[發(fā)明專利]一種推求特小流域設(shè)計洪水的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710056005.X
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106844973A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李科國;顧世祥;蔣汝成;周密;梅偉;謝波;臧慶春;陳剛;桑學(xué)峰;周祖昊;浦承松;許志敏;陳晶;孫治才;李中元
• 申請（專利權(quán)）人: 云南省水利水電勘測設(shè)計研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E02B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種洪水流量確定方法，尤其涉及針對特小流域的設(shè)計洪水分析方法，具體涉及一種針對無實測降水和流量資料的特小流域進(jìn)行設(shè)計洪水的分析計算方法，可應(yīng)用于水利水電、環(huán)保、交通等工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

特小流域是指流域面積小于10km²的流域。在鐵路、公路、輸水渠道等工程，以及小型水利水電工程設(shè)計中，常需推求特小流域的設(shè)計洪水，作為工程規(guī)模、防洪、排洪的設(shè)計依據(jù)。然而，我國大部分特小流域都沒有實測的降水和流量資料，特別是高原山地區(qū)水系多、降水特性差異大、下墊面條件各異，限制了常規(guī)洪水計算方法的使用。目前無實測降水和流量資料地區(qū)設(shè)計洪水計算的常用方法有單位線法、推理公式法和經(jīng)驗公式法。

單位線法是通過《暴雨徑流查算圖表》(無實測降水和流量資料地區(qū)計算設(shè)計洪水的技術(shù)手冊)及流域特征推求設(shè)計洪水的方法，是目前理論依據(jù)完善、通過大數(shù)據(jù)綜合分析、十分常用的方法。

單位線法也是目前云南省等降水量較大的高原山地區(qū)所廣泛使用的推求無資料地區(qū)小流域洪水的主要方法，主要包括如下4個步驟：

1)由《暴雨徑流查算圖表》中暴雨遞增指數(shù)公式、暴雨量公式，計算各時段的設(shè)計點暴雨量；

暴雨遞增指數(shù)公式：

1～6小時：

6～24小時：

暴雨量公式：

式中：H_1p、H_6p、H_24p——為設(shè)計1小時、6小時、24小時暴雨量。

H_(1～6)p、H_(6～24)p——1～6小時和6～24小時各1小時時段暴雨量。

2)設(shè)計面暴雨量，根據(jù)《暴雨徑流查算圖表》中的點、面折減系數(shù)轉(zhuǎn)換；

3)產(chǎn)流，即設(shè)計凈雨量過程計算，先后扣除初損、穩(wěn)滲、不平衡水量即得到設(shè)計凈雨量過程H_t凈；

4)匯流，即根據(jù)設(shè)計凈雨量過程形成設(shè)計洪水過程，先計算m₁、n、k值，再計算無因次時段單位線u(t)，與設(shè)計凈雨量H_t凈過程相乘后累加；最后加上《暴雨徑流查算圖表》中基流、潛流即得設(shè)計洪水過程。

n＝C_nF^0.161 (10)

式中：i_主——主雨強(qiáng)(mm)；

F——流域面積，單位km²；

L——河道長，單位km；

J——沿流程L的平均比降(以小數(shù)計)；

C_n、C_m——匯流系數(shù)；

B——流域形狀系數(shù)；

n——調(diào)節(jié)系數(shù)；

k——調(diào)蓄系數(shù)；

Γ(n)——n階不完全伽瑪函數(shù)；

t——0、1、2、3、…、T，T為地面徑流過程的底寬加凈雨個數(shù)。

但是上述單位線法僅適用于流域面積在10～1000km²中小流域的設(shè)計洪水推求，不能直接用于推求流域面積小于10km²的特小流域設(shè)計洪水。

推理公式法中有匯流參數(shù)、匯流歷時、暴雨衰減指數(shù)等參數(shù)，參數(shù)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到計算的精度，而不同高原山地區(qū)的降水、下墊面差異較大，難以取用參數(shù)，推廣應(yīng)用不易。

經(jīng)驗公式法的經(jīng)驗性較強(qiáng)，既需要計算人員有豐富的經(jīng)驗，還要求與計算區(qū)鄰近的小流域有大量的實測資料，針對高原山地區(qū)特性也難以應(yīng)用。

因此，業(yè)界迫切需要一種對無實測降水和流量資料情況下合理、可靠、方便地推求特小流域設(shè)計洪水的方法，是有效解決高原山地區(qū)推求特小流域設(shè)計洪水的現(xiàn)實需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對高原山地區(qū)大多數(shù)特小流域及臨近地區(qū)無實測資料，無法使用常規(guī)方法推求設(shè)計洪水的難題，提供一種應(yīng)用于推求特小流域設(shè)計洪水的復(fù)相關(guān)分析方法，在一定暴雨量級和過程條件下，通過設(shè)計洪水特征Q與流域面積F、河道長度L、河道比降J的復(fù)相關(guān)關(guān)系，提取流域特征數(shù)X和洪水河道特征數(shù)Z作為分析指標(biāo)；所述流域特征數(shù)X反映流域面積F、河道長度L、河道比降J的不同權(quán)重；所述洪水河道特征數(shù)Z，反映設(shè)計洪水特征Q、河道長度L、河道比降J的不同權(quán)重；所述流域特征數(shù)X和所述洪水河道特征數(shù)Z與洪水特征Q、河道長度L、河道比降J的關(guān)系滿足如下公式：