《工程水文學(xué)》(第4版)第8章 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水.ppt

1、工程水文學(xué) (Engineering Hydrology),主 講：張 峰 手 機(jī)郵 箱：zf_,安徽水電學(xué)院水文與水資源專(zhuān)業(yè)教研室 二一五年二月一日,工程水文學(xué) (Engineering Hydrology),二一五年二月一日,第8章 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水,一、洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),所謂某種大洪水意指工程設(shè)計(jì)時(shí)選擇的一種特定洪水。如何選擇較為合適的洪水作為依據(jù)，涉及一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，稱(chēng)為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 在國(guó)標(biāo)GB50201-94中明確了兩種防洪標(biāo)準(zhǔn)的概念。 一是水工建筑物本身的防洪標(biāo)準(zhǔn)；二是防洪對(duì)象保護(hù)要求有關(guān)的防洪區(qū)的防洪安全標(biāo)準(zhǔn)，如某一城市的防洪安全標(biāo)準(zhǔn)。,城市等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn)

2、,水利水電工程樞紐的等別,一、洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),一、洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),水工建筑物的級(jí)別,一、洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),水庫(kù)工程水工建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn),二、設(shè)計(jì)洪水的含義,1、洪水： 由于流域內(nèi)降雨或冰川溶雪，大量徑流匯入河道，導(dǎo)致流量激增，水位上漲，這種水文現(xiàn)象稱(chēng)為洪水。,2、洪水三要素 一次洪水過(guò)程可用3個(gè)控制性要素加以描述，常稱(chēng)為洪水三要素，即 （1）洪峰流量 Qm（m3/s），為洪水過(guò)程線的最大流量。 （2）洪水總量 W（m3），為一次洪水的徑流總量。 （3）洪水過(guò)程線，洪水從A到B點(diǎn)的時(shí)距t1為漲水歷時(shí)，從B到C點(diǎn)的時(shí)距t2為退水歷時(shí)，一般情況下，t2t1。T=t1+t2，稱(chēng)T為洪水歷時(shí)。,二、設(shè)計(jì)洪水的含

3、義,3、設(shè)計(jì)洪水 所謂設(shè)計(jì)洪水，實(shí)質(zhì)上是指具有規(guī)定功能的一場(chǎng)特定洪水，其具備的功能是：以頻率等于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的原則，求得該頻率的設(shè)計(jì)洪水，以此為據(jù)而規(guī)劃設(shè)計(jì)的工程，其防洪安全事故的風(fēng)險(xiǎn)率等于指定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 例如：某水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以重現(xiàn)期千年，頻率為0.1%表示，就是指該頻率下的設(shè)計(jì)洪水經(jīng)過(guò)調(diào)洪推求的水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位，在未來(lái)水庫(kù)長(zhǎng)期運(yùn)行中，每年最高庫(kù)水位超過(guò)該設(shè)計(jì)水位的概率是0.1%。,設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)建筑物的級(jí)別選定不同頻率作為防洪標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)永久性建筑物所采用的洪水標(biāo)準(zhǔn)，分為正常運(yùn)用和非常運(yùn)用兩種情況，分別稱(chēng)為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和校核標(biāo)準(zhǔn)。 用正常運(yùn)用的洪水來(lái)確定水利水電樞紐工程的設(shè)計(jì)洪水位、設(shè)計(jì)泄洪流量等水工建筑

4、物設(shè)計(jì)參數(shù)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的洪水稱(chēng)為設(shè)計(jì)洪水。 若洪水在短期內(nèi)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，主要水工建筑不允許破壞，僅允許一些次要的建筑物損毀或失效，這種情況就稱(chēng)為非常運(yùn)用條件或標(biāo)準(zhǔn)，按照非常運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)確定的洪水稱(chēng)為校核洪水。,二、設(shè)計(jì)洪水的含義,設(shè)計(jì)洪水包括設(shè)計(jì)洪峰流量Qmp、不同時(shí)段設(shè)計(jì)洪量WTp及設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線Qpt三個(gè)要素。,暴雨 洪水,冰川 洪水,融雪 洪水,二、設(shè)計(jì)洪水的含義,按所用資料不同，推求設(shè)計(jì)洪水的途徑主要包括： （1）由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水 分別對(duì)洪峰流量和各種時(shí)段洪量進(jìn)行頻率計(jì)算，求的設(shè)計(jì)洪峰流量和各種時(shí)段的設(shè)計(jì)洪量；選擇適當(dāng)?shù)牡湫秃樗^(guò)程線，用設(shè)計(jì)洪峰和設(shè)計(jì)洪量控制對(duì)其進(jìn)行放大，得出設(shè)計(jì)洪

5、水過(guò)程線。 （2）由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水 先通過(guò)頻率計(jì)算推求設(shè)計(jì)暴雨，再利用流域產(chǎn)匯流方法由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水。 （3）由水文氣象資料推求設(shè)計(jì)洪水 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)流域或附近地區(qū)的暴雨氣象成因分析和洪水分析，求得可能最大降水，經(jīng)流域產(chǎn)匯流計(jì)算，求得可能最大洪水。 （4）由地理綜合法推求設(shè)計(jì)洪水 對(duì)氣候及下墊面因素相似地區(qū)的實(shí)測(cè)和調(diào)查洪水資料進(jìn)行綜合歸納，直接建立洪峰流量或洪水總量與各有關(guān)影響因素之間的相關(guān)關(guān)系，供設(shè)計(jì)地區(qū)無(wú)資料的中、小流域設(shè)計(jì)洪水估算之用。 水文分析計(jì)算原則：“多種方法，綜合分析，合理選定” 。,二、設(shè)計(jì)洪水的含義,當(dāng)研究斷面有比較充分的實(shí)測(cè)流量資料時(shí)，可采用由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水

6、。由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水時(shí)，要經(jīng)過(guò)一下步驟： （1）洪水資料選樣（選取洪峰流量和洪量）； （2）洪水資料審查； （3）考慮特大洪水的頻率計(jì)算（推求設(shè)計(jì)洪峰流量和設(shè)計(jì)洪量）； （4）設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線推求； （5）計(jì)算成果合理性分析。,三、洪水資料的分析處理,1、洪水樣本的選取,河流上一年內(nèi)要發(fā)生多次洪水，每次洪水具有不同歷時(shí)的流量變化，如何從歷年洪水系列資料（包括實(shí)測(cè)洪水資料和調(diào)查的歷史洪水資料）中選取表征洪水特征值的樣本，是洪水頻率計(jì)算的首要問(wèn)題。,實(shí)測(cè)洪水：n年 洪水系列有兩類(lèi)：洪峰流量與不同時(shí)段洪水總量 洪峰系列：年最大值法，即從收集的洪水系列資料中逐年選取一個(gè)最大瞬時(shí)洪峰流量組成洪峰流量系

7、列。 洪量系列：固定時(shí)段年最大值法，即從收集的洪水系列資料中逐年選取固定時(shí)段最大洪量組成洪水總量系列。 固定時(shí)段T：1、3、5、7、15、30d 。,年最大值法選樣示意圖,三、洪水資料的分析處理,1、洪水樣本的選取,值得注意的是，所謂年最大1d洪量W1實(shí)際上是一年中連續(xù)24h的最大洪量，并不是逐日平均流量表中的最大日平均流量乘以一天的秒數(shù)；同樣，W3是指一年中連續(xù)72h最大洪量，其他依次類(lèi)推。 選取年最大值時(shí)不考慮洪峰流量或其它時(shí)段洪水總量發(fā)生的時(shí)間和位置，洪峰流量和各時(shí)段洪水總量的年最大值可以來(lái)自不同次洪水，而不要求年最大瞬時(shí)洪峰流量和各時(shí)段年最大洪水總量一定要發(fā)生在同一次洪水中。如右圖：洪

8、峰流量和最大1日洪量屬于同一次洪水，而最大3日和最大5日洪水總量則屬另一次洪水。,三、洪水資料的分析處理,2、洪水資料的審查和分析,選取的洪水資料是洪水頻率計(jì)算的基礎(chǔ)，是決定計(jì)算成果精度的關(guān)鍵，必須充分重視洪水資料的審查與分析工作。分析內(nèi)容包括洪水資料的可靠性、一致性和代表性審查。 （1）洪水資料的可靠性審查 審查目的：保證徑流系列真實(shí)、可靠。 審查內(nèi)容：包括資料的測(cè)驗(yàn)方法、整編方法和成果質(zhì)量，特別是審查觀測(cè)和整編質(zhì)量較差的年份。注意了解水尺位置、零點(diǎn)高程、水準(zhǔn)基面的變動(dòng)情況；汛期是否有水位觀測(cè)中斷的情況；所測(cè)斷面是否有沖淤變化；水位流量關(guān)系曲線的延長(zhǎng)是否合理等。 審查方法：一般通過(guò)對(duì)歷年水位

9、流量關(guān)系曲線的對(duì)照，上下游、干支流水量平衡及洪水過(guò)程線的對(duì)照，降雨徑流關(guān)系的分析等進(jìn)行檢查，必要時(shí)做適當(dāng)修改。 對(duì)調(diào)查的歷史洪水資料主要審查調(diào)查計(jì)算的洪峰流量及其發(fā)生年份的可靠性。關(guān)于前者，主要審查洪水痕跡是否可靠，上下游痕跡是否一致以及流量推算是否合理。對(duì)于后者，應(yīng)主要了解確定發(fā)生年份的依據(jù)是否充分，河流上下游和鄰近流域是否一致等。,三、洪水資料的分析處理,2、洪水資料的審查和分析,（2）洪水資料一致性審查 所謂資料系列的一致性是指資料系列具有同一成因，就是說(shuō)，組成該系列的流量資料都是在同樣的氣候條件、同樣的下墊面條件和同一測(cè)流斷面條件下獲得的。 審查目的：保證徑流系列來(lái)自統(tǒng)一總體。 審查方

10、法：因氣候條件變化緩慢，故主要從人類(lèi)活動(dòng)影響和下墊面的改變來(lái)審查。如因流域上修建了蓄水、引水、分洪、滯洪等工程或發(fā)生決口、潰堤、改道等情況，導(dǎo)致流域的洪水形成條件明顯改變，而不同形成條件的洪水資料的概率分布亦不同，若把其放在一起進(jìn)行頻率計(jì)算，就會(huì)破壞資料的“一致性”，此時(shí)應(yīng)將資料改正到同一基礎(chǔ)上，力求使樣本系列具有同一的總體分布規(guī)律，即進(jìn)行徑流還原計(jì)算。,三、洪水資料的分析處理,2、洪水資料的審查和分析,（3）洪水資料的代表性審查 洪水系列的代表性，是指該洪水樣本的頻率分布與其總體概率分布的接近程度，如接近程度較高，則系列的代表性較好，頻率分析成果的精度較高，反之較低。 審查目的：保證樣本的統(tǒng)

11、計(jì)參數(shù)接近總體的統(tǒng)計(jì)參數(shù)； 一般認(rèn)為，資料年限較長(zhǎng)，并能包括大、中、小等各種洪水年份，則代表性較好。在水文數(shù)據(jù)資料分析時(shí)，古洪水研究、歷史洪水調(diào)查、考證歷史文獻(xiàn)和系列插補(bǔ)延長(zhǎng)等增加洪水系列的信息量方法，是提高洪水系列代表性的基本途徑。 樣本對(duì)總體代表性的高低，可通過(guò)對(duì)二者統(tǒng)計(jì)參數(shù)的比較加以判斷。但總體分布是未知的，無(wú)法直接進(jìn)行對(duì)比。 審查方法：一般采用參證變量長(zhǎng)短系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)比分析法進(jìn)行間接審查。,三、洪水資料的分析處理,3、歷史洪水的調(diào)查和考證,（1）洪水調(diào)查的意義 頻率計(jì)算成果中的合理性與洪水資料的代表性有很大關(guān)系，而洪水資料的代表性又主要受到資料系列長(zhǎng)短的制約。在充分利用已有實(shí)測(cè)資料的

12、基礎(chǔ)上，重視并運(yùn)用歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的特大洪水資料，并將其與實(shí)測(cè)洪水系列一起納入設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算，可以展延洪水資料系列年限，顯著提高系列代表性，確保設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果的穩(wěn)定性和可靠性。,特大洪水：是指實(shí)測(cè)系列和調(diào)查到的歷史洪水中，比一般洪水大得多的稀遇洪水。 特大洪水分類(lèi)：特大洪水可以發(fā)生在實(shí)測(cè)流量期間的n年之內(nèi)，也可以發(fā)生在實(shí)測(cè)流量期間的n年之外，前者稱(chēng)資料內(nèi)特大洪水（實(shí)測(cè)特大洪水），后者稱(chēng)資料外特大洪水(歷史特大洪水)，如圖所示。,三、洪水資料的分析處理,3、歷史洪水的調(diào)查和考證,（2）歷史洪水的實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)考證 歷史特大洪水資料的獲取一般采用實(shí)地歷時(shí)洪水調(diào)查（洪水痕跡調(diào)查、走訪年長(zhǎng)居民等形式

13、）及歷史文獻(xiàn)資料考證（碑記、歌謠、地方志、私人日記、宗族記事、水經(jīng)注一類(lèi)的關(guān)于自然地理河流的專(zhuān)著等歷史文字記載資料）兩種方法。 歷史洪水位（洪痕高程）確定后，采用延長(zhǎng)水位流量關(guān)系曲線法、比降法、控制斷面法等計(jì)算相應(yīng)的洪峰流量。,（3）歷史洪水在調(diào)查考證期中的排位分析 特大洪水中歷史洪水的數(shù)值確定以后，要分析其在某一代表年限內(nèi)的大小序位，以便確定洪水的重現(xiàn)期。目前我國(guó)根據(jù)資料來(lái)源不同，將與確定歷史洪水代表年限有關(guān)的年份分為實(shí)測(cè)期、調(diào)查期和文獻(xiàn)考證期。 實(shí)測(cè)期：指有實(shí)測(cè)洪水資料年份（包括插補(bǔ)延長(zhǎng)的年份）。 調(diào)查期：指實(shí)測(cè)開(kāi)始年份之前至能調(diào)查到的歷史洪水最遠(yuǎn)年份的一段時(shí)期。 文獻(xiàn)考證期：是調(diào)查期之前

14、至有歷史文獻(xiàn)可以考證的時(shí)期。文獻(xiàn)考證期內(nèi)的歷史洪水一般只能確定洪水大小等級(jí)和發(fā)生次數(shù)，不能定量。,三、洪水資料的分析處理,3、歷史洪水的調(diào)查和考證,（3）歷史洪水在調(diào)查考證期中的排位分析,特大洪水的重現(xiàn)期一般根據(jù)歷史洪水發(fā)生的年代來(lái)大致推估。 從發(fā)生年代至今為最大。 N=設(shè)計(jì)年份-發(fā)生年份+1,從調(diào)查考證的最遠(yuǎn)年份至今為最大（調(diào)查考證期的最遠(yuǎn)年份迄今的年數(shù)） N = 設(shè)計(jì)年份 - 調(diào)查考證期最遠(yuǎn)年份 + 1 由于調(diào)查及考證可追溯到距今古遠(yuǎn)N年，因此實(shí)測(cè)或調(diào)查考證的a項(xiàng)特大洪水就可以在N年內(nèi)進(jìn)行排位。,【算 例】P201,【歷時(shí)洪水頻率計(jì)算】典型案例 某站有自19492005年實(shí)測(cè)洪峰系列57年

15、，其中1954年洪峰6300m3/s是最大洪峰，1998年洪峰5800m3/s是次大洪峰，1969年洪峰5300m3/s排第三位，1970年1250m3/s為最小洪峰 。根據(jù)歷史洪水調(diào)查，1921年洪峰5700m3/s是自1880至實(shí)測(cè)期開(kāi)始這個(gè)期間的最大洪水。另?yè)?jù)文獻(xiàn)考證，自1775年以來(lái)沒(méi)有遺漏比1954年更大的洪水。根據(jù)上述信息對(duì)各年洪水進(jìn)行排位分析。,洪水排位分析,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,1、連續(xù)和不連續(xù)樣本系列,連序系列：如果通過(guò)歷史洪水的調(diào)查考證，在n年實(shí)測(cè)和插補(bǔ)延長(zhǎng)的洪水資料系列（可看成是從總體分布中獨(dú)立隨機(jī)選樣得到的）中沒(méi)有特大洪水值需要做單獨(dú)處理，則將各項(xiàng)洪水值直接按大

16、小順序統(tǒng)一排位，序號(hào)是連貫的，在各項(xiàng)洪峰之間沒(méi)有空位，這樣的樣本資料系列稱(chēng)為連序系列。 不連序系列：若通過(guò)歷史洪水調(diào)查和文獻(xiàn)考證后，實(shí)測(cè)和歷史調(diào)查的特大洪水值的重現(xiàn)期（N）必然大于實(shí)測(cè)系列年數(shù)n,而在N-n年內(nèi)各年的洪水?dāng)?shù)值一一無(wú)法查得，各年洪水值在N年中由大到小排列的序號(hào)不連續(xù)，即由大到小排列時(shí)中間存在一些空位（或漏缺項(xiàng)位），這樣的樣本資料系列稱(chēng)為不連序系列。 所渭“連續(xù)”與“不連續(xù)”并非指日歷年的連續(xù)與不連，二者差別僅在于系列內(nèi)各項(xiàng)洪峰值由大到小排列的中間有無(wú)空位。,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,1、連續(xù)和不連續(xù)樣本系列,設(shè)特大值的重現(xiàn)期為N，實(shí)測(cè)系列年數(shù)為n，在N年內(nèi)共有a個(gè)特大值，其中

17、有l(wèi)個(gè)來(lái)自實(shí)測(cè)系列，其他來(lái)自調(diào)查考證。若a=0，則l =a=0，N=n，表明沒(méi)有特大洪水，不連續(xù)樣本就變成連續(xù)樣本。,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,2、不連續(xù)樣本系列的經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算,（1）統(tǒng)一處理法 將實(shí)測(cè)洪水與歷史大洪水一起組成一個(gè)不連續(xù)的系列，認(rèn)為他們共同參與組成一個(gè)歷史調(diào)查期為N的樣本，各項(xiàng)可在N年中統(tǒng)一排序。其中，為首的a 項(xiàng)占據(jù)N年中的a個(gè)序位，其經(jīng)驗(yàn)頻率采用數(shù)學(xué)期望公式,而實(shí)測(cè)期n內(nèi)的n-l個(gè)一般洪水是N年樣本的組成部分，由于他們都不超過(guò)N年中為首的a項(xiàng)洪水，因此其概率分布不再是從0到1，而只能是從Pa到1（Pa是第a項(xiàng)特大洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率）。于是對(duì)實(shí)測(cè)期的一般洪水，假定其第m項(xiàng)的經(jīng)

18、驗(yàn)頻率在(Pa,1)區(qū)間內(nèi)線性變化，則,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,2、不連續(xù)樣本系列的經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算,（1）分別處理法 將特大值系列和實(shí)測(cè)系列看作從總體中獨(dú)立抽出的兩個(gè)隨機(jī)連續(xù)序列，各項(xiàng)洪水在各自的系列中分別排序。其中a項(xiàng)特大洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率按下式計(jì)算：,實(shí)測(cè)系列中n-l項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率按下式計(jì)算,同理，計(jì)算時(shí)，前l(fā)個(gè)特大洪水的序位保持“空位”，從m=l+1開(kāi)始計(jì)算其他各項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率。,【例8-1】P203,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,3、洪水頻率曲線的線型,我國(guó)洪水頻率分析一直采用P-型分布曲線。,在洪水頻率曲線參數(shù)估計(jì)方法中，我國(guó)規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定采用適線法。對(duì)于目估適線法必須注意：經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)與曲線

19、不能全面擬合是，可側(cè)重考慮上中部分的較大洪水點(diǎn)據(jù)，對(duì)調(diào)查考證期內(nèi)為首的幾次特大洪水，要作具體分析。 目估適線法估計(jì)參數(shù)時(shí)，通常將矩法的估計(jì)值作為初始值。 在用矩法初估參數(shù)時(shí)，對(duì)于不連續(xù)系列，假定n-l年系列的均值和均方差與除去特大洪水后的N-a年系列的相等，即 ，可以導(dǎo)出參數(shù)計(jì)算公式,4、頻率曲線參數(shù)估計(jì),Xj為特大洪水，j=1,2,a,Xi為一般洪水，i=l+1,l+2,n,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,偏態(tài)系數(shù)Cs屬于高階矩，矩法估計(jì)值抽樣誤差非常大。故不用矩法估計(jì)作為初值，而是參考地區(qū)規(guī)律選定一個(gè)Cs/Cv值。 我國(guó)對(duì)洪水極值的研究表明，對(duì)于Cv0.5的地區(qū)，可以試用Cs/Cv=34；對(duì)

20、于0.51.0的地區(qū)，可以試用Cs/Cv=23。 目估適線法具有形象、靈活、簡(jiǎn)便等明顯優(yōu)點(diǎn)。,4、頻率曲線參數(shù)估計(jì),【算 例】P206,【算 例】P206,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,5、設(shè)計(jì)成果的合理性分析,在洪水頻率計(jì)算中，由于資料系列不長(zhǎng)，常使計(jì)算所得的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)均值、Cv、Cs及各種頻率的設(shè)計(jì)值xp帶有誤差。而另一方面，這些統(tǒng)計(jì)參數(shù)和計(jì)算成果在不同歷時(shí)之間，以及相同歷時(shí)在上下游和相鄰地區(qū)之間，客觀上都存在一定的關(guān)系或地理分布規(guī)律。因此，可以綜合同一地區(qū)各站成果，通過(guò)對(duì)比分析，作合理性檢查。,（1）本站的洪峰及各種歷時(shí)洪量之間比較分析,1）頻率曲線對(duì)比分析 將同一站的的各種不同歷時(shí)洪

21、量頻率曲線的縱坐標(biāo)變換成對(duì)應(yīng)歷時(shí)的平均流量，然后與洪峰流量的頻率曲線一起點(diǎn)繪在同一張幾率格紙上， 各條曲線應(yīng)近似平行，互相協(xié)調(diào)；一般歷時(shí)越短，坡度應(yīng)越大；各曲線在實(shí)用范圍內(nèi)(P=0.01%99%),不應(yīng)相互交叉。,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,5、設(shè)計(jì)成果的合理性分析,2）統(tǒng)計(jì)參數(shù)或設(shè)計(jì)值之間的比較分析 點(diǎn)繪本站的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)或設(shè)計(jì)值（作為縱坐標(biāo)）和洪水歷時(shí)（作為橫坐標(biāo)）的關(guān)系曲線。這種關(guān)系曲線一般呈現(xiàn)出下述特性： 均值和設(shè)計(jì)值應(yīng)隨歷時(shí)增加而增加，但其增率則隨歷時(shí)增加而減小。而且，對(duì)于流域面積大、連續(xù)暴雨次數(shù)多的河流，其增率隨歷時(shí)增加而減小得慢點(diǎn)，反之，其增率隨歷時(shí)增加而減小得快一些。 Cv一

22、般隨歷時(shí)的增加而減小。但對(duì)于調(diào)蓄作用大且連續(xù)暴雨次數(shù)多的河流，隨著歷時(shí)的增加，Cv反而增大，至某一歷時(shí)達(dá)到最大值，然后再逐漸減小。 偏態(tài)系數(shù)Cs值，由于觀測(cè)資料短，計(jì)算成果誤差很大，因此規(guī)律不明顯。一般的概念是隨著歷時(shí)的增加，Cs值逐漸減小。,（1）本站的洪峰及各種歷時(shí)洪量之間比較分析,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,5、設(shè)計(jì)成果的合理性分析,在同一條河流的上、下游之間，洪峰和洪量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)一般存在較密切的聯(lián)系。當(dāng)上下游氣候、地形等條件相似時(shí)，洪峰（量）的均值應(yīng)該由上游向下游遞增，其模數(shù)則遞減。Cv值也由上游向下游減少。當(dāng)上下游氣候、地形等條件不一致時(shí)，上、下游間的變化就比較復(fù)雜，需結(jié)合具體河流

23、特點(diǎn)加以分析。,（2）上下游洪水關(guān)系的分析,（2）上下游洪水關(guān)系的分析,繪制洪峰、洪量的均值或設(shè)計(jì)值與流域面積的關(guān)系圖，分析點(diǎn)據(jù)的分布是否與暴雨及地形等因素的分布相適應(yīng)，可以判斷成果的合理性。 有時(shí)也可以將洪峰、洪量均值模數(shù)及Cv繪成等值線圖，并與暴雨的均值和Cv的等值線圖進(jìn)行比較，如發(fā)現(xiàn)有突出偏高偏低的現(xiàn)象，就要滲入分析原因。,（3）鄰近河流洪水統(tǒng)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)值在地區(qū)分布上的分析,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,5、設(shè)計(jì)成果的合理性分析,暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)與相應(yīng)時(shí)段洪量統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間是有聯(lián)系的，一般而言，洪量的Cv應(yīng)大于相應(yīng)時(shí)段的暴雨量的Cv值。,（4）暴雨徑流之間關(guān)系的分析,以上介紹的設(shè)計(jì)成果合理性

24、分析方法所依據(jù)的是洪水在時(shí)空變化上的一般統(tǒng)計(jì)特性以及影響因素暴雨之間的一般參數(shù)特性。 由于影響洪水的因素錯(cuò)綜復(fù)雜，在一般性的大背景下會(huì)出現(xiàn)某種特殊性，所以分析時(shí)務(wù)必結(jié)合暴雨特性、下墊面條件、資料質(zhì)量從多方面論證。,四、設(shè)計(jì)洪峰流量及洪量的推求,6、設(shè)計(jì)洪水值的抽樣誤差,設(shè)計(jì)洪水值的抽樣誤差，通常采用設(shè)計(jì)洪水值抽樣分布的均方誤來(lái)表征誤差。如果一個(gè)設(shè)計(jì)洪水值的抽樣均方誤小，則認(rèn)為該估計(jì)值的有效性好、精度高；反之，有效性差，精度低。 對(duì)于P-分布，設(shè)計(jì)估計(jì)值抽樣分布的標(biāo)準(zhǔn)差近似由下式計(jì)算： 式中：x均值、Cv為總體參數(shù)的估計(jì)值；n為樣本容量；B為Cs和設(shè)計(jì)頻率P的函數(shù)。已制成P-Cs-B（也稱(chēng)諾模圖

25、）可供查用。,由于設(shè)計(jì)洪水值存在著誤差，而該值大小關(guān)系到工程投資、防洪效益和安全。因此，在某些情況下求得設(shè)計(jì)值后，再加上一個(gè)安全修正值，以策安全。通常將安全修正值（用xp表示）取成xp的函數(shù)，即 式中：為可靠性系數(shù)，可取 =0.7。,五、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的擬定,設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線是指具有某一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水過(guò)程線。 為適應(yīng)工程設(shè)計(jì)的要求，目前采用放大典型洪水過(guò)程線的方法，使設(shè)計(jì)過(guò)程線的洪峰流量和時(shí)段洪水總量的數(shù)值等于設(shè)計(jì)值，其出現(xiàn)的頻率等于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即認(rèn)為所得的過(guò)程線是待求的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線。,1、典型洪水過(guò)程線的選取,典型洪水過(guò)程線是放大的基礎(chǔ)，從實(shí)測(cè)的洪水資料中選擇典型時(shí)，資料要可靠，同時(shí)考慮下列條

26、件： （1）選擇峰高量大的洪水過(guò)程線，其洪水特征接近于設(shè)計(jì)條件下的稀遇洪水情況。 （2）洪水過(guò)程線具有一定的代表性，即它發(fā)生的季節(jié)、地區(qū)組成、洪峰次數(shù)、峰量關(guān)系等能代表本流域上大洪水的特性。 （3）從防洪安全著眼，選擇對(duì)工程防洪運(yùn)用較不利的大洪水典型，如峰型比較集中，主峰靠后的洪水過(guò)程線。 一般按上述條件初步選取幾個(gè)典型，分別放大，并經(jīng)調(diào)洪演算，取其中偏于安全的作為設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的典型。,五、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的擬定,2、典型洪水過(guò)程線的放大方法同倍比放大法,用同一放大倍比k值，放大典型洪水過(guò)程線的流量坐標(biāo)，使放大后的洪峰流量等于設(shè)計(jì)洪峰流量Qmp，或使放大后的控制時(shí)段tk的洪量等于設(shè)計(jì)洪量Wkp。 （1）使放大后的洪峰流量等于設(shè)計(jì)洪峰流量Qmp，稱(chēng)為“峰比”放大，放大倍比為 式中：k為放大倍比； Qmp為設(shè)計(jì)頻率為p的設(shè)計(jì)洪峰流量； Qmd為典型洪水過(guò)程的洪峰流量。,五、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的擬定,2、典型洪水過(guò)程線的放大方法同倍比放大法,(2)使放大后的控制時(shí)段tk的洪量等于設(shè)計(jì)洪量Wkp，稱(chēng)為“量比”放大，放大倍比為 式中：k為放大倍比； Wkp為設(shè)計(jì)頻率為p的tk時(shí)段的設(shè)計(jì)洪量； Wkd為典型洪