第八章工程水文学.pptx

第八章第八章 由流量资料推求由流量资料推求 设计洪水设计洪水第八章第八章 由流量资料推求设计洪水由流量资料推求设计洪水第一节第一节 概述概述第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求第三节第三节 设计洪水过程线的推求设计洪水过程线的推求第四节第四节 分期设计洪水分期设计洪水第五节第五节 入库设计洪水入库设计洪水第六节第六节 设计洪水的地区组成设计洪水的地区组成 设设计计洪洪水水：为为解解决决各各类类防防洪洪问问题题，所所提提供供的作为规划设计依据的各种设计标准的洪水。的作为规划设计依据的各种设计标准的洪水。设计洪水设计洪水拦洪库容拦洪库容设计洪水位；设计洪水位；校核洪水校核洪水调洪库容调洪库容校核洪水位校核洪水位;水库泄洪水库泄洪泄洪建筑物；泄洪建筑物；第一节第一节 概概 述述死水位死水位Z Z死死和死库容和死库容V V死死；正常蓄水位；正常蓄水位Z Z蓄蓄和兴利库容和兴利库容V V兴兴 ；防洪限制水位防洪限制水位Z Z限限和结合库容和结合库容V V结结；防洪高水位；防洪高水位Z Z防防和防洪库容和防洪库容V V防防；设计洪水位设计洪水位Z Z设设和拦洪库容和拦洪库容V V拦拦；校核洪水位；校核洪水位Z Z校校与调洪库容与调洪库容V V调调；水库总库容：水库总库容：V V总总=V=V死死+V+V兴兴 +V+V调调 -V-V结结三峡工程，正常蓄水位三峡工程，正常蓄水位175m175m，防洪限制水位，防洪限制水位145m145m，枯季消落，枯季消落最低水位最低水位155m155m，100100年一遇洪水位年一遇洪水位166.9m166.9m，设计洪水位（，设计洪水位（10001000年一遇）年一遇）175m175m，校核洪水位，校核洪水位180.4m180.4m，坝顶高程，坝顶高程185m185m。总库容。总库容393393亿亿m m3 3（175m175m以下），兴利库容以下），兴利库容165m165m3 3，防洪库容，防洪库容221.5m221.5m3 3，水库库面面积水库库面面积1084km1084km2 2。一、水工建筑物的等级和防洪标准一、水工建筑物的等级和防洪标准 正常运用标准正常运用标准设计洪水：确定水库的设计洪水位、设计泄洪流量等。不设计洪水：确定水库的设计洪水位、设计泄洪流量等。不超过这种标准的洪水来临时，水库枢纽一切工作维持正常状态。超过这种标准的洪水来临时，水库枢纽一切工作维持正常状态。非常运用标准非常运用标准校核洪水：确定水库的校核洪水位。这种标准的洪水来临校核洪水：确定水库的校核洪水位。这种标准的洪水来临时，水库枢纽的某些正常工作可以暂时破坏，次要建筑物允许损毁，但主要建筑时，水库枢纽的某些正常工作可以暂时破坏，次要建筑物允许损毁，但主要建筑物必须确保安全。物必须确保安全。防护对象的防洪标准：防护对象的防洪标准：推求设计洪水采用推求设计洪水采用3 3种方法：种方法：（1 1）历史最大洪水加成法）历史最大洪水加成法 以以历历史史上上发发生生过过的的最最大大洪洪水水再再加加上上一一个个安安全全值值作作为设计洪水。为设计洪水。缺点：缺点：对对未未来来洪洪水水超超过过历历史史最最大大洪洪水水的的可可能能性性考考虑虑不不足，降低了工程的安全程度；足，降低了工程的安全程度；对对大大小小不不同同，重重要要性性不不同同的的工工程程采采用用同同一一个个标标准，显然不合理。准，显然不合理。如如葛葛洲洲坝坝工工程程，选选用用17881788年年洪洪水水Qm=8600mQm=8600m3 3/s/s作作为为设设计计洪洪水水，选选用用18701870年年洪洪水水Qm=110000mQm=110000m3 3/s/s作作为为校校核核洪洪水。水。第一节第一节 概概 述述（2 2）频率计算法）频率计算法 以以符符合合某某一一频频率率的的洪洪水水作作为为设设计计洪洪水水，如如百年一遇、千年一遇等百年一遇、千年一遇等。此此法法将将洪洪水水作作为为随随机机事事件件，根根据据概概率率理理论论由由已已发发生生的的洪洪水水来来推推估估未未来来可可能能发发生生的的符符合合某某一频率标准的洪水作为一频率标准的洪水作为设计洪水设计洪水。此此法法克克服服了了历历史史加加成成法法存存在在的的缺缺点点，根根据据工工程程的的重重要要性性和和工工程程规规模模选选择择不不同同的的标标准准，适适用用面面较较宽宽，在在我我国国水水利利、电电力力、交交通通设设计计中中应应用广泛。用广泛。第一节第一节 概概 述述（3 3）水文气象法）水文气象法 因因频频率率计计算算缺缺乏乏成成因因概概念念，如如果果资资料料太太短短，用用于于推推求求稀稀遇遇洪洪水水根根据据就就很很不不足足。且且近近年年来来，我我国国一一再再出出现现超超标标准准的的特特大大洪洪水水，设设计计标标准准一一再再提提高高。水水文文气气象象法法从从物物理理成成因因入入手手，根根据据水水文文气气象象要要素素推推求求一一个个特特定定流流域域在在现现代代气气候候条条件件下下，可可能能发生的最大洪水作为设计洪水。发生的最大洪水作为设计洪水。第一节第一节 概概 述述二二、设计洪水计算的内容、设计洪水计算的内容及方法及方法 设计洪水计算：设计洪水计算：（1 1）推求）推求设计洪峰流量设计洪峰流量 （2 2）不同时段设计洪水总量）不同时段设计洪水总量 （3 3）设计洪水过程线）设计洪水过程线 方法：方法：（1 1）由流量资料推求设计洪水）由流量资料推求设计洪水 （2 2）由暴雨资料推求设计洪水）由暴雨资料推求设计洪水 第一节第一节 概概 述述第一节第一节 概概 述述洪水三要素：洪水三要素：洪水过程线洪水过程线、洪峰洪峰、洪量洪量洪峰洪峰QmQm（m m3 3/s/s），为洪水过程线的最大流量。），为洪水过程线的最大流量。洪洪水水总总量量 W W（m m3 3），为为洪洪水水的的径径流流总总量量，从从起起涨涨点点A A上上涨涨，到到达达峰峰顶顶B B后后流流量量逐逐渐渐减减小小，到到达达C C点点退退水水结束，流量过程线结束，流量过程线ABCABC下的面积就是洪水总量下的面积就是洪水总量 W W。洪洪水水过过程程线线，洪洪水水从从A A到到B B点点的的时时距距t t1 1为为涨涨水水历历时时，从从B B到到C C点点的的时时距距t t2 2为为退退水水历历时时，一一般般情情况况下下，t t2 2t t1 1。T T=t t1 1t t2 2，称为，称为洪水历时洪水历时。第一节第一节 概概 述述年最大值法选样年最大值法选样资料审查资料审查峰、量频率计算峰、量频率计算特大洪水处理特大洪水处理安全修正值安全修正值设计洪峰和设计洪量设计洪峰和设计洪量选择典型洪水选择典型洪水同倍比或同频率缩放同倍比或同频率缩放设计洪水过程线设计洪水过程线成果合理性检验成果合理性检验第一节第一节 概概 述述 步骤：步骤：1 1）资料审查）资料审查 2 2）选样）选样 3 3）频率计算）频率计算 4 4）成果合理性分析）成果合理性分析一、洪水资料审查一、洪水资料审查 “三性三性”审查：审查：可靠性、一致性、代表性可靠性、一致性、代表性 1.1.资料可靠性的审查与改正资料可靠性的审查与改正 实测洪水资料：实测洪水资料：对测验和整编进行检查，重点放在观测与整编质量较对测验和整编进行检查，重点放在观测与整编质量较差的年份。包括水位观测、流量测验、水位流量关系等。差的年份。包括水位观测、流量测验、水位流量关系等。历史洪水资料：历史洪水资料：一是调查计算的洪峰流量一是调查计算的洪峰流量可靠性可靠性；二是审查洪水发生；二是审查洪水发生的年份的的年份的准确性准确性。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求2.2.资料一致性的审查与还原资料一致性的审查与还原 所所谓谓洪洪水水资资料料的的一一致致性性，就就是是产产生生各各年年洪洪水水的的流流域产流和汇流条件在调查观测期中应基本相同。域产流和汇流条件在调查观测期中应基本相同。如如果果发发生生了了较较大大的的变变化化，需需要要将将变变化化后后的的资资料料还还原原到到原原先先天天然然状状态态的的基基础础上上，以以保保证证抽抽样样的的随随机机性性（减减少少人人为为的的干干扰扰），和和能能与与历历史史资资料料组组成成一一个个具具有有一致性的系列。一致性的系列。例例如如上上游游建建了了比比较较大大的的水水库库，则则应应把把建建库库后后的的资资料通过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。料通过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求3.3.资料代表性的审查与插补延长资料代表性的审查与插补延长 当当洪洪水水资资料料的的频频率率分分布布能能近近似似反反映映洪洪水水的的总总体体分分布布时时，则则认认为为具具有有代代表表性性；否否则则，则则认认为为缺缺乏乏代代表表性性。实实际际工工作作中中要要求求连连续续实实测测的的洪洪水水年年数数一一般般不不少少于于20203030年，并有特大洪水加入。年，并有特大洪水加入。当当实实测测洪洪水水资资料料缺缺乏乏代代表表性性时时，应应插插补补延延长长和和补补充充历历史史特特大大洪洪水水，使使之之满满足足代代表表性性的的要要求求。插插补补延延长长主要是采用主要是采用相关分析相关分析的方法。的方法。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求二、样本选取二、样本选取 1 1、选样的原则、选样的原则 应应满满足足独独立立、随随机机选选样样的的要要求求。成成因因不不同同的的洪洪水水不可作为同一样本的选取。不可作为同一样本的选取。2 2、洪峰流量的选样、洪峰流量的选样 目目前前采采用用年年最最大大值值法法选选样样：即即从从资资料料中中逐逐年年选选取取一一个个最最大大流流量量和和固固定定时时段段的的最最大大洪洪水水总总量量，组组成成洪洪峰峰流量和洪量系列。流量和洪量系列。3 3、洪量的选样、洪量的选样 固固定定时时段段一一般般采采用用1 1、3 3、5 5、7 7、1515、3030天天。大大流流域域，调调洪洪能能力力大大的的工工程程，设设计计时时段段可可以以取取得得长长些些；小小流域、调洪能力小的工程，可以取得短一些。流域、调洪能力小的工程，可以取得短一些。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求T=1天天T=5天天T=3天天t(d)Q(m3/s)QmW1W5W3第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求三、洪水资料的插补和展延三、洪水资料的插补和展延 1 1、上下游或邻近流域站资料的移用、上下游或邻近流域站资料的移用 若若设设计计断断面面的的上上游游或或下下游游有有较较长长期期记记录录的的参参证证站站，设设计计站站与与参参证证站站流流域域面面积积相相差差不不超超过过3%3%，且且区区间间无无分分洪洪、滞滞洪洪设设施施时时，可可考考虑虑将将上上游游或或下下游游参参证证站站的的洪洪峰峰数数值值直直接接移用到设计站。移用到设计站。2 2、利用洪峰、洪量关系插补和展延、利用洪峰、洪量关系插补和展延 利利用用本本站站或或邻邻站站（上上下下游游站站或或邻邻近近流流域域站站）同同次次洪洪水水的的洪洪峰峰和和洪洪量量的的相相关关关关系系，或或洪洪峰峰流流量量相相关关关关系系进进行行插插补和展延。补和展延。3 3、利用本流域暴雨径流关系插补和展延径流系列。、利用本流域暴雨径流关系插补和展延径流系列。四、特大洪水的处理四、特大洪水的处理 1 1、概述、概述 （1 1）什么是特大洪水）什么是特大洪水?特特大大洪洪水水是是指指实实测测系系列列和和调调查查到到的的历历史史洪洪水水中中，比比一一般洪水大得多的稀遇洪水。般洪水大得多的稀遇洪水。历历史史上上的的一一般般洪洪水水是是没没有有文文字字记记载载和和留留下下洪洪水水痕痕迹迹，有有特特大大洪洪水水才才有有文文献献记记载载和和洪洪水水痕痕迹迹可可供供查查证证，所所以以调调查查到的历史洪水一般就是特大洪水。到的历史洪水一般就是特大洪水。特特大大洪洪水水可可以以发发生生在在实实测测流流量量期期间间之之内内，也也可可以以发发生生在在实实测测流流量量期期之之外外，前前者者称称资资料料内内特特大大洪洪水水，后后者者称称资资料料外特大洪水（历史特大洪水）外特大洪水（历史特大洪水）。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求历史调查期历史调查期实测期实测期QNQN资料内特大洪水资料内特大洪水资料外特大洪水资料外特大洪水（历史特大洪水）（历史特大洪水）一般一般 时，时，Q QN N可以考虑作为特大洪水处理。可以考虑作为特大洪水处理。历史调查期历史调查期实测期实测期第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求2 2）为什么要考虑特大洪水？）为什么要考虑特大洪水？目目前前我我们们所所掌掌握握的的样样本本系系列列不不长长，系系列列愈愈短短，抽抽样样误误差差愈愈大大，若若用用于于推推求求千千年年一一遇遇、万万年年一一遇遇的的稀遇洪水，根据就很不足。稀遇洪水，根据就很不足。如如果果能能调调查查到到N N年年（N Nn n）中中的的特特大大洪洪水水，就就相相当当于于把把n n年年资资料料展展延延到到了了N N年年，提提高高了了系系列列的的代代表性，使计算结果更合理、准确、稳定。表性，使计算结果更合理、准确、稳定。【例例】：河北省滹沱河黄壁庄水库设计洪水计算：河北省滹沱河黄壁庄水库设计洪水计算：19551955年设计，资料年设计，资料n n=18=18年，年，Q Q0.1%0.1%=12600m=12600m3 3/s/s；19561956年年发发生生特特大大洪洪水水Q Q=13100m=13100m3 3/s/s，直直接接加加入入资资料料系系列（列（n n=19=19），未做特大洪水处理，），未做特大洪水处理，Q Q0.1%0.1%=25900m=25900m3 3/s/s；将将19561956年年洪洪水水做做特特大大洪洪水水处处理理，但但不不加加历历史史特特大大洪洪水，水，Q Q0.1%0.1%=19700m=19700m3 3/s/s；再再加加入入历历史史特特大大洪洪水水（17941794、18531853、19171917、19391939），Q Q0.1%0.1%=22600m=22600m3 3/s/s；19631963年年 又又 发发 生生 了了 一一 次次 特特 大大 洪洪 水水Q Q=12000m=12000m3 3/s/s，加加 入入 并并 做做 特特 大大 洪洪 水水 处处 理理，Q Q0.1%0.1%=23300m=23300m3 3/s/s。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求2 2、考虑特大洪水时经验频率的估算、考虑特大洪水时经验频率的估算 加入特大洪水后，资料系列的特征：加入特大洪水后，资料系列的特征：（1 1）连序系列和不连序系列：）连序系列和不连序系列：所谓所谓“连序连序”与与“不连序不连序”，不是指时间上连续，不是指时间上连续与否，只是说所构成的样本中间有无空位。与否，只是说所构成的样本中间有无空位。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求 连连序序系系列列：洪洪水水系系列列中中没没有有特特大大洪洪水水值值，在在频频率率计计算算时时，各各项项数数值值直直接接按按大大小小次次序序统统一一排排位位，各各项之间没有空位，序数项之间没有空位，序数m m是连序的；是连序的；不不连连序序系系列列：系系列列中中有有特特大大洪洪水水值值，特特大大洪洪水水值值的的重重现现期期（N N）必必然然大大于于实实测测系系列列年年数数n n，而而在在N Nn n年年内内各各年年的的洪洪水水数数值值无无法法查查得得，它它们们之之间间存存在在一一些些空位，由大到小是不连序的。空位，由大到小是不连序的。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求 特特大大洪洪水水加加入入系系列列后后，样样本本成成为为不不连连序序系系列列，其其经经验验频频率率和和统统计计参参数数的的计计算算与与连连序序系系列列不不同同。这这样样就就要要研研究究有有特特大大洪洪水水时时的的经经验验频频率率和和统统计计参参数的计算方法，称为数的计算方法，称为特大洪水处理特大洪水处理。特特大大洪洪水水处处理理的的关关键键：特特大大洪洪水水大大小小、重重现现期的确定期的确定、经验频率的计算经验频率的计算。实测特大洪水：通过资料观测得到。实测特大洪水：通过资料观测得到。历史特大洪水：通过洪水痕迹，查水位流量关历史特大洪水：通过洪水痕迹，查水位流量关系获得。系获得。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求例例如如某某站站1940194019821982年年有有实实测测洪洪水水资资料料。其其中中19631963年年洪洪水水最最大大，19401940年年次次大大；另另调调查查到到自自19031903年年以以来来，为为首首的的三三次次大大洪洪水水的的排排位位为为19211921年年、19631963年年、19031903年年，且且在在此此8080年年间间不不会会漏漏掉掉比比19031903年年更更大大的的洪洪水水。另另通通过过文文献献考考证证，19031903年年以以前前还还有有三三次次大大于于19211921年年的的洪洪水水，其其排排位位为为18671867年年、18521852年年、18321832年年，但但小小于于19211921年年的的洪洪水水，则则无无法法查查清清。该该站站的的洪洪峰峰流流量量即即为不连序系列。为不连序系列。特特大大洪洪水水确确定定以以后后，要要分分析析其其在在某某一一代代表表年年限限内内的大小序位，以便确定洪水的重现期。的大小序位，以便确定洪水的重现期。目目前前我我国国根根据据资资料料来来源源不不同同，将将与与确确定定特特大大洪洪水水代代表表年年限限有有关关的的年年份份分分为为实实测测期期、调调查查期期和和文文献献考考证期。证期。实测期实测期：从有实测洪水资料年份开始至今的时期。：从有实测洪水资料年份开始至今的时期。调调查查期期：在在实实地地调调查查到到若若干干可可以以定定量量的的历历史史特特大大洪水的时期。洪水的时期。文文献献考考证证期期：从从具具有有连连续续可可靠靠文文献献记记载载历历史史特特大大洪洪水水的的时时期期。调调查查期期以以前前的的文文献献考考证证期期内内的的历历史史洪洪水水，一一般般只只能能确确定定洪洪水水大大小小等等级级和和发发生生次次数数，不不能能定量。定量。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求（2 2）特大洪水重现期）特大洪水重现期 重现期是指某随机变量的取值在长时期内重现期是指某随机变量的取值在长时期内平均多少年出现一次，又称多少年一遇。平均多少年出现一次，又称多少年一遇。要准确地定出特大洪水的重现期是相当困要准确地定出特大洪水的重现期是相当困难的，目前，一般是根据历史洪水发生的年代难的，目前，一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。来大致推估。从发生年代至今为最大：从发生年代至今为最大：N N设计年份调查期发生年份设计年份调查期发生年份1 1 从调查考证的最远年份至今为最大：从调查考证的最远年份至今为最大：N N设计年份文献考证期最远年份设计年份文献考证期最远年份1 1第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求【例例】：19921992年在长江重庆宜昌河段进行洪年在长江重庆宜昌河段进行洪水调查。了解到同治九年（水调查。了解到同治九年（18701870年）川江发生年）川江发生特大洪水，沿江调查到石刻特大洪水，沿江调查到石刻9191处，推算得宜昌处，推算得宜昌洪峰流量洪峰流量QmQm110000m110000m3 3/s/s。Nn1870Qm110000m3/s若此洪水为若此洪水为18701870年以年以来最大。则来最大。则N N19921992187018701 1123123（年）（年）又又经经调调查查，在在四四川川忠忠县县长长江江北北岸岸2km2km处处的的选选溪溪山山洞洞中中调调查查到到宋宋绍绍兴兴2323年年（南南宋宋赵赵构构年年号号）即即11531153年年发发生生过过一一次次大大洪洪水水。该该洪洪水水小小于于18701870年年洪洪水水，通通过过调调查查还还可可以以肯肯定定自自11531153年年以以来来18701870年年洪洪水水为为最最大大，则则18701870年年洪水的重现期为洪水的重现期为 N N19921992115311531 1840840（年）。（年）。Nn1870Qm110000m3/s1153第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求（3 3）经验频率的计算经验频率的计算 连连序序系系列列中中各各项项经经验验频频率率的的计计算算方方法法，已已在前面论述，不予重复。在前面论述，不予重复。不不连连序序系系列列的的经经验验频频率率，有有以以下下两两种种估估算算方法：方法：1 1、独立样本法、独立样本法 2 2、统一样本法、统一样本法 第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设：设：N N历史调查期年数；历史调查期年数；n n实测系列的年数；实测系列的年数；l ln n年中的特大洪水项数；年中的特大洪水项数；a aN N年中能够确定排位的特大洪水项数年中能够确定排位的特大洪水项数（含资料内特大洪水（含资料内特大洪水l l项）；项）；m m实测系列在实测系列在n n中由大到小排列的序号，中由大到小排列的序号，m m=l l+1+1，l l+2+2，.，n n；PmPm实测系列第实测系列第m m项的经验频率；项的经验频率；PMPM特大洪水第特大洪水第M M序号的经验频率，序号的经验频率，M M=1=1，2 2，.，a a第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求Nna项特大洪水项特大洪水M=1，2，.，a实测期内特大洪水，实测期内特大洪水，l项项.TQ（m3/s）.实测一般洪水，实测一般洪水，n-l项项m=l+1，l+2，.，n缺测缺测第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求 独立样本法独立样本法 把把实实测测系系列列与与特特大大值值系系列列均均看看作作是是从从总总体体中中独独立立抽抽出出的的两两个个随随机机连连序序样样本本，各各项项洪洪水水可可分分别别在在各各个系列中进行排位。个系列中进行排位。实实测测系系列列的的经经验验频频率率仍仍按按连连序序系系列列经经验验频频率率公公式计算：式计算：特大洪水系列的经验频率计算公式为：特大洪水系列的经验频率计算公式为：第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求 统一样本法统一样本法 将将实实测测系系列列与与特特大大值值系系列列共共同同组组成成一一个个不不连连序序系系列列，作作为为代代表表总总体体的的一一个个样样本本，不不连连序序系系列列各各项项可可在历史调查期在历史调查期N N年内统一排位。年内统一排位。特大洪水经验频率的计算同独立样本法：特大洪水经验频率的计算同独立样本法：实实测测系系列列中中其其余余的的（n nl l）项项，则则均均匀匀分分布布在在11P PMaMa频率范围内，即频率范围内，即第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求Nna项特大洪水项特大洪水M=1，2，.，a实测期内特大洪水，实测期内特大洪水，l项项.TQ（m3/s）.实测一般洪水，实测一般洪水，n-l项项m=l+1，l+2，.，n缺测缺测PMPMaPm第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求（4 4）实例分析）实例分析 某站有某站有1930193019721972年年n n=43=43年实测流量资料。年实测流量资料。实测期外，调查实测期外，调查19031903、19211921年两个历史洪水。年两个历史洪水。19031903年年19721972年年N N=70=70年中，未漏掉年中，未漏掉Q QQ Q19031903的洪水，的洪水，且按大小排位，首三项洪水为且按大小排位，首三项洪水为Q Q19491949、Q Q19211921、Q Q19031903，试求各项洪水的经验频率？试求各项洪水的经验频率？解：解：N N=70=70，n n4343，l l1 1，1 1次实测特大洪水，次实测特大洪水，a a3 3，3 3次特大洪水，次特大洪水，m m2 2，3 3，n n。调查期调查期N N7070独立样本法独立样本法统一样本法统一样本法五、频率曲线线型选择五、频率曲线线型选择 P-P-型频率曲线型频率曲线六、频率曲线参数估算六、频率曲线参数估算第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求 CsCs值：值：对于对于CvCv0.50.5的地区，的地区，CsCs=(3=(34 4）CvCv；对于对于0.50.51.01.0的地区，的地区，CsCs=(2=(23 3）CvCv；此外，还可以采用此外，还可以采用权函数法权函数法来估计来估计 CsCs。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求【例例2 2】已已知知某某坝坝址址断断面面有有1919年年的的洪洪峰峰流流量量实实测测资资料料，经经洪洪水水调调查查得得知知19221922年年曾曾发发生生过过一一场场特特大大洪洪水水，据据 考考 证证，它它 是是 19221922年年 以以 来来 最最 大大 的的 一一 次次，Q=2700mQ=2700m3 3/s/s。19631963年年的的洪洪水水为为第第二二特特大大洪洪水水，适适用目估适线法推求洪峰流量频率曲线。用目估适线法推求洪峰流量频率曲线。年份年份19541954195519551956195619571957195819581959195919601960196119611962196219631963Q(m3/s)14005681490800400474956132017702320年份196419651966196719681969197019711972Q(m3/s)81810204644883347746101000216某坝址处洪峰流量表某坝址处洪峰流量表解解：（1 1）计算经验频率）计算经验频率 特大洪水的重现期：特大洪水的重现期：N=T N=T2 2-T-T1 1+1=1972-1922+1=51(+1=1972-1922+1=51(年年)实测年数：实测年数：n=19(n=19(年年)(2)(2)计算统计参数的初值计算统计参数的初值选用选用C CS SN N=3=3C CVNVN。求得。求得C CS SN N=1.80=1.80(3)(3)目估适线目估适线C CS SN N=1.80,=1.80,C CVNVN=0.60=0.60，XiXi-(Xi-)2 P%12700180632616361.9222320142620334763.855020529511221770876767376103149059635521615414005062560362051320426181476256102012615876307100010611236358956623844409818-7657764510 800-9488365011 774-120144005512 610-284806566013 568-3261062766514 488-4061648367015 474-4201764007516 464-4301849008017 400-4942440368518 334-5603136009019 216-67845968495149023350460七、计算成果的合理性检查七、计算成果的合理性检查（1 1）检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时）检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时之间的关系；之间的关系；历时历时增长，增长，均值均值增大，增大，CvCv、CsCs一般减小。一般减小。PQ W7d5d3d第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求（2 2）根据上下游、干支流及邻近地区各河流洪）根据上下游、干支流及邻近地区各河流洪水频率分析成果进行比较。水频率分析成果进行比较。从上游到下游，均值增大、模数减小从上游到下游，均值增大、模数减小PW3 3d d（下游站、干流站）（下游站、干流站）3 3d d（上游站、支流站（上游站、支流站）第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求CvCv、CsCs在一般情况下是上游站的较在一般情况下是上游站的较大，下游站的较小。大，下游站的较小。大流域洪峰、洪量的均值大于小大流域洪峰、洪量的均值大于小流域的。流域的。CvCv、CsCs在一般情况下是小在一般情况下是小流域的较大，大流域的较小。流域的较大，大流域的较小。第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求设计洪峰流量及设计洪水总量的推求 （3 3）、与暴雨频率分析成果进行比较。）、与暴雨频率分析成果进行比较。洪水的径流深应小于相应天数的暴雨深。洪水的径流深应小于相应天数的暴雨深。洪水的洪水的C Cv v值应大于相应暴雨量的值应大于相应暴雨量的C Cv v值。值。（4 4）、将将稀稀遇遇的的设设计计值值与与国国内内河河流流大大洪洪水水记记录录进进行比较。行比较。对对于于千千年年一一遇遇、万万年年一一遇遇的的洪洪水水，最最好好与与国国内内外外相相应应面面积积的的大大洪洪水水记记录录进进行行比比较较，如如低低于于其其下限很多或超过其上限很多，应深入分析其原因。下限很多或超过其上限很多，应深入分析其原因。以以上上所所述述，可可作作为为成成果果合合理理性性检检查查的的参参考考，如如发发现现明明显显的的不不合合理理之之处处，应应分分析析原原因因，将将成成果果加以修正。加以修正。目的目的：调洪演算，以确定防洪建筑物的规模尺寸等。调洪演算，以确定防洪建筑物的规模尺寸等。定定义义：设设计计洪洪水水过过程程线线是是指指具具有有某某一一标标准准的的洪洪水水过过程程线。线。方方法法：类类似似推推求求设设计计年年径径流流的的年年内内分分配配，从从实实测测资资料料中中选选取取典典型型洪洪水水过过程程线线，按按设设计计洪洪峰峰、洪洪量量放放大大，即得设计洪水过程线。即得设计洪水过程线。同频率放大、同倍比放大同频率放大、同倍比放大第三节第三节 设计洪水过程线的推求设计洪水过程线的推求一、典型洪水过程线的选择一、典型洪水过程线的选择 原则：原则：1 1）峰高量大，接近设计条件下的稀遇洪水；）峰高量大，接近设计条件下的稀遇洪水；2 2）代表性（季节、地区组成、洪峰次数、峰）代表性（季节、地区组成、洪峰次数、峰量关系）；量关系）；3 3）对过程不利（峰型集中、主峰靠后、与下）对过程不利（峰型集中、主峰靠后、与下游洪水遭遇）。游洪水遭遇）。4 4）如水库下游有防洪要求，应考虑与下游洪）如水库下游有防洪要求，应考虑与下游洪水遭遇的不利典型。水遭遇的不利典型。第三节第三节 设计洪水过程线的推求设计洪水过程线的推求二、典型洪水过程线的放大二、典型洪水过程线的放大1.1.同频率放大（峰量同频率放大法）同频率放大（峰量同频率放大法）洪峰放大倍比：洪峰放大倍比：最大最大1 1天洪量放大倍比：天洪量放大倍比：最大最大3 3天洪量除最大天洪量除最大1 1天以外，其余两天的放大倍天以外，其余两天的放大倍比：比：第三节第三节 设计洪水过程线的推求设计洪水过程线的推求特特点点：放放大大后后的的过过程程线线，其其洪洪峰峰流流量量和和各各时时段段的的洪量都符合同一设计频率。洪量都符合同一设计频率。注意注意：1.1.时段划分，不宜过多，一般以时段划分，不宜过多，一般以3 3段或段或4 4段为宜；段为宜；2.2.对对于于放放大大后后过过程程线线的的不不连连续续现现象象，可可徒徒手手修修匀匀，修修匀匀后后仍仍应应保保持持洪洪峰峰和和各各时时段段洪洪量量等等于于设设计值。计值。第三节第三节 设计洪水过程线的推求设计洪水过程线的推求【例例】：经经过过对对某某水水库库实实测测和和调调查查洪洪水水的的分分析析，初初步步确确定定19711971年年8 8月月的的一一次次洪洪水水为为典典型型洪洪水水，其其洪洪峰峰、各各时时段段洪洪量量及及设设计计洪洪峰峰洪洪量量见见下下表表1 1，洪洪水水过过程程见见表表2 2，要要求求用用分分时时段段同同频频率率放放大大法法，推推求求P=1%P=1%的的设设计洪水过程线。计洪水过程线。项目项目洪峰洪峰Q Qm(mm(m3 3/s)/s)洪量洪量W W（10106 6m m3 3）1d1d3d3d7d7dP=1%P=1%的设计值的设计值1460146060.560.590.590.5116116典型洪水典型洪水1066106647.747.770.970.992.392.3某水库典型及设计洪峰、洪量统计表某水库典型及设计洪峰、洪量统计表（表（表1）典型洪水过程线典型洪水过程线放大倍比放大倍比放大流量放大流量(m(m3 3/s)/s)修均后的流量修均后的流量(m(m3 3/s)/s)时间时间流量流量日日时时（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）3 30 030301.191.1935.735.735353 3121240401.191.1947.647.648484 40 060601.19/1.271.19/1.2771.4/76.271.4/76.272724 44 41301301.271.271651651601604 412128948941.271.2711351135113511354 414149809801.271.2712441244124412444 41515106610661.371.3714601460146014604 416169509501.271.2712061206120612064 421214804801.271.276106106056055 50 03503501.27/1.291.27/1.29445/451445/4514464465 53 32402401.291.293103103103105 58 81671671.291.292152152152155 511111391391.291.291791791791795 520201071071.291.291381381381386 60 01151151.291.29148148148148典型洪水过程线典型洪水过程线放大倍比放大倍比放大流量放大流量(m(m3 3/s)/s)修均后的流量修均后的流量(m(m3 3/s)/s)时间时间流量流量日日时时（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）6 65 51301301.291.291681681681686 6161682821.291.291061061061066 6191980801.291.291031031031036 6202082821.291.291