【文章內容簡介】 94 485 b、 選定的典型暴雨日程分配和設計暴 雨日程分配計算見 表 73。 表 73 暴雨日程分配（同頻率法） 雨量及分配比 \日程 1 2 3 4 5 6 7 x1p 303mm 典型分配比 100％ 設計雨量（ mm） 303 x3px1p 91mm 典型分配比 40% 設計雨量（ mm） 36 x7px3p 91mm 典型分配比 30% 33% 37% 0% 設計雨量（ mm） 27 30 34 0 設計暴 雨過程（ mm） 27 30 34 0 36 303 55 c、 最大 24h 設計及典型暴雨的時程分配見 表 74 。 表 74 面設計暴雨量大 1 日的時程分配（同倍比法） 項目 設計暴雨的時段（ 2h）雨量過程 24h 時段序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全日 雨量 典型分配 （％） 100 設計暴雨 303 二、設計暴雨的地區(qū)分布 梯級水庫或水庫承擔下游防洪任務時，需要擬定流域上各部分的洪水過程，因此需給出設計暴雨量在面上的分布。其計算方法與設計洪水的地區(qū)組成計算方法相似。 如 圖 74 所示，在推求防洪斷面 B 以上流域的設計暴雨量時，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。在實際工作中，常采用以下兩種地區(qū)分布方法。 第五節(jié) 由設計暴雨推求設計洪水 求得設計暴雨后，進行流域 產流、匯流計算，可求得相應的洪水過程。有關產流、匯流分析計算的原理和方法已在前面章節(jié)闡明。本節(jié)主要介紹在設計條件如暴雨強度及總量較大、當地雨量、流量資料不足等情況下，計算中應注意的問題。 一、設計 Pa的計算 設計暴雨發(fā)生時流域的土壤濕潤情況是未知的，可能很干（ Pa=0），也可能很濕（ Pa=Im） ,所以設計暴雨可與任何值（ 0≤ Pa≤ Im）相遭遇，這是屬于隨機變量的遭遇組合問題。目前生產上常用下述三種方法求設計條件下的 土壤含水量 ，即設計 Pa。 1．取設計 Pa=Im 在濕潤地區(qū)，當設計標準較高，設 計暴雨量較大， Pa 的作用相對較小。由于雨水充沛土壤經常保持濕潤情況，為了安全和簡化，可取 Pa=Im。 2 ．擴展暴雨過程法 在擬定設計暴雨過程時，加長暴雨歷時，增加暴雨的統計時段，把核心暴雨前面一段也包括在內。例如，原設計暴雨采用 7 日 3 個統計時段，現增長到 30 日，即增加 130 日 2 個統計時段。分別作上述各時段雨量頻率曲線，選暴雨核心偏在后面的 30 日降雨過程作為典型，而后用同頻率分段控制縮放得 7日以外 30日以內的設計暴雨過程（如 圖 75）。后面 7 日為原先縮放好的設計暴雨核心部分，是推求設計洪 水用的。前面 23 日的設計暴雨過程用來計算 7 日設計暴雨發(fā)生時的 Pa值，即設計 Pa。 圖 75 30 日設計暴雨過程 當然 30 日設計暴雨過程開始時的 Pa值（即初始值）如何定仍然是一個問題，不過初始Pa值假定不同，對 后面的設計 Pa值影響甚微，因為初始 Pa值要經過 23 日的演算，才到設計暴雨核心部分。一般可取 或 。 3．同頻率法 假如設計暴雨歷時為 t 日，分別對 t 日暴雨量 xt系列和每次暴雨開始時的 Pa與暴雨量xt之和即 xt+Pa系列進行頻率計算，從而求得 xtp和 (xt+Pa)p，則與設計暴雨相應的設計 Pa 值可由兩者之差求得，即 Pap=(xt+Pa)p－ xtp 當得出 PapIm時，則取 Pap=Im。 上述三種方法中， 擴展暴雨過程法 用得較多。 Pa=Im方法 僅適用于濕潤地區(qū)，在干旱地區(qū)包氣帶不易蓄滿，故不宜使用。 同頻率法 在理論上是合理的，但在實用上也存在一些問題，它需要由兩條頻率曲線的外延部分求差，其誤差往往很大 ，常會出現一些不合理現象，例如設計 Pa大于 Im或設計 Pa小于零。 二、產流方案和匯流方案的應用 （一）外延問題 設計暴雨屬于稀遇的大暴雨，往往超過實測的暴雨很多，在推求設計洪水時，必須外延有關的產流、匯流方案。 濕潤地區(qū)的產流方案常采用 x+Pa~y 形式的相關圖，其關系線上部的 斜率 ，即相關線為 45。 線，外延起來比較方便。干旱地區(qū)多采用初損后損法，就需要對有關相關圖在外延時必須考慮設計暴雨的雨強因素的影響 （如 圖 76） 。 圖 76 Pa～ i～ I０ 相關圖 目前采用的流域匯流方案都屬于“線性系統”。在實測暴雨范圍內應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，當用于罕見的特大暴雨時，線性假定有可能導致相當大的誤差。雖然有些人提出了不少的“非線性系統”，但由于受到資 料所限，這些方案都還未得到充分認證，不為世人所普遍接受。 在工程設計部門，一般注意匯流方案在特大暴雨條件下的適用性，盡量選用實測大洪水資料分析得到的匯流方案，以期與設計條件相近，避免外延過遠而擴大誤差。不少部門的實踐經驗說明，注意與不注意這一點，會使設計成果出現較大的變化。用一般常遇洪水分析得出的單位線來推算設計洪水，與由特大洪水資料分析的單位線推流，成果可能相差很大，其差值可達 20%左右。如果當地缺乏大洪水資料，只好參照有關匯流方案非線形處理的方法作適當修正，這時需要十分慎重和多方認證分析。 (二） 移用問題 如果設計流域缺乏實測降雨徑流資料，無法直接分析產流、匯流方案，就得解決 移用問題 。 產流方案 一般采用分區(qū)綜合方法，如山東省水文手冊上就有適用于不同地區(qū)的 14 條次降雨徑流相關線，供各個分區(qū)查用， 匯流方案 一般采用單位線的結合成果 三、算例 某中型水庫，集水面積為 341km2, 為了防洪復核，根據實測雨洪資料，擬采用暴雨資料來推求 P=2%的設計洪水，步驟如下： 1．設計暴雨計算 根據本流域洪水漲落較快和水庫調洪能力不強的特點，設計暴雨的最長統計時段采用 1日。通過點暴雨頻率 計算及參數的地區(qū)協調，得 =110mm， Cv= 、 Cs=，求得 P=2% 的最大 1日的設計點暴雨量為 296mm，而通過動點動面的暴雨點面關系圖，用流域面積 341 km2查圖得暴雨點面折減 系數為 ，則 P=2% 的最大 1 日面設計暴雨量 x 面 1p=296=272mm 。 按該地區(qū)的暴雨時程分配，求得設計暴雨過程如 表 75 所示。 表 75 P=5% 設計暴雨時程分配 時段數（△ t=6h ） 1 2 3 4 合計 占最大 1 日的百分數（ %） 11 63 17 9 100 設計暴雨（ mm） 272 設計凈雨（ mm） 250 地下凈雨（ mm） 地面凈雨（ mm） 2．設計凈雨過程的推求 用 同頻率法求得設計 Pa值為 78mm ,本流域的 Im=100mm，降雨損失 22mm, 求得設計凈雨過程如表 85 所示。 根據對實測洪水資料分割得來的地下徑流過程和凈雨過程的分析，求得本流域的穩(wěn)定下滲強度為 。由設計凈雨過程中扣除地下凈雨（等于穩(wěn)滲強度乘以凈雨歷時）得地面凈雨過程（如 表 75）。其中第一時段的凈雨歷時 ，地下凈雨 h 下=fctc= =, 故第一時段地面凈雨為 ，余類推。 3．設計洪水過程的推求 根據實測雨洪資料，分析得大洪水的單位線，如表 76 中的（ 3）欄。由設計地面凈雨過程通過單位線推求，得設計地面徑流過程，成果 如表 76 中（ 5）欄所示 把地下徑流過程化成等腰三角形出流，其總量等于設計地面徑流停止時刻（第 13 時段），地下徑流過程的底長為地面徑流底長的 2 倍，即 T 下 =2 T 面 =2 13 16=156h，則 地下徑流過程如表 76 中（ 6）欄所示。 地面徑流過程加上地下徑流過程即得 P=2% 的設計洪水過程，如表 76 中（ 7）欄所示。 表 76 設計洪水過程推算表 注 1. 核算單位