阐述城区设计洪水计算方法
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摘要：文章主要对汇流参数类型的判别、城市化影响下汇流条件改变、.三种计算方法比较及采用、城区小集雨面积河流洪水模数分析进行了论述。
关键词：汇流参数、城市化、洪水模数
1.汇流参数类型的判别
广东省综合单位线及推理公式法中的汇流参数[3]m1和m的选定有一定的弹性，使用手册给出了汇流参数分类指标表，m1和m在选定前必须依照表1判定汇流类型。
对于表1的运用，笔者认为在具体的工程使用上要做具体分析，慎重选取。
表1 汇流参数分类指标表
指标
类别 干流平均坡降
J（‰） 集水区域平均高程（m） 土壤
渗透性 其 它
山区 >5 >500 较差 1.土层薄、岩石、植被
2.θ10‰
高丘 3～5 250～500 中等 1.岩溶地区
2.θ
低丘平原
2.θ
（1）表1中主要指标应属于干流平均坡降，集水区域平均高程和土壤渗透性，其他属特殊性指标，一般情况下这些指标往往与前三项指标不会有大的冲突，当然也有例外。
（2）对于表1中有2项指标符合要求，其汇流参数一般就应取此类别，如某工程其J＝3～5‰，土壤渗透性中等，就应采用山区类的汇流参数。
（3）对于表1中山区、高丘和低丘平原各占一项指标的，应优先选用干流平均坡降这项指标，如某工程，其J=4.2‰，集水区域平均高程小于250m，土壤渗透性较好，计算时首先按高丘类的汇流参数来取值。除非其他指标与前三项指标不一致或计算成果需要协调时也可重新调整。
（4）广州市中心城区小集雨面积河涌按比降分类大部分为低丘平原指标。
2.城市化影响下汇流条件改变
随着城区不断的城市化，产汇流条件有明显的变化。这种变化随着城市化程度不断提高，城市房屋等各种建筑物和交通路面、广场等不透水性人工构筑物大量增加，在同等暴雨情况下，下渗率明显减小，汇流速度加快，出口断面暴雨洪水流量明显增大，同时随着农田、湿地大量减少，鱼塘水塘被大量填埋征用，调蓄作用明显减小，因此洪峰流量将有明显增大趋势。
城市化后影响径流系数的因素主要有：地面由土质变为沥青路面或混凝土建筑，其透水性极小。城建区内湖泊、河涌等水面径流系数为1.0，混凝土和沥青路面径流系数0.90以上，区内的绿地、农作区或公园多数保持原来的径流系数0.5～0.65，但总体来看，中心城区综合径流系数在0.75～0.85之间。
3.三种计算方法比较及采用
综合单位线法是根据广东省实测资料，用最小二乘识别法解算经验单位线，该公式中m1值反映了“流域汇流”的平均传播时间，汇流条件有利，洪水汇集快，滞时m1短；汇流条件不利，洪水汇集慢，滞时m1长。如某工程汇流坡降J较小，河槽宽阔，河道调蓄作用较大，洪水汇流慢，m1可视具体情况取大一些。
推理公式法是广东省对于小型工程长期使用的主要方法之一，已应用了几十年。1988年对汇流参数m、θ关系进行了修订，1991年广东省水利厅颁发了“广东省暴雨径流查算图表”供各地使用，其成果更符合广东省河流的实际。公式中汇流参数m为汇流速度中的经验参数，与汇流速度成正比。
广东省经验公式是将省内一些实测洪峰流量与流域面积点汇关系用最小二乘法定线，该公式反映了F与Q一种平均关系，对于比降较小的河流，实测洪峰比平均线定的值小一点，建议取值时考虑这些因素。
根据三种方法计算中心城区小集雨面积设计洪水成果，发现同频率下计算的设计洪水，经验公式和推理公式较接近，成果相差在20％以内，而综合单位线方法计算成果普遍偏大，按查算图表使用说明，可先对m1值作适当调整，将m1值适当加大，然后对比综合单位线和推理公式法计算的Qm值，若其差值在20％以内，不再调整，若Qm值仍达不到20％的差值要求，应再调整推理公式法的m值，直到符合20%的差值范围内，m1和m值调幅范围应为20％左右。但对于城区内集水面积小，比降较小的河流，由于下渗率减少，汇流速度加快，对m1值加大20%和m值加大20%，两者计算结果仍达不到20%的差值范围，在这种情况下，可按高丘线上取m值，调幅在20%以内，用三种方法计算成果差值能满足20%的要求，采用推理公式成果。表2是按上述原则对广州市海珠区北濠涌汇流参数进行比较和选取。
表2
P（％） 2 5 10
项目
推理公式法 低丘线上(m＝0.63) 30 21 15
低丘线上部(m＝0.76) 38 28 21
高丘线上(m=0.81) 42 31 23
高丘线上部(m=0.97) 51 38 29
综合单位线法 B线上(m1=6.32) 53 43 35
B线下部(m1=4.74) 62 50 42
A线上(m1=3.11) 85 70 59
经验公式 57 46 37
由表2可知，汇流参数的m1和m变化十分敏感，各频率设计洪峰流量均随着着m1和m的变化而变化，由此说明汇流参数的选取非常重要，必须依据流域的自然地理因素和城市化影响因素慎重选取。
4.结语
以上是本人在城区无资料地区设计洪水计算总结的一些经验。要做好无资料地区设计洪水的计算，紧紧懂得使用计算程序是远远不够的，必须准确地量算出集雨面积，河长，坡降等地理调整参数和对设计流域的地形地貌、植被、土层土壤、流域形状、河槽等情况作出深入细致的调查分析才是关键。
参考文献：
[1]梁忠民,等.水文水力计算[M].中国水利水电出版社,2006.
[2]长江流域规划办公室水文处.水利工程实用水文水利计算[M].水利电力出版社出版,1983.