[发明专利]基于免管护淤地坝防溃决的洪水计算方法

说明书

本发明公开了基于免管护淤地坝防溃决的洪水计算方法，首先判断是否有相似成果，如果有相似成果，直接得到PMP，如果没有，则甄别PMF计算的特征要素或者要素组合，并通过暴雨物理成因分析拟定暴雨模式，暴雨模式分为当地模式和移置模式，并将暴雨模式极大化，选定水汽因子和动力因子，利用与所选的暴雨模式相同类型的暴雨资料来进行分析选定，得到坝系的PMP暴雨总量和时空分配成果，最后考虑坝系建设的PMF计算，由PMP经过产流计算和汇流计算，得到工程设计断面的PMF，建立一套基于防溃决设计理念的淤地坝洪水计算体系，将可能最大洪水用于淤地坝工程的泄流设计和工程稳定计算中，能从根本上解决因超标准洪水引起的溃坝问题。

技术领域

本发明涉及工程水文领域，具体涉及基于免管护淤地坝防溃决的洪水计算方法。

背景技术

目前，淤地坝工程套用小型水库的设计标准，一般骨干坝(大型)为30～50年一遇，普 通坝(中小型)为10～30年一遇，淤地坝的防洪标准偏低，整体防洪能力较弱；第二，由于投资和技术的限制，淤地坝大多未设溢洪道等泄流建筑物，发生超标准洪水时存在防洪安全 隐患，甚至存在溃决风险；第三，淤地坝工程控制流域面积较小，大多位于黄土高原地区， 容易发生局部暴雨引起的超标准洪水，超标准洪水已成为导致淤地坝水毁甚至溃决的最主要 因素；第四，淤地坝的布置表现为串联的坝系组成特点，往往上游一坝溃决，会引起连锁溃 坝，直接威胁着人民群众的生命财产安全。所以，淤地坝防汛监管任务越来越艰巨，淤地坝 防汛成为主管部门一大难题，制约了淤地坝的建设，影响了淤地坝工程的效益发挥。

因超标准洪水导致的淤地坝溃坝、连锁溃坝事件时有发生。现有的淤地坝设计标准10至 50年一遇，采用的频率分析法计算该标准的设计洪水，本身就存在溃坝概率，即发生超过淤 地坝防洪标准的洪水，溃坝的可能性很大。且由于淤地坝是上下串联的坝系组成，而目前尚 没有制定坝系建设的技术规范和防洪标准，长期以来淤地坝是按照单坝进行建设的，设计时 对上游坝群的洪水影响及组合考虑是否全面也直接影响设计洪水的合理性。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供基于免管护淤地坝防溃决的洪水计算方法， 求出可能最大降水(Probable maximum precipitation，简称PMP)，然后通过产流汇流计算， 转化为可能最大洪水(Probable maximum precipitation，简称PMF)，并基于免管护淤地坝防 溃决的思想，通过运用小流域PMF设计技术，从物理成因推求出流域的近似上限洪水，将 PMF作为淤地坝设计洪水，合理提高淤地坝的设计标准。结合一般淤地坝所在流域水文气象 特点选取了简化算法，并考虑上游洪水组成、坝群影响、不同运用期调蓄库容等，建立一套 基于防溃决设计理念的淤地坝洪水计算体系，将可能最大洪水用于淤地坝工程的泄流设计和 工程稳定计算中，能从根本上解决因超标准洪水引起的溃坝问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

基于免管护淤地坝防溃决的洪水计算方法，包括以下步骤：

步骤1、判断是否有相似成果，如果有，则直接得到PMP，跳转步骤6，如果没有，则跳转步骤2；

步骤2、甄别PMF计算的特征要素或者要素组合；

步骤3、通过暴雨物理成因分析拟定暴雨模式，暴雨模式分为当地模式和移置模式，其 中，暴雨物理成因包括天气形势、雨区范围大小和雨区分布形式、暴雨中心位置、暴雨历时 及分配；

步骤4、暴雨模式极大化，选定水汽因子和动力因子，利用与所选的暴雨模式相同类型 的暴雨资料来进行分析选定，在对暴雨模式极大化时，对暴雨总量和时程分配一并进行放大；

步骤5、坝系的PMP暴雨总量和时空分配成果计算；

步骤6、考虑坝系建设的PMF计算，由PMP经过产流计算和汇流计算，得到工程设计断面的PMF。