河海大學(xué)水文分析與計(jì)算課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、水文分析計(jì)算課程設(shè)計(jì)報(bào)告書學(xué)院：水文水資源專業(yè)：水文與水資源工程學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：梁忠民、國(guó)芳2015年06月12日目錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)12、流域概況13、資料情況及計(jì)算案擬定14、計(jì)算步驟及主要成果24.1設(shè)計(jì)暴雨Xp(t)計(jì)算24.1.1區(qū)域降雨資料檢驗(yàn)24.1.2頻率分析與設(shè)計(jì)雨量計(jì)算34.2計(jì)算各種歷時(shí)同頻率雨量Xt,P94.3選典型放大推求Xp(t)94.4產(chǎn)匯流計(jì)算94.4.1徑流劃分及穩(wěn)滲.值率定124.4.2地表匯流174.5由設(shè)計(jì)暴雨Xp推求Qp(t)184.5.1產(chǎn)流計(jì)算184.5.2地面匯流184.5.3地下匯流計(jì)算194.5.4設(shè)計(jì)洪水過程線205、心得體會(huì)22z.1、

2、設(shè)計(jì)任務(wù)推求良田站設(shè)計(jì)洪水過程線，本次要求做P校,即推求Qo.oi%（t）2、流域基本概況良田是贛江的支流站。良田站以上控制的流域面積僅為44.5km2,屬于小流域，如右圖所示。年降水均值在15001600mm之，變差系數(shù)Cv為0.2，即該地區(qū)降雨充沛，年際變化小，地處濕潤(rùn)地區(qū)。暴雨集中。暴雨多為氣旋雨、臺(tái)風(fēng)雨，季節(jié)為38月，暴雨歷時(shí)為23日。3、資料情況及計(jì)算案擬定3.1 資料情況設(shè)計(jì)站（良田）流量資料缺乏，鄰近站雨量資料相對(duì)充分，具體如表3-1:表3-1良田站及鄰近地區(qū)的實(shí)測(cè)暴雨系列、歷時(shí)洪水、特大暴雨資料站名實(shí)測(cè)暴雨流量系列特大暴雨、歷史洪水良田7578（4年）Q=216m3/s,N=8

3、0（轉(zhuǎn)化成X1日，移置峽江站）峽江5380（28年）3680（45年）桑莊5780（24年）X1日=416mm,N=100150（74.8.11）寨頭5780（24年）沙港特大梁雨X1日=396mm,N=100150（69.6.30）（移置到寨頭站）（設(shè)計(jì)站（良田）流量資料缺乏，鄰近站雨量資料相對(duì)充分3.2 案擬定本次課設(shè)采用間接法推求設(shè)計(jì)洪水，即是由推求的設(shè)計(jì)暴雨，經(jīng)過產(chǎn)匯流計(jì)算得到設(shè)計(jì)洪水。示意圖如下：設(shè)計(jì)基雨產(chǎn)匯流計(jì)算設(shè)計(jì)洪水根據(jù)良田站及鄰近南 量站資料進(jìn)行區(qū)域設(shè) 計(jì)暴雨計(jì)算：、根據(jù)區(qū)域內(nèi)次洪資 科建立本區(qū)域的產(chǎn) 匯流方案b4、設(shè)計(jì)暴雨XP的計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)暴雨Xp（t）計(jì)算4.1.1

4、區(qū)域降雨資料檢驗(yàn)為推求該區(qū)域設(shè)計(jì)面降雨量，選取、桑莊、寨頭與峽江四站降雨檢驗(yàn)該區(qū)降雨是否選同一總體。選擇四站19812013年數(shù)據(jù)（74年出現(xiàn)極值暴雨，不參加檢驗(yàn)），對(duì)各站數(shù)據(jù)取自然對(duì)數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)進(jìn)行均值與差檢驗(yàn)，各站轉(zhuǎn)換后系列的均值及差見表4-1。表4-1、桑莊、寨頭與峽江站最大一日降雨資料均值、差情況站名吉安站峽江站桑莊站寨頭站均值4.4014.4534.3954.417F方方差0.0920.1310.1030.0911）均值檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量21/2ns2)/(m n 2)兩站進(jìn)行檢驗(yàn)選取均值差異最大的站（X1假設(shè)H:X1=X2t_（X構(gòu)造統(tǒng)計(jì)變量：（m§=0.78取=0.10,查

5、得|ta/2|=1.68>|t|,接受假設(shè)H,即可認(rèn)為、桑莊、寨頭與峽江站均值相等。2）差檢驗(yàn)選取差差異最大的桑莊站（S1）和寨頭站（S2）兩站進(jìn)行檢驗(yàn)。假設(shè)H:S1=S2構(gòu)造統(tǒng)計(jì)變量:= 1.19巾（犀一）為*T=內(nèi)（掰I查得Fa/2（55,55）=1.567,錯(cuò)誤!未找到引用源。-“/2（55,55）=0.638,所以接受域?yàn)椋?.638,1.567），則可以認(rèn)為統(tǒng)計(jì)量F滿足接受域，即認(rèn)為四個(gè)站的降雨量數(shù)據(jù)滿足差相等。綜上所述，可認(rèn)為區(qū)域降雨資料來自同一總體，可以進(jìn)行綜合。4.1.2頻率分析與設(shè)計(jì)雨量計(jì)算（1）特大值處理峽江站特大暴雨由良田站歷史洪水轉(zhuǎn)換而來，則良田站（峽江站）的X1

6、日=293.9mm。公式如下（其中，Q為地表凈峰流量（m3/s）,m為匯流參數(shù)，取0.7,F為流域面積（km2）,L為出口斷面沿主河道至分水嶺的最長(zhǎng)距離（km）,J為沿L的坡面和河道平均比降，tc為凈雨型寸（h£9解謖睇嘴劃耳粥源。為白酒歷日（h）E【R為地表徑篩深mmmtK-n匏暴麗a善蜘工廊錯(cuò)費(fèi)除悔哪獷醉評(píng);穩(wěn)滲率（mm/h）：取4.5,錯(cuò)誤!未找到引用源。用良田站計(jì)算）：沙港站特大暴雨取重現(xiàn)期N=150年，放置寨頭站進(jìn)行頻率計(jì)算。桑莊站最大一日暴雨取重現(xiàn)期N=150年。（2）排位分析及頻率計(jì)算先對(duì)、峽江、桑莊、寨頭四個(gè)站進(jìn)行頻率計(jì)算，要考慮各站可能存在的特大暴雨系列值。各站的頻

7、率計(jì)算見表4-2表4-2各站頻率計(jì)算序號(hào)峽江桑莊雨量值頻率雨量值頻率雨量值頻率雨量值頻率mm%mm%mm%mm%1177.51.3293.91.2415.51.03961.02169.82.6272.92.84.431613.8192.94.4.76.0158.27.8163.07.857.6150.29.5155.19.569.2142.711.2148.611.27143.59.0169.210.8142.612.9146.212.98128.214.6145.114.69

8、126.711.5.714.0130.616.4140.716.410125.612.815.6129.518.1.418.11117.2124.819.8.319.812120.315.412918.8123.821.5126.621.51312016.7127.820.412123.2122.223.214115.817.912521.911524.9116.924.915115.619.2121.823.5112.726.611426.616115.320.5115.125.1111.428.3113.328.317114.521.8113.826.7111.230

9、.0110.230.018114.323.1112.928.3109.831.7110.031.71911424.411229.9109.433.4107.133.420113.225.6111.631.5108.735.1106.535.121112.926.9110.633.1103.836.8106.036.822109.828.2110.434.7101.238.5104.738.523109.529.5106.236.399.940.3104.540.324107.530.8105.537.997.242.09942.025107.432.1105.239.597.143.797.6

10、43.726106.633.3103.541.195.445.497.545.42710534.610342.794.328102.335.9101.544.29448.896.748.829101.537.299.345.892.550.595.450.530101.438.59947.490.952.295.452.23199.539.795.349.090.753.990.253.93299.141.090.950.688.355.689.555.63397.642.390.652.285.157.388.157.3349543.687.553.885.159.0

11、84.859.03588.544.987.555.483.260.784.760.73688.446.286.857.082.562.483.762.43787.747.48658.682.364.283.464.23887.548.785.860.279.565.982.865.9398650.085.661.87867.682.267.64084.451.384.563.477.669.379.569.34184.352.683.765.076.771.079.171.04282.253.882.166.574.572.778.572.74381.955.180.968.172.474.4

12、76.574.44481.356.480.469.772.476.175.676.14580.857.77871.370.877.874.177.84680.359.077.472.970.779.570.679.54779.660.377.274.570.281.270.581.2487961.576.976.17082.969.782.94976.662.87577.76984.669.584.6507664.17479.364.486.368.286.35174.265.471.880.963.788.163.588.15273.966.770.982.560.889.862.089.8

13、5373.167.970.484.160.691.559.791.55472.669.269.985.759.493.259.093.25571.770.569.487.357.894.958.494.95671.571.861.588.854.196.657.796.65770.973.160.690.441.398.350.498.35870.574.460.392.0597075.658.893.66069.976.950.795.26169.878.245.296.8626979.544.598.46368.780.86467.982.16564.383.36663.684.66763

14、85.96862.287.26960.988.57059.589.77158.491.07257.992.37357.293.67456.594.9755696.27655.697.47744.398.7(3)四站適線結(jié)果圖站：250Z2b2100inn175125峽江站:95桑莊站:1，陶寨頭站:500Qrihn3/t站口003B0?noi150咋.圖例*-，=.：!=!*汪又奉又音：=»：；1二1_JJ-H-f卜I111HI1q:_L*J_':二中:A：14+1:f=中可I-iiimiiiHrailni一11.1一卜HbkT一I>>I-B-I-r1L1：iX1

15、1ll1r=1MiH«11LIS：IIRIIVIIIIHI1VIIIiniMIHHII!)«!1(IIIIMIIIIHilia!»iaiIHH11TI)1I,1d-1U+H-rr-HV1,、I.，ipib4.KI1u4uM44-lI一工Tl"Vk*x.Milihhmi一Illi,iMIU.1.xy寸t_Lx.1X1«.fL*,1r_LTT"一一JJ_rhLJ_11I=:1-；J-u;-4-護(hù)一LL-l_+T=rr一十一,T-,W二星=1t1:1,w-TU-44-ht+-1r：SE3I!S!i1f4i'«11L4H-h

16、-H_J_I_tEL.au.1lj_L(4)四站均值計(jì)算結(jié)果及其適線圖P黝S01士SQ_267峽江502.5桑莊504.7示與473.5平均461.90.02255.1469.7560,6442.6432.00.05238.4426.3502.5401.7392.20.1225.9393.3458370.7362.00.2213360.3415339.7332,00.5F195.7316.6357.6298.5292.11182.2283.4314.3267.3261,8216S.225。271.3236.1231.4315g.8230.5246.3217.8213.65143.8205.72

17、15.1194,6191.110133.1171.8173.2163160.320116137.5122.3ri3i.1r129.225110126.4119,4120.7119.130r104.9117.2109rH2.2rno.§4096,2102.59398.&97.65088.790.980.98S87.1608L9SI.271.57g.i78.417075.172.76471.570.8757L768.960.8686?.48068J65.15Z964.764.090E9758.15125&557.49553.854.55L365.453.89750.553

18、50.754.152.1gg45.351.450.3國(guó)g50.0J99.5P42.85150.2P52.549.199,93丸850.549.752.147.8圖4-25個(gè)雨量站年最大雨量頻率曲線(5)推求Xi日，p=o.0i%由上表查處X(1日，P=0.01%)=461.9mm,則X(24h,P=0.01%)=1.1*X(1日，P=0.01%)=508.09mm。4.2計(jì)算各種歷時(shí)同頻率雨量Xt,P由暴雨公式錯(cuò)誤!未找到引用源。推算t=3h,6h,9h,12h,15h,18h,21h,24h的設(shè)計(jì)暴雨值，結(jié)果如表4-3。表4-3各短歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨t/h36g1215182224/inn221.

19、2291.83432385.14210452.943L7508.14.3選典型放大推求XP（t）時(shí)段M117:0020:(X1；JL-L：Jl2:00-5:00e：00-8:0011:00-14:00L4:0017:0026.431.?36.ij41.951.4221.270.728.S4.4產(chǎn)匯流計(jì)算在設(shè)計(jì)暴雨中，由于稀遇頻率的設(shè)計(jì)暴雨量很大，損失相對(duì)較小，因此，一般采用簡(jiǎn)化模型。即前段降雨盡量滿足土壤蓄水量，即初損，而后假定穩(wěn)滲率錯(cuò)誤!未找到引用源。，算定地面徑流深R上和地下徑流深R下，再列表求出錯(cuò)誤!未找到引用源。，如與假定的錯(cuò)誤!未找到引用源。相符，則假定的錯(cuò)誤!未找到引用源。即為所求

20、值。徑流分割點(diǎn)繪良田站76.6、毛背站75.5、76.7以及77.6的流量和雨量過程。利用平割法計(jì)算R,利用斜線分割法進(jìn)行水源劃分。先尋找洪水過程的直接徑流終止點(diǎn)B,然后用斜線連接起漲點(diǎn)A與終止點(diǎn)B,將實(shí)測(cè)流量過程線分為兩部分，斜線AB上部分為直接徑流RS,下部分為地下徑流RG。本次課設(shè)先采用梯形面積法求得RG,再用Rt-RG求得RSn-li=23.6AtTRG=-(Qa+Qgw(ta-tA)+(Qb+Qc)*(Q%)JRS=I-RG計(jì)算初損錯(cuò)誤!未找到引用源。，其中,x為總降雨量，R為總徑流，R=Rt。率定w1、假定w,計(jì)算R下和R上。時(shí)段取4t=1h。若時(shí)段的降雨量累積和小于初損量，則全部

21、雨量補(bǔ)充初損值。當(dāng)累積降雨量大于初損值時(shí)，開始產(chǎn)生徑流。當(dāng)X(t)Wp時(shí)，全部產(chǎn)生底下徑流，則R下(t)=w,R上(t)=0；當(dāng)X(t)>w時(shí)，R下(t)=w,R上(t)=X(t)2、判斷p值的正確性。若RS=2R上，RG=ER下，則w值即為良田站76.6所確定的w值；否則重新假定一轉(zhuǎn)1。4.4.1徑流劃分及穩(wěn)滲w值率定z.表4-4良田站1976年6月17日次洪科值率定時(shí)毀17L)Xtrit他定”七皿uhfftlZ-i-S-Onti/hSTRIR下凡卜1一掰&5,1工】券3.SO<1：1.16E26撼4521318.218.24It2AB.2is.a13.6A9.6rH.6

22、5：國(guó)EgE412EE11561.31,3L30：,r07L41.41.4jL40g323J2097.47,443.45L410L26.24JS1.2nzg孔q43.9E2.912&56.S4.a.F1.5(2)毛背或號(hào)75年5月U34LCu19483毛背站無年5月13*14、15口流量過程表4-5毛背站1975年5月13日次洪科值率定毛背汨”,年匕后130封及KtT口假定d-LliMl1-aL如ilT(it-noRTRjRT115.36.160.H0.L400l142-.g0.9X。03030.80.801904it1:105j33J:i611513.5413,TT12.112.14

23、巨1=LS7.334.1.14ai上1915IE4ii4.8W.2102.7a，2.7j2.7-i0之三012L9Lq0一白013：,S0.SO.S0OiS00L4I30,9-133.44(3)毛背站76年7月9日毛背站76年7月B12口流量過程表4-6毛背站1976年7月9日次洪科值率定曼田加1%年5eirn時(shí)段XtTR玄E"i-Imu/ti1-4.c.ililj1jRTRT吐1,324的00002G.SQQ0037.9000043.5001S272&E13.4S2C.哈74II7T655414.30.7710.3It).34左3上

24、388IL747.74.3r.49J,1Q.1氏10OL1u581出,i'4(4)毛背站77年6月26日良田站76年6月17.18、19三日流量過程時(shí)序表4-7毛背站1977年6月26日次洪科值率定車青必汽手浴的日時(shí)用KtTRfll定U-llLUl/h假:nj-d4irn/h(At-110RTRhRTR±12.517.53r0j00z2i.70jj0j30,60000J4000Q53.2000Da's00n0714.三9372.5S6.79（5）各場(chǎng)次洪水的徑流分割結(jié)果及率定所得科值表4-8各場(chǎng)次洪水的徑流分割結(jié)果及率定所得科值良田站76年6戶豐背站7再5月毛背站76

25、年7月毛背站薦年6月X/iron75.606g,80137.40115.20R/iran50.61r64.64132.2997.67I/ttw24.995.165.1117.53K_b33.3731.2082.4668.33KT16.7433.4449.S329.34P4.304.805.00蟲404. 4.2地表匯流地面匯流的計(jì)算法有經(jīng)驗(yàn)公式法（如單位線、經(jīng)驗(yàn)公式等）和推理公式法（如等流時(shí)線法、水科院推理公式法、推理過程線法、匯流系數(shù)法等）。本次采用八省一院公式。錯(cuò)誤!未找到引用源。（1）錯(cuò)誤!未找到引用源。（2）其中，Q為地表洪峰流量（m3/s）,m為匯流參數(shù)，取0.7,F為流域面積（km

26、2）,L為出口斷面沿主河道至分水嶺的最長(zhǎng)距離（km）,J為沿L的坡面和河道平均比降，tc為凈雨歷時(shí)（h）,錯(cuò)誤!未找到引用源。為匯流歷時(shí)（h）,R為地表徑流深（mm）,n為暴雨參數(shù)，取0.6,錯(cuò)誤!未找到引用源。為穩(wěn)滲率（mm/h）,取4.5。對(duì)于良田流域，錯(cuò)誤!未找到引用源。，因此采用式（2）。（1） m初值的確定表4-9m初值確定UnLJRtc二1良田站76年627.930.641515.40.00B6ss.e?4C.31電背站75號(hào)5月3*313.331.2(?4n.即毛首站近年7月78.350.&39-3236002L4織4612Q30.毛背站77年淚93.0329.E12-3

27、0.002L466.3310.75故四站綜合，=（0.31+0.6+0.8+0.75）/4=0.62（2） m值的檢驗(yàn)（以毛背站76.7為例）計(jì)算步驟（1）根據(jù)表18中計(jì)算的初值m、八省一院公式，對(duì)該次的降雨過程的每個(gè)錯(cuò)誤!未找到引用源。推求錯(cuò)誤!未找到引用源。，錯(cuò)誤!未找到引用源。（2）對(duì)每個(gè)Qi,假定過程線為三角形，底寬為錯(cuò)誤!未找到引用源。Qi出現(xiàn)在錯(cuò)誤!未找到引用源。處。（3）將各時(shí)段的三角形過程進(jìn)行疊加，與實(shí)測(cè)洪水（扣除地下徑流）對(duì)比。如相差太大重新假定m,重新計(jì)算。表4-10m=0.62時(shí)的地表流量Qs及對(duì)應(yīng)底寬TtE±QiTi120.16141469221.0033.7

28、S13,58313.2019.3414.9048.60IL5&16.24511.5016.3915.3260.000.007CL000.0080.000.00m92.4025020.9610L201.0924.08112.9013.1420.12121+501.4223.03號(hào)段10.0Lt.O宜和0.0o.c0,01.07.7.02.0It1氏10.020.2工口2i.11222.S0.03fc.140311n.35iL40.05G.45.0Ju.624.48.32.?1.：肝A2口27.130.511.14.11E7fc.47.033.62B.376.6S.0J

29、u.典,516.76.97/.?S.£9.016.5y.2OlO70.110.i110J7J13.46E10.B0.2t).1i064.3110g.5n.4IL5ILO電60.50,10.20,052：12.061.9.&y.s7.7I生4.7U.20.4CL1蜘E13.32.45.q7.66.7瓜2o.m0.3ILt0.24C.t14,02.25,7氐BS.51.10,30.E0,224.315.。3.74.&6.d1.20.4Q9C,3lfe.016.0L0.4L10.413.817.iO.E1.3ClE9l

30、913.0o.al.E0.57.719.0D.3J.S1.Q.6L?0.65.520.i2.：1O.71.9Cl?S.2210320,82.10.8L82102.30.82*3ClEL823.J95.32400.9J.O2.61.1EcB2j.5,1LO2.E1.1E.62b.J1.13.DLI827.J1.2Z738,00.：0.3QEL32.3泣口0.80.3L4i.g30.00.20.04i.i.310E10.3D.4毛背站1976年7月9日地表徑流過程線（m=0.62）z.毛背站7阱7月9日地表徑流過程線05101520253035

31、時(shí)段40表4-12m=0.56時(shí)的地表流量Qs及對(duì)應(yīng)底寬t吐QiTi120.1629.6314.S5221.0031.12U.73313.2017.8216.17_48.6010.66F17.62511.50電11電62_60.000.0070.000.008tl000.00一g2,402,3022,7410L20L0026.12J112.902.加F21.121.50L31219S表4-13m=0.56時(shí)的地表流量演算討法10.0JJ.：h1d0.00.00,0i.6.0o.c6.2L.12.0S.3.1?.22.D18.0LOE2.40.03D.94.C32.5UIBL20,054.35.1加.521.1?2.4L(jLI.26D26.E3.269.27.0器.527.71114,314.5tj.O6.30.j?1.t之一17.52L315.27.2T,9U.1.10,。14EIS.213.52.4上£0.30.11064.5IL111.5I5.