[发明专利]特小流域暴雨洪水分析模型构建方法

说明书

本发明公开了特小流域暴雨洪水分析模型构建方法，将特小流域放大为n个小流域，使该n个小流域满足依据《暴雨径流查算图表》分析计算暴雨洪水的边界条件，查阅《暴雨径流查算图表》或其它分析方法得出暴雨、产流、汇流特征参数，按单位线法分别计算n个小流域的设计洪水；再根据设计洪水特征值与流域面积成正比、河道长成反比的关系，建立设计洪水特征值与流域面积k₁次方和河道长k₂次方的幂函数关系。通过将特小流域的特征值放大，查得对应特征参数后，利用单位线法计算出放大后的设计洪水，从而建立幂函数关系，以此计算得出特小流域的洪水特征值，解决特小流域设计洪水无法计算的问题，为特小流域推求设计洪水提供新方案。

技术领域

本发明属于暴雨洪水计算领域，具体地说涉及特小流域暴雨洪水分析模型构建方法。

背景技术

特小流域是指流域面积小于10km²的流域，小流域是指流域面积小于70km²且大于等于10km²的流域。在公路、铁路、河道、渠道等工程以及小型水利水电工程设计中，常需推求特小流域的设计洪水，作为确定工程规模的分析依据。然而，我国大部分特小流域均没有实测的降水和流量资料，特别是高原山地区水系多、降水特性差异大、下垫面条件各异，限制了常规洪水计算方法的使用。

目前无实测降水和流量资料地区设计洪水计算的常用方法有单位线法、推理公式法、复相关公式法和经验公式法。

单位线法是根据《暴雨径流查算图表》(无实测降水和流量资料地区计算设计洪水的技术手册)及流域特征推求设计洪水的方法，是目前理论依据完善、通过大数据综合分析、十分常用、比较合理的分析方法，但仅适用于流域面积在10～1000km²中小流域的设计洪水推求，不能直接用于推求特小流域设计洪水。

推理公式法中有汇流历时、汇流系数、衰减指数等参数，参数的准确性直接关系到计算的精度，高原山地区的流域、降水、下垫面差异较大，难以取用合理参数，推广应用不易。

复相关公式法是在特小流域所在的暴雨、产流和汇流分区，建立小流域(流域面积在10～100km²)设计洪水与综合反映流域面积、河道比降、河道长的洪水河道特征数的直线型关系；再往小值端外延推求特小流域设计洪水，是一种推求特小流域暴雨洪水的方法，见《人民长江》(2010年第16期)。该法涉及范围较大、获取小流域特征繁琐、确定直线型关系有一定的经验性。

经验公式法的经验性较强，既需要计算人员有丰富的经验，还要求与计算分析区邻近小流域有大量的实测气象水文资料，针对高原山地区特性也难以应用。

因此，需要一种对无实测降水和流量资料情况下推求特小流域设计洪水的便捷模型，更有效地解决高原山地区推求特小流域设计洪水的现实需要。有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，特别是针对高原山地区大多数特小流域及临近地区无实测气象水文资料，无法使用常规方法推求设计洪水的难题，提供特小流域暴雨洪水分析模型构建方法，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

特小流域暴雨洪水分析模型构建方法，将特小流域放大为n个小流域，使该n个小流域满足依据《暴雨径流查算图表》分析计算暴雨洪水的边界条件，查阅《暴雨径流查算图表》或其它分析方法得出暴雨、产流、汇流特征参数，按单位线法分别计算n个小流域的设计洪水；再根据设计洪水特征值与流域面积成正比、河道长成反比的关系，建立设计洪水特征值与流域面积k₁次方和河道长k₂次方的幂函数关系，幂函数：

式中：Q_p——设计洪水特征值，如设计洪峰流量Q_m、洪量W；