4防洪复核4.1流域特性根据1/10000地形图复核结果，与原流域设计参数相差较小，为保持资料的延续性，水库流域参数采用原设计参数，见下表4-1-1。

表4-1-1 流域特性表姚山垅水库流域降雨季节主要集中在4～8月，其降雨量占全年的65%左右，尤以夏季最为集中，5～7月降雨量占全年降雨量的59.7%，6～7月份降雨占全年的45%。

根据1977～2001多年实测资料统计分析，年最大降雨量为2083.7mm，最小值为1110.7mm，大小两极相差近一倍。

降雨在年内分配不均，4～8月降雨量占全年降雨量的65%左右。

流域洪水主要由暴雨产生，与暴雨相应，洪水多出现在六至九月份，以七、八月频次最多。

洪水年季变化较大，洪水的峰量比较集中，且主峰比较靠前。

4.2洪水复核4.2.1洪水标准及基本资料4.2.1.1洪水标准姚山垅水库总库容28万m3，设计等别为Ⅴ等，永久建筑物级别为5级。

本次复核根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）及《湖北省重要小（2）型水库安全鉴定指导意见》中有关洪水标准的规定：设计洪水标准为30年一遇（P=3.33%）；校核洪水标准为300年一遇（P=0.333%）。

4.2.1.1基本资料姚山垅水库内没有水文站，也无实测的洪水观测资料，故本次复核洪水采用暴雨途径推求，即按湖北省水文水资源局2002年编制的《湖北省暴雨统计参数等值线图集》中暴雨参数和《湖北省暴雨径流查算图表》（以下简称《图表》）中的瞬时单位线法和推理公式法推求设计洪水。

4.2.2设计暴雨4.2.2.1雨型选择暴雨洪水一般按年最大24h暴雨进行分析，但姚山垅水库承雨面积小于5km2，根据《查算图表》，采用最大6h雨型推求设计洪水。

为此，本次由暴雨资料推求设计洪水设计雨型采用《查算图表》成果，见表4-2-2。

表4-2-1最大6h设计雨型（△t=0.5h）注：表中H1、H3、H6为1h、3h、6h雨量。

4.2.2.2设计点雨量通过查湖北省水文水资源局2002年编制的《湖北省暴雨统计参数等值线图集》和《图集》，姚山垅水库位于水文气象分区第Ⅱ区，根据所在流域中心位置查暴雨等值线图，求得各历时指定频率暴雨成果见表4-2-3，取Cs=3.5Cv。

表4-2-3 各历时设计暴雨成果表4.2.2.3设计面雨量姚山垅水库位于水文气象分区第Ⅱ区，设计面雨量按下式计算：H面=H点аtаF式中：H面、H点——分别为计算面雨量、设计点雨量，mm；аt——面深系数；根据《湖北省重要小（2）型水库安全鉴定指导意见》附件一《小（2）型水库安全评价防洪能力复核计算要点》设计暴雨不考虑点面折算，аt取1.0。

аF——形状改正系数，取1.0。

按上述公式计算的设计面雨量计算成果见表4-2-4。

表4-2-4 设计面雨量计算成果表4.2.2.4设计暴雨时程雨量计算设计暴雨时程雨量按以下公式计算：面1'100H H =β 面面611H H =β 面面2462H H =β暴雨递减指数 00ln 558.01β+=N11ln 558.01β+=N22ln 721.01β+=N各历时雨量 0121111246064n n n n t t H H ----⋅⋅⋅⋅=面（适用'60'10≤≤t ，t 以分钟计）111n t t H H -⋅=面 （适用h t 61<≤）22112424n n t t H H --⋅⋅=面面（适用h t 246<≤）各时段雨量 面面)1(--=t t t H H H按以上公式计算的流域各频率的暴雨递减指数列于表4-2-5。

表4-2-5 姚山垅水库各频率的暴雨递减指数4.2.2.5设计净雨计算过程根据《湖北省暴雨径流查算图表》，流域初损和稳损按下式计算。

初损： I 0=0.25I m =22.5mm 本次设计采用最大六小时雨型不扣初损稳损： f c =0.0615R 总0.61R 总=H 24面-I 0稳损计算见表4-2-6。

表4-2-6 稳损计算成果表各时段净雨为：t f R R c i Si ∆-=经计算，得流域各频率的设计净雨过程。

各频率设计暴雨和净雨过程如表4-2-7。

表4-2-7 设计暴雨及设计净雨过程线 (单位：mm )4.2.3瞬时单位线推求设计洪水设计洪水包括地表径流和地下径流两部分，采用水库坝址以上的地理参数进行计算。

4.2.3.1地面径流汇流计算地表径流按瞬时单位线进行产汇流计算，该区位于湖北省水文分区第2区，其瞬时单位线计算如下：185.0216.027.01 1.38-=J L F m1.035.043.0j F n =非线性改正按下式计算：λλ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p i i m m 50)2.0(111 i P 为造峰雨强度，即：RtRP t H i =造峰雨历时t R 全省采用统一的计算公式，即：52.035.0F t R = （山区扇形流域） 52.050.0F t R = （丘区长形流域） 不属于上述两种情况的流域按比例可内插取值，本流域采用山区扇形流域公式计算。

根据《小（2）型水库安全鉴定指导意见》规定“对大干50年一遇设计洪水，原则应考虑单位线参数m 1雨强非线性改正。

” 由于姚山垅水库承雨面积小，校核洪水为300年一遇，故考虑对1m 进行非线性改正。

nm k i1=式中：i m m 11,——净雨强度为10mm 的间接综合参数nk m =1和考虑对1m 进行非线性改正的参数；n ，k ——相当于流域调节次数和相当于流域汇流时间的参数； F ——流域面积，km 2；L ——河道长度，km ； t R ——造峰雨历时，以h 计； H t ——t R 历时的面雨量，mm ； i P ——造峰雨历时的降雨强度，mm/h ；参数λ的取值，当h mm i P /50<时1λλ=；当h mm i P /50>时2λλ=；当h mm i P /100>时，仍取h mm i P /100=代入计算。

21,λλ根据j θ和F 在《湖北省暴雨径流查算图表》的表1.2和表1.3查取。

4/13/1/F j j =θ，其中河道坡降以‰计，流域面积以km 2计。

姚山垅水库集水面积F =0.85km 2，形状系数f =0.76，大于0.40，河床比降J =48.0‰为山区扇形流域。

河长L =1.69km 。

计算其流域特征参数θ：===4/13/14/13/1)85.0()48(F J θ 3.78 根据以上公式计算的流域综合瞬时单位线参数如表4-2-8。

表4-2-8 姚山垅水库综合瞬时单位线参数表由设计地面净雨过程和单位线，用下式进行汇流计算： j mj j i S i S q R Q ∑=+-=11,,经单位线汇流计算，得设计洪水过程线和校核洪水过程线，见表4-2-10、4-2-11。

表4-2-10 设计地面洪水过程线表4-2-11 校核地面洪水过程线4.2.3.2地下径流汇流计算地下径流流量过程线采用《图表》提供的概化三角形过程线法。

其计算采用下列公式：起涨流量 F f Q c 14.10021.0=地下洪峰流量 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑ββ12126.31T Q T R F Q gi gm地下径流过程线：T t ≤时 TtQ Q Q t Q gm )()(00-+=Tt >时 ()T t gm e Q t Q --⋅=β)(计算到()0Q t Q =即可。

式中：28.0133.0-=F βT ——地面径流过程线的底宽，t D t T c ∆-+= D ——时段为t ∆的单位线的底宽。

c t ——净雨历时。

根据以上公式进行地下径流的汇流计算，地下径流计算参数如下表4-2-9。

表4-2-9 姚山垅水库地下径流计算参数表4.2.3.3设计洪水计算结果设计净雨经地面、地下汇流和迭加计算，得姚山垅水库各频率设计洪水过程线。

洪峰、洪量成果列于表4-2-12。

表4-2-12 瞬时单位线推求设计洪水成果表4.2.4推理公式推求设计洪水姚山垅水库属无实测水文资料地区，流域面积仅0.85km 2，采用常用的小流域洪水计算方法推理公式计算坝址洪水。

4.2.4.1雨力S当1≤τ＜6h ， S=S 1 ； 当6≤τ＜24h ， S=S 2 。

其中：S 1=H 1面16226-⨯=n H S 面4.2.4.2汇流参数m 和损失系数um 值按设计流域所在分区并参照H 24点的量级从《图表》中表2-1中相应的公式计算，公式中：3/1/j L =θ，其中j 采用实际比值，L 以km 计。

推理公式中u 为产流期平均损失率，设计时u 值用下式计算：756.0240384.0R u = 5.222424-=面H R4.2.4.3洪峰流量m Q洪峰流量的计算，首先要假定汇流历时τ的范围，根据τ的范围，确定出雨力S 的取值。

然后根据公式：()uF K SF m K Q KK m 4132-⎪⎭⎫⎝⎛=θ式中：()nn K --=4141278.0；n nK -=442； nK -=443； nK -⨯=405.4278.04； m 为汇流参数。

计算出m Q 的值，然后，据公式25.0278.0Q m ⎪⎭⎫ ⎝⎛=θτ验证τ的假定范围是否正确，如不正确，修改雨力S ，重新进行计算。

4.2.4.4设计洪水过程线t c 为设计净雨历时，中小流域洪峰决定于主峰雨，其历时与流域汇流历时有关，t c 参照《图表》 表2-2取值。

推理公式法只算出洪峰流量，当需要洪水过程线时，过去常常采用三点、五点法，为提高精度，《图表》将中小流域实测洪水过程以相对值m i Q Q 和pi t t进行概化，并引入洪水形状系数： TQ hFC m r 6.3=式中：h ——设计净雨总量，mm ，ut R h tc -=；F ——流域面积，km ； Q m ——洪峰流量，m 3/s ；T ——地面径流历时，h ，c t F T +=535.046.0。

推理公式推求洪水过程线按以下步骤进行： （1）根据流域面积选定tc ，计算u ，h ；（2）利用已得的Q m 及相关数据，据上述公式计算C r ； （3）令峰现时间tp=T/4；（4）查《图表》附表16，选用C r 相应的一组m i Q Q ～pi t t比值； （5）以Q m 乘以比值m i Q Q 得Q i ，以t p 乘以比值pi t t得t i ，这样就换成洪水过程线Q i ～t i ，此即地面径流过程线，每时段都加上Q o 则为设计洪水过程线，Q o 采用定值：F u Q 92.0022.0 。

计算参数和结果见表4-2-13、4-2-14、4-2-15。

表4-2-13 姚山垅水库推理公式计算参数表表4-2-14 推理公式法300年一遇设计洪水过程线表4-2-15 推理公式法30年一遇设计洪水过程线4.2.5成果比较瞬时单位线法和推理公式法，其净雨的推求完全一致，故洪量相等。