【正文】 流域的設(shè)計暴雨量時，必須分成兩部分，一部分來自防洪水庫 A 以上流域的暴雨，另一部分來自水庫 A 以下至防洪斷面 B 這一區(qū)間面積上的暴雨。 2．縮放典型過程， 計算設(shè)計暴雨的時程分配 選定了典型暴雨過程后，就可用同頻率設(shè)計暴雨量控制方法，對典型暴雨分段進行縮放。 2．動點動面關(guān)系 在缺乏暴雨資料的流域上求設(shè)計面暴雨量時，以暴雨中心點面關(guān)系代替定點定面關(guān)系，即以流域中心設(shè)計點暴雨量及地區(qū) 綜合的暴雨中心點面關(guān)系去求設(shè)計面暴雨量。也就是，對于一次暴雨某種時段的固定暴雨量，有一個相應(yīng)的固定面暴量，則在定點定面條件下的點面折減系數(shù) α 0: α 0=xF/x0 式中 xF、 x0—— 分別為某種時段固定面及固定點的暴雨量。 （ 3）大水年份，當(dāng)鄰近地區(qū)測站較多時，可繪制次暴雨或年最大值等值線圖進行插補。若長系列的站不在流域中心或其附近，這時，可先求出流域內(nèi)各測站 的設(shè)計點暴雨量，然后繪制設(shè)計暴雨量等值線圖，用地理插值法 推求流域中心站的設(shè)計暴雨量。 特大值處理的關(guān)鍵是確定重現(xiàn)期。例如，福建長汀縣四都站，根據(jù) 1972 年以前的最大一日雨量系列計算，其均值 = 102mm , =, = ( 頻率曲線如圖 72 中 1 線 )，據(jù)此計算求得萬年一遇最大 1 日雨量為 332mm。為提高面雨量資料的精度，需設(shè)法插補展延較短系列的多站面雨量資料。 對于大、中流域的暴雨統(tǒng)計時段，一般取 1 30 日，其中 7 日暴雨是一次暴雨的核心部分，是直接形成所求的設(shè)計洪水部分；而統(tǒng)計更長時段的雨量則是為了分析暴雨核心部分起始時刻流域的蓄水狀況。自記雨量資料是以分鐘為單位記錄的雨量過程資料。由求得的設(shè)計暴雨，利用 產(chǎn)流方案推求設(shè)計凈雨過程，利用流域匯流方案由設(shè)計凈雨過程求得設(shè)計洪水過程。 （ 2）由于人類活動的影響，使徑流形成的 條件發(fā)生顯著的改變，破壞了洪水資料系列的一致性。因此，可以通過暴雨資料，用人類活動后新的徑流形成條件推求設(shè)計洪水。 由暴雨資料推求設(shè)計洪水，其基本假定是設(shè)計暴雨與設(shè)計洪水是同頻率的。分段雨量資料一般以 12h 等不同的時間間隔記 錄的雨量資料。 某 流域有 3 個雨量站，分布均勻，可按算術(shù)平均法計算面雨量。一般可利用近期的多站平均雨量 x多與同期 少站平均雨量 x 少 建立關(guān)系。而四都站，1973 年出現(xiàn)一次特大暴雨，實測最大 1 日雨量達 332mm，恰好相當(dāng)于萬年一遇的數(shù)值，在四都站年最大 1 日雨量的經(jīng)驗頻率分布圖上， 1973 年的暴雨量點據(jù)高懸于其他點據(jù)之上（特大值未作處理，適線后得出圖 82 中 3 線）， Cv 值高達 ，與周圍各站的 Cv 相差縣殊。對特大暴雨的重現(xiàn)期必須作深入細致的分析論證，若沒有充分的依據(jù)，就不宜作特大值處理。 進行點暴雨系列的統(tǒng)計時，一般采用定時段年最大法選樣。 （ 4）大水年份缺測，用其他方法插補較困難，而鄰近地區(qū)已出現(xiàn)特大暴雨，且從氣象條件分析有可能發(fā)生在本地區(qū)時，可移用該特大暴雨資料。有了若干次某時段暴雨量，則可有若干個 α 0值。這種暴雨中心點面關(guān)系（見 圖 73 ）是按照各次暴雨的中心與暴雨分布等值線圖求得的，各次暴雨的中心的位置和暴雨分布不盡相同，所以說是動點動面關(guān)系。不同時段控制放大時，控制時段劃分不宜過細，一般以 7 日控制。在實際工作中，常采用以下兩種地區(qū)分布方法。 2 ．?dāng)U展暴雨過程法 在擬定設(shè)計暴雨過程時，加長暴雨歷時，增加暴雨的統(tǒng)計時段，把核心暴雨前面一段也包括在內(nèi)。 上述三種方法中， 擴展暴雨過程法 用得較多。在實測暴雨范圍內(nèi)應(yīng)用這些方案作匯流計算時，其誤差一般可以控制在容許范圍內(nèi)，當(dāng)用于罕見的特大暴雨時，線性假定有可能導(dǎo)致相當(dāng)大的誤差。通過點暴雨頻率 計算及參數(shù)的地區(qū)協(xié)調(diào)，得 =110mm， Cv= 、 Cs=，求得 P=2% 的最大 1日的設(shè)計點暴雨量為 296mm，而通過動點動面的暴雨點面關(guān)系圖，用流域面積 341 km2查圖得暴雨點面折減 系數(shù)為 ，則 P=2% 的最大 1 日面設(shè)計暴雨量 x 面 1p=296=272mm 。 地面徑流過程加上地下徑流過程即得 P=2% 的設(shè)計洪水過程，如表 76 中（ 7）欄所示。 二、小流域設(shè)計暴雨 小流域設(shè)計暴雨與其所形成的洪峰流量假定具有相同頻率。通常用暴雨公式，即暴雨的強度 ~歷時關(guān)系將年最大 24h（或 6h 等）設(shè)計暴雨轉(zhuǎn)化為所需歷時的設(shè)計暴雨，目前水利部門多用如下公式形式： （ 71） 式中 at,p—— 歷時為 t，頻率為 P 的平均暴雨強度， mm/h。 圖 77 暴雨強度 歷時 頻率曲線 圖 77 上的點據(jù)是根據(jù)分區(qū)內(nèi)有暴雨系列的雨量站資料經(jīng)分析計算而得到的。 24h 雨量 x24,p 轉(zhuǎn)換為 th 的雨量 xx,p,可以先求 1h 雨量 x1,p(sp),再由 Sp轉(zhuǎn)換為 th 雨 量。 圖 78 表示 與降雨過程的關(guān)系。 （一）推理公式的形式 假定流域產(chǎn)流強度 在時間、空間上都均勻，經(jīng)過線性匯流推導(dǎo)，可得出所形成洪峰流量的計算公式，如 式（ 76） 所示。 （二）推理公式的實際應(yīng)用 實際上產(chǎn)流強度隨時間、空間是變化的，從嚴(yán)格意義講，是不能使用推理公式作匯流計算的。 （ 3）圖中陰影部分面積 A 恰好等于時段長為 t 的設(shè)計暴雨量 xtp (用暴雨公式計算 )。 （二）設(shè)計洪峰流量計算實例 【例 81】江西省流域上需要建小水庫 1 座。 表 77 QmＰ ～τ關(guān)系計算成果表 QmＰ = t 8 10 12 14 400 450 500 600 （ 4）繪圖。 經(jīng)驗公式最早見于 19 世紀(jì)中期，由洪峰流量與流域面積建立關(guān)系。 式（ 719） 過于簡單，較難反映小流域的各種特性，只有在實測資料較多的地區(qū)，分區(qū)范圍不太大，分區(qū)暴雨特性和流域特征比較一致時，才能得出符合實際情況的成果。通過對有實測資料地區(qū)的洪水過程線分析，求得能概括洪水特征的平均過程線。 小結(jié) 本章介紹了由暴雨資料推求設(shè)計洪水的主要方法。公式的形式有： （ 720） （ 721） （ 722） 式中 f—— 流域形狀系數(shù)， f=F/L2； J—— 河道干流平均坡度； h24p—— 設(shè)計年最大 24h 凈雨量， mm ； —— 指數(shù)； C —— 綜合系數(shù)。以后，隨著工程建設(shè)的開展，各國在建立的地區(qū)經(jīng)驗公式方面做了許多工作，使經(jīng)驗公式逐漸具備了新的形式和內(nèi)容。由圖 712 讀出 Qmp=510m3/s，τ =。 計算步驟如下： 1．流域特征參數(shù) F、 L、 J 的確定 F 為出口斷面以上的流域面積，在適當(dāng)比例尺地形圖上勾繪出分水嶺后，用求積儀量算。 2．產(chǎn)流歷時 tc 與產(chǎn)流量計算 要根據(jù)損失參數(shù) 求 tc，必須首先建立瞬時雨強 i 與 t 的函數(shù)關(guān)系（從 圖 711 可知它們是一一對應(yīng)且成反比關(guān)系）。 對于實際暴雨過程， Qmp的計算方法如下： 假定所求設(shè)計暴雨過程如 圖 710，產(chǎn)流計算采用損失參數(shù) 法。 —— 損失強度， mm/h。由此可見，當(dāng)設(shè)計暴雨和 值確定后，便可求出任一歷時的凈雨量及平均凈雨強度。如有些地區(qū)采用多段折線，也可以分段給出各自不同的轉(zhuǎn)換公式，不必限于上述形式。 暴雨遞減指數(shù) n 對各歷時的雨量轉(zhuǎn)換成果影響較大，如有實測暴雨資料分析得出能代表本流域暴雨特性的 n 值最好。 n—— 暴雨參數(shù) 或稱暴雨遞減指數(shù)。 （ 2）將特定歷時的設(shè)計雨量通過暴雨公式轉(zhuǎn)化為任一歷時的設(shè)計雨量。與大、中流域相比，小流域設(shè)計洪水具有以下三 方面的特點： （ 1）在小流域上修建工程數(shù)量很多，往往缺乏暴雨和流量資料，特別是流量資料。 表 75 P=5% 設(shè)計暴雨時程分配 時段數(shù)（△ t=6h ） 1 2 3 4 合計 占最大 1 日的百分數(shù)（ %） 11 63 17 9 100 設(shè)計暴雨（ mm）