhì)，平坦順直,養(yǎng)護(hù)良好0.02土質(zhì)，平坦順直,養(yǎng)護(hù)一般0.0225渠床多石,雜草叢生,養(yǎng)護(hù)較差0.025渠床多石,平坦順直,養(yǎng)護(hù)良好0.0225渠床多石,平坦順直,養(yǎng)護(hù)一般0.025渠床多石，雜草叢生,養(yǎng)護(hù)較差0.0275渠床多石,毛渠0.025渠床多石，支渠以下的固定渠道，渠床彎曲，養(yǎng)護(hù)一般0.03巖石經(jīng)過(guò)良好修整0.025巖石，經(jīng)過(guò)中等修整無(wú)凸出局部0.03巖石，未經(jīng)修整有凸出局部各種材料護(hù)面抹光的水泥抹面0.0330.035～0.0450.012不抹光的水泥抹面0.014重慶市河道岸線保護(hù)與利用規(guī)劃編制技術(shù)細(xì)則料石砌護(hù)

0.0150.015水面線推求方法的選擇水面線推求有按工程河段計(jì)算和按自然河段計(jì)算兩種方法。工程河段水面線推求有工程的河段，依據(jù)工程類型依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算水深或水面線。2.自然河段水面線推求自然河道的水流一般是非恒定非均勻流，河道中各種水力要素隨時(shí)間的變化相對(duì)緩慢，可以認(rèn)為自然河道在肯定時(shí)間內(nèi)是恒定非均勻流，一般承受能量方程求解水面線。計(jì)算方法：等資料，推求該河段某個(gè)斷面處在某一流量下的水位，據(jù)此可連接出一條對(duì)應(yīng)于該流量的水面曲線。自然河道水面線計(jì)算一般承受恒定非均勻流能量方程計(jì)算，其 式為：Qs間距；Ku、Kdα1重慶市河道岸線保護(hù)與利用規(guī)劃編制技術(shù)細(xì)則1.5，山區(qū)河流α=1.5～2.0；ξ為局部水頭損失系數(shù)。合理性分析水面線計(jì)算是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的課題,尤其是自然河道的水面線計(jì)算,由于河道斷面的不規(guī)章,河底坡降的不斷變化,常常計(jì)算不出結(jié)果或者計(jì)算的結(jié)果不合理、不行用,這時(shí)就需要細(xì)心的調(diào)整和分析。不同設(shè)計(jì)洪水的水面線計(jì)算完成之后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)展合理性分析。合理性分析包括：自然與設(shè)計(jì)的比照、不同防洪標(biāo)準(zhǔn)之間的比照、不同堤距間的比照等。自然與設(shè)計(jì)的比照應(yīng)符合斷面的變化狀況，一般來(lái)說(shuō)斷面縮窄時(shí)水位應(yīng)有所抬升，斷面變寬時(shí)水位有所降低的變化規(guī)