水文學(xué)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1水文學(xué)設(shè)計(jì)水文學(xué)設(shè)計(jì)(shj)洪水計(jì)算洪水計(jì)算第一頁，共93頁。 上述的二個問題都需要對有關(guān)河段/地點(diǎn)按指定標(biāo)準(zhǔn)選擇出將來水利工程運(yùn)行期間可能發(fā)生的一次洪水，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)(yj)。這種用以設(shè)計(jì)水利工程所依據(jù)(yj)的各種標(biāo)準(zhǔn)的洪水的總稱為設(shè)計(jì)洪水。設(shè)計(jì)洪水包括設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪量和設(shè)計(jì)洪水過程，常稱為設(shè)計(jì)洪水三要素。第2頁/共93頁第二頁，共93頁。1) 按什么標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)）來選擇設(shè)計(jì)洪水；2) 確定標(biāo)準(zhǔn)后，如何確定設(shè)計(jì)洪水的三要素。 對于第一個問題：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 一般按工程規(guī)模、工程重要性及社會經(jīng)濟(jì)等綜合因素(yn s)，來確定不同的頻率洪水作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第3頁/共93頁第三頁，

2、共93頁。防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 第一類：為保障防護(hù)對象免除一定洪水災(zāi)害的防洪標(biāo)準(zhǔn)； 第二類：為確保水庫大壩等水工建筑物自身安全的防洪標(biāo)準(zhǔn)。 1 9 9 4 年 水 利 部 會 同 其 它 部 門 共 同 制 定GB50201-94防洪標(biāo)準(zhǔn)中作了有關(guān)(yugun)的規(guī)定。12第4頁/共93頁第四頁，共93頁。保護(hù)城鎮(zhèn)保護(hù)城鎮(zhèn)保護(hù)工業(yè)區(qū)保護(hù)工業(yè)區(qū)保護(hù)農(nóng)田保護(hù)農(nóng)田面積面積（104萬畝）萬畝）防防 洪洪 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)洪水頻率洪水頻率（）重現(xiàn)期重現(xiàn)期（年）（年）重大城鎮(zhèn)重大城鎮(zhèn)重要城市重要城市中等城市中等城市一般城市一般城市重大工業(yè)區(qū)重大工業(yè)區(qū)重要工業(yè)區(qū)重要工業(yè)區(qū)中等工業(yè)區(qū)中等工業(yè)區(qū)一般工業(yè)區(qū)一般工業(yè)區(qū)5001

3、00500210051010.3321521051003005010020501020保護(hù)防洪(fnghng)對象的防洪(fnghng)標(biāo)準(zhǔn)表第5頁/共93頁第五頁，共93頁。GB50201-94防洪(fnghng)標(biāo)準(zhǔn)，1995年1月1日起實(shí)施第6頁/共93頁第六頁，共93頁。工程等別永久性建筑物級別臨時(shí)性建筑物級別主要建筑物次要建筑物一134二234三345四455五55 第7頁/共93頁第七頁，共93頁。 系指失事后將造成下游災(zāi)害(zihi)，嚴(yán)重影響工程效益的建筑物。如大壩、溢洪道、輸水管道、電站廠房等。次要建筑物： 非擋水和泄水建筑物，如引水式和壩后式水電站廠房，一旦破壞不至于影響水

4、利工程的安全。臨時(shí)性建筑物： 水利工程施工期使用的建筑物如導(dǎo)流建筑物等。第8頁/共93頁第八頁，共93頁。不同壩型的不同壩型的樞紐工程樞紐工程建筑物級別建筑物級別12345防洪標(biāo)準(zhǔn)防洪標(biāo)準(zhǔn) 重現(xiàn)期（年）重現(xiàn)期（年）土壩土壩堆石壩堆石壩可能最大洪水可能最大洪水或或10000500050002000200010001000300300200混凝土壩混凝土壩漿砌石壩漿砌石壩5000200020001000100050050020020010012建筑物級別建筑物級別12345洪水重現(xiàn)期洪水重現(xiàn)期10005005001001005050303020第9頁/共93頁第九頁，共93頁。 遇到正常運(yùn)用洪水時(shí)

5、，泄洪設(shè)施應(yīng)保證安全和正常運(yùn)行，即遇到不超過這種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水時(shí)，水利工程的一切工作能維持正常狀態(tài)。 按正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的洪水稱為(chn wi)設(shè)計(jì)洪水，用它確定水利水電工程的設(shè)計(jì)洪水位，設(shè)計(jì)泄流量等。第10頁/共93頁第十頁，共93頁。 出 現(xiàn) 超 過 這 種 標(biāo) 準(zhǔn) 的 洪 水 ， 水 利 工 程(gngchng)的某些正常工作可以暫時(shí)破壞，如允許消能設(shè)施和一些次要建筑物部分損壞，但必須確保主要水利工程(gngchng)建筑物安全或不允許發(fā)生河流改道等重大災(zāi)害性后果，則這種情況為“非常運(yùn)用條件”。 非常運(yùn)用的洪水標(biāo)準(zhǔn)用以確定水利水電工程(gngchng)的校核洪水位，這種標(biāo)準(zhǔn)的洪水稱

6、為校核洪水。 非常運(yùn)用(ynyng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)(校核標(biāo)準(zhǔn)) ：第11頁/共93頁第十一頁，共93頁。第12頁/共93頁第十二頁，共93頁。 有以下四種方法(fngf)： 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水; 由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水; 由水文氣象資料推求設(shè)計(jì)洪水; 利用暴雨等值線圖和一些簡化公式 估算設(shè)計(jì)洪水第13頁/共93頁第十三頁，共93頁。 當(dāng)設(shè)計(jì)流域具有一定數(shù)量(n30)的實(shí)測洪水資料時(shí)，可采用該法推求設(shè)計(jì)洪水，其推求的思路和步驟大體(dt)與推求設(shè)計(jì)年徑流類似：第14頁/共93頁第十四頁，共93頁。第15頁/共93頁第十五頁，共93頁。%100 總運(yùn)行年份總運(yùn)行年份被破壞的年份被破壞的年份P第16

7、頁/共93頁第十六頁，共93頁。 按上式的定義，如果一年之中水利工程只要受到一次洪水襲擊而被破壞，則認(rèn)為(rnwi)該年被破壞了。如果一年中，先后遭受多次洪水只要有一次被破壞，也只認(rèn)為(rnwi)該年被破壞。 故按此方法，每年只要取一個最大洪峰流量或固定時(shí)段的最大洪水總量作為樣本點(diǎn)，組成一洪水系列。以此確定洪水系列的方法即為年最大值法。第17頁/共93頁第十七頁，共93頁。 每年只選一個最大的洪峰流量，由此組成洪峰流量系列(樣本)。（2）洪量的選擇： 一般采用固定時(shí)段選取年最大值，洪量統(tǒng)計(jì)時(shí)段長度一般取1d、3d、5d、7d ，稱為(chn wi)獨(dú)立選樣。第18頁/共93頁第十八頁，共93頁

8、。=QmQ(m3/s)Q1Q2Q31d5dt 年最大選樣示意圖獨(dú)立(dl)選樣：指在同一年中，按不同時(shí)段的最大洪量進(jìn)行選取，互不干擾，各選取全年中的最大值，可以在同一場洪水中選取，也可以在不同場洪水中選取，短時(shí)段可以包含在長時(shí)段中，也可以不包含其中，只需遵守選取“最大”的原則。3d第19頁/共93頁第十九頁，共93頁。第20頁/共93頁第二十頁，共93頁。 洪峰洪量頻率計(jì)算一般要求系列容量n30 ,否則必須進(jìn)行系列的插補(bǔ)以及盡可能地利用歷史(lsh)洪水和暴雨資料展延系列，以增加洪水系列的信息量以提高代表性，減少頻率分析的抽樣誤差。 利用上下游測站或鄰近的測站流量資料進(jìn)行插補(bǔ)延長； 利用本站洪

9、峰和洪量的關(guān)系進(jìn)行展延； 利用本流域暴雨資料插補(bǔ)延長。第21頁/共93頁第二十一頁，共93頁。 通過歷史文獻(xiàn)資料的考證和歷史洪水調(diào)查，可取得幾百年的大洪水信息，合理地利用這些信息，參與到 實(shí) 測 系 列 中 來 ， 則 相 當(dāng) 于 將 實(shí) 測 系 列 延 長(ynchng)，從而提高頻率計(jì)算成果的穩(wěn)定性和合理性。第22頁/共93頁第二十二頁，共93頁。選用的樣本數(shù)選用的樣本數(shù)(年年)千年一遇的洪峰流量千年一遇的洪峰流量Q m(m3/s)備備 注注2075001955年規(guī)劃計(jì)算結(jié)果年規(guī)劃計(jì)算結(jié)果22600調(diào)查考證后加入若干調(diào)查考證后加入若干年特大洪水資料后計(jì)年特大洪水資料后計(jì)算結(jié)果算結(jié)果2125

10、900加入加入1956年實(shí)測的特年實(shí)測的特大洪水大洪水 Q m=13100 m3/s 后的計(jì)算結(jié)果后的計(jì)算結(jié)果23300加入加入1963年實(shí)測特大年實(shí)測特大洪水洪水Q m=12000 m3/s后后計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果第23頁/共93頁第二十三頁，共93頁。 指在洪水(hngshu)系列中，比一般洪水(hngshu)大得多的稀遇洪水(hngshu)，一般為歷史洪水(hngshu)，可以經(jīng)過調(diào)查考證取得，它也可以出現(xiàn)在實(shí)測系列中，均稱之為特大洪水(hngshu)。 將特大洪水(hngshu)與實(shí)測洪水(hngshu)共同組成一洪水(hngshu)系列(樣本)，如何進(jìn)行頻率計(jì)算？ 關(guān)鍵是對特大洪水(hn

11、gshu)的處理，即在經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算、統(tǒng)計(jì)參數(shù)估計(jì)等方面采取有別于一般洪水(hngshu)的計(jì)算方法。第24頁/共93頁第二十四頁，共93頁?；靖拍罱榻B： 連序系列：n年實(shí)測(包括插補(bǔ)延長)的洪水系列，若系列中沒有特大值提出進(jìn)行單獨(dú)處理，也沒有歷史特大洪水的加入，無論資料的年份是否連續(xù)，只要確認(rèn)(qurn)n年的各項(xiàng)洪水?dāng)?shù)值按大到小次序排列，各項(xiàng)之間沒有空缺，序數(shù)是連序的，這樣的系列稱為連序系列。第25頁/共93頁第二十五頁，共93頁。 通過歷史洪水的調(diào)查考證，將歷史特大洪水值與實(shí)測的洪水值資料加在一起組成一系列，由于特大洪水值的重現(xiàn)期（N）必然大于實(shí)測系列的年數(shù)n，而在N-n年內(nèi)各年的洪水值

12、無法查到，即特大洪水值與實(shí)測的洪水值之間有一些缺測項(xiàng)，不能判斷(pndun)由大到小是連續(xù)的，這樣的樣本是不連序系列。第26頁/共93頁第二十六頁，共93頁。(a) 連序樣本 序號mQ(m3/s) 序號m(b) 不連序樣本Q(m3/s)NnN-n100年30年 （67年）第27頁/共93頁第二十七頁，共93頁。 所謂的樣本系列“連序”和“不連序”，并非指樣本的年份的連序與不連序，二者的主要差別僅在于樣本內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)值(shz)由大到小排序是否連續(xù)無空缺： 若是連續(xù)無空缺，則為連序系列； 若是不連續(xù)有空缺，則為不連序系列。第28頁/共93頁第二十八頁，共93頁。1）特大洪水的處理：關(guān)鍵是確定(qu

13、dng)特大洪水重現(xiàn)期或經(jīng)驗(yàn)頻率的計(jì)算 目前我國根據(jù)資料來源不同，將用以確定特大洪水代表年限有關(guān)的年份分為(fn wi)： 實(shí)測期、調(diào)查期和文獻(xiàn)考證期第29頁/共93頁第二十九頁，共93頁。 從實(shí)測期之前到能調(diào)查(dio ch)到的歷史洪水最遠(yuǎn)年份的這段時(shí)期，稱為調(diào)查(dio ch)期。第30頁/共93頁第三十頁，共93頁。分析： 對于n=33年系列應(yīng)為連序系列； 而對于N=100年進(jìn)行按大小次序排列時(shí)，除老大(lod)項(xiàng)和實(shí)測33年資料排序已知外，其它66年排序未知，故這種包括特大洪水的N年系列為不連序系列。n=33N=1001885(19491984)第31頁/共93頁第三十一頁，共93頁

14、。 式中， Pm : 大于或等于某一變量的經(jīng)驗(yàn)頻率(pnl); m : 變量由大到小排列的序號; n : 連序系列中的總項(xiàng)數(shù)。 連續(xù)系列的經(jīng)驗(yàn)(jngyn)頻率計(jì)算 按前述的方法計(jì)算：1 nmPm第32頁/共93頁第三十二頁，共93頁。1 nmPm式中，Pm : 第m位洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率； m : 實(shí)測(sh c)洪水自大到小的排列序號，m=1, 2,n ； n : 實(shí)測(sh c)洪水的年數(shù)。 第33頁/共93頁第三十三頁，共93頁。 若N 年中含有項(xiàng)特大洪水的排序已查明，經(jīng)考證無遺漏(ylu)時(shí)，只能計(jì)算前項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率：)., 2, 1(1 MNMPM式中, PM : 大于或等于某特大洪水Qm

15、值的經(jīng)驗(yàn)頻率； M : 為特大洪水由大到小排列的序號； N : 為調(diào)查(dio ch)考證期的最遠(yuǎn)年份至今的年數(shù)。第34頁/共93頁第三十四頁，共93頁。 分別(fnbi)處理法計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率示意圖 )., 2, 1(1 MNMPM空 缺 n1nmPm+=(實(shí)測系列)N(含特大洪水的系列)第35頁/共93頁第三十五頁，共93頁。第36頁/共93頁第三十六頁，共93頁。 1970：P2=2/(31+1)=6.3% 另外，在實(shí)測(sh c)系列31年(1961-1991)中，已知排序第一和第二為1963年和1970年，前二項(xiàng)的洪水經(jīng)驗(yàn)頻率為： 1906：P1=1/(88+1)=1.1%1921：P2

16、=2/(88+1)=2.2%1919：P3=3/(88+1)=1963：P4=4/(88+1)=4.4%1963：P1=1/(31+1)=3.1%3.4%第37頁/共93頁第三十七頁，共93頁。1N (考證期)2N1(調(diào)查期)空缺n(實(shí)測期)空 缺如，n=31，N1=88，N350，則： P1=1/(350+1)=0.28 P2=2/(350+1)=0.56% P3=3/(350+1)=0.85%P4=1/(88+1) = 1.12P5=2/(88+1) = 2.25%第38頁/共93頁第三十八頁，共93頁。 已知：在某河某站19531986年（有二年資料缺測且無法插補(bǔ)）共32年實(shí)測資料中19

17、82年為特大洪水，其余為一般洪水，1964年洪水排序第二，1978年排序最小。 經(jīng)調(diào)查考證，1905年與1931年為歷史特大洪水，1905年洪水大于1931年的洪水，但都沒有1982年大，且已查清在19051986年的82年中沒有漏掉比1931年更大的洪水。 另，經(jīng)文獻(xiàn)考證1764年曾發(fā)生過一次比1982年還要大的洪水，是1764年以來(yli)223年中最大洪水，但因年代久遠(yuǎn)17641905年間其他洪水未能查清。第39頁/共93頁第三十九頁，共93頁。解：分析： 在實(shí)測期19531986年n=32年中，洪水排序是：1982(1) 1964(2) 1978(32); 在含調(diào)查期(1905198

18、6年)N=82的系列中，只知道前三位的特大洪水1982(1)1905(2) 1931(3)，因查清沒有比1931年更大的洪水，故在調(diào)查期N=82年中，無法排出(pi ch)第四位洪水(因小于1931年的洪水無法查清)； 在含調(diào)查文獻(xiàn)考證期(17641986年)N=223系列中，1764年排序應(yīng)為第一位(因1764到1905年間其它洪水情況不明，故1905年以后洪水不能在223年中排序) 。第40頁/共93頁第四十頁，共93頁。1953 1986n=32(實(shí)測期)n1 (1982)n末(1978)n2 (1964 )N1缺N3(1931)N2(1905)N=82(調(diào)查期)1905N1N=223(

19、文獻(xiàn)考證期)缺1764第41頁/共93頁第四十一頁，共93頁。 注：1982年洪水若放在實(shí)測系列中計(jì)算，Pm=1/(32+1)=0.03，與歷史特大洪水發(fā)生重迭(zhn di)，故抽到上一欄排位，但保留其序位。第42頁/共93頁第四十二頁，共93頁。第43頁/共93頁第四十三頁，共93頁。 P-III型曲線的統(tǒng)計(jì)參數(shù)有三個： 均值、變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù)。 實(shí)際進(jìn)行(jnxng)參數(shù)確定時(shí)，先以矩法初步估計(jì)參數(shù)后，再用適線法進(jìn)行(jnxng)調(diào)整，從而獲得一條與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合良好的頻率曲線和統(tǒng)計(jì)參數(shù)。第44頁/共93頁第四十四頁，共93頁。 設(shè)調(diào)查考證期N年內(nèi)共有個特大洪水，其中， l 個特大洪水發(fā)

20、生(fshng)在實(shí)測期n年內(nèi)。 ( 項(xiàng)中包括了l 項(xiàng))lNn 空 缺第45頁/共93頁第四十五頁，共93頁。) )( () )( (BAxxlnNlnN- -nlimiNimiQlnNQ11 由(A)得出：假定: (n-l)年實(shí)測系列的均值(jn zh)和均方差與除去特大洪水后的(N-)年系列的均值(jn zh)和均方差相等:以設(shè)計(jì)洪峰流量為例：第46頁/共93頁第四十六頁，共93頁。)(111-nlimijmjmQn-NQNQ N年系列(xli)中特大洪水洪峰流量之和N年系列(xli)中一般洪水洪峰流量之和2121)()(mnlimimNimiQQlnNQQ- 由(B)得出： ，即lnQQ

21、NQQmnlimimNimi-2121)()( 第47頁/共93頁第四十七頁，共93頁。式中， ：洪水不連序系列的均值； CV ：洪水不連序系列的變差系數(shù)； Qmj ：特大洪水的洪峰流量或洪量(j =1,2, , ); Qmi ：一般洪水的洪峰流量或洪量(i=1,2, ,N- ); ：特大洪水的總項(xiàng)數(shù)，其中包括發(fā)生在實(shí)測 系列內(nèi)的 l 項(xiàng)mQ2121)()(1-11mnlimimjmjmVQQlnNQQNQC- xxxNCNiiV 12)(11按變差系數(shù)無偏計(jì)算公式特大洪水洪峰流量與均值(jn zh)差的平方之和一般洪水洪峰流量與均值(jn zh)差平方之和第48頁/共93頁第四十八頁，共93

22、頁。 CS一般不作計(jì)算，初選CS=KCV作為適線法的第一次的近似值： 對于變差系數(shù)值較小的流域(liy)(CV 0.5)： CS=(34)CV 對于變差系數(shù)值較大的流域(liy)(CV 1.0)： CS=(23)CV 用以上矩法初估出三個統(tǒng)計(jì)參數(shù)后，則可利用適線法進(jìn)行配線，從而選出合理的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。第49頁/共93頁第四十九頁，共93頁。第50頁/共93頁第五十頁，共93頁。 該法是將經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)與理論頻率(pnl)曲線的對應(yīng)值之差組合值構(gòu)成一目標(biāo)函數(shù)，使之達(dá)到優(yōu)化，從而估計(jì)出統(tǒng)計(jì)參數(shù)： 目標(biāo)函數(shù)：min-1 Kn*mPmPQQF第51頁/共93頁第五十一頁，共93頁。min-1 Kn*mPmPQQ

23、F式中， ：經(jīng)驗(yàn)頻率Pi 所對應(yīng)的洪峰值； ：Pi 所對應(yīng)的理論頻率曲線上的洪峰值； K ：大于零的冪次，一般取12 ； F ：目標(biāo)函數(shù)約束條件：CV 0 0 CS CS* (CS* 為以往實(shí)踐中總結(jié)的最大值)mpQ*mpQ第52頁/共93頁第五十二頁，共93頁。)1(VPmmPCQQ 式中，QmP：設(shè)計(jì)洪峰流量； ：洪峰流量均值； ：指定頻率P所對應(yīng)P-III 曲線的離均系數(shù)； CV ：變差系數(shù)； KP：指定頻率P所對應(yīng)P-III 曲線的模比系數(shù)。 mQP mPmPQKQ 或或第53頁/共93頁第五十三頁，共93頁。BnCQVmQmP （絕對誤差）式中，B是CS 和P的復(fù)雜函數(shù)(hnsh)，

24、有專用的B值諾模圖可查。第54頁/共93頁第五十四頁，共93頁。BP(%)Cs=4.03.0CS=1.756第55頁/共93頁第五十五頁，共93頁。 在 式中，n ：由于 n 包括了特大洪水，故 n不等于實(shí)測系列長度，也不是調(diào)查考證期的N，而以n替代該式中的 n，稱為折算年數(shù)，可用下面(xi mian)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：BnCQvmQmp= n=n+(c+d)(N-n)式中，c, d 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，其中，c 為反映調(diào)查洪水次數(shù)的系數(shù)： 一次：c =0.2；二次： c =0.3；三次：c =0.4。 d 為反映調(diào)查洪水精度的系數(shù)： 一般(ybn)：d=0.2；可靠

25、：d=0.3；精確：d=0.4。第56頁/共93頁第五十六頁，共93頁。式中，Qmp ：設(shè)計(jì)洪峰流量的安全保證值； ：可靠性系數(shù)(xsh)，一般取 =0.7； Qmp：設(shè)計(jì)洪峰流量的均方誤差(絕對誤差)。但安全修正值一般不超過計(jì)算設(shè)計(jì)洪峰流量的20%mpQmpQ = 對于大型或重要(zhngyo)中型水利工程，用上述計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水有偏小的可能，故從安全考慮，應(yīng)在設(shè)計(jì)值再加上一安全保證值，常用的計(jì)算公式為：第57頁/共93頁第五十七頁，共93頁。 實(shí)測資料和計(jì)算有誤差，計(jì)算方法不完善，均會使計(jì)算成果存在誤差，故為了防止較大(jio d)誤差，必須對計(jì)算成果進(jìn)行合理性方面的檢查和分析，有如下幾種途

26、徑： 對本站洪峰流量及不同時(shí)段洪量的頻率計(jì)算成果進(jìn)行對比分析，計(jì)算成果應(yīng)有如下規(guī)律： 洪量均值隨時(shí)段長度的增加而變大； 時(shí)段平均流量隨時(shí)段長度的增加而減少； 洪量的CV值一般隨時(shí)段長度的增加而減少。第58頁/共93頁第五十八頁，共93頁。洪量(hngling)與時(shí)段的關(guān)系平均流量與時(shí)段的關(guān)系洪量的CV值與時(shí)段的關(guān)系第59頁/共93頁第五十九頁，共93頁。式中，qP, WP ：頻率為P的設(shè)計(jì)(shj)洪峰和設(shè)計(jì)(shj)洪量的摸數(shù)； A：流域面積； n1, n2：系數(shù)，大中流域 n1= 0.5 0.8, n2= 0.4 0.721nPnmPPAWWAQq 第60頁/共93頁第六十頁，共93頁。實(shí)

27、測或調(diào)查最大洪峰流量與流域面積關(guān)系圖第61頁/共93頁第六十一頁，共93頁。某河某站洪峰流量實(shí)測資料共有26年(1955-1982年，其中有二年缺測)，經(jīng)洪水調(diào)查得知1890年曾發(fā)生過特大洪水，洪痕可靠，河床穩(wěn)定，推得洪峰流量為18000m/s，并經(jīng)考證該洪水為1890-1982年期間最大一次，1891-1955洪水未查清。另已知 26年實(shí)測系列洪峰流量均值為 , 均方差為 。推求： P=1/1000，1/100 , 1/50 即千年一遇，百年一遇和50年一遇的洪峰流量Qm。smx/76023 sm /20513 第62頁/共93頁第六十二頁，共93頁。N=93 (1890 1982)n=26

28、 ( 19551982) 1nmPm+=).,2,1(1 MNMPM遺 漏1890第63頁/共93頁第六十三頁，共93頁。%1.1193111 NP實(shí)測系列中無特大值 ，頻率按下式計(jì)算： (n=26, m=1, 2, 26)1 nmP1890年特大洪水(hngshu)頻率（排序?yàn)槔洗螅? 第64頁/共93頁第六十四頁，共93頁。sm-xl -n-NxNxnliiii/7714197652026193180009311311 注：1976527602261 xnxnlii第65頁/共93頁第六十五頁，共93頁。3 . 0262051026193)771418000(193177141)()(11

29、1222121 -xxl-n-Nxx-NxCnliiiiV 82211009. 1262051)()( nxxnxxnli2i2i -注進(jìn)行配線調(diào)整的統(tǒng)計(jì)參數(shù)確定為： 75. 15,35. 0,/77383 VSVmCCCsmQ第66頁/共93頁第六十六頁，共93頁。%2,%1,%1 . 0,mmmQQQsmKQQKPPmmP/2282795. 27738,95. 2%,1 . 03%1 . 0, smQKPmP/1710021.27738,21.2%,13%1, smQKPmP/1539899.17738,99.1%,23%2, 由已知 求 QmP （查KP表)VSVmCCCQP5, 第67

30、頁/共93頁第六十七頁，共93頁。BnCQVmQmP B為Cs & P的函數(shù)(hnsh)，可由Cs=1.75，P = 0.1%，1%，2%分別從偌摸圖中查到： P =0.1%B=10.7 P =1% B=6.0 P =2% B=4.8 第68頁/共93頁第六十八頁，共93頁。折算(sh sun)年數(shù)n的確定：(取c = 0.2 , d = 0.3) 5.59)2693()3.02.0(26)( -n-Ndcnn代入 得不同頻率下的均方誤： BnCQvmQmp smmQ/37577 .105 .5935. 077383%1 . 0 第69頁/共93頁第六十九頁，共93頁。smsmmmQQ

31、/16858 . 45 .5935. 07738/21070 . 65 .5935. 0773833%2%1 mpmpQQpmQ 7. 0,smQsmQsmQmmm/118016857.0/147521077.0/263037577.03%23%13%1.0 第70頁/共93頁第七十頁，共93頁。mmmmmQmsQQQmsQms3,0.1%,0.1%3,0.1%0.1%3,0.1%22827/263011.52%20%228272630/22827263025457 (/ ) mmmmmQmsQQQmsQms3,1%,1%3,1%1%3,1%17100/14758.63%20%17100147

32、5/17100147518575 (/ ) ，mmmmmQmsQQQmsQms3, 2%,2%3, 2%2%3, 2%15398/11807.66%20%153981180/15398118016578 (/ ) 第71頁/共93頁第七十一頁，共93頁。 僅有設(shè)計(jì)洪峰流量和設(shè)計(jì)洪水量還難以確定水庫的防洪庫容和泄水建筑物的尺寸，這 是 因 為 洪 峰 流 量 出 現(xiàn) 的 遲 早 和 洪 量(hngling)集中的程度不同，即洪水過程線形狀的不同，會得到不同的設(shè)計(jì)防洪庫容和最大泄量。第72頁/共93頁第七十二頁，共93頁。 因此，設(shè)計(jì)洪水過程線亦是設(shè)計(jì)洪水的一個不可(bk)缺的重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)洪水過

33、程線指符合某一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水過程線，生產(chǎn)實(shí)踐中一般采用放大典型洪水過程線的方法,其思路是： 先從實(shí)測資料中選取一場典型洪水(hngshu)過程，然后按設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪量進(jìn)行放大，即得設(shè)計(jì)洪水(hngshu)過程線。 第73頁/共93頁第七十三頁，共93頁。第74頁/共93頁第七十四頁，共93頁。采用同倍比放大或同頻率放大二種方法：a. 同倍比放大法： 用同一倍比系數(shù)(xsh)放大典型洪水過程線求設(shè)計(jì)洪水過程線的方法。該法關(guān)鍵是確定以誰為主（洪峰或洪量）的放大倍比值，有以下二種方法： 以洪峰流量控制的同倍比放大法(以峰控制) 適合于無庫容調(diào)節(jié)的工程設(shè)計(jì)，如橋梁、涵洞及排水溝及調(diào)節(jié)性能低的水庫

34、等。 以洪量控制的同倍比放大法(以量控制) 適合于蓄洪為主的工程設(shè)計(jì)，如調(diào)節(jié)性能高的水庫，分洪、滯洪區(qū)等。第75頁/共93頁第七十五頁，共93頁。式中， QmP, QmD 分別為設(shè)計(jì)洪水過程線的洪峰流量和典型(dinxng)洪水過程線的洪峰流量 以洪量控制的同倍比放大法的放大倍比為 以洪峰控制(kngzh)的同倍比放大法的放大倍比為式中，WTP, WTD分別為設(shè)計(jì)(shj)頻率為P統(tǒng)計(jì)時(shí)段為T 的設(shè)計(jì)(shj)洪量和相應(yīng)的時(shí)段典型洪水的洪量mDmPQmQQK (10-14)(10-15)TDTPWWWK 第76頁/共93頁第七十六頁，共93頁。 放大倍比按上述方法求到后，以放大倍比乘實(shí)測的典型

35、洪水過程線的各縱坐標(biāo)，即得設(shè)計(jì)洪水過程線。該法簡單易行，能較好地保持典型洪水過程的形態(tài)。 但該法使得設(shè)計(jì)洪水過程線的洪峰或洪量的設(shè)計(jì)頻率不一致，這是由于兩種放大倍比不同(KQm KW )造成的。如按KQm放大后的洪水過程線所對應(yīng)的時(shí)段洪量不一定等于(dngy)設(shè)計(jì)洪量值。反之如按KW 放大洪水過程線，其洪峰值不一定為設(shè)計(jì)洪峰值。第77頁/共93頁第七十七頁，共93頁。 故為了克服這種矛盾，以使放大后過程線的洪峰和各時(shí)段洪量分別等于設(shè)計(jì)(shj)洪峰和設(shè)計(jì)(shj)洪量，可用下述的同頻率放大法。 該法在放大典型洪水過程線時(shí)，洪峰和不同時(shí)段（1d, 3d, 7d, ）洪量采用(ciyng)不同的倍比，以使得放大后的過程線的洪峰和各時(shí)段的洪量均分別等于設(shè)計(jì)洪峰和設(shè)計(jì)洪量值。具