由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水

會(huì)計(jì)學(xué)1由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水

水利工程（水庫、大壩）的作用：

1.興利

2.防洪

6.1概述

水利工程的規(guī)模取決于河流來水量

1.

年徑流、月徑流過程年徑流、月徑流過程——興利庫容——Z正

2.洪水過程

設(shè)計(jì)洪水——攔洪（防洪）庫容——設(shè)計(jì)洪水位校核洪水——調(diào)洪庫容——校核洪水位水庫泄洪——泄洪建筑物

第1頁/共79頁第2頁/共79頁一、水庫兩類防洪問題：

1.

水庫本身安全防洪問題當(dāng)發(fā)生某一特大洪水情況下，為了不使洪水漫溢壩頂造成毀壩災(zāi)害，需確定溢洪道高程Z0和寬度B及壩頂高程等工程規(guī)模數(shù)據(jù)。

如何設(shè)計(jì)調(diào)洪庫容和泄洪建筑物？

——水工建筑物的設(shè)計(jì)洪水

2.

下游地區(qū)防洪安全問題為保證下游地區(qū)安全，要求水庫下泄流量q不超過某一安全流量值q安。這時(shí)就要求水庫蓄水。同樣需確定溢洪道高程Z0和寬度B及壩頂高程等工程規(guī)模數(shù)據(jù)。

如何設(shè)計(jì)防洪庫容？

——防護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)洪水。第3頁/共79頁二、水庫調(diào)洪作用

1.洪水概念右圖中：

T1——漲水歷時(shí)

T2——退水歷時(shí)

T——洪水總歷時(shí)

W——一次洪水總量

Qm——洪峰流量

洪水三要素：洪峰、洪量及洪水過程QtBCAT1T2TQmW洪水過程

2.水庫調(diào)洪作用

削峰、蓄洪不同的洪水過程Q～t,經(jīng)水庫調(diào)洪，得到的Zm(V防洪)不同。第4頁/共79頁第5頁/共79頁三、設(shè)計(jì)洪水和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.設(shè)計(jì)洪水

定義:為解決各類防洪問題，所提供的作為規(guī)劃設(shè)計(jì)依據(jù)的各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水。

性質(zhì)：①它的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是多少；②在某一標(biāo)準(zhǔn)下，如何確定設(shè)計(jì)洪水（設(shè)計(jì)洪峰、時(shí)段設(shè)計(jì)洪量和設(shè)計(jì)洪水過程線）。

分類：①設(shè)計(jì)洪水；②校核洪水

2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)概念：根據(jù)工程的重要性，選定不同頻率作為設(shè)計(jì)依據(jù)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定得過高，工程投資增大而不經(jīng)濟(jì)，但工程比較安全；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定得過低，工程造價(jià)降低，但工程遭受破壞的風(fēng)險(xiǎn)增大。

對(duì)于水利工程，常考慮兩種防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：

正常運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)：水庫樞紐正常運(yùn)行，而不被破壞的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)應(yīng)著設(shè)計(jì)洪水。

非常運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)：水利工程不正常運(yùn)用，主要水工建筑物必須確保安全的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)應(yīng)著校核洪水。第6頁/共79頁

確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。一般要結(jié)合水利工程及其主要建筑物的等級(jí)來綜合確定。我國：SDJ12-78《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)山區(qū)、丘陵區(qū)部分）（試行）》第7頁/共79頁第8頁/共79頁四、設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的基本方法和內(nèi)容

1.我國推求設(shè)計(jì)洪水的發(fā)展

（1）歷史最大洪水加大法以歷史上發(fā)生過的最大洪水再加上一個(gè)安全值作為設(shè)計(jì)洪水。缺點(diǎn)：①對(duì)未來洪水超過歷史最大洪水的可能性考慮不足，降低了工程的安全程度；②對(duì)大小不同，重要性不同的工程采用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，顯然不合理。

（2）頻率計(jì)算法

以符合某一頻率的洪水作為設(shè)計(jì)洪水，如百年一遇、千年一遇等。該法將洪水作為隨機(jī)事件，根據(jù)概率理論由已發(fā)生的洪水來推估未來可能發(fā)生的符合某一頻率標(biāo)準(zhǔn)的洪水作為設(shè)計(jì)洪水。此法克服了歷史加大法存在的缺點(diǎn)，根據(jù)工程的重要性和工程規(guī)模選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)，適用面較寬，在我國水利、電力、交通設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。

第9頁/共79頁

(3)水文氣象法因頻率計(jì)算缺乏成因概念，如果資料太短，用于推求稀遇洪水根據(jù)就很不足。且近年來，我國一再出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)的特大洪水，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一再提高。水文氣象法從物理成因入手，根據(jù)水文氣象要素推求一個(gè)特定流域在現(xiàn)代氣候條件下，可能發(fā)生的最大洪水作為設(shè)計(jì)洪水。

2.設(shè)計(jì)洪水的內(nèi)容

設(shè)計(jì)洪水三要素

設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪量、設(shè)計(jì)洪水過程線對(duì)于橋梁、涵洞、調(diào)節(jié)性能小的水庫，一般可只推求設(shè)計(jì)洪峰流量。對(duì)于大型水庫，調(diào)節(jié)性能高，可以洪量控制，即庫容大小主要由洪水總量決定。如三峽水庫，攔洪庫容300.2億m3。一般水庫都以峰和量同時(shí)控制。

第10頁/共79頁3.設(shè)計(jì)洪水計(jì)算途徑

1.直接途徑

由流量資料直接推求設(shè)計(jì)洪水的方法

2.間接途徑由降雨資料間接推求設(shè)計(jì)洪水的方法五、由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的布驟

1.洪水資料的收集和審查；

2.根據(jù)水利工程的重要性，確定防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P；

3.作洪峰流量Qm、各種時(shí)段洪量Wt(t=1d,3d,7d)的頻率計(jì)算，分別求出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P下的設(shè)計(jì)洪峰流量QmP和各種時(shí)段設(shè)計(jì)洪量WtP；

4.推求設(shè)計(jì)洪水過程線。第11頁/共79頁第六章由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水6.1概述

6.2設(shè)計(jì)洪峰流量QmP及設(shè)計(jì)洪量WtP的推求

6.3設(shè)計(jì)洪水過程線的推求

6.4分期設(shè)計(jì)洪水第12頁/共79頁一、洪水資料的選樣

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)算的首要問題。采用年最大值法選樣從資料中逐年選取一個(gè)最大流量和固定時(shí)段的最大洪水總量，組成洪峰流量和洪量系列。

固定時(shí)段一般采用1、3、5、7、15、30天。大流域，調(diào)洪能力大的工程，設(shè)計(jì)時(shí)段可以取得長些；小流域，調(diào)洪能力小的工程，可以取得短一些（3小時(shí)、6小時(shí)、12小時(shí)等）。

洪水資料包括實(shí)測洪水資料和調(diào)查的歷史洪水資料。第13頁/共79頁月-日：7-47-57-67-77-87-97-107-117-12流量：704191390242037204730537045603170月-日：7-137-147-157-167-177-187-197-20流量：25002010173014801230110015802550月-日：7-217-227-237-247-257-267-277-28流量：32302490192014701090875875875實(shí)測洪水過程例:第14頁/共79頁二、資料審查

“三性”審查：可靠性、一致性、代表性

1.資料可靠性的審查與改正

實(shí)測洪水資料：對(duì)測驗(yàn)和整編進(jìn)行檢查，重點(diǎn)放在觀測與整編質(zhì)量較差的年份。包括水位觀測、流量測驗(yàn)、水位流量關(guān)系等。歷史洪水資料：

一是調(diào)查計(jì)算的洪峰流量可靠性；二是審查洪水發(fā)生的年份的準(zhǔn)確性。

2.資料一致性的審查與還原

所謂洪水資料的一致性，就是產(chǎn)生各年洪水的流域產(chǎn)流和匯流條件在調(diào)查觀測期中應(yīng)基本相同。如果發(fā)生了較大的變化，需要將變化后的資料還原到原先天然狀態(tài)的基礎(chǔ)上，以保證抽樣的隨機(jī)性（減少人為的干擾），和能與歷史資料組成一個(gè)具有一致性的系列。例如上游建了比較大的水庫，則應(yīng)把建庫后的資料通過水庫調(diào)洪計(jì)算，修正為未建庫條件下的洪水.

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3.資料代表性的審查與插補(bǔ)延長當(dāng)洪水資料的頻率分布能近似反映洪水的總體分布時(shí)，則認(rèn)為具有代表性；否則，則認(rèn)為缺乏代表性。實(shí)際工作中要求連續(xù)實(shí)測的洪水年數(shù)一般不少于20～30年，并有特大洪水加入。當(dāng)實(shí)測洪水資料缺乏代表性時(shí)，應(yīng)插補(bǔ)延長和補(bǔ)充歷史特大洪水，使之滿足代表性的要求。插補(bǔ)延長主要是采用相關(guān)分析的方法。如:1)利用上、下站或鄰近站洪水資料延展；

2）利用本站洪峰、洪量關(guān)系延展；

3）利用降雨資料延展。三、特大洪水的調(diào)查、考證與處理

1什么是特大洪水?

特大洪水是指實(shí)測系列和調(diào)查到的歷史洪水中，比一般洪水大得多的稀遇洪水。歷史上的一般洪水是沒有文字記載和留下洪水痕跡,只有特大洪水才有文獻(xiàn)記載和洪水痕跡可供查證,所以調(diào)查到的歷史洪水一般就是特大洪水.

特大洪水可以發(fā)生在實(shí)測流量期間之內(nèi),也可以發(fā)生在實(shí)測流量期之外,前者稱資料內(nèi)特大洪水,后者稱資料外特大洪水(歷史特大洪水).

第16頁/共79頁歷史調(diào)查期實(shí)測期QNQN資料內(nèi)特大洪水資料外特大洪水(歷史特大洪水)歷史調(diào)查期實(shí)測期第17頁/共79頁

2為什么要考慮特大洪水？目前我們所掌握的樣本系列不長，系列愈短，抽樣誤差愈大，若用于推求千年一遇、萬年一遇的稀遇洪水，根據(jù)就很不足。如果能調(diào)查到N年（N>>n）中的特大洪水，就相當(dāng)于把n年資料展延到了N年，提高了系列的代表性，使計(jì)算結(jié)果更合理、準(zhǔn)確。

例：河北省滹沱河黃壁莊水庫設(shè)計(jì)洪水計(jì)算：

1955年設(shè)計(jì)，資料n=18年，Q0.1%=12600m3/s；

1956年發(fā)生特大洪水Q=13100m3/s，直接加入資料系列（n=19），未做特大洪水處理，Q0.1%=25900m3/s；將1956年洪水做特大洪水處理,但不加歷史特大洪水,Q0.1%=19700m3/s；再加入歷史特大洪水（1794、1853、1917、1939），Q0.1%=22600m3/s；1963年又發(fā)生了一次特大洪水Q=12000m3/s，加入并做特大洪水處理，Q0.1%=23300m3/s。第18頁/共79頁

由此可見加入特大洪水有助于提高樣本的代表性和設(shè)計(jì)洪水的可靠性。但應(yīng)注意的是，年代越久，由于河流演變等原因，推算的洪峰流量可能存在較大誤差，必須盡可能的從多方面考察、論證。第19頁/共79頁Nn19921870Qm＝110000m3/s

3特大洪水重現(xiàn)期

重現(xiàn)期是指某隨機(jī)變量的取值在長時(shí)期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次，又稱多少年一遇。要準(zhǔn)確地定出特大洪水的重現(xiàn)期是相當(dāng)困難的，目前，一般是根據(jù)歷史洪水發(fā)生的年代來大致推估。①從發(fā)生年代至今為最大

N=設(shè)計(jì)年份-調(diào)查期發(fā)生年份+1②從調(diào)查考證的最遠(yuǎn)年份至今為最大

N=設(shè)計(jì)年份-文獻(xiàn)考證期最遠(yuǎn)年份+1

例1992年長江重慶-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。若此洪水為1870年以來為最大，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。

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又經(jīng)調(diào)查，在四川忠縣長江北岸2km處的選溪山洞中調(diào)查到宋紹興23年（南宋趙構(gòu)年號(hào)）即1153年一次大洪水。該洪水小于1870年洪水，通過調(diào)查還可以肯定自1153年以來1870年洪水為最大，則1870年洪水的重現(xiàn)期為

N＝1992-1153+1＝840（年）Nn19921870Qm＝110000m3/s1153

這樣確定特大洪水的重現(xiàn)期具有相當(dāng)大的不穩(wěn)定性，要準(zhǔn)確地確定重現(xiàn)期就要追溯到更遠(yuǎn)的年代，但追溯的年代愈遠(yuǎn)，河道情況與當(dāng)前差別越大，記載愈不詳盡，計(jì)算精度愈差，一般以明、清兩代六百年為宜。第21頁/共79頁

4特大洪水的調(diào)查與計(jì)算

調(diào)查歷史文字記載、洪水痕跡調(diào)查、走訪等形式。

計(jì)算

1）水位-流量關(guān)系曲線法

2）比降法

QZZ河流縱斷面第22頁/共79頁四、設(shè)計(jì)洪峰流量QmP及設(shè)計(jì)洪量WtP的推求

1.資料條件

設(shè)有a年特大洪峰流量資料Qmi(i=1,2,…,a),其中可能有l(wèi)項(xiàng)實(shí)測大洪水;n年實(shí)測洪峰流量資料Qmj(j=l+1,l+2,…,n),Nn19921870Qm＝110000m3/s1153第23頁/共79頁2.考慮有特大洪水時(shí)經(jīng)驗(yàn)頻率的估算（1）加入特大洪水后,資料系列的特征：不連序。缺測

所謂“連序”與“不連序”，不是指時(shí)間上連續(xù)與否，只是說所構(gòu)成的樣本中間有無空位。第24頁/共79頁

所以特大洪水加入系列后，樣本成為不連序系列，其經(jīng)驗(yàn)頻率和統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算與連序系列不同。這樣就要研究有特大洪水時(shí)的經(jīng)驗(yàn)頻率和統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算方法，稱為特大洪水處理。考慮特大洪水時(shí)經(jīng)驗(yàn)頻率的計(jì)算基本上是采用將特大洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率與一般洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率分別計(jì)算的方法。目前國內(nèi)有兩種方法計(jì)算特大洪水與一般洪水經(jīng)驗(yàn)頻率：獨(dú)立樣本法、統(tǒng)一樣本法。第25頁/共79頁Nna項(xiàng)特大洪水M=1,2,...,a實(shí)測期內(nèi)特大洪水，l項(xiàng)......TQ(m3/s)......實(shí)測一般洪水，n-l項(xiàng)m=l+1,l+2,...,n缺測關(guān)鍵：確定a，l

，N。第26頁/共79頁設(shè)：N——?dú)v史調(diào)查期年數(shù)：n

——實(shí)測系列的年數(shù)；l——n年中的特大洪水項(xiàng)數(shù)；

a——N年中能夠確定排位的特大洪水項(xiàng)數(shù)（含資料內(nèi)特大洪水l項(xiàng)）；m——實(shí)測系列在n中由大到小排列的序號(hào)，m=l+1，l+2，...，n；Pm——實(shí)測系列第m項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率；PM——特大洪水第M序號(hào)的經(jīng)驗(yàn)頻率，M=1,2,...,a第27頁/共79頁（2）獨(dú)立樣本法把實(shí)測一般洪水系列與特大洪水系列都看作是從總體中獨(dú)立抽出的兩個(gè)隨機(jī)連序樣本，各項(xiàng)洪水可分別在各個(gè)系列中進(jìn)行排位，實(shí)測系列的經(jīng)驗(yàn)頻率仍按連序系列經(jīng)驗(yàn)頻率公式計(jì)算：特大洪水系列的經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算公式為：

當(dāng)實(shí)測系列中含有特大洪水時(shí)，雖然這些特大洪水提到與歷史特大洪水一起排序，但這些特大洪水亦應(yīng)在實(shí)測系列中占序號(hào)，即實(shí)測系列的排序?yàn)閙=l+1,l+2,...,n。第28頁/共79頁Nn199218701153例：l=？a=？N=？提問：第29頁/共79頁（3）統(tǒng)一樣本法

將實(shí)測系列與特大值系列共同組成一個(gè)不連序系列，作為代表總體的一個(gè)樣本，不連序系列各項(xiàng)可在歷史調(diào)查期N年內(nèi)統(tǒng)一排位。

特大洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率仍采用下式：(n-l)項(xiàng)實(shí)測一般洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算公式為：第30頁/共79頁a項(xiàng)特大洪水M=1,2,...,a實(shí)測期內(nèi)特大洪水，l項(xiàng)......PQ(m3/s)...PmPM實(shí)測一般洪水，n-l項(xiàng)m=l+1,l+2,...,n...PMa1-PMa第31頁/共79頁

上述兩種方法，我國目前都在使用。一般說，獨(dú)立樣本法把特大洪水與實(shí)測一般洪水視為相互獨(dú)立，這在理論上有些不合理，但比較簡單。在特大洪水排位可能有錯(cuò)漏時(shí)，因不互相影響，這方面講則是比較合適的。當(dāng)特大洪水排位比較準(zhǔn)確時(shí)，理論上說，用統(tǒng)一樣本法更好一些。第32頁/共79頁[例6-1]某站自1935～1972年的38年中，有5年因戰(zhàn)爭缺測，故實(shí)有洪水資料33年。其中1949年為最大，并考證應(yīng)從實(shí)測系列中抽出作為特大值處理。另外，查明自1903年以來的70年間，為首的三次大洪水，其大小排位為1921、1949、1903年，并能判斷在這70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，其序位是1867、1852、1832年，但因年代久遠(yuǎn)，小于1921年洪水則無法查清?，F(xiàn)按上述兩種方法估算各項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)頻率。n=33N1=70N2=141192119031949186718521832197219031832193519211949第33頁/共79頁獨(dú)立樣本法：

1852年1832年1921年1867年調(diào)查期N2=141：統(tǒng)一樣本法：

同獨(dú)立樣本法第34頁/共79頁獨(dú)立樣本法：

1949年1903年1921年已抽到上面排序調(diào)查期N1=70：統(tǒng)一樣本法：

第35頁/共79頁獨(dú)立樣本法：

1940年1968年1949年已抽到上面排序?qū)崪y期n=33：統(tǒng)一樣本法：

.........第36頁/共79頁3.考慮特大洪水時(shí)統(tǒng)計(jì)參數(shù)的確定（1）初步估計(jì)參數(shù)——矩法假設(shè)系列中n-l年的一般洪水的均值為xn-l、均方差為σn-l，它們與除去特大洪水后的N-a年總的一般洪水系列的均值xN-a、均方差σN-a相等，即:xj——特大洪水；xi——一般洪水則可導(dǎo)出：第37頁/共79頁Nna項(xiàng)特大洪水M=1,2,...,a實(shí)測期內(nèi)特大洪水，l項(xiàng)......tQ(m3/s)......實(shí)測一般洪水，n-l項(xiàng)m=l+1,l+2,...,n缺測第38頁/共79頁

求P-Ⅲ型曲線三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)：x，Cv，Cs，在經(jīng)驗(yàn)頻率曲線上任選三點(diǎn).根據(jù)P-Ⅲ型曲線的性質(zhì)有xPxP1xP2xP3P1P2P3（P1,xP1)，(P2,xP2)，(P3,xP3)（2）三點(diǎn)法初估參數(shù)如已知某曲線的數(shù)學(xué)方程，用選點(diǎn)法可確定方程中的參數(shù)。

[例]直線方程y=a+bx

在直線上任選兩點(diǎn)，有：

y1=a+bx1y2=a+bx2

解之可得a，b第39頁/共79頁聯(lián)解得：令：S是Cs的函數(shù)，稱為偏度系數(shù)。計(jì)算時(shí)，可先計(jì)算S值，查S—Cs關(guān)系表，求Cs。再查Cs—Φ值表，得Φ(P1,Cs)，Φ(P2,Cs)，Φ(P3,Cs)。第40頁/共79頁再聯(lián)解下式得：三點(diǎn)的選取一般為：1～50～99%3～50～97%5～50～95%10～50～90%第41頁/共79頁[例6-2]已知某水庫壩址處共有1972～1990年19年的實(shí)測洪峰流量資料。另外，通過歷史洪水調(diào)查得知，1922年發(fā)生過一次大洪水，是1922年來最大，1963年洪水則為第二大洪水。試根據(jù)點(diǎn)繪的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，用三點(diǎn)法初估參數(shù)。P(%)Qm(m3/s)20807602605%50%95%選點(diǎn)：Q5%=2080m3/sQ50%=760m3/sQ95%=260m3/s第42頁/共79頁計(jì)算S值：由S查得：由Cs查附表1Φ值表，得：計(jì)算得：第43頁/共79頁4、推求設(shè)計(jì)洪峰、洪量

1在頻率格紙上點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)；

2選定頻率分布線型（一般選用PⅢ型）；

3初估參數(shù)x

、Cv

、Cs

；

4根據(jù)x、Cv、Cs，查附表1或附表2，計(jì)算xp值，以xp為縱坐標(biāo)，p為橫坐標(biāo)，即可得到頻率曲線；

5根據(jù)頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)的配合情況(多次配線)，從中選擇一條與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)配合較好的曲線作為采用曲線；

6求指定頻率的水文變量設(shè)計(jì)值。（3）Cs值：對(duì)于Cv

≤0.5的地區(qū)，Cs=(3～4)Cv

；

對(duì)于0.5<Cv

≤1.0的地區(qū)，Cs

=(2.5～3.5)Cv；

對(duì)于Cv

>1.0的地區(qū)，Cs=(2～3)Cv；第44頁/共79頁5、洪水頻率計(jì)算時(shí)注意事項(xiàng)

1)盡量照顧點(diǎn)群的趨勢

2）曲線通過點(diǎn)群中心

3）側(cè)重考慮中、上部的較大洪水點(diǎn)據(jù)

4）如擬合不好，可考慮特大洪水重現(xiàn)期的調(diào)整五、算例確定a,l,n,N，排序并計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)；

a=2l=0n=30N=102第45頁/共79頁第46頁/共79頁第47頁/共79頁取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，計(jì)算Qp。2用矩法初估統(tǒng)計(jì)參數(shù)第48頁/共79頁第49頁/共79頁第50頁/共79頁第51頁/共79頁第52頁/共79頁求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=2860m3/s或查附表1，得Φ=4.84，代入有Q0.5%=587×（1+0.8×4.84）=2860m3/s

第53頁/共79頁六、設(shè)計(jì)洪水估計(jì)值的抽樣誤差

頻率計(jì)算是用有限樣本估算總體的參數(shù),必然存在誤差.

統(tǒng)計(jì)參數(shù)的誤差與所選的頻率曲線線型有關(guān)。當(dāng)總體分布為PⅢ型，對(duì)于n年連序序列，用矩法由樣本估計(jì)統(tǒng)計(jì)參數(shù)時(shí)，其均方誤的計(jì)算公式為：第54頁/共79頁設(shè)計(jì)洪水xp的均方誤近似公式為：

在實(shí)際工作中，對(duì)大型或重要的中型工程，應(yīng)計(jì)算校核標(biāo)準(zhǔn)洪水的抽樣誤差。如果成果偏小，應(yīng)加安全修正ΔxP：一般不超過計(jì)算值的20%。設(shè)計(jì)洪水采用成果：xp++ΔxP式中，B——為Cs與P的函數(shù)，見B值若莫圖。第55頁/共79頁七、計(jì)算成果的合理性檢驗(yàn)（1）檢查洪峰、各時(shí)段洪量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)與歷時(shí)之間的關(guān)系；

歷時(shí)增長，均值增大，Cv、Cs一般減小。PQW7d5d3d第56頁/共79頁(2)根據(jù)上下游、干支流及鄰近地區(qū)各河流洪水頻率分析成果進(jìn)行比較。從上游到下游，均值增大、模數(shù)減小PW3d（下游站、干流站）3d（上游站、支流站）（3）與暴雨頻率分析結(jié)果進(jìn)行比較一般洪水徑流深應(yīng)小于相應(yīng)天數(shù)的暴雨深，而洪水的Cv值大于相應(yīng)暴雨量的Cv值。第57頁/共79頁第六章由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水6.1概述

6.2設(shè)計(jì)洪峰流量QmP及設(shè)計(jì)洪量WtP的推求

6.3設(shè)計(jì)洪水過程線的推求

6.4分期設(shè)計(jì)洪水第58頁/共79頁

目的：調(diào)洪演算，以確定防洪建筑物的規(guī)模、尺寸等。

定義：設(shè)計(jì)洪水過程線是指具有某一標(biāo)準(zhǔn)的洪水過程線。方法：類似推求設(shè)計(jì)年徑流的年內(nèi)分配，從實(shí)測資料中選取典型洪水過程線，根據(jù)設(shè)計(jì)洪峰、時(shí)段設(shè)計(jì)洪量按一定比例縮放典型洪水過程線，得設(shè)計(jì)洪水過程線。

第59頁/共79頁一、典型洪水過程線的選擇

1

選擇典型所考慮的因素：

1）洪水（尤其是特大洪水）的形成規(guī)律和天氣條件；

2）洪水過程特征，如大洪水出現(xiàn)的時(shí)間、季節(jié)、峰型（單峰、雙峰或連續(xù)峰）、主峰位置、洪水上漲歷時(shí)、洪量集中程度等。

2典型洪水選擇原則：

1）峰高量大原則盡量選擇峰高量大的接近設(shè)計(jì)條件下的實(shí)測洪水過程；

2）代表性原則從季節(jié)、地區(qū)組成、洪峰次數(shù)、峰量關(guān)系等方面考慮；

3）對(duì)工程不利原則峰型集中、主峰靠后、與下游洪水遭遇。第60頁/共79頁二、典型洪水過程線放大

若符合條件的洪水過程可能不止一條，也可以選擇幾個(gè)典型洪水過程，分別推求設(shè)計(jì)洪水過程線，供調(diào)洪計(jì)算時(shí)分析比較。例如丹江口水庫設(shè)計(jì)時(shí)，就曾選擇了1935年和1964年洪水兩個(gè)典型，前者是夏季洪水的典型，后者是秋季洪水的典型。放大方法峰量同頻率控制方法(同頻率放大法)峰或量同倍比控制方法(同倍比放大法)第61頁/共79頁第62頁/共79頁1.同倍比放大

1)概念用同一個(gè)放大倍數(shù)放大典型洪水過程線，從而得到設(shè)計(jì)洪水過程線的方法。

2）放大倍數(shù)計(jì)算

a.當(dāng)洪峰起決定作用時(shí)，或調(diào)節(jié)性能低的水庫，一般以洪峰控制，稱“以峰控制”，其放大倍比：

典型洪峰流量設(shè)計(jì)洪峰流量第63頁/共79頁b.當(dāng)時(shí)段洪量起決定作用時(shí)，或調(diào)節(jié)性能高的水庫，一般以某時(shí)段洪量控制，稱“以量控制”，其放大倍比：

其中t=1d,3d,7d,…設(shè)計(jì)時(shí)段洪量典型時(shí)段洪量3)典型洪水過程的縮放用同一個(gè)放大倍數(shù)放大典型洪水過程線，即：

典型洪水過程設(shè)計(jì)洪水過程第64頁/共79頁特點(diǎn)：用同一放大倍比放大典型過程。簡單。注意：1.用峰控制還是用量控制，要看峰、量哪個(gè)起主要作用；2.設(shè)計(jì)洪水過程線的峰或量偏離設(shè)計(jì)值?！耙苑蹇刂啤保瑒t洪峰等于設(shè)計(jì)值，洪量不一定等于設(shè)計(jì)值；“以量控制”，則時(shí)段洪量等于設(shè)計(jì)值，而洪峰不一定等于設(shè)計(jì)值。典型洪水過程線設(shè)計(jì)洪水過程線第65頁/共79頁例：用同倍比放大法計(jì)算放大倍數(shù)解：當(dāng)洪峰流量為控制時(shí)，放大倍數(shù)為：當(dāng)3天洪量為控制時(shí)，放大倍數(shù)為：第66頁/共79頁2.同頻率放大（峰量同頻率放大法）

1)概念放大典型洪水過程線時(shí)，按洪峰和不同時(shí)段的洪量分別采用不同的倍比，使放大的洪水過程線的洪峰流量和各時(shí)段洪量分別等于設(shè)計(jì)洪峰流量和設(shè)計(jì)洪量。即放大后的洪水過程線為同一設(shè)計(jì)頻率的方法。

2）放大倍數(shù)計(jì)算洪峰放大倍比：

第67頁/共79頁

最大1天洪量放大倍比：最大3天洪量除最大1天以外，其余兩天的放大倍比：最大7天洪量除最大3天以外，其余四天的放大倍比：其余類推第68頁/共79頁3)典型洪水過程的縮放用不同放大倍數(shù)放大典型洪水過程線，即：第69頁/共79頁

例：某水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P=1%的洪峰和1天、3天、7天洪量，以及典型洪水過程線的洪峰和1天、3天、7天洪量如下表。要求用同頻率放大法計(jì)算放大倍數(shù)。特點(diǎn)：放大后的過程線，其洪峰流量和各時(shí)段的洪量都符合同一設(shè)計(jì)頻率。

注意：

1).時(shí)段劃分，不宜過多，一般以3段或4段為宜；

2).對(duì)于放大后過程線的不連續(xù)現(xiàn)象，可徒手修勻，修勻后仍應(yīng)保持洪峰和各時(shí)段洪量等于設(shè)計(jì)值第70頁/共79頁

解：洪峰放大倍比：最大1天洪量放大倍比：最大3天洪量除最大1天以外，其余兩天的放大倍比：最大7天洪量除最大3天以外，其余四天的放大倍比：第71頁/共79頁三、同倍比法與同頻率法的異同點(diǎn)

1.不同

1）概念不同

2）適用條件不同同倍比法：多峰洪水且洪峰或某時(shí)段洪量起作用同頻率法：峰量關(guān)系不好且洪峰、洪量對(duì)調(diào)洪均起作用的的流域洪水

2.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺同倍比：簡單、快捷；峰、量不能保持同一頻率；能保持典型洪水過程線的形狀與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有較大差異。同頻率：峰、量同頻率；復(fù)雜；

符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)放大的典型洪水過程線的形狀與實(shí)際有差異第72頁/共79頁第六章由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水6.1概述

6.2設(shè)計(jì)洪峰流量QmP及設(shè)計(jì)洪量WtP的推求

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