设计洪水过程线.ppt

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1、第三节第三节 设计洪水过程线推求设计洪水过程线推求课前复习课前复习可靠性、一致性、代表性审查可靠性、一致性、代表性审查年最大值法选样年最大值法选样峰、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由流量资料推求设计洪水框图由流量资料推求设计洪水框图 主要内容主要内容1选择典型洪水过程线；选择典型洪水过程线；2对典型洪水过程线进行缩放，对典型洪水过程线进行缩放，得出设计洪水过程线。得出设计洪水过程线。1选择典型过程选择典型过

2、程n选择典型洪水的原则：选择典型洪水的原则：（1）洪水峰高量大）洪水峰高量大:洪水特性比较接近设计条洪水特性比较接近设计条件。件。（2）洪水的特性具有代表性）洪水的特性具有代表性:发生季节、地区发生季节、地区组成、洪峰次数、洪水历时、峰量关系、主峰组成、洪峰次数、洪水历时、峰量关系、主峰位置代表流域大洪水一般特性。位置代表流域大洪水一般特性。（3）洪量集中、洪峰偏后）洪量集中、洪峰偏后:洪水过程对工程不洪水过程对工程不利。利。2 2同倍比缩放法同倍比缩放法 同同倍倍比比法法采采用用按按同同一一倍倍比比对对典典型型洪洪水水过过程程线线的的纵纵标标值值（流流量量值值）进进行行缩缩放放来来推推求求设

3、设计计洪洪水过程线。水过程线。缩放倍比缩放倍比:或或 同倍比法保证得出的设计洪峰或洪量符合设计频率。同倍比法保证得出的设计洪峰或洪量符合设计频率。Q p(t)k Q D（t）按按3d洪量放大洪量放大 按洪峰放大按洪峰放大 按按1d洪量放大洪量放大 QP(m3/s)按按3d洪量放大洪量放大 3 3同频率缩放法同频率缩放法 按按不不同同历历时时采采用用不不同同倍倍比比对对典典型型洪洪水水过过程程线线的的纵纵标标值值进进行行缩缩放放，得得出出的的设设计计洪洪峰峰及及不不同同历时设计洪量均符合设计频率。历时设计洪量均符合设计频率。洪峰缩放倍比：洪峰缩放倍比：洪量缩放倍比：洪量缩放倍比：推求设计洪水过程

4、线推求设计洪水过程线 Qp(t)k0 QD（t）Qp(t)QD（t）t（ti-1，ti）在缩放后流量过程线时段交界面上，由在缩放后流量过程线时段交界面上，由于缩放倍比的差别，流量过程线不连续，需于缩放倍比的差别，流量过程线不连续，需加以修正。修正的原则是：加以修正。修正的原则是：修正后各时段洪修正后各时段洪量满足设计值。量满足设计值。【算算例例】已已知知某某水水库库设设计计和和典典型型洪洪峰峰、洪洪量量资资料料，采用同频率法推求采用同频率法推求p1设计洪水过程线。设计洪水过程线。1推求各时段放大倍比推求各时段放大倍比 k03530/16202.18 k142600/202902.10 k31（

5、7240042600）/（3125020290）2.72 k73（11760072400）/（5762031250）1.71第一节第一节 概述概述第二节第二节 由设计暴雨推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水第三节第三节 小流域设计设计洪水小流域设计设计洪水第十章第十章 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 概述概述n n 流量资料不足或代表性差流量资料不足或代表性差 n n 洪水一致性被破坏洪水一致性被破坏 n n 校核流量计算成果校核流量计算成果 n n 无资料地区无资料地区 n n 由由PMP推求推求/PMFn暴雨资料推求设计洪水适用条件暴雨资料推求设计洪水适用条件第二

6、节第二节 由设计暴雨推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水n推求设计雨量；推求设计雨量；n拟定设计暴雨过程；拟定设计暴雨过程；n由设计暴雨推求设计洪水。由设计暴雨推求设计洪水。一、设计雨量计算一、设计雨量计算 n有充分长度面雨量资料：流域点雨量资有充分长度面雨量资料：流域点雨量资料充分并可以推求足够长度的流域面平料充分并可以推求足够长度的流域面平均雨量系列。均雨量系列。n有充分长度点雨量资料：少数点雨量资有充分长度点雨量资料：少数点雨量资料系列较长，但无法推求足够长度流域料系列较长，但无法推求足够长度流域面平均雨量系列。面平均雨量系列。n点雨量资料缺乏或不足：点雨量资料长点雨量资料缺乏或不足：点雨

7、量资料长度不足以点绘点雨量频率曲线。度不足以点绘点雨量频率曲线。二、设计暴雨过程拟定二、设计暴雨过程拟定 n1选择典型暴雨过程的原则选择典型暴雨过程的原则 n（1）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，放大后变形小）；件，放大后变形小）；n（2）降雨过程有足够的代表性（易出现）；）降雨过程有足够的代表性（易出现）；n（3）主雨峰偏后（对工程不利）主雨峰偏后（对工程不利）n2放大方法放大方法 n（1）同频率法（常用）；）同频率法（常用）；n（2）同倍比法）同倍比法例题例题 某流域具有充分的雨量资料。经面暴雨量频某流域具有充分的雨量资料。经面暴雨量频率计算得各时

8、段率计算得各时段P=1%的设计雨量为的设计雨量为H6h=64mm，H24h=106mm，H72h=178mm，求，求P=1%的设计暴雨过程。的设计暴雨过程。解：（解：（1）对流域内的某次实测大）对流域内的某次实测大暴雨过程进行分析比较后，选定暴雨过程进行分析比较后，选定 1992年年7月的一次大暴雨作为典型，其月的一次大暴雨作为典型，其暴雨过程如下表所示。暴雨过程如下表所示。时段时段t=6h123456789101112合合计计典型典型暴雨暴雨过程过程12.26.80201.53.84.711.346.7 21.53.88.7141（2）根据典型暴雨过程，经统计得）根据典型暴雨过程，经统计得典

9、型最大典型最大6h，24h，72h雨量及位雨量及位置分别如下：置分别如下：最大最大6h：最大最大24h：最大最大72h:第第9时段时段 H典，典，6h=46.7mm第第7-10时段时段 H典，典，24h=84.2mm第第1-12时段时段 H典，典，72h=141mm(3)计算各时段历时的放大倍比系数计算各时段历时的放大倍比系数K1=64/46.7=1.37K2=(106-64)/(84.2-46.7)=1.12K3=(178-106)/(141-84.2)=1.27(4)用同频率控制放大法推求设计暴雨用同频率控制放大法推求设计暴雨过程，将各放大倍比系数填在表中过程，将各放大倍比系数填在表中与典

10、型暴雨过程相对应的位置上，与典型暴雨过程相对应的位置上，通过放大计算得设计暴雨过程，如通过放大计算得设计暴雨过程，如下表所示。下表所示。时段时段t=6h123456789101112合计典型典型暴雨暴雨过程过程mm12.26.80201.53.84.711.346.721.53.88.7141 放大放大倍数倍数K1.271.271.271.271.271.271.121.121.371.121.271.27设计设计暴雨暴雨过程过程mm15.5 8.6025.4 1.94.85.312.764244.811178三、由设计暴雨推求设计洪水三、由设计暴雨推求设计洪水n（一）设计净雨（一）设计净雨

11、n1产流方案制定产流方案制定 n（1）有一定的流量资料：直接流域制定）有一定的流量资料：直接流域制定产流方案（分析外延的其合理性）产流方案（分析外延的其合理性）n（2）缺乏流量资料：移用相邻相似流域）缺乏流量资料：移用相邻相似流域产流方案产流方案（进行必要的修正和可行性论（进行必要的修正和可行性论证）证）2设计设计Pa 的推求的推求n 扩展暴雨法扩展暴雨法 n 同频率法同频率法 n 分析法分析法 n 典型暴雨法典型暴雨法n扩展暴雨法扩展暴雨法：在统计暴雨资料时：在统计暴雨资料时,加长统加长统计时段以包括前期降雨。例如根据设计计时段以包括前期降雨。例如根据设计需要只统计需要只统计7天暴雨天暴雨,

12、但由于要计算但由于要计算Pa,就就得在得在7天暴雨前增添天暴雨前增添30天统计时段天统计时段,得出得出37天的设计暴雨过程天的设计暴雨过程,其中最后其中最后7天核心天核心暴雨是用来计算设计洪水的暴雨是用来计算设计洪水的,前前30天的雨天的雨量仅用于计算设计量仅用于计算设计Pa。n同频率法：同频率法：同时进行同时进行和和两种两种系列的频率计算，由设计频率的系列的频率计算，由设计频率的 值减去同一频率的值减去同一频率的 值值,差额作差额作为所求的设计为所求的设计值：值：n（）n分析法分析法：根据流域水文气象和地理特性、：根据流域水文气象和地理特性、设计条件、经验分析或查手册得出设计设计条件、经验分

13、析或查手册得出设计Pa。在湿润地区，当设计标准较高时，。在湿润地区，当设计标准较高时，可取可取PaIm。n典型暴雨法典型暴雨法：如果所采用的实际典型年：如果所采用的实际典型年降雨量的频率接近设计频率，可以采用降雨量的频率接近设计频率，可以采用实际前期降雨作为计算设计实际前期降雨作为计算设计Pa的依据的依据 二）由设计净雨推求设计洪水 n有流量资料：采用单位线法（注意分析有流量资料：采用单位线法（注意分析外延的可靠性）外延的可靠性）n无流量资料：采用地区综合单位线法无流量资料：采用地区综合单位线法 面积越大，均值、面积越大，均值、Cv越小越小 n n不同历时的雨量频率曲线在适用范围内不同历时的雨

14、量频率曲线在适用范围内不相交不相交 n n直接法与间接法结果相互比较直接法与间接法结果相互比较 n n与邻近地区特大暴雨比较与邻近地区特大暴雨比较四、合理性检查四、合理性检查n【算例算例】某流域某流域F4200km2，推求百年，推求百年一遇设计洪水。流域具有一遇设计洪水。流域具有19591962四四年流量资料和年流量资料和19501979三十年面雨量三十年面雨量资料资料 1设计暴雨计算设计暴雨计算（1）设计暴雨统计时段：根据工程要求选）设计暴雨统计时段：根据工程要求选择为择为1、3、7天天（2）设计雨量：通过雨量频率分析计算得）设计雨量：通过雨量频率分析计算得P1p108.0mm；P3p182

15、.0mm；P7p270.0mm（3）典型雨量：选择）典型雨量：选择1955年一次暴雨过年一次暴雨过程程P1D63.2mm；P3D08.5mm；P7D148.6mm4）计算同频率放大倍比）计算同频率放大倍比（5）同频率法推求得设计暴雨过程）同频率法推求得设计暴雨过程日次日次 1 2 3 4 5 6 7 典型暴雨典型暴雨 13.8 6.1 20.0 0.2 0.9 63.2 44.4 放大倍比放大倍比 2.20 2.20 2.20 2.20 1.63 1.71 1.63 设计暴雨设计暴雨 30.4 13.4 44.0 0.4 1.5 108.0 72.4 同频率法推求得设计暴雨过程同频率法推求得设

16、计暴雨过程2 2设计净雨推求设计净雨推求（2）分析稳定入渗率：）分析稳定入渗率：fc12mm/d（3）土壤含水量：）土壤含水量：Pa,0100mm Pa,t+10.92PatPt（1）绘制降雨径流相关图）绘制降雨径流相关图，产流参数：产流参数：Em8.0mm；Im100mm4）由降雨径流相关图查算设计净雨过程）由降雨径流相关图查算设计净雨过程（5）划分地表、地下净雨过程）划分地表、地下净雨过程地表、地下净雨推求地表、地下净雨推求 （1）分分析析单单位位线线，由由地地表表净净雨雨推推求求地地表表径流过程径流过程Qs；（2）地地下下径径流流过过程程简简化化为为等等腰腰三三角角形形，峰峰位位于于地地

17、表表径径流流停停止止点点。由由地地下下净净雨雨推推求求地地下径流过程下径流过程Qg；（3）地地表表径径流流与与地地下下径径流流相相加加，得得设设计计洪水过程线洪水过程线Qp。3 3推求设计洪水过程推求设计洪水过程Qgii 236/11 i 21.45推求设计洪水过程线推求设计洪水过程线复习题：复习题：1、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定（、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定（）。）。A、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率 B设计暴雨的频率小于设计洪水的频率设计暴雨的频率小于设计洪水的频率 C设计暴雨的频率等于设计洪水的频率设计暴雨的频率等于设计洪水的频率D设计

18、暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率 C2.由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是：由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是：（）3当一个测站实测暴雨系列中包含有特大暴雨当一个测站实测暴雨系列中包含有特大暴雨时，若频率计算不予处理，那么与处理的相时，若频率计算不予处理，那么与处理的相比，其配线结果将使推求的设计暴雨（偏大、比，其配线结果将使推求的设计暴雨（偏大、偏小、不变）（偏小、不变）（）推求设计暴雨推求设计暴雨、推求设计净雨推求设计净雨、推求设计洪水、推求设计洪水 偏大n4 暴雨动点动面关系是（暴雨动点动面关系是（）n5暴雨定点定面关系是（暴雨定点定面关系是（）n6某一地区的暴雨点面关系，对于同一历时，某一地区的暴雨点面关系，对于同一历时，点面折算系数（点面折算系数（）n7选择典型暴雨的原则是选择典型暴雨的原则是“可能可能”和和“不利不利”，所谓不利是指（，所谓不利是指（）暴雨中心点雨量与相应的面雨量之间的关系暴雨中心点雨量与相应的面雨量之间的关系流域中心点暴雨与流域平均雨量之间的关系流域中心点暴雨与流域平均雨量之间的关系随流域面积的增大而减小随流域面积的增大而减小典型暴雨主雨峰靠后典型暴雨主雨峰靠后