环工第九章-由流量推求设计洪水复习进程.ppt

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1、环工第九章-由流量推求设计洪水第一节第一节 设计洪水概述设计洪水概述一、洪水与设计洪水一、洪水与设计洪水 洪洪水水是是指指暴暴雨雨或或急急促促的的融融冰冰化化雪雪或或水水库库垮垮坝坝等等引引起的江河流量迅速增加及水位急剧上涨的一种现象。起的江河流量迅速增加及水位急剧上涨的一种现象。设设计计洪洪水水是是指指符符合合设设计计标标准准的的洪洪水水，是是堤堤防防和和水水工工建筑物设计的依据。描述设计洪水特性的三要素：建筑物设计的依据。描述设计洪水特性的三要素：1 1、设计洪峰流量、设计洪峰流量 2 2、不同时段的设计洪水量、不同时段的设计洪水量 3 3、设计洪水过程线、设计洪水过程线 1 1、设计洪峰

2、流量、设计洪峰流量 设计洪水过程的最大流量。设计洪水过程的最大流量。2 2、不同时段的设计洪水量、不同时段的设计洪水量 设设计计洪洪水水过过程程中中1 1天天、3 3天天、7 7天天等等固固定定时时段段的的连连续续最最大大洪洪水水量量。简简称称最最大大一一日日洪洪量量、最最大大三三日日洪洪量量、最大七日洪量等。最大七日洪量等。3 3、设计洪水过程线、设计洪水过程线 包包含含了了设设计计洪洪水水的的所所有有信信息息，是是水水库库防防洪洪规规划划设设计的重要依据。计的重要依据。洪灾是我国最严重的自然灾害。防御洪水的措施有洪灾是我国最严重的自然灾害。防御洪水的措施有工程措施工程措施和和非工程措施非工

3、程措施两大类。一般用水工建筑物防御两大类。一般用水工建筑物防御洪水的重现期洪水的重现期 T 或出现的频率或出现的频率 P 来表示。我国根据防洪来表示。我国根据防洪对象的重要性、工程规模以及发挥的效益，确定水利水对象的重要性、工程规模以及发挥的效益，确定水利水电工程的设计标准，电工程的设计标准，见教材见教材P236-237表表9-1表表9-3。二、防洪标准二、防洪标准 百年一遇设计洪水百年一遇设计洪水：很多年平均的情况下：很多年平均的情况下100年发生年发生一次大于等于该量级的洪水。而不是一次大于等于该量级的洪水。而不是 100 年内一定发生年内一定发生一次，可能发生一次、两次或多次，也可能不发

4、生。一次，可能发生一次、两次或多次，也可能不发生。1、设计洪水计算内容、设计洪水计算内容 （1）设计洪峰流量）设计洪峰流量 （2）不同时段的设计洪量不同时段的设计洪量 （3）设计洪水过程线）设计洪水过程线三、设计洪水计算的内容和途径三、设计洪水计算的内容和途径2、设计洪水计算途径、设计洪水计算途径 只讨论有水文气象资料情况下的计算途径：只讨论有水文气象资料情况下的计算途径：a.由流量资料推求设计洪水由流量资料推求设计洪水 b.由暴雨资料推求设计洪水由暴雨资料推求设计洪水 c.由气象资料推求设计洪水由气象资料推求设计洪水 a.由流量资料推求设计洪水由流量资料推求设计洪水计算框图：典型洪水过程放大

5、典型洪水过程放大输入洪峰、洪量资料输入洪峰、洪量资料洪峰、洪量频率计算洪峰、洪量频率计算设计洪峰流量、设计时段洪量设计洪峰流量、设计时段洪量典型洪水过程典型洪水过程设计洪水过程 b.由暴雨资料推求设计洪水由暴雨资料推求设计洪水计算框图：典型暴雨过程放大典型暴雨过程放大输入暴雨资料输入暴雨资料暴雨量频率计算暴雨量频率计算设计时段雨量设计时段雨量典型暴雨过程典型暴雨过程设计洪水过程设计暴雨过程设计暴雨过程产汇流计算产汇流计算 c.由气象资料推求设计洪水由气象资料推求设计洪水计算框图：典型暴雨过程放大典型暴雨过程放大输入露点、风速等资料输入露点、风速等资料可能最大暴雨计算可能最大暴雨计算可能最大时段

6、雨量可能最大时段雨量典型暴雨过程典型暴雨过程可能最大洪水过程可能最大暴雨过程可能最大暴雨过程产流、汇流计算产流、汇流计算第二节第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求设计洪峰流量及设计洪量的推求 所谓选样是指从洪水流量资料中，确定逐年的洪所谓选样是指从洪水流量资料中，确定逐年的洪水特征值。常选洪峰流量、固定时段最大洪量作为洪水特征值。常选洪峰流量、固定时段最大洪量作为洪水的特征值。固定时段长一般取水的特征值。固定时段长一般取1天、天、3天、天、7天等。天等。一、洪水资料的选样一、洪水资料的选样 年最大值法年最大值法选样：选样：每每年年选选取取一一次次最最大大值值，n年年资资料料可可选选出出n项项年

7、年极极值值，包括洪峰流量和各种时段的洪量。包括洪峰流量和各种时段的洪量。二、洪水资料的审查二、洪水资料的审查 进进行行洪洪水水资资料料的的可可靠靠性性、一一致致性性、代代表表性性审审查查。方方法法与与“年径流资料审查年径流资料审查”相同。相同。三、三、洪峰流量和洪量系列的频率计算洪峰流量和洪量系列的频率计算 由于水文上不得不根据由于水文上不得不根据样本样本去估计去估计总体总体，所以洪峰、，所以洪峰、洪量频率计算成果的可信程度与资料的代表性很有关系。洪量频率计算成果的可信程度与资料的代表性很有关系。通通常常认认为为系系列列愈愈长长代代表表性性愈愈好好。目目前前我我国国实实测测洪洪水水资资料料大大

8、多多为为3040年年，用用这这么么短短的的系系列列去去推推求求百百年年、千千年年一一遇遇的的洪洪水水，抽抽样样误误差差较较大大。所所以以应应想想方方设设法法提提高高样样本的代表性。本的代表性。（一）加入特大洪水的作用（一）加入特大洪水的作用 特特大大洪洪水水是是指指比比实实测测系系列列中中的的一一般般洪洪水水大大得得多多的的稀稀遇洪水。包括遇洪水。包括调查到的历史洪水调查到的历史洪水和和实测洪水中的特大值实测洪水中的特大值。比比如如：某某水水文文站站实实测测洪洪峰峰流流量量资资料料1958-1982年年，只只有有25年年，但但通通过过调调查查，得得知知1900年年发发生生特特大大洪洪水水，洪洪

9、峰峰流流量量为为3750m3/s，考考证证期期为为83年年。将将历历史史洪洪水水加加入入到到实实测测样样本本中中在在某某中中程程度度上上相相当当于于把把样样本本容容量量从从25扩扩大大到到83。提高了样本的代表性。提高了样本的代表性。历史洪水历史洪水Nn Q t（二）考虑特大洪水的经验频率计算方法（二）考虑特大洪水的经验频率计算方法 有有分开处理分开处理和和统一处理统一处理两种方法。两种方法。(1)分开处理法分开处理法 原则：把原则：把“历史洪水历史洪水+实测系列中的特大值实测系列中的特大值”与与“实测系列实测系列”，看成是分别抽自同一总体的两个独立的样，看成是分别抽自同一总体的两个独立的样本

10、。本。(a)历史洪水和实测系列中的历史洪水和实测系列中的 l 个特大值构成一组样本，个特大值构成一组样本，单独在单独在 N 中排队；中排队；(b)实测系列中的所有洪水（包括实测系列中的所有洪水（包括 l 个特大值）构成一组个特大值）构成一组 样本，单独在样本，单独在 n 中排队。中排队。实测系列中特大洪水实测系列中特大洪水 历史洪水历史洪水Nn Q t 经验频率计算公式：经验频率计算公式：M特大洪水排位的序号；特大洪水排位的序号；N调查最远的年份至实测资料最后一年的年数；调查最远的年份至实测资料最后一年的年数；m实测实测洪水排位的序号；洪水排位的序号；l 实测实测洪水系列中特大值的项数；洪水系

11、列中特大值的项数；n实测实测洪水的项数。洪水的项数。一般洪水：一般洪水：特大洪水：特大洪水：m=l+1，l+2，n(2)统一处理法统一处理法 原则：把原则：把“历史洪水历史洪水+实测系列中的特大值实测系列中的特大值”与与“实测系列实测系列”，作为一个容量为，作为一个容量为N的样本。的样本。设实测设实测n年内有年内有l 个特大值，则：个特大值，则：(M=1a)历史洪水及实测系列中的特大洪水，历史洪水及实测系列中的特大洪水，一般实测洪水，一般实测洪水，(m=l+1,l+2,n)历史洪水和特大值中最后一个的频率历史洪水和特大值中最后一个的频率 初初步步验验证证表表明明：分分开开 、统统一一处处理理对

12、对适适线线法法估估计计参参数数影影响响不不大大因因两两种种方方法法对对历历史史洪洪水水和和实实测测特特大大值值的的经经验验频频率率的的计计算算公公式式是是相相同同的的,只只是是对对一一般般洪洪水水的的计计算算公公式式有有差差别别，而而在在洪洪水水频频率率计计算中一般洪水对适线成果影响相对较小。算中一般洪水对适线成果影响相对较小。（三）（三）统计参数确定统计参数确定1、矩法初估参数、矩法初估参数 a 特大洪水特大洪水(包括历史洪水和实测中的特大值包括历史洪水和实测中的特大值)个数个数;N调查最远的年份至实测资料最后一年的年数；调查最远的年份至实测资料最后一年的年数；l 实测洪水系列中特大值的项数

13、；实测洪水系列中特大值的项数；n实测实测洪水的项数。洪水的项数。2、适线法确定参数、适线法确定参数 (方法步骤同年径流量频率计算方法步骤同年径流量频率计算)举例举例P241P241 广东省南水水库年最大洪峰流量频率曲线图广东省南水水库年最大洪峰流量频率曲线图广东省南水水库各时段年最大洪量频率曲线图广东省南水水库各时段年最大洪量频率曲线图第三节第三节 设计洪水过程线的拟定设计洪水过程线的拟定一、选择典型洪水过程线的原则一、选择典型洪水过程线的原则 1.资料完整、精度高；资料完整、精度高；2.洪峰高、洪量大，接近设计情况；洪峰高、洪量大，接近设计情况；3.具有代表性并且对防洪不利。一般峰型集中且主

14、峰具有代表性并且对防洪不利。一般峰型集中且主峰 偏后的洪水过程对防洪不利。偏后的洪水过程对防洪不利。二、典型洪水过程线的放大二、典型洪水过程线的放大 常用的有常用的有同倍比放大同倍比放大、同频率放大同频率放大两种方法。两种方法。（一）同倍比放大（一）同倍比放大1.概念：按洪峰或时段洪量放大典型洪水过程线的方法。概念：按洪峰或时段洪量放大典型洪水过程线的方法。2.做法：对整个典型洪水过程线采用同一倍比进行放大。做法：对整个典型洪水过程线采用同一倍比进行放大。l对于堤防：按峰放大对于堤防：按峰放大 K=QP/QDl对于蓄泄洪区：按量放大对于蓄泄洪区：按量放大 K=WTP/WTD 则则QP(t)=K

15、QD(t)QPQDtQ按峰放大按峰放大tQ按量放大按量放大WTDWTP3.特点特点l优点优点方法简单，对峰、量关系较好时使用。方法简单，对峰、量关系较好时使用。l缺点缺点受典型影响大，放大后洪峰和洪量不能同时受典型影响大，放大后洪峰和洪量不能同时 达到设计值。达到设计值。（二）同频率放大（二）同频率放大 1.概念概念 放放大大典典型型洪洪水水过过程程线线时时，按按洪洪峰峰和和不不同同时时段段洪洪量量分分别别采采用用不不同同的的倍倍比比放放大大，使使放放大大后后的的设设计计洪洪水水过过程程线线洪峰和时段洪量都等于设计值。洪峰和时段洪量都等于设计值。目前大、中型水库规划设计中主要用该方法。目前大、

16、中型水库规划设计中主要用该方法。2.步骤步骤（1）不同的放大倍比计算）不同的放大倍比计算 洪峰放大倍比为：洪峰放大倍比为：KQ=QP/QD 洪量的放大倍比分别为：洪量的放大倍比分别为：K1=W1P/W1D K3-1=（W3PW1P）/（W3DW1D）K7-3=（W7PW3P）/（W7DW3D）式中：式中：W1P、W3P、W7P分别为分别为1、3、7日的设计洪量；日的设计洪量；W1D、W3D、W7D分别为分别为1、3、7日的典型洪量。日的典型洪量。将不同时段的洪量按不同倍比放大，峰按峰的倍比放大。将不同时段的洪量按不同倍比放大，峰按峰的倍比放大。（2）绘图）绘图 在放大过程中，由于各时段的放大倍

17、比不同，放大在放大过程中，由于各时段的放大倍比不同，放大交界处会产生不连续现象，使过程线呈锯齿形。应徒手交界处会产生不连续现象，使过程线呈锯齿形。应徒手修匀，使成为光滑曲线。但要保持设计洪峰和各历时的修匀，使成为光滑曲线。但要保持设计洪峰和各历时的设计洪量不变。设计洪量不变。QPQtQD如图：如图：3.特点特点l优点优点受典型洪水过程影响小，放大后洪峰和不受典型洪水过程影响小，放大后洪峰和不 同时段洪量均符合设计值。同时段洪量均符合设计值。l缺点缺点有时会较大程度地改变典型洪水过程线的有时会较大程度地改变典型洪水过程线的 形状。形状。教材教材P246P246 例题例题本章结束本章结束,谢谢！谢谢！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢