洪峰流量

一次洪水過程中的最大瞬時流量

當發生暴雨或融雪時,在流域各處所形成的徑流,都依其遠近先後匯入河槽,這時河水流量開始增加,水位相應上漲。隨著匯入河網的徑流從上游向下游彙集,河水流量繼續增大。當流域大部分高強度的徑流匯入時,河水流量增至最大值,稱此時流量為洪峰流量,單位為立方米/秒。

定義


洪峰流量一次洪水流量過程中最大的瞬時流量,即洪水過程線上最高點流量。可能是實測值,也可能是用水位一流量關係曲線查算值或用水力學公式的計算值。

計算方法


洪水流量的計算方法有以下幾種。
推理公式
式中:Q——設計洪水流量(m3/s)
S——暴雨雨力,即與設計重現期相應的最大一小時降雨量(mm/h)
w—洪峰徑流係數
F——流域面積(km2)
T——流域的集流時間(h)
n——暴雨強度衰減指數。
當流域面積為40~50km2時,用此推理公式效果較好。公式中各參數的確定方法,需要較多基礎資料,計算過程較複雜,參數確定詳見相關資料。
經驗公式
在缺乏水文直接觀測資料的地區,可採用經驗公式。常見的經驗公式以流域面積為參數,如以下經驗公式。
式中,Q——設計洪水流量(m3/s)
L——流域面積(km2)
K、n——隨地區及洪水頻率而變化的係數和指數,當F≤1km2時,n=1。
此經驗公式適用於流域面積F≤10km2,該法使用方便,計算簡單,但地區性較強。參數的確定詳見水文有關資料和地區水文手冊。
洪水調查法
按下列公式計算出調查的洪峰流量。
Q=Av
式中:A——過水斷面面積(m2)。
其中:
式中
n——河槽壁粗糙係數
R——水力半徑(m)
I——水面比降,可用河底平均比降代替。

成因


坐標紙繪出流量過程,可見洪水過程中間高、兩頭低,形似山峰,故稱為洪峰。洪峰對應的流量為洪峰流量。洪水成因不同,洪水漲落過程相應不同。相似的降雨過程,在濕潤地區和乾旱地區流量過程卻不大相同。乾旱地區峰形尖瘦,濕潤地區峰形平緩,主要原因是這兩類流域的洪量中地面徑流和地下徑流比例不同。濕潤地區洪水地下徑流比重大,而乾旱地區洪水幾乎全部是地面徑流;流域下墊面不同,洪水過程也不同。

特點


山區河流由於地面和河床坡降比較陡,且匯流較快,形成急劇漲落的洪峰,而平原河道與此不同,洪峰出現時間晚,漲落平緩;另外,流域面積大小不同,洪水過程形狀也各異。小河的集水面積小,河槽匯流快,河網調蓄能力低,洪水陡漲陡落,而大河的集水面積大,調蓄能力也大,流量過程歷時長,漲落平緩。