設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位

設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位第一頁(yè)，共60頁(yè)?！?-1橋涵洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)一、洪水由于降雨、融雪、融冰等原因，河床內(nèi)水量劇增，水位猛漲，這種水文現(xiàn)象叫洪水。洪水包括洪峰、洪量及其洪水過(guò)程線。由于影響水文現(xiàn)象的因素(氣象、地理、地貌等因素)非常復(fù)雜，一次洪水是眾多因素組合的結(jié)果．所以各條河流的洪水不同，同一條河流各次洪水也不相同。如山區(qū)河流洪水暴漲暴落，洪水過(guò)程線比平原河流的洪水過(guò)程線尖瘦；又如，由于降雨雨型或流域形狀的影響，洪峰可有單峰和多峰的不同。第二頁(yè)，共60頁(yè)。黃河1843年洪水水位過(guò)程線1843年(道光二十三年)黃河特大洪水首先見(jiàn)于文獻(xiàn)記載。清代故宮檔案道光二十三年十一月二十六日禮部尚書(shū)麟魁奏疏中說(shuō)：“向年盛漲，三門(mén)山(原三門(mén)峽人、鬼、神三島)出水尚有丈許。本年七月十四日河水陡發(fā)，直漫三門(mén)山頂而過(guò)。禹廟(建于鬼門(mén)島對(duì)岸山崖)亦被沖刷?！钡谌?yè)，共60頁(yè)。第四頁(yè)，共60頁(yè)。

二、設(shè)計(jì)洪水在規(guī)劃設(shè)計(jì)水工建筑物時(shí)，要根據(jù)工程的任務(wù)和規(guī)模，從安全與經(jīng)濟(jì)綜合考慮，擬定一個(gè)在修建及使用期間需要防御的某一級(jí)洪水，作為設(shè)計(jì)的標(biāo)推和依據(jù)。這一洪水稱(chēng)為水工建筑物的設(shè)計(jì)洪水。如橋渡設(shè)計(jì)所依據(jù)的指定頻率下的洪水，為橋渡設(shè)計(jì)洪水；在施工時(shí)作為渡洪依據(jù)的為施工設(shè)計(jì)洪水，作為防洪規(guī)劃依據(jù)的為防洪設(shè)計(jì)洪水。三、設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)河道中出現(xiàn)規(guī)定的某量級(jí)的洪水時(shí)，建筑物不破壞，這級(jí)洪水便是該建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)淮愈高，建筑物遭洪水破壞的可能性就愈小。第五頁(yè)，共60頁(yè)。日前，我們利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理．將洪水的大小用它出現(xiàn)的可能性——頻率表示。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)愈高，該級(jí)洪水流量出現(xiàn)的可能性愈小(洪水頻率愈小)．建筑物遭破壞的可能性愈小，就愈安全。根據(jù)《橋渡規(guī)范》(TBJ17-86)規(guī)定的鐵路橋涵洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)如表4－1所示。第六頁(yè)，共60頁(yè)?，F(xiàn)行的《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60－2004)規(guī)定的公路橋涵洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)如表4－2所示．注：1．三、四級(jí)公路的永久性大橋．在水勢(shì)猛急、河床易于沖刷的情況下，必要時(shí)可用1／100的洪水頻率驗(yàn)算基礎(chǔ)沖刷深度；2．三、四級(jí)公路在交通容許有限度的中斷時(shí)，允許修建浸水橋和過(guò)水路面．其設(shè)計(jì)洪水頻率；應(yīng)根據(jù)容許阻斷交通的時(shí)間久暫和對(duì)上下游的農(nóng)田、城鎮(zhèn),村莊的影響以及泥沙淤塞橋孔,上游河床的淤高等因素確定。第七頁(yè)，共60頁(yè)。§4-2洪水資料的處理

洪水資料是頻率計(jì)算的基礎(chǔ)，是決定計(jì)算成果精度的關(guān)鍵。因此，在頻率計(jì)算以前，應(yīng)對(duì)本流域及相鄰流城的有關(guān)情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查研究，并作必要的處理，使基本資料具有一定的可靠性、獨(dú)立性、一致性和代表性，滿足頻率計(jì)算的要求。一、洪水資料審查洪水資料包括實(shí)測(cè)洪水資料和調(diào)查得到的歷史洪水資料。對(duì)實(shí)測(cè)洪水資料的觀測(cè)與整編要進(jìn)行檢查。檢查重點(diǎn)放在觀測(cè)及整編質(zhì)量較差的年份。如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)會(huì)同原整編單位作進(jìn)一步審查工作和必要的修正。對(duì)于歷史洪水資料要進(jìn)行審查，對(duì)其可靠程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。第八頁(yè)，共60頁(yè)。二、洪水資料的選樣(一)選樣原則應(yīng)滿足頻率計(jì)算關(guān)于獨(dú)立隨機(jī)取樣的要求。各樣本的形成條件應(yīng)具有同一基礎(chǔ)。如：不能把暴雨洪水與春汛混在一起作為一個(gè)水文系列進(jìn)行頻率計(jì)算，不能把潰壩洪水加入—般洪水系列進(jìn)行頻率計(jì)算等等。(二)選樣方法對(duì)于水工建筑物的洪水選樣，洪峰流量采用年最大值法，即每一年中只選取最大的一個(gè)瞬時(shí)洪峰流量，作為頻率計(jì)算的樣本。當(dāng)某些大水年份資料缺測(cè)和漏測(cè)時(shí)，應(yīng)通過(guò)調(diào)查補(bǔ)全，或查明缺測(cè)值的量級(jí)大小。盡量使觀測(cè)系列在時(shí)間順序上是連續(xù)的隨機(jī)樣本。(三)洪水資料的還原當(dāng)每年最大洪峰流量的一致性受到某種情況影響時(shí)，要消除影響，將資料改正到同一的基礎(chǔ)上來(lái)，才能進(jìn)行頻率計(jì)算。這就是洪水資料還原。影響洪水資料一致性的原因有：流域內(nèi)修建蓄水、引水、分洪、滯洪等工程，以及河流改道、決口、潰壩等情況。第九頁(yè)，共60頁(yè)。(四)洪水資料的插補(bǔ)延長(zhǎng)插補(bǔ)延長(zhǎng)的方法有：利用上(下)游站的流量資料進(jìn)行插補(bǔ)延長(zhǎng)，利用本站同次洪峰與洪量相關(guān)關(guān)系，由洪水總量推求洪峰流量，利用本流域暴雨資料插補(bǔ)延長(zhǎng)。(五)洪水資料的系列代表性分析洪水資料系列代表性的審查是十分重要的工作。設(shè)計(jì)洪水成果的實(shí)際誤差，或正或負(fù)，或大或小，主要取決于樣本系列的代表性。對(duì)于水文觀測(cè)系列，真正的總體是很難知道的，只能通過(guò)一些旁證借以判斷短系列樣本的代表性。如通過(guò)實(shí)測(cè)資料與調(diào)查考證資料進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)與鄰近流域測(cè)站的長(zhǎng)期資料進(jìn)行對(duì)比，可以幫助我們對(duì)樣本系列的代表性做出判斷。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看來(lái)，要提高樣本的代表性，首先，樣本應(yīng)該是隨機(jī)地抽自總體；其次，樣本應(yīng)該有足夠的容量，第三，樣本互相獨(dú)立，并且與總體具有相同的概率分布

第十頁(yè)，共60頁(yè)。例4-l某站有1941年-1970年的30年實(shí)測(cè)資料，還調(diào)查到自1911年以來(lái)的60年中，發(fā)生過(guò)于1913年、1917年、1923年、1933年、1939年、1943年等6次較大的歷史洪水，而實(shí)測(cè)的1956年洪水則為60年中首位的特大洪水。此外，還有1926年、1960年兩個(gè)大早年份。另外從文獻(xiàn)資料中了解到自公元1500年以來(lái)的470年中，發(fā)生嚴(yán)重水旱災(zāi)害的次數(shù)為：特大洪水8年，較大洪水47年，大早年份15年。平均特大洪水60年發(fā)生一次，較大洪水平均10年發(fā)生一次，大早年份平均30年發(fā)生一次，根據(jù)以上30年和60年長(zhǎng)短兩個(gè)系列比較，實(shí)測(cè)的30年中具有一個(gè)特大洪水和一個(gè)次大洪水。從1911年到1970年的60年系列中，則除一個(gè)特大洪水外，而有6個(gè)較大洪水，2個(gè)大早年，這與470年的平均情況很相近，因此可以認(rèn)為從1911年至1970年這個(gè)60年系列具有較好的代表性。第十一頁(yè)，共60頁(yè)?！?-3關(guān)于特大洪水

一、特大洪水沒(méi)有一個(gè)明確的量的定義。一般指相當(dāng)大的洪水。在概率格紙上，它的頻率點(diǎn)與一般洪水的頻率點(diǎn)有明顯的脫節(jié)現(xiàn)象。在歷史洪水中、在實(shí)測(cè)洪水中都有可能出現(xiàn)特大洪水需提出作單獨(dú)處理。二、考慮特大洪水的重要性例4—2滹沱河黃壁莊水文站，從1918年開(kāi)始觀測(cè)流量，到1954年共有不連續(xù)的20年實(shí)測(cè)洪水資料，其中最大實(shí)測(cè)洪峰流量為3700m／s。在1958年推算設(shè)計(jì)洪水時(shí)．雖然已調(diào)查到四次歷史洪水資料，但因?yàn)橛腥藢?duì)它們定量的可靠性有懷疑，只用了實(shí)測(cè)的二十年資料進(jìn)行推算，計(jì)算成果是：

第十二頁(yè)，共60頁(yè)。Q0.1%＝7500m3／s

。兩年后，1956年該站實(shí)測(cè)到特大洪水為13100m3/s,若以此資料加入系列，即有22年資料，推算出Q0.1%＝25900m3/s，它與前者相差三倍有余。這引起了人們的重視。經(jīng)過(guò)再次實(shí)地調(diào)查和歷史文獻(xiàn)考證，根據(jù)河床斷面沖淤，修正歷史洪水流量；1794年Q＝25000m3/s；1853年Q＝18000m3/s；1917年Q＝13500m3/s，1935年Q＝8300m3/s。如果1954年就采用調(diào)查到的四次歷史洪水資料，其中1794年按160年、350年以來(lái)的首位計(jì)算，得CV＝1.7；CS/CV

＝3，Q0.1%

＝30000m3/s。第十三頁(yè)，共60頁(yè)。

后來(lái)，在1963年又測(cè)得特大洪水Q＝12000m3/s

。在1964年用全部資料進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果是：CV

＝1.5,CS/CV

＝3;

Q0.1%

＝31000m3/s

。這與30000m3/s相比相差較少，可見(jiàn)計(jì)算結(jié)果已趨于穩(wěn)定。也就是說(shuō)，當(dāng)增大樣本容量、即考慮歷史洪水時(shí)，可以提高計(jì)算成果的可靠性。第十四頁(yè)，共60頁(yè)。

黃壁莊水庫(kù)位于石家莊市西北30公里的太行山東麓，是滹沱河上一座以防洪為主，融灌溉、發(fā)電、城市供水、環(huán)境供水等于一體的大（Ⅰ）型水利樞紐工程，總庫(kù)容12.1億立方米，與上游的崗南水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，總控制流域面積23400平方公里，占滹沱河流域面積的95%。

水庫(kù)于1958年10月動(dòng)工興建，1959年攔洪蓄水，1965年冬開(kāi)始擴(kuò)建，1968年基本建成，1968年至1998年間，先后進(jìn)行多次改擴(kuò)建和加固處理，1998年開(kāi)始進(jìn)行全面的除險(xiǎn)加固。水庫(kù)樞紐工程主要包括主壩、副壩、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、電站重力壩、靈正渠電站等。水庫(kù)經(jīng)除險(xiǎn)加固，達(dá)到部頒萬(wàn)年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，成為海河南系重要的控制性工程。

第十五頁(yè)，共60頁(yè)。4月20日黃壁莊水庫(kù)水情

黃壁莊水庫(kù)4月20日8時(shí)水庫(kù)水位112.76米，庫(kù)容1.04億立方米(崗南水庫(kù)6.27億立方米)，入庫(kù)流量30.6立方米每秒，出庫(kù)流量12.7立方米每秒，降雨12.6毫米。

第十六頁(yè)，共60頁(yè)。三、連序系列與不連序系列由實(shí)測(cè)和插補(bǔ)延長(zhǎng)資料組成的系列中，如果沒(méi)有特大洪水位需要提出單獨(dú)處理，各項(xiàng)洪水值直接按其大小順序統(tǒng)一排隊(duì)，序號(hào)不間斷，這一樣本稱(chēng)為連序系列。當(dāng)有特大洪水，需在更長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)進(jìn)行排位，序號(hào)不連序，這種樣本的系列稱(chēng)為不連序系列。例4—3圖4—1表示某水文站從1930年到1983年，有54年實(shí)測(cè)資料，其中1949年為最大，經(jīng)考證應(yīng)從實(shí)測(cè)系列中抽出作為特大值處理。另外查明自1903年以來(lái)的81年中，為首的三次大洪水排位是1921年、1949年、1903年。并斷定在81年間不會(huì)遺漏掉比1903年更大的洪水。同時(shí)還調(diào)查到在1903年以前，還有三次大于1921年的特大洪水，序位是1867年，1852年、1832年，而比1921年小的洪水已無(wú)法查清。第十七頁(yè)，共60頁(yè)。圖4-1某站實(shí)測(cè)系列資料若以1930年到1983年的洪水為一樣本系列，1949年的洪水不作為特大洪水值，則可得到一個(gè)有54年資料按值大小排序位，有從1到54不間斷序號(hào)的系列,即連序系列；若考慮特大洪水，從1903年到1983年80年中，按洪水值大小順序排位，我們只能排出為首的三個(gè)，得到一個(gè)不連序系列。第十八頁(yè)，共60頁(yè)。歷史調(diào)查期實(shí)測(cè)期QNQN資料內(nèi)特大洪水資料外特大洪水(歷史特大洪水)一般時(shí)，QN可以考慮作為特大洪水處理。歷史調(diào)查期實(shí)測(cè)期第十九頁(yè)，共60頁(yè)。[例]1992年長(zhǎng)江重慶～宜昌河段洪水調(diào)查

同治九年（1870年）川江發(fā)生特大洪水，沿江調(diào)查到石刻91處，推算得宜昌洪峰流量Qm＝110000m3/s。

Nn19921870Qm＝110000m3/s

如此洪水為1870年以來(lái)為最大，則N=1992-1870+1＝123（年）。這么大的洪水平均130年就發(fā)生一次，可能性不大。第二十頁(yè)，共60頁(yè)?！?-4有流量資料時(shí)設(shè)計(jì)洪峰流量的計(jì)算

若從某水文測(cè)站取得n項(xiàng)實(shí)測(cè)年最大洪峰流量資料，同時(shí)還取得若干個(gè)特大洪水的數(shù)據(jù)，這時(shí)可用第三章介紹的方法推求設(shè)計(jì)洪峰流量。推算時(shí)可以根據(jù)洪水變化規(guī)律的特性，選擇合適的“理論”頻率曲線。下面以采用皮爾遜Ⅲ型頻率曲線為例，介紹加入特大洪水時(shí)構(gòu)成不連序系列的設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算的特點(diǎn)及方法步驟。第二十一頁(yè)，共60頁(yè)。一、經(jīng)驗(yàn)頻率的估算不連序系列中各項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率可用下述兩種方法中的一種進(jìn)行估算：

(一)方法一：將實(shí)測(cè)系列與特大洪水系列看作是從總體中獨(dú)立抽出的幾個(gè)隨機(jī)連序樣本。故各項(xiàng)洪水分別在所屬系列中進(jìn)行排位，實(shí)測(cè)系列仍按式(3-6)計(jì)算。若在實(shí)測(cè)系列中出現(xiàn)特大洪水，當(dāng)提出特大洪水項(xiàng)后，計(jì)算其余各項(xiàng)洪水頻率時(shí),其樣本容量n及序號(hào)m仍保持不變，即不重新排位。而在調(diào)查期N年中的前a項(xiàng)特大洪水(包括出現(xiàn)在實(shí)測(cè)系列中的特大洪水)，序位為M(M＝1，2,3,…a)的經(jīng)驗(yàn)頻率為：（4.1）

若某項(xiàng)洪水可以同時(shí)在兩個(gè)連序系列中排位時(shí)，其經(jīng)驗(yàn)頻率取其中抽樣誤差較小的，或參考其他情況選定。若按此法估算的歷史洪水和實(shí)測(cè)系列前幾項(xiàng)洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率出現(xiàn)重迭現(xiàn)象時(shí),則可將實(shí)測(cè)系列的前幾項(xiàng)洪水，除保留其在實(shí)測(cè)系列中的位置外，另外按歷史洪水重現(xiàn)期將其位置排在a個(gè)歷史洪水之后，用公式(4.1)進(jìn)行估算，修正其經(jīng)驗(yàn)頻率。第二十二頁(yè)，共60頁(yè)。(二)方法二：將實(shí)測(cè)系列與特大值系列共同組成一個(gè)不連序系列作為代表總體的樣本，系列中各項(xiàng)在調(diào)查期N年內(nèi)統(tǒng)一排位。在調(diào)查期N年中有特大洪水a(chǎn)項(xiàng),其中有項(xiàng)發(fā)生在n年實(shí)測(cè)系列內(nèi),N年中的a項(xiàng)特大洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率用公式(4—1)估算。實(shí)測(cè)系列中其余的(n—)項(xiàng),因?yàn)槌闃邮窃诳傮w內(nèi)小于末位特大洪水的條件下進(jìn)行的，其經(jīng)驗(yàn)頻率估算公式為：式中為末位特大洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率.

所以上式可寫(xiě)為:（4.2）如果在N年之外，有更長(zhǎng)的年內(nèi)的調(diào)查洪水可同樣把N與年組成不連序系列進(jìn)行頻率估算。第二十三頁(yè)，共60頁(yè)。二、估算統(tǒng)計(jì)系數(shù)(一)、的估算對(duì)于N年不連序系列，、可分別按以下情況估算：1、當(dāng)實(shí)測(cè)n年系列資料為豐水年時(shí),則計(jì)算參數(shù)時(shí)不考慮特大洪水值,按n年連序系列計(jì)算2、當(dāng)實(shí)測(cè)n年為一般情況時(shí)，則可假定缺測(cè)年的平均情況與實(shí)測(cè)年相同，則有:3．當(dāng)實(shí)測(cè)年代n為旱年時(shí)，可以采用第二十四頁(yè)，共60頁(yè)。(二)Cs的確定和、Cv的調(diào)整由于Cs的計(jì)算需要長(zhǎng)期的資料才能取得較滿意的結(jié)果,因此在目前洪水流量系列較短的情況下，普通采用適點(diǎn)法確定Cs值。對(duì)于洪峰流量系列，適點(diǎn)時(shí)盡量達(dá)到以下要求：1．盡量照顧點(diǎn)群的趨勢(shì)，使曲線通過(guò)點(diǎn)群中間，如有困難，可側(cè)重考慮上部和中部的點(diǎn)據(jù)。2．要分析各點(diǎn)據(jù)的峰量數(shù)值與相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)頻率的精度。資料精度不同可能使位置有一定的變動(dòng)范圍。適線時(shí)應(yīng)區(qū)別對(duì)待,使曲線盡量靠近精度較高的點(diǎn)據(jù)。第二十五頁(yè)，共60頁(yè)。3．對(duì)調(diào)查考證期內(nèi)為首幾位特大洪水，要具體分析。一般說(shuō)來(lái)，年代愈久的歷史特大洪水加入系列進(jìn)行適線，對(duì)合理選定統(tǒng)計(jì)參數(shù)是有較大作用的。但也應(yīng)注意這些資料本身的誤差可能較大。所以適線時(shí)不應(yīng)機(jī)械地通過(guò)特大洪水點(diǎn)據(jù),而使曲線脫離點(diǎn)群,也不能因要照顧點(diǎn)群趨勢(shì)，使曲線離開(kāi)特大洪水點(diǎn)據(jù)過(guò)遠(yuǎn)，應(yīng)在其誤差范圍內(nèi)調(diào)整。4．應(yīng)考慮各統(tǒng)計(jì)參數(shù)在地區(qū)的變化規(guī)律

第二十六頁(yè)，共60頁(yè)。三、計(jì)算設(shè)計(jì)洪水流量當(dāng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)最后確定后，可按式(3—27)

計(jì)算設(shè)計(jì)洪水流量四、頻率曲線的圖解適線法頻率曲線的圖解適線是在頻率格子上作圖．要求“理論”頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)頻率曲線作到最佳適合．作圖時(shí)，經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)在曲線上不容許有任何變動(dòng)．但“理論”頻率曲線的各統(tǒng)計(jì)參數(shù)根據(jù)誤差計(jì)算可適當(dāng)調(diào)整第二十七頁(yè)，共60頁(yè)。

適線時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到下列要求：1.應(yīng)盡量照顧點(diǎn)群的趨勢(shì)，使曲線通過(guò)點(diǎn)群中心．并使曲線各段上下兩方的點(diǎn)數(shù)或總離差約略相等．而不宜過(guò)分牽就于個(gè)別偏離較大的點(diǎn)據(jù)．2.考慮到P—III型曲線的應(yīng)用有一定的假定性，當(dāng)不能兼顧曲線所有點(diǎn)據(jù)的符合時(shí)，曲線配合的主要對(duì)象應(yīng)是中上部分的較大洪水點(diǎn)據(jù)，而對(duì)于下端點(diǎn)據(jù)的配合要求可以放寬。3.要分析點(diǎn)據(jù)的峰、量數(shù)值與經(jīng)驗(yàn)頻率的精度.要考慮到各個(gè)點(diǎn)據(jù)位置都可能有一定的變動(dòng)范圍．特別是歷史上的洪水點(diǎn)據(jù)．在適線時(shí)對(duì)精度不同的點(diǎn)據(jù)不要同等對(duì)待，而應(yīng)使曲線盡量靠近精度較高的點(diǎn)據(jù)．第二十八頁(yè)，共60頁(yè)。4．對(duì)調(diào)查考證期內(nèi)為首幾位特大洪水。要持一分為二的態(tài)度．一般來(lái)說(shuō)．年代愈為久遠(yuǎn)的歷史洪水，其作用越大，但其本身誤差也較大．在適線時(shí)，既不宜使曲線機(jī)械地通過(guò)最大洪水的點(diǎn)據(jù)從而脫離了點(diǎn)群的趨勢(shì)，但也不應(yīng)離開(kāi)大水點(diǎn)據(jù)過(guò)遠(yuǎn)超出一定的變動(dòng)范圍．5．在適線時(shí)要考慮不同歷時(shí)洪水特征的統(tǒng)計(jì)參數(shù)的變化規(guī)律，以及同一洪水特征的統(tǒng)計(jì)參數(shù)在地區(qū)上的變化規(guī)律．第二十九頁(yè)，共60頁(yè)。

五、P—III型曲線線型推求設(shè)計(jì)流量的應(yīng)用

統(tǒng)計(jì)參數(shù)初試值計(jì)算先將系列資料(包括實(shí)測(cè)、插補(bǔ)延長(zhǎng)和調(diào)查資料)分別按年代順序和流量遞減顧序排列,再計(jì)算各項(xiàng)流量資料的經(jīng)驗(yàn)頻率，在機(jī)率格紙上繪成經(jīng)驗(yàn)頻率曲線以備適線。為了求得“理論”頻率曲線，需先定出它的三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)的初始值。下面介紹矩法、三點(diǎn)法兩種方法供選用。第三十頁(yè)，共60頁(yè)。1．矩法用矩法計(jì)算的初試值時(shí)，對(duì)于n年連序系列可采用公式計(jì)算，對(duì)于不連序系列如在迄今的N年中調(diào)查考證到為首a項(xiàng)的特大洪水其中有L個(gè)發(fā)生在n年實(shí)測(cè)與插補(bǔ)系列中，計(jì)算公式如前。在矩法計(jì)算中．通常參考地區(qū)統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)選定一個(gè),

用矩法計(jì)算，抽樣誤差小于其他方法，一般可不加修正．

第三十一頁(yè)，共60頁(yè)。第三十二頁(yè)，共60頁(yè)。第三十三頁(yè)，共60頁(yè)。取Cv=0.7，令Cs=3Cv。查附表2，得不同頻率P的Kp值。則Qp=Kp×Q或查附表1，得不同頻率P的Φ值，用式（7-44）計(jì)算Qp。第三十四頁(yè)，共60頁(yè)。第三十五頁(yè)，共60頁(yè)。第三十六頁(yè)，共60頁(yè)。第三十七頁(yè)，共60頁(yè)。第三十八頁(yè)，共60頁(yè)。求200年一遇的洪峰流量？∵P=0.5%，Cv=0.8，Cs=3.5Cv=2.8查附表2，得Kp=4.87∴Q0.5%=4.87×587=2859m3/s或查附表1，得Φ=4.84，代入有Q0.5%=587×（1+0.8×4.84）=2859m3/s

第三十九頁(yè)，共60頁(yè)。2．三點(diǎn)法先在頻率格紙上，通過(guò)點(diǎn)群中心目估繪制一條光滑的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。然后在線上讀出P＝5、50、95%三點(diǎn)處的洪水值按下式計(jì)算偏度系數(shù)S：根據(jù)S值從表4—6中可查得值，根據(jù)值從表4-7中可查得相應(yīng)的值，再用下列公式計(jì)算有關(guān)參數(shù)。第四十頁(yè)，共60頁(yè)。式中:——離均系數(shù)．即P=5、50、95％時(shí)的離均系數(shù)。按本法計(jì)算時(shí)．選取的三點(diǎn)應(yīng)盡量離得遠(yuǎn)一些．但也不宜超出實(shí)測(cè)范圍太遠(yuǎn)。根據(jù)系列的長(zhǎng)短，尚可選取P＝1、50、99％或P＝3、50、97％或P＝10、50、99％等不同組合，第四十一頁(yè)，共60頁(yè)。4.“理論”頻率曲線的選配與設(shè)計(jì)流量值的計(jì)算根據(jù)上述辦法計(jì)算得的初試值，計(jì)算相應(yīng)的x-P(或K—P)在機(jī)率格紙上點(diǎn)繪“理論”頻率曲線，與經(jīng)驗(yàn)頻率曲線進(jìn)行比較．必要時(shí)變動(dòng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，使兩者達(dá)到最佳適合為止．通過(guò)適線，最后選定了理論”頻率曲線及其統(tǒng)計(jì)參數(shù)，即可查取，用公式(4—7)計(jì)算出所需的相應(yīng)頻率的設(shè)計(jì)流量值。第四十二頁(yè)，共60頁(yè)。5．誤差計(jì)算因水文計(jì)算中所依據(jù)的資料僅僅是樣本，存在抽樣誤差．對(duì)某一個(gè)具體洪水樣本系列，頻率計(jì)算成果的實(shí)際誤差是正是負(fù)，是大是小，只能通過(guò)系列代表性分析、合理性檢查、地區(qū)綜合統(tǒng)計(jì)等途徑作出定性的或概略的估計(jì)．第四十三頁(yè)，共60頁(yè)。§4-5流量觀測(cè)資料缺乏時(shí)洪峰流量的推求當(dāng)橋址及上下游無(wú)洪水觀測(cè)資料時(shí)，設(shè)計(jì)洪水值的計(jì)算可利用調(diào)查歷史洪水的資料和其它間接的或經(jīng)驗(yàn)性的資料來(lái)推算．一種是根據(jù)調(diào)查歷史洪水的資料并配合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定P—III型曲線的三個(gè)參數(shù)值．然后計(jì)算設(shè)計(jì)洪水值；另一種是根據(jù)地區(qū)洪水經(jīng)驗(yàn)公式直接求算設(shè)計(jì)洪水值。第四十四頁(yè)，共60頁(yè)。資料缺乏時(shí)洪峰流量的推求的方法一、根據(jù)調(diào)查歷史洪水資料推求二、根據(jù)地區(qū)洪水經(jīng)驗(yàn)公式推求三、可能最大洪水推算四、純經(jīng)驗(yàn)暴雨粗算法第四十五頁(yè)，共60頁(yè)。一、根據(jù)調(diào)查歷史洪水資料推求若調(diào)查有幾個(gè)歷史洪水資料并能確定它們的重現(xiàn)期．則可采用海森機(jī)率格紙點(diǎn)繪成經(jīng)驗(yàn)頻率曲線．將曲線外延即可粗略讀出設(shè)計(jì)洪水值。若調(diào)查到的歷史洪水資料數(shù)量較少，則估算設(shè)計(jì)洪水值可按下列方法進(jìn)行(由地區(qū)水文圖集確定)

因

得

第四十六頁(yè)，共60頁(yè)。式中：

QP——規(guī)定頻率的設(shè)計(jì)洪水流量（m3/s）

Q——多年平均的最大洪水流量（m3/s）;QN——相當(dāng)于某一頻率的調(diào)查歷史洪水流量（m3/s）;KP

、KN-——相應(yīng)于QP及QN的模量系數(shù);——相應(yīng)于QP及QN的離均系數(shù)。第四十七頁(yè)，共60頁(yè)。[算例4—9]根據(jù)調(diào)查到的三個(gè)歷史洪水流量，Q＝150、112、97m3/s．其重現(xiàn)期相應(yīng)為20、10、5年。求算Q1%計(jì)算步驟如下:1：計(jì)算值為第四十八頁(yè)，共60頁(yè)。2.從附錄中,在T1＝20、T2＝10縱行下X=1.34查得;在T1=20、T2

＝5縱行下X＝1.55查得以及在T1

＝10、T2

＝5縱行下X＝1.15查得

3.在T2＝5附表中，的同一橫行中查得，需要求的設(shè)計(jì)洪水流量為

第四十九頁(yè)，共60頁(yè)。二、根據(jù)地區(qū)洪水經(jīng)驗(yàn)公式推求使用地區(qū)洪水經(jīng)驗(yàn)公式是在缺乏洪水資料時(shí)計(jì)算洪峰流量所常用的一種簡(jiǎn)易方法．在一個(gè)較小的地區(qū)范圍內(nèi)，水文、氣象和地理?xiàng)l件常具有共同的特征，影響洪峰流量的因素和水文參數(shù)也往在存在一定的變化規(guī)律，地方各部門(mén)在多年生產(chǎn)實(shí)踐中積累起來(lái)的洪水資料和計(jì)算經(jīng)驗(yàn)是很寶貴的。

第五十頁(yè)，共60頁(yè)。三、暴雨特性及氣象成因分析掌握設(shè)計(jì)流域的基本情況，分析設(shè)計(jì)流域的暴雨特性、氣象成因是推求流域可能最大暴雨的基礎(chǔ)工作．因此在研究暴雨特性和氣象成因時(shí)，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大分析設(shè)計(jì)流域范圍，并將天氣、暴雨與流域、洪水的相互聯(lián)系．其因果關(guān)系有無(wú)有機(jī)的結(jié)合．（一）、流域特性分析