[工学]桥涵水文课件第三章.ppt

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1、篇 寓 楔 雏 鹰 日 龄 骆 周 熊 铃 凋 瑚 须 镇 孤 隧 捻 烂 轿 孕 吐 蛆 文 伦 涩 至 嘛 证 熙 杭 埃 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第三章 河川水文基础知 识 中国矿业大学建筑工程学院 神 搔 琅 晾 陌 陶 奏 圃 玩 麦 忍 硅 推 种 积 灌 新 世 辰 烯 刻 冕 布 渡 财 稀 啊 卤 若 迹 荔 庇 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第三章 河川水文基础 知识 学习目标: 掌握径流、河流、流域的基本概念,了解水文规律的 研究方法,河流的分类及分段

2、,掌握水文调查的主要内 容及方法。理解水文统计的基本概念,掌握经验频率曲 线的绘制方法、理论频率曲线的基本原理、现行频率曲 线的适线法;理解相关分析的意义、水文统计参数对频 率曲线的影响; 本章重点: 径流、河流、流域的基本概念;理论频率曲线的绘制 ;现行频率分析方法。 本章难点: 理论频率曲线的原理和绘制方法; 中国矿业大学建筑工程学院 懈 役 忿 劫 焕 网 诅 嚎 渡 矫 公 坷 距 颐 仁 岗 娩 帕 箔 缝 梗 掩 妊 冶 紊 宛 州 厢 矣 貉 宣 嘴 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第二节 河流、流域及河川径 流 第一节 河

3、川水文现象的特点与 桥涵水文的研 究方法 第三节 形态勘测与水文调查 第三章 主要内容 第四节 水文统计基本知识 第五节 经验频率曲线的绘制 第六节 理论频率曲线的绘制 第七节 相关分析 中国矿业大学建筑工程学院 涡 毒 急 襄 敖 褂 钵 悟 屈 备 娇 陪 红 子 却 诫 梳 研 狗 娇 肪 行 克 泻 锄 特 曼 渡 炙 毖 返 措 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第一节 河川水文现象 的特点 与桥涵水文的研究方法 一、水文现象的特点: 随机性 、周期性、地区性。 二、桥涵水文的研究方法 数理统计法 、成因分析法 、地理综 合法 。

4、 中国矿业大学建筑工程学院 但 凉 锅 氦 褂 荡 魂 田 燕 遣 堂 署 振 糜 疫 坠 饼 醚 池 诊 封 侨 淖 困 猩 爽 倦 佃 临 侥 龄 蹲 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第二节 河流、流域及河川径 流 一、河流 河流是河槽和其中水流的统称。 一条发育完整的河流,按河段不同 的特征,可分为河源、上游、中游、下 游、河口等五部分。 一、河流; 二、流域; 三、河川径流; 四、桥位设计中的河段分类 中国矿业大学建筑工程学院 硼 都 怀 畏 丸 阿 胃 铰 寥 躺 煮 愿 彦 参 赫 刻 蘑 余 垃 羡 仕 口 犀 壮 狐 眨

5、版 冗 睁 琳 祷 妆 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 河 槽 河流的基本特征: 居 苗 巨 湛 嫂 窝 媒 落 万 富 让 玛 来 托 实 门 虏 垢 煞 掩 辟 亏 砖 盾 洛 泻 测 掐 炽 桨 允 嗜 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 河流比降 a)直段河道螺旋式流动(又称平轴副流);b)退水时的水内环 流现象;c)涨水时的水内环流现象及表面的水拱现象;d)弯道 河道的螺旋流动;e)弯段河道断面的水内环流现象及凹岸水 位超高.

6、 迟 憾 磕 甩 味 砌 淋 污 痊 束 议 承 僧 解 玲 洲 继 设 鄂 菠 树 垦 洁 膊 豹 恫 墓 防 溺 雀 炳 颧 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 二、流域 河流某断面以上的集水区域,称为该断面 以上河段的流域或汇水区。河口断面以上的集 水区域则称为该河的流域。 流域四周地面最高点的连线称为分水线。它 可由地形图绘得出。 中国矿业大学建筑工程学院 悄 本 泊 承 必 梗 仔 芯 鲍 柄 康 奸 裙 恩 余 素 拯 假 柴 聘 删 刮 略 罢 预 挫 裤 澳 埠 遂 卑 嚷 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学

7、桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 虚线-流域分水线 骑 开 剐 榷 壕 槽 蓉 尧 啪 性 戈 进 池 据 蜘 奔 孕 闭 萍 兹 袄 奉 瞬 框 郑 塘 释 烹 盟 稗 尔 喊 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 流域面积增长图 及非闭合流域 宏 太 萍 赂 济 鹏 切 刽 赶 戍 锯 墒 址 搏 豪 沪 常 器 煤 监 铺 凹 诌 庚 腑 逻 痪 现 倒 犊 沽 座 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 三、河川径流 河流中的水流,水文

8、学中习惯称其为河川径流。 中国矿业大学建筑工程学院 径流形成过程 程 兄 站 励 服 决 世 媒 报 迎 盂 伍 过 蔚 袋 恋 盲 肝 臆 滨 脱 眉 阵 屿 橡 化 吗 此 摔 禁 疟 写 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 流域内自降水开始到雨水流过出口断面的整个 物理 过程称为径流形成过程。一般将这一过程 分为四个阶段:降水流域蓄渗坡面漫流河 槽集流。 径流量可用以下几种方法表示: 流量 、径流总量 、径流模数 、 径流深度 、径流系数 。 我国河流水量的补给类型 有雨源型、雪雨 源型、雪源型。 暖 凛 怠

9、燎 炳 烂 滴 崖 雏 梁 思 屋 澡 享 户 驹 撕 碗 凉 碎 矿 赐 伶 即 更 邑 驮 母 侩 堂 杠 袋 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 四、桥位设计中的河段 分类 公路工程水文勘测设计规范(JTG C30 2002)中,分类如下 : 山区河流、平原河流、山前区河流 、河口 。 中国矿业大学建筑工程学院 神 鼠 亭 燥 秽 翼 芳 覆 伦 瓤 歌 挟 蜗 哭 啪 畦 萎 炎 采 掳 菠 姬 算 勃 怯 咱 彪 误 币 蹈 晒 畸 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第三节 形态

10、勘测与水文调查 中国矿业大学建筑工程学院 第3-3节 主要内容 一、河床断面测量 二、水文观测 三、水文资料的搜集和整理 四、水位与流量关系曲线 传 饱 论 储 瓷 喊 络 陇 澜 病 岿 忘 菌 旁 级 烹 瘟 种 剩 牲 刘 馁 刨 兰 波 牙 坊 瓢 喀 市 痴 腆 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 一、河床断面测量 1、水深测量与起点距控制 断面索法 中国矿业大学建筑工程学院 钳 痉 柔 镭 毛 詹 牲 妮 疲 雕 喝 扮 哗 争 糖 搂 抛 偏 贩 凝 点 两 锋 敬 妙 稀 殃 询 帝 找 吞 萤 工 学 桥 涵 水 文 课 件

11、 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 先控制各测深垂线与河沟岸某定点的水平距 离(称为起点距),然后分别测量各点的水深 。 中国矿业大学建筑工程学院 仪器交会或图解交会法 蕴 阔 硝 九 施 窍 垃 灵 殴 玫 啦 峭 坞 汾 经 域 份 帅 肪 茂 躺 湿 栓 凸 弱 组 蚕 娩 银 浸 惕 庇 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 二、水文观测 1、水位观测 水位是指某一时刻该站测流断面(水文站固定观 测的河床横断面)的水面高程。 中国矿业大学建筑工程学院 直立式水尺 倾斜式水尺 蜂 缄 聊 频 瘟 柠 南 镶 兵 咨

12、胆 嗅 洱 负 窒 龙 拉 札 嘻 逊 介 层 孜 该 掇 贞 沃 楷 咱 人 督 构 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 2、流速测定 常用的流速测量方法有流速仪和浮标法两种 。 中国矿业大学建筑工程学院 流速仪 哉 颇 请 炸 崇 的 癌 梯 巷 淳 呸 奉 碗 伯 脚 玻 碾 猩 疹 下 万 耍 立 稠 渣 世 辐 谈 挎 呻 剃 弯 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 浮标 霜 叶 缓 塌 辫 青 桩 垮 斯 鼓 替 奄 痴 贝 贰 生 蝶 玖 扼 妮 讳

13、簧 饯 憾 觉 程 怕 谤 汗 垫 刮 韦 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 流速仪测流速 测流断面及断面流速分布 摧 拧 悉 祈 拓 逮 燎 亥 豁 壹 园 狸 智 初 碗 离 指 坚 霉 辆 交 旺 骸 酿 砖 虑 商 碟 硅 迸 粥 锄 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 浮标法测流速浮标投放断面 及测速垂线布置示意图 肪 辈 粗 牛 坑 舟 潦 披 愿 攒 浸 断 戳 伶 弗 巨 逢 矽 志 腿 粕 暴 醚 撵 供 勉 嗡 炔 队

14、 茶 淀 锌 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 3、流速、流量 计算 (1)计算每根测速垂线上的平均流速。 (2)计算两相邻垂线平均流速间的算术平均 值流速(称为部分面积平均流速) (3)计算各部分过水面积 (4)计算通过各部分面积的流量 (5)全断面的过水面积 (6)断面平均流速 注:浮 标法计 算的流 量应乘 系数K 修正为 实流量 。 中国矿业大学建筑工程学院 肪 吝 守 渍 奈 出 支 字 演 沫 妻 隅 敦 仙 裹 荤 摄 员 仇 递 呆 坊 锯 辅 磐 晕 歼 窝 拎 猫 险 接 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工

15、学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 三、水文资料的搜集和整 理 水文资料的来源主要有: 1、水文站观测资料 它是在一定时期内连续实测的资料,能较为 真实地反映客观实际,是水文分析计算的主要 依据。 中国矿业大学建筑工程学院 防 桓 俄 凝 尿 贬 纶 咎 俱 娱 表 龙 峙 吻 茎 言 呸 长 傈 藻 柱 稚 骚 岔 迹 泰 手 门 涌 奸 勃 赏 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 2、文献考证资料 可以了解近百年甚至更久远的历史洪水情况 ,对考证历史特大洪水野外调查资料的年分、 重现期和掌握该地区在洪水的出现规律有很大 价值。 3、洪

16、水调查资料。 洪水调查是搜集水文资料的一种有效方法 ,不论有无水文站观测资料,都必须进行。对 于缺乏水文观测资料的河段,洪水调查是获得 桥涵设计中所需水文资料最基本的方法。 中国矿业大学建筑工程学院 蔽 俄 趴 逼 习 蝎 癣 俭 进 晨 界 欲 垛 订 十 蜀 嘉 蜡 愿 积 准 幌 文 朋 叭 镰 敖 祷 炔 娠 符 娃 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 四、水位与流量关系曲 线 根据断面实测水位和对应的流量资料点绘 成的图形,称为水位流量关系曲线。 水位流量关系曲线在水文计算中应用很广 。主要用来根据断面的水位(流量)推求相应 的流量

17、(水位)。 用水位流量关系曲线可根据水位的变化过 程推求流量的变化过程。或将水文计算所得 的设计水位(流量),直接转换为设计流量 (水位)等。 中国矿业大学建筑工程学院 柠 忻 劝 蜘 涩 劲 屡 戈 逗 掣 桃 选 江 佩 人 孝 禽 诅 潜 猴 铝 敏 宅 械 醉 术 椅 拯 措 拔 榷 貌 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 稳定的水位与流量关系曲线 祭 另 咳 羹 案 下 阐 驳 祭 捂 硝 氮 挞 孰 峨 付 壹 欺 刷 姓 枢 盂 素 辕 挽 都 苗 廊 防 茨 颓 训 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第

18、 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第四节 水文统计基本 知识 一、随机变量 1、必然事件: 2、不可能事件: 3、随机事件: 4、随机变量: 5、总体: 6、样本 : 中国矿业大学建筑工程学院 一、随机变量; 二、累积频率和重现期; 三、选样方法;四、设计洪水频率与设计流量; 五、频率分布及其特征 闭 描 渴 偶 某 倡 把 垃 骋 猜 洒 潍 盈 亮 允 懈 厌 黔 嘲 渭 后 虾 始 肋 正 欢 疚 谦 心 佣 安 咖 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 7、机率:机率又称为概率,是指随机系列的总 体中,某一事件在客观

19、上出现的可能性大小 的数值。常以 表示。 8、频率 :频率是指若干次试验中,某一事件 A出现的次数与试验的总次数之比值 。 中国矿业大学建筑工程学院 欲 往 诉 贱 印 门 棠 东 净 模 符 捣 臂 禄 奄 瞬 龋 铸 季 戎 聋 娜 棱 也 笋 孤 拆 绪 盐 应 福 醇 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 二、累积频率和 重现期 1. 累积频率 等量和超量值的累计频数)与总观测次数 之比称为累积频率,一般简称为频率 ,常用 表示 。 累积频率计算的古典公式为: 在水文计算中一般不采用古典公式。在我 国广泛采用维泊尔公式,又称数学期望公式

20、: 中国矿业大学建筑工程学院 匡 壕 蘸 兵 舞 虫 低 霖 烷 厉 蹲 勇 惩 笺 灰 户 娩 羽 暴 袜 致 沦 狂 掷 占 梅 咸 造 睁 顾 站 啥 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 2. 重现期 重现期指等于和大于某频率的洪水平均多少 年可能出现一次,简称多少年一遇,常用 表 示。 在水文计算时,常用到重现期来表示各种水 文现象发生的可能性。 对于洪水频率 : 对于枯水频率 : 中国矿业大学建筑工程学院 垄 股 琴 妻 辨 朱 椿 侄 凝 牺 饱 唬 楔 蝇 一 洼 谭 的 仍 屠 惋 袱 莫 诉 政 整 戚 飞 痰 刃 躺 翔

21、工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 三、选样方 法 由总本中选取样本叫抽样或选样。对设计洪峰 流量或水位,可有以下两种选样方法: 1.年最大值法 即每年选取一个瞬时最大值组成样本系列。此 法独立性好,但要求有长期的实测记录,有时难 以满足。由此所得的累积频率为年频率,其重现 期单位为年, 2.超大值法 此法将n年实测洪水位或洪峰流量按大到小排 列,并从大到小顺序取 个实测系列组成样本。 一般取 。 中国矿业大学建筑工程学院 熬 丑 敦 塞 股 捍 迅 拟 糠 夫 介 肠 测 逝 苑 杉 菜 背 绊 穆 君 态 魁 峭 眺 刺 瑚 粮 袱 烟

22、斩 炳 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 四、设计洪水频率与设计 流量 目前,桥涵工程均采用一定频率作为设计 标准,称为设计洪水频率。对于公路桥涵工 程,采用交通部2004年发布的公路桥涵设 计通用规范(JTG D602004)中规定的设 计洪水频率。相应于设计洪水频率的洪峰流 量,就是桥涵工程的设计流量。水文统计法 中,就是利用累积频率曲线推求相应于设计 洪水频率的流量,作为桥涵的设计流量。 中国矿业大学建筑工程学院 宵 杜 妇 俗 皖 昧 丙 帅 幢 塔 窗 杯 标 作 驻 喇 斟 角 汛 号 乖 蜕 括 父 捐 捐 钮 盂 闸 臼 戒

23、 轻 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 五、频率分布及其特征 在一个随机变量系列中,每一个随机变量的 取值,都对应着一定的机率,不同变量对应的机 率变化,称为机率分布。 水文中通常是利用已有的实测水文资料组 成一个样本(随机变量系列)推求变量的频率分 布,来近似地代替机率分布。 中国矿业大学建筑工程学院 缆 烤 珊 刽 战 沃 邻 贴 卿 榷 宿 酋 唁 渺 翼 毖 榨 哀 唆 醛 耐 迅 唤 房 既 役 趁 拌 蜗 瞒 仙 鲍 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院

24、 流量与频率关 系的直方图 流量与累积频 率关系的折线 图 焊 膳 擒 衡 秤 痰 新 扔 暖 檬 秩 雷 惫 汲 楞 花 龄 驻 遂 袜 栋 闹 赎 掌 峪 寇 肇 讹 靴 娇 鸡 浩 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 分布曲线与密度曲线的关系 观 溪 咀 义 李 宏 羽 怨 谨 枷 歼 叼 漂 杠 氯 惊 迎 饯 帮 奔 策 斧 寄 正 胆 啄 完 匙 螟 糯 糠 骸 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第五节 经验频率曲线的绘 制 中国矿业大学建筑工程学院

25、一、经验频率曲线 ; 二、经验频率曲线的绘制步骤 卤 娱 捏 何 英 赁 沥 谋 苟 门 利 精 辩 屁 伙 燥 看 僧 冒 鹿 研 腻 旧 凳 烂 桩 汪 切 嘘 涕 急 伐 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 一、经验频率曲线 在水文计算中,一般通过频率曲线来表示 水文要素与其对应的频率之间的关系,来确定 某指定频率的水文要素特定值。将实测水文资 料作为随机变量,按从大到小的顺序排列,用 频率计算公式计算出各随机变量的累积频率, 以随机变量为纵坐标,累积频率为横坐标,在 坐标格纸上点出经验频率点,再按点群趋势, 并注意侧重比较可靠的点,目

26、估勾绘出一条光 滑的曲线,这条曲线称为经验频率曲线。 中国矿业大学建筑工程学院 质 颐 垢 闪 摄 尝 膜 柬 揍 眠 苗 尖 那 抨 讽 蝶 罚 批 撬 憋 寄 甄 赢 狰 捣 潘 吞 嫉 幢 翼 恬 讹 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 普通格纸海森机率格纸 中国矿业大学建筑工程学院 经验频率曲线 乎 屈 剥 落 曹 葫 恐 氟 帛 柿 砰 郸 杭 喝 检 总 痪 谷 畅 伐 墒 大 肮 柱 戚 肤 交 判 斡 蹄 亭 篮 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 二、经验频率曲线的绘制步骤

27、 (1)将搜集到的实测水文资料按大小递减的顺 序排列,计算资料的总项数及各变量的序号。 (2)利用公式计算各实测值的经验频率。 (3)以各实测值为纵坐标,以累积频率为横坐 标,将各实测值点据点绘于坐标纸上。 中国矿业大学建筑工程学院 勺 搔 艰 尹 鬃 霜 驶 雹 浇 肄 全 舰 乡 试 刻 稼 别 股 若 伸 未 藻 鞘 彝 冕 旧 疯 室 观 恢 晨 茄 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 (4)通过点群分布中心,目估联成一条光滑曲线 ,即得经验累积频率曲线或称经验频率曲线。 可在经验频率曲线上用内插法或外延法推 算相应于设计洪水频率的流

28、量(水位)设计 流量(设计水位)。 如果求小频率的设计流量或设计水位时由 于外延任意性导致误差较大。 中国矿业大学建筑工程学院 技 吾 辣 啸 束 欠 裸 辛 魏 三 究 撮 弗 俄 勒 救 业 抄 毡 舷 膊 谁 褐 卢 收 圾 阔 政 俘 旅 饼 瑟 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第六节 理论频率曲线的绘 制 中国矿业大学建筑工程学院 n一、皮尔逊型曲线方程及皮三型曲线; 二、理论频率曲线的三个参数 n三、三个统计参数对理论频率曲线的影响; 四、皮尔逊型曲线的应用 n五、现行频率分析方法; n六、抽样误差 n七、资料中特大值(特大洪

29、水)的处理; 八、历史洪峰流量重现期的确定方法 绩 岔 臂 朗 衰 尤 岗 亮 硬 层 丑 凉 蜂 服 圈 淌 扰 佬 兢 硫 圾 苇 臃 驾 辐 琐 后 辽 伸 瓤 燎 眼 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 为减少经验频率曲线外延的任意性,人 们试图从数理统计理论中的某些曲线线形(对应 相应的数学方程式)中,选择比较符合水文现象 规律者来表示所需的经验曲线,使曲线的绘制与 外延具有一定的数学依据,这种用一定数学方程 式表示的频率曲线,称为理论频率曲线。实际计 算中,皮尔逊型(P)曲线作为总体的理 论频率曲线。 中国矿业大学建筑工程学院 偏

30、 淹 寐 褂 受 将 兄 厦 觅 生 会 稿 途 哑 嵌 堤 釜 逢 妓 岭 剥 溪 床 勒 课 姜 傅 朋 萤 筒 念 帐 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 一、皮尔逊型曲线方程及 皮三型曲线 中国矿业大学建筑工程学院 绞 享 辐 醉 纬 涟 唇 窥 坑 朽 快 风 铸 艺 阔 莉 抄 鲜 列 粮 诸 定 凉 剂 肋 睁 劝 乖 亥 掖 成 凛 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 二、理论频率曲线的三个参数 1、均值 均值是系列中所有随机变量的算术平均值。 中国矿业大学建筑工程学院 握

31、昌 您 聂 吃 陶 瑟 尖 市 电 费 壶 臃 菲 史 兑 啃 剪 房 淹 钉 效 玲 盈 童 抛 会 鹿 划 春 潍 桂 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 2、变差系数 CV 变差系数是反映随机变量系列对其均值 离散程度的参数,表明系列分布对均值是比 较分散还是比较集中。 对总体 对样本 中国矿业大学建筑工程学院 砍 懂 锨 牧 蔬 钱 顺 贸 剑 市 特 光 饱 钎 刚 胎 宵 烁 蔫 究 刹 咱 晨 篇 甚 真 骆 店 痔 崇 兴 惮 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 3、偏差系

32、数CS 偏差系数是反映随机变量系列中各随机变量 对其均值对称性的参数,它表明系列分布对均值 是对称的还是不对称的,是正偏态还是负偏态, 反映频率分布对均值的偏斜程度 。 对总体 对样本 中国矿业大学建筑工程学院 衷 戒 姆 守 丝 已 僳 蠕 孟 谰 塞 千 仰 沪 寿 牟 搽 试 嘴 乔 沽 铂 臆 忱 夷 嚎 察 摸 只 淤 遮 炸 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 三、三个统计参数对理论频率 曲线的影响 中国矿业大学建筑工程学院 朽 迈 枝 蛙 誉 澈 蕴 烦 宣 富 讲 倒 晦 倾 帧 论 例 汲 烦 眷 奢 力 痰 澄 斥 淆 垒

33、 蛙 懦 冉 陇 术 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 四、皮尔逊型曲线的应用 将P型曲线的方程式进行一定的积 分计算,得频率曲线纵坐标值的计算公式, 即频率曲线的方程式(分布函数): 对于年最大流量系列: 可见,理论频率曲线的绘制,主要是三个统 计参数的确定。 中国矿业大学建筑工程学院 磐 吟 二 摆 瞧 舍 唯 脓 偏 裙 肝 搁 灌 数 铅 劫 钟 母 颈 僵 吮 俊 唉 犹 视 土 狼 衰 酣 宋 剑 坝 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 五、现行频率分析方法 频率分析方法实际上

34、是确定合适的理论频 率曲线的三个统计参数。现行的频率分析方法 有两种,即矩法和适线法。 1、矩法: 即由实测资料系列按统计参数计算公式计算出三 个统计参数,然后按公式(频率曲线的方程式)算 得设计流量或水位。这种方法要求系列长,即样本 容量大,否则易受系列中特大值和次大值的影响, 使矩法的计算误差偏大,因统计参数本身存在误差 ,尤其是CS值,若系列不够长,误差更大,则结果 更不可靠。因此一般少用此法。 中国矿业大学建筑工程学院 菠 痰 萍 膛 弦 钎 闯 伪 铣 溅 肌 分 彝 坠 灭 无 叼 蛀 竭 悦 新 启 熊 咋 夹 水 他 甫 询 京 簧 御 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三

35、章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 2、适线 法: 适线法是由矩法与经验频率点据相结合选配 合适的理论频率曲线的方法。一般通过试算,求 与经验频率点据吻合较好的合适的理论频率曲线 的统计参数,再根据这一合适的理论频率曲线确 定设计值。这种方法目前用得最多。 常用的有求 矩适线法和三点适线法 两种。 中国矿业大学建筑工程学院 硒 庸 鬼 循 畸 果 两 偷 镍 筑 囤 直 弱 闯 活 才 纶 呆 歪 邢 嗽 益 凸 仍 喇 泼 卖 席 奏 陕 僳 烟 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 (1)求矩适 线法 求矩适线法是利用矩法公式计

36、算出均值和离 差系数值,并假定 值,作为三个统计参数的 初试值,一般通过试算,适当调整 值,求与 经验频率点据吻合较好的合适的理论频率曲线的 三个统计参数,再根据这一合适的理论频率曲线 确定设计值 或 ,这种方法称为求矩适线 法。根据我国经验, 值一般可在 的范 围内假定一个数值。 中国矿业大学建筑工程学院 羽 蔑 恶 蔑 赐 稼 未 旅 徽 习 衡 兆 腰 寓 蔡 笑 膛 音 伍 吭 叔 糊 票 块 汉 箔 燕 覆 怎 俺 滞 限 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 2、三点 适线法 在经验频率曲线上任选三个点,利用该三点处的流 量值和相应

37、的频率,根据一定的公式推求三个统计参数 的初试值,再通过适线确定三个统计参数的采用值,称 为三点适线法。相对于求矩适线法,三点适线法推算统 计参数的计算量大大减小,适用于 值比较小的情况 。 中国矿业大学建筑工程学院 使 幽 局 且 犯 囊 六 稗 乾 完 苦 工 哆 最 伪 遣 仲 冀 孩 楞 擞 兆 夺 望 勇 蕊 烃 湖 彬 糕 卿 巍 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 六、抽样误差 样本与总体间的误差,称为抽样误差,这 种误差总是存在的。 抽样误差的作用一般有两种:一种是为 保证工程设计的安全,将误差作为一种安全 范围考虑;另一种是

38、检验所研究的水文特征 值是否超出给定的精度范围以作评价。实际 工作中,抽样误差值还可以在选配理论曲线 时作修正统计参数的参考值 。 中国矿业大学建筑工程学院 士 起 茹 恐 胎 瘩 梯 椅 浴 着 歧 蔓 娇 呵 袖 贷 嚣 责 傣 奖 证 掂 悠 号 奏 献 吐 瘤 亿 慕 咙 锡 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 七、资料中特大值(特大洪水)的处理 特大洪水的标准,目前尚无明确规定,一般是 指在数值上较资料中其他实测值大许多的洪峰流 量或水位。特大洪水来自水文站实测资料、历史 洪水调查和历史文献考证三个方面。 在桥位设计中,设计洪水的推

39、算多采用数理 统计法。但由于一般河流的系列不长,根据短期 系列(如20-30)年来推求百年一遇或千年一遇 的洪水势产生很大误差。实践表明,在频率分析 中考虑特大洪水会增大系列的样本容量而使其更 具有代表性。同时,由于系列中考虑特大洪水可 增加频率曲线前端点据,从而更好地控制适线, 使所推求出的稀遇洪水更有说理性。 中国矿业大学建筑工程学院 债 酬 停 尽 薯 裂 呻 铲 搀 扩 沼 干 谩 孜 昆 威 画 玩 嘉 墅 介 憎 憎 户 耪 怪 凄 财 赞 诲 彬 熔 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 含特大洪水系列示

40、意图 呈 瓜 怖 芍 甘 桶 冉 闹 迢 逐 携 临 沉 羞 辐 晕 都 烟 穗 按 锗 精 蒸 羡 靛 爱 予 绪 拜 楞 柠 考 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 特大洪水的经验频 率 (M=1,2,,a1+a2) M历史特大洪水流量或实测系列中特大洪水 流量在调查期内的由大到小的排序序号。 (一)含特大洪水的经验频率的计算 中国矿业大学建筑工程学院 藕 拙 楼 峪 娱 袁 暇 顺 瞥 奶 躁 乔 瞒 陇 烤 它 户 寝 邮 订 穴 宫 砚 碘 执 悼 流 剧 俗 矣 瑞 抛 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵

41、水 文 课 件 第 三 章 中国矿业大学建筑工程学院 实测洪水流量的经验频率估算公式 (m=a2+1,a2+2,na2) 或 躇 彦 廷 棘 笆 蕊 盘 崎 乡 脖 睹 琶 损 准 擒 摸 胚 蝉 仪 助 寓 弧 加 傅 蔼 宛 夏 楞 捞 濒 炳 排 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 (二)不连续系列的统计参数计 算方法 1、均值 2、离差系数 中国矿业大学建筑工程学院 舟 或 类 耘 犀 函 惨 舶 设 晃 虞 赴 毫 闷 卡 憎 脉 侧 孤 辛 仿 厕 锤 婶 框 汉 帅 木 拉 颧 沸 般 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章

42、 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 3、偏差系 数 偏差系数的确定与无特大值洪水系列相同, 根据经验先选定 的 比值,点绘 理论频率曲线,与实测流量经验频率点据相比较 ,如吻合程度不理想,可调整 的 值,使二者吻合较好 。 中国矿业大学建筑工程学院 聂 糟 俊 玻 讹 占 袁 扔 院 矮 裕 哈 平 拥 谈 翰 擦 堑 汇 纺 良 张 汗 族 鲁 桓 蓄 盼 述 锭 搭 槛 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 八、历史洪峰流量重现期的确定 方法 1、在查考其N1年内,所得历史洪峰流量Qi为最 大时,则重现期 中国矿业大学建筑工程学院

43、 咐 税 门 院 助 灰 窃 病 特 把 衍 蛊 梨 韩 玩 多 韭 灵 仆 馈 正 兼 宵 万 迟 举 奈 又 醇 捂 淀 糯 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 2、在查考期 年内,已有 个洪峰流量大 于所查得的历史洪峰流量 时, 中国矿业大学建筑工程学院 畦 拐 徘 撼 耻 粟 仇 探 浆 窝 郑 痉 蝎 颇 篇 嘿 注 醒 比 恭 诈 侗 跌 快 佛 威 踌 钟 傀 吻 阳 绳 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 3、若查考期 内有 次历史洪水与本 次所查得流量 接近但又无法判断它们

44、 的大小时,则 的排位可能为 区间内,取其平均值计算 中国矿业大学建筑工程学院 馅 抖 椿 炼 服 起 嘉 壬 芭 悲 吭 厄 皿 屎 锑 噎 芦 毡 行 戊 董 姥 预 很 丝 玩 夏 迅 两 投 缺 男 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 4、若在 年内有几个考查期 , 等, 且 ,得历史洪峰流量为 , ,但不能确认是否为N1年内最大或排二,则 可按各考查期作为重现期 中国矿业大学建筑工程学院 鲸 扫 贝 瑚 俞 乞 页 丑 丸 枫 竞 疟 不 搐 曙 功 怜 效 痪 锡 穷 磁 供 食 则 栓 贴 瑟 扑 扮 撤 害 工 学 桥 涵 水

45、 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 第七节 相关分 析 中国矿业大学建筑工程学院 一、相关关系示意图; 二、直线相关的回归方程式 三、相关系数 四、相关分析的误差 凳 看 攀 尚 啥 追 缔 质 龋 瞧 窄 鲸 烩 托 斡 伏 洒 客 丧 撤 说 凑 孔 搓 窘 蓉 谦 掐 辰 诊 态 为 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 自然界中许多现象并不是孤立的,它们 之间往往具有一定的关系。如降雨与径流、 同一断的水位与流量、一条河流上下游水文 站的流量等现象之间,都存在一定的关系。 在数理统计中把变量之间数量关系

46、称为 相关关系,对这种关系的分析,称为相关分 析。 中国矿业大学建筑工程学院 卵 零 浚 侨 壮 涤 董 整 萨 惦 弹 拘 陪 酿 唬 永 痞 斟 墅 畜 缓 诚 些 涨 摩 弹 此 跃 恩 丰 逆 蝶 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 一、相关关系示 意图 中国矿业大学建筑工程学院 雹 傻 和 现 樟 体 半 蹄 蛆 端 肇 啃 九 苛 锤 胖 隆 穆 挣 捏 膜 矢 里 旨 堑 鸿 旨 短 森 殷 乘 玲 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 二、直线相关的回归方 程式 倚 的直线回归

47、方程式 中国矿业大学建筑工程学院 协 骸 涣 吾 梁 拄 窄 骋 廓 析 拌 缺 靴 添 陛 膝 躯 粱 躯 案 林 解 交 男 崩 慢 淘 衰 抹 陡 生 申 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 倚 的回归方 程 中国矿业大学建筑工程学院 茧 肢 复 驾 锤 捏 柴 松 为 级 渔 宫 第 奇 潍 驹 惮 罚 淀 妇 蜗 瘪 栅 杭 圭 郧 栗 持 起 仲 芍 摇 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 三、相 关系数 在数理统计法中,一般采用相关系数来描述 和判别两变量之间的相关程度。相关系数的绝 对值越接近于1,相关程度越高 。 中国矿业大学建筑工程学院 闽 键 隧 账 承 律 瘤 颜 牡 香 讽 饯 黄 蜗 乡 认 照 干 衷 卸 傀 映 掣 熔 冠 糖 拂 沁 坪 思 彩 柿 工 学 桥 涵 水 文 课 件 第 三 章 工 学 桥

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