2.4 设计流量
2.4.1 设计洪水计算方法
本流域内及邻近地区无实测水位、流量资料。本次治理段控制断面以上流域面积92.19km2,根据《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006有关规定,对于小流域,可采用小流域推理公式法计算洪水。根据豫水办[2007]7号“河南省水利厅关于试行《河南省暴雨参数图集》(2005年版)的通知”的有关规定,洪水计算应分别同时按河南省水利设计院1984年编印的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》(以下简称《84图集》)和河南省水文水资源局2005年12月编制的《河南省暴雨参数图集》(以下简称《05图集》)查暴雨参数,并用“84图集”相配套的洪水查算图表推求洪水并对洪水计算成果进行合理性分析。
2.4.2 设计洪水标准
确山县总人口51万,其中农村人口39.07万人,依据《防洪标准》(GB50201-94)要求,确山县城城市等级为四等,重要性为一般城镇,防洪标准为50~20年一遇。
确定本次三里河治理范围内,河道的防洪标准为20年一遇。
2.4.3基本资料
1)水文测站和设计暴雨分区
本次三里河治理段控制断面污水处理厂拦河坝(K21+403)以上控制流域面积F=92.19km2,主沟道长度L=21.403km。分别对石龙山水库、治理段起点陶楼西拦河坝(K14+790)以上、铁路桥上游拦河坝(17+965)以上、污水处理厂拦河坝(K21+403)以上各流域面积洪水进行计算。各断
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面流域特征值见表2-2。
表2-2 各断面流域特征值
区间名称 石龙山水库以上 石龙山水库至陶楼西拦河坝 陶楼西拦河坝至铁路桥上游拦河坝 铁路桥上游拦河坝至污水处理厂拦河坝 流域面积S(km2) 干流长度L(km) 平均比降J 8.5 57.61 12.7 13.38 4.47 10.32 3.16 3.45 0.0123 0.0031 0.0027 0.0025 根据《84图集》中河南省山丘区水文分区图本项目位于II区,因此本项目水文计算按II区进行计算。
2)各分区设计暴雨 ①设计面雨量
根据《84图集》附图和《05图集》附图,在流域重心处读得各时段点暴雨均值和相应的变差系数,以Cs=3.5Cv查PⅢ型曲线模比系数,计算设计频率点暴雨量,再根据流域面积查附图求得点面折减系数,计算面暴雨量。两图集查算成果见表2-3、表2-4。
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表2-3 设计暴雨量计算成果表(84图集) 时段 点雨量 变差系均值 数Cv Ht(㎜) 17.5 0.4 Cs=3.5Cv 模比系 数Kp K20=1.28 K5=1.78 K20=1.34 K5=2.1 K20=1.35 K5=2.2 K20=1.35 K5=2.3 设计频率点雨量Ht(㎜) 22.4 31.1 60.3 94.6 121.5 198.0 163.2 276.0 设计频率点面折面雨量Hp减系数α (㎜) 0.8 17.9 24.9 50.0 78.4 104.5 170.3 145.2 245.6 10min 1.40 1h 45 0.55 1.93 0.83 6h 90 0.6 2.10 0.86 24h
120 0.65 2.28 0.89 表2-4 设计暴雨量计算成果表(05图集) 时段 点雨量 变差系均值 数Cv Ht(㎜) 17.5 0.38 Cs=3.5Cv 模比系 数Kp K20=1.27 K5=1.73 K20=1.35 K5=2.14 K20=1.38 K5=2.51 K20=1.36 K5=2.26 设计频率点雨量Ht(㎜) 22.2 30.2 62.8 99.6 118.7 215.9 172.8 287.0 设计频率点面折面雨量Hp减系数α (㎜) 0.8 17.8 24.2 52.1 82.6 102.1 185.6 153.7 255.4 10min 1.33 1h 46.5 0.57 2.00 0.83 6h 86 0.75 2.63 0.86 24h 127 0.63 2.21 0.89 ②设计暴雨递减指数
按照历时关系将n分为三段,1小时以下为n1,1~6小时为n2,6~24小时为n3。对每个计算频率均应用如下公式计算暴雨衰减指数n1P、n2P、n3P。
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?H1p n1p?1?1.285Lg?H10`pn2p?1?1.285Lg?H6p ?H1pn3p?H24p ?1?1.661Lg?H6p其中:H10’P、H1P、H6P、H24P分别为同一设计频率年最大10分钟、1小时、6小时、24小时点雨量,α为暴雨点面折减系数。
根据各计算时段的点雨量和点面折减系数,按暴雨递减指数计算公式计算,求得三种时段设计暴雨递减指数n1p、n2p、n3p,如表2-5、表2-6。
表2-5 暴雨递减指数成果表(84图集) 设计频率(%) 20% 暴雨递减指数 n1p n2p n3p 0.406 0.569 0.738 0.340 0.548 0.711 5% 表2-6 暴雨递减指数成果表(05图集) 设计频率(%) 20% 暴雨递减指数 n1p n2p n3p 0.379 0.605 0.680 0.295 0.528 0.745 5% ③24小时设计雨型 (1)24小时设计净雨
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24小时净雨R24(㎜)由《84图集》附图降雨径流关系P + Pa—R曲线中II线求得;6小时净雨R6由R24?H6pH24p计算,H6p、H24p为同频率设计年最大
6、24小时雨量。P24为24小时设计雨量,Pa为设计前期影响雨量, 10~20年一遇Pa?Imax,流域最大初损Imax=45㎜。则各设计频率净雨量计算成果如表2-7、表2-8。
表2-7 设计净雨量计算成果表(84图集)
设计频率 P=20% P=5% 23P24(mm) 145.25 245.64 Pa(mm) 30.00 30.0 P24+Pa(mm) 175.25 275.64 R24(mm) 107 200 R6(mm) 77 138.6 表2-8 设计净雨量计算成果表(05图集)
设计频率 P=20% P=5% P24(mm) 153.72 255.45 Pa(mm) 30.00 30.0 P24+Pa(mm) 183.72 285.45 R24(mm) 113 209 R6(mm) 75 151.9 (2)24小时净雨时程分配
采用“84图集”说明中表(3)分配比例分配,如表2-9、2-10。
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