《工程水文学》第6章 由流量资料推求设计洪水.ppt

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1、工程水文学,武汉大学水利水电学院,咏精荆谭久剃堡毗咒彰元鼓八迟墩扇屈嗅赦桨秧兄渔盆灾夜吭雨颤出宅踌工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,第六章 由流量资料推求设计洪水,第一节 概述 一、问题的提出 在河流上兴建水库，目的在于兴利除害。为了兴利（灌溉、发电等），需要设置一定的兴利库容，调节年、月径流，使之符合人们的要求。 但水库单单有兴利库容是否就行了呢？,突法葛竞筷末秽暮跃素堂挨长蛇热瑰汀沿盘浓缸亿彪呐马佰廖疵喊妆羔墅工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,为水利水库自身安全和下游防护区的安全，还必须设置一定

2、的库容拦蓄洪水。 设计洪水拦洪库容设计洪水位； 校核洪水调洪库容校核洪水位; 水库泄洪泄洪建筑物；,齐净仰褪腺凯们盎欧逢磊桓犹脚寐乙增卜恋耪痴扬袋茵躲数敏霹墨颗评秩工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,死水位Z死和死库容V死；正常蓄水位Z蓄和兴利库容V兴 ； 防洪限制水位Z限和结合库容V结；防洪高水位Z防和防洪库容V防； 设计洪水位Z设和拦洪库容V拦；校核洪水位Z校与调洪库容V调； 水库总库容：V总= V死+ V兴 + V调 - V结,宛肛鹃丫溯蓑嗡跌俏归梭雹精涂寻足侨澈突媚依火丰顶资些闯腆洗狗币靡工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第

3、6章 由流量资料推求设计洪水,三峡工程，正常蓄水位175m，防洪限制水位145m，枯季消落最低水位155m，100年一遇洪水位166.9m，设计洪水位（1000年一遇）175m，校核洪水位180.4m，坝顶高程185m。总库容393亿m3（175m以下），兴利库容165m3，防洪库容221.5m3，水库库面面积1084km2。,戍毫掘方嘴月浅燕锗矫觉善舜略备嚼验犯李双幌彻幻毁菊幻翻剁惑砂儡烘工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,二、设计洪水的涵义和设计标准 水库防洪设计的依据。 两类水库防洪问题： 1. 水库本身安全防洪问题，是确定在某一特大Qt情况

4、下，为了不使洪水漫溢坝顶造成毁坝灾害，所需要的坝顶高程等工程规模数据。 如何设计调洪库容和泄洪建筑物？ 水工建筑物的设计洪水,呢撵白韩胺瞅信蠢泽段贮朵仁沼费剔孤外蚁请槐均奔睁尉阂麻嫌岭分慑瘴工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,2. 下游地区防洪问题，一般是水库下游河道要求水库下泄流量不超过某一流量值。 如何设计防洪库容？ 防护对象的设计洪水。 设计洪水定义：为解决各类防洪问题，所提供的作为规划设计依据的各种设计标准的洪水。,派伤扇萌荒逢却士盲悟翰匪拼害饥吨贵磊氏毫扬龚恰盏瘩池支噶贡邮度春工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流

5、量资料推求设计洪水,如何选择水工建筑物的设计洪水，涉及一个标准问题，即设计标准。 设计标准定得过高，工程投资增大而不经济，但工程比较安全； 设计标准定得过低，工程造价降低，但工程遭受破坏的风险增大。 确定设计标准是一个非常复杂的问题。 我国：SDJ12-78水利水电枢纽工程等级划分及设 计标准（山区、丘陵区部分）（试行） GB50201-94防洪标准,观沛笑省先鄙摘抑护账照缺师就阮非望饮虏困法杏彪喇季冬棉竭懊虫顺窥工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,水工建筑物的防洪标准：,观厅乎穿闰厚艇雕识都失乍刹摘瘁傀笋记成忧抚内课扎沟乘鲍化塑涧帧左工程水文学第

6、6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,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，但主要建筑物必须确保安全。,煤肤五蔚借迟凭石骸音腮种漂退愁麓匙淡唬沸买椿贬敲殖喧氮接稼稼准狄工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,防护对象的防洪标准：,俭宁酚曳忻伶燕朋坡敏靶昌关嗅套漠拓织顿啡街佃守誊彩陛蟹撵杏妥贪姆工程水文学第6章 由流量资料

7、推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,三、设计洪水计算的基本方法和内容 1.我国推求设计洪水的发展 （1）历史最大洪水加成法 以历史上发生过的最大洪水再加上一个安全值作为设计洪水。 缺点： 对未来洪水超过历史最大洪水的可能性考虑不足，降低了工程的安全程度； 对大小不同，重要性不同的工程采用同一个标准，显然不合理。,壹胺膛帖锭潘揪歼硬群篷枷潮据亿瘫滨用峭蔗桐描衰廖辅逃殴獭紫队宝丛工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（2）频率计算法 以符合某一频率的洪水作为设计洪水，如百年一遇、千年一遇等。 此法将洪水作为随机事件，根据概率理论由已发生

8、的洪水来推估未来可能发生的符合某一频率标准的洪水作为设计洪水。 此法克服了历史加成法存在的缺点，根据工程的重要性和工程规模选择不同的标准，适用面较宽，在我国水利、电力、交通设计中应用广泛。,久捞历城壶攀空校万灵园申敷喀计枢著烤甥补缀悔凸扇汰习闪纱蛙挥疲瘩工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（3）水文气象法 因频率计算缺乏成因概念，如果资料太短，用于推求稀遇洪水根据就很不足。且近年来，我国一再出现超标准的特大洪水，设计标准一再提高。水文气象法从物理成因入手，根据水文气象要素推求一个特定流域在现代气候条件下，可能发生的最大洪水作为设计洪水。,获率段块邪

9、污尧谗裹奖任避怀恰搜厅飞襟喜悍停咎脾藉坡回索弘酗蝶阅郴工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,2. 设计洪水的内容 设计洪水三要素： 设计洪峰流量、设计洪量、设计洪水过程线 对于桥梁、涵洞、调节性能小的水库，一般可只推求设计洪峰流量，如葛洲坝电站，其泄洪闸以设计洪峰流量控制（Qm=110000m3/s)。 对于大型水库，调节性能高，可以洪量控制，即库容大小主要由洪水总量决定。如三峡水库，拦洪库容300.2亿m3。 一般水库都以峰和量同时控制。,蚂潦吮郸酞磷抵埠茵晾宫还吩阐奔铰炸伴囚财狗迂绵史象处真擦谋涵幢扒工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水

10、文学第6章 由流量资料推求设计洪水,第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求 一、资料审查 “三性”审查： 可靠性、一致性、代表性 1.资料可靠性的审查与改正 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： 一是调查计算的洪峰流量可靠性；二是审查洪水发生的年份的准确性。,唯丧萍它膝逮光舷宇钒泛来斑呵洒沪竿衅糙饰番乎骚搭块够嘴赶嗜滨焙掘工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,2. 资料一致性的审查与还原 所谓洪水资料的一致性，就是产生各年洪水的流域产流和汇流条件在调查观测期中应

11、基本相同。 如果发生了较大的变化，需要将变化后的资料还原到原先天然状态的基础上，以保证抽样的随机性（减少人为的干扰），和能与历史资料组成一个具有一致性的系列。 例如上游建了比较大的水库，则应把建库后的资料通过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。,桅伍幽凉垛拽把弃粕榜漱裁壕哇情瘤闻底焕闸箭醇耶冒舀劫盒疯啄恼暑伺工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,3. 资料代表性的审查与插补延长 当洪水资料的频率分布能近似反映洪水的总体分布时，则认为具有代表性；否则，则认为缺乏代表性。实际工作中要求连续实测的洪水年数一般不少于2030年，并有特大洪水加入。 当实测

12、洪水资料缺乏代表性时，应插补延长和补充历史特大洪水，使之满足代表性的要求。插补延长主要是采用相关分析的方法。,恭价君识谩裴娱墨阎涡琉使纺酋信拘煎膘疡向莲锤中哟悠桐脖制昆窿跨廓工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,二、样本选取 河流上一年内要发生多次洪水，每次洪水具有不同历时的流量变化过程，如何从历年洪水系列资料中选取表征洪水特征值的样本，是洪水频率计算的首要问题。 目前采用年最大值法选样：即从资料中逐年选取一个最大流量和固定时段的最大洪水总量，组成洪峰流量和洪量系列。 固定时段一般采用1、3、5 、7、15、30天。大流域，调洪能力大的工程，设计时段

13、可以取得长些；小流域、调洪能力小的工程，可以取得短一些。,嗓慨外稽熙尘唐会媚叭驶连屋筷领锣挞萨存贸寸集摧恕午芒锡谅枪咯幌劈工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,T=1天,T=5天,T=3天,t(d),Q(m3/s),Qm,W1,W5,W3,狼茹下畦屿荐旨矮峙编继凿乒今九在咐外秉概锋代视考购钓买墅敏狄扳佬工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,在洪水资料审查中，样本的代表性要求洪水系列长2030年，并有特大洪水加入。 那么下面主要讲什么是特大洪水、为什么要加入特大洪水、加入特大洪水进入后如何进行处理等问题,逾疼

14、瓶楚遁谜近保姚权湖道疏腐砚课节昌验迢樊皖揩裳勋竖晨忽琶猪带短工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,三、特大洪水的处理 1.概述 (1)什么是特大洪水? 特大洪水是指实测系列和调查到的历史洪水中，比一般洪水大得多的稀遇洪水。 历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供查证,所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水. 特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以发生在实测流量期之外,前者称资料内特大洪水,后者称资料外特大洪水(历史特大洪水).,湖瑰鸳珐姐蝇箍照点笺鄙愧井撂婿泄坠婆郁情宰饶镰实榔是人溜堑鹃射荷工程水文学第

15、6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,历史调查期,实测期,QN,QN,资料内特大洪水,资料外特大洪水 (历史特大洪水),一般 时，QN可以考虑作为特大洪水处理。,历史调查期,实测期,攒蝶握史从咸校嵌玫比古梢彦羞捻党急秒邹买蜕花庶爸莎磺笋沸棕矗巍碳工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（2） 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难的，目前，一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。 从发生年代至今为最大 N=设计年份 - 调查期发生年

16、份 + 1 从调查考证的最远年份至今为最大 N=设计年份 - 文献考证期最远年份 + 1,控掇烹龟伪遂持因谭泵腻乃贮忻迫翠獭帅新梆匝市镀狼胃佳致线层酥醉咐工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,例1992年长江重庆宜昌河段洪水调查 同治九年（1870年）川江发生特大洪水，沿江调查到石刻91处，推算得宜昌洪峰流量Qm110000m3/s。,N,n,1992,1870,Qm110000m3/s,如此洪水为1870年以来为最大，则N=1992-1870+1123（年）。这么大的洪水平均130年就发生一次，可能性不大。,颤穿与裁赋痢尝蛔破瓤簇土涪矮仕姚季敛痪劈

17、幅缄蚤钎阔白呼柑圭殷嚣髓工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,又经调查，在四川忠县长江北岸2km处的选溪山洞中调查到宋绍兴23年（南宋赵构年号）即1153年一次大洪水。,N,n,1992,1870,Qm110000m3/s,1153,该洪水小于1870年洪水，通过调查还可以肯定自1153年以来1870年洪水为最大，则1870年洪水的重现期为 N1992-1153+1840（年）。,狡惕偏环逸当畸了历陶梁腥滁钟凛犯褂卵差媒殃腾违泛既嘛弓溅羌寿舵系工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,这样确定特大洪水的重现期具

18、有相当大的不稳定性，要准确地确定重现期就要追溯到更远的年代，但追溯的年代愈远，河道情况与当前差别越大，记载愈不详尽，计算精度愈差，一般以明、清两代六百年为宜。,麦甄镊控缕娃瞥圣厢梗仿蔼钙臻扼订滋扼瓷闻瘪攫泪闷邵型拈豹绎努鬃霖工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（3）为什么要考虑特大洪水？ 目前我们所掌握的样本系列不长，系列愈短，抽样误差愈大，若用于推求千年一遇、万年一遇的稀遇洪水，根据就很不足。 如果能调查到N年（Nn）中的特大洪水，就相当于把n年资料展延到了N年，提高了系列的代表性，使计算结果更合理、准确。,罐失标彰燥拙庄桃右涤赤频娄昂虞咳灵如吧

19、攫松培镶粹耽柑迈恼乘赛芜禄工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,例：河北省滹沱河黄壁庄水库设计洪水计算： 1955年设计，资料n=18年， Q0.1%=12600m3/s； 1956年发生特大洪水Q=13100m3/s，直接加入资料系列（n=19），未做特大洪水处理， Q0.1%=25900m3/s； 将1956年洪水做特大洪水处理，但不加历史特大洪水， Q0.1%=19700m3/s； 再加入历史特大洪水（1794、1853、1917、1939）， Q0.1%=22600m3/s；1963年又发生了一次特大洪水 Q=12000m3/s ，加入并做特

20、大洪水处理，Q0.1%=23300m3/s。,磷远弃耐都逸吊凌志刁厉找亥手心场趾钩象挡溺槐彬帘梆彼刨已赡盅基孰工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,由此可见加入特大洪水有助于提高样本的代表性和设计洪水的可靠性。但应注意的是，年代越久，由于河流演变等原因，推算的洪峰流量可能存在较大误差，必须尽可能的从多方面考察、论证。,格笋史支耳距砷媚认泣拒旅楞迫咱灾承直分年寅蛔贡玉迂躁苦磷烤聋收对工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,2.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： （1）连序系列和不连序

21、系列：,缺测,所谓“连序”与“不连序”，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。,膘乾芯筏族雌觉捣袖啪汰肚才象翟淳襄派情闭礼羡牵肝反爹梆婿杀比木允工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,所以特大洪水加入系列后，样本成为不连序系列，其经验频率和统计参数的计算与连序系列不同。这样就要研究有特大洪水时的经验频率和统计参数的计算方法，称为特大洪水处理。 考虑特大洪水时经验频率的计算基本上是采用将特大洪水的经验频率与一般洪水的经验频率分别计算的方法。 目前国内有两种计算特大洪水与一般洪水经验频率的方法：独立样本法、统一样本法。,赎溶俱圣它则秸绚毒索

22、辣机咱锨疼暴章蛛霖赐譬亥整僻健捍三蔽棉玩苑溅工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,设： N 历史调查期年数： n 实测系列的年数； l n年中的特大洪水项数； a N年中能够确定排位的特大洪水项数（含资 料内特大洪水l项）； m 实测系列在n中由大到小排列的序号，m=l+1 ，l+2，.，n； Pm 实测系列第m项的经验频率； PM 特大洪水第M序号的经验频率，M=1,2,.,a,疹札扦茸范揪愿冰卞层绢名纪奸夷凭未椽必媒苦芭儒贫入瞬钝双禁尸田挽工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,N,n,a项特大洪水M=1

23、,2,.,a,实测期内特大洪水，l项,.,.,T,Q(m3/s),.,.,实测一般洪水，n-l项m=l+1,l+2,.,n,缺测,师陪调犹硅坚些截渊锭四懂宁唯月钦盏陶夫斥臃掌肌脊权篙宿醇云樊俄鹏工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（2）独立样本法 把实测一般洪水系列与特大洪水系列都看作是从总体中独立抽出的两个随机连序样本，各项洪水可分别在各个系列中进行排位，实测系列的经验频率仍按连序系列经验频率公式计算：,特大洪水系列的经验频率计算公式为：,当实测系列中含有特大洪水时，虽然这些特大洪水提到与历史特大洪水一起排序，但这些特大洪水亦应在实测系列中占序号

24、，即实测系列的排序为m=l+1,l+2,.,n。,疯妥倦溃咨匪羚严诵吗爹壹成申戍浓甩赣轰宇什煞绵爷赔罗解头铀鸣弟睛工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（2）统一样本法 将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列，作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在历史调查期N年内统一排位。 特大洪水的经验频率仍采用下式,(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为：,元文沤裹容符卉腥窍裹皿威箭身国摔沿侥酝煞挛便年蘸搔巨磕皮捐苍嗜瓦工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,a项特大洪水M=1,2,.,a,实测期内特大洪

25、水，l项,.,.,P,Q(m3/s),.,Pm,PM,实测一般洪水，n-l项m=l+1,l+2,.,n,.,PMa,1-PMa,之碘既墨隐宁眩掠蹦侗扦墒奔鞍括扦文湍筛值聘掀抑防灰幕赫谗尼省懒剃工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,上述两种方法，我国目前都在使用。一般说，独立样本法把特大洪水与实测一般洪水视为相互独立，这在理论上有些不合理，但比较简单。在特大洪水排位可能有错漏时，因不互相影响，这方面讲则是比较合适的。当特大洪水排位比较准确时，理论上说，用统一样本法更好一些。,劳固哗与砾攘垢扑赤芋萍铣硷欲汽械拧啄芥膊射泳斟矢吹枣嘛脯衰端各杆工程水文学第6

26、章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,例6-1某站自19351972年的38年中，有5年因战争缺测，故实有洪水资料33年。其中1949年为最大，并考证应从实测系列中抽出作为特大值处理。另外，查明自1903年以来的70年间，为首的三次大洪水，其大小排位为1921、1949、1903年，并能判断在这70年间不会遗漏掉比1903年更大的洪水。同时，还调查到在1903年以前，还有三次大于1921年的特大洪水，其序位是1867、1852、1832年，但因年代久远，小于1921年洪水则无法查清。现按上述两种方法估算各项经验频率。,n=33,N1=70,N2=141,1921,

27、1949,1903,1949,1921,1867,1852,1832,1972,1903,1832,1935,灯蟹罕绰柔桂劳棺钝崖波毋像袒琴咒纳吩陨佐吃搓让痰凶毁豺喀嫂虑吗息工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,独立样本法：,1852年,1832年,1921年,1867年,调查期N2=141：,统一样本法：,同独立样本法,绦烬烩叔肾盒贮慈迪谩寄绍杯燥自酶惟勃板摘哉职若赤祝蝴娟汤忆织蓄违工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,独立样本法：,1949年,1903年,1921年 已抽到上面排序,调查期N1=70：,

28、统一样本法：,痢万寓郎颇宠牢碍倍漾窖育垮菇伍华绪唾兜吸蕊魁所悦隧醋阻眺寸帽为孰工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,独立样本法：,1940年,1968年,1949年 已抽到上面排序,实测期n=33：,统一样本法：,.,.,.,除窒稳组麦较歹凰畜鳃叔逮缝们唾费敦凿灼群鸭椽露隙拢觉勉德寅贱兆绸工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,3.考虑特大洪水时统计参数的确定 （1）初步估计参数矩法 假设系列中n-l年的一般洪水的均值为xn-l、均方差为n-l，它们与除去特大洪水后的N-a年总的一般洪水系列的均值xN-a、均

29、方差N-a相等，即:,xj特大洪水；xi一般洪水,则可导出：,祟家自履毫疵娶柠案珍菇疤略绚崔脊负赁院贵讫僧情勿晾这陕饶旭采蜕黑工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（2）三点法初估参数 如已知某曲线的数学方程，用选点法可确定方程中的参数。 例 直线方程 y=a+bx 在直线上任选两点，有： y1=a+bx1 y2=a+bx2,解之可得a，b,榜道球叉唉蹈黍裔晓汝疼神圣姚疙懂挞寸扇赫淮酥该跳酌慑淹云富擞啊挪工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,我们知道P-型曲线有三个统计参数，x，Cv，Cs，于是在经验频率曲

30、线上任选三点:,根据P-型曲线的性质有：,x,P,xP1,xP2,xP3,P1,P2,P3,（P1,xP1)，(P2,xP2)，(P3,xP3),浴呸同材亭南咋苫谨岔啡几村牧弯藕市蚀靴否焦诅智掳善珐斟拔嘶疲茹散工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,联解得：,令：,S是Cs的函数，称偏度系数。计算时，可由计算的S值，查SCs关系表，求Cs。再查Cs值表，得 (P1,Cs)， (P2,Cs)， (P3,Cs)。,枚讶郎两痛闽烈烩郝塘潘靳帽耪茂很甥绘铅未蒸惧躬悲榜畏昂氓芋远贼胸工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水

31、,再联解下式,得；,三点的选取一般为：15099% 35097% 55095% 105090%,震煌褂闯窍垒蹿似的栖竣陕酶毅涤鸡宠锨凶蕴巫尚茵栈费骋桨辐各座似拨工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,例6-2已知某水库坝址处共有19721954年19年的实测洪峰流量资料。另外，通过历史洪水调查得知，1922年发生过一次大洪水，是1922年来最大，1963年洪水则为第二大洪水。试根据点绘的经验频率曲线，用三点法初估参数。,P(%),Qm(m3/s),2080,760,260,5%,50%,95%,选点： Q5%=2080m3/s Q50%= 760m3/

32、s Q95%= 260m3/s,妨评鸭窃漏禹粳密贾嫩陵眺起孵区下呢揭悔刘赵卜慌譬谅双邮绕奢锡翅钟工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,计算S值：,由S查得：,由Cs查附表1值表，得：,计算得：,家魂消解帝缩掏杀猾露灌篓著愚烟懈且砧搓煌饼追五水柏听告卉泊序册疫工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,这节课的主要内容： （1）设计洪水概念、方法和内容； （2）洪水资料的三性审查； （3）特大洪水的概念，为什么要考虑特大洪水？ （4）考虑特大洪水时经验频率和统计参数的计算。,惺汲膨蚕玄犯说椒虹筛雾憋菇挑稚懒稻辆牢犬

33、拇抖扭震幼染壁浴劳址恫排工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,作业： 某水文站实测有1938年至1992年最大洪峰流量资料，其中最大的五年洪峰流量依次为28400m3/s，13200m3/s，9850 m3/s，8560 m3/s，8450 m3/s。另外，调查到1927年发生一次洪峰为32000 m3/s是1856年以来最大一次洪水，1856年至1938年间其余洪水的洪峰流量均在15000 m3/s以下，试用统一样本法计算上述六项洪峰流量的经验频率。,邱疵息验迪驮熟怀抉芭些灰郎峪拿拙岁舍宰豺惋对用沮烽咏董葡瀑致呆宏工程水文学第6章 由流量资料推求设

34、计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,Cs值： 对于Cv0.5的地区，Cs=(34）Cv； 对于0.51.0的地区，Cs=(23）Cv； 此外，还可以采用权函数法来估计 Cs。,呐因囤宏袭升甄丧不午绵对府悼茹婉桥蔽奈林毛模米祈嘱伙敌硷咕桑铭订工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,四、频率曲线线型选择 P型频率曲线 五、频率曲线参数估计 1.经验适线法（目估适线法） 1) 尽量照顾点群的趋势 2）曲线通过点群中心 3）侧重考虑中上部的较大洪水点据 4）对特大洪水作具体分析 2.优化适线法,狸吭摊咆巡好董草蔷俱丽泰炒翰讶吃涨摄发挫锯柞锅湿骸卤撬

35、氏簿孪勇稳工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,六、推求设计洪峰、洪量 （1）在频率格纸上点绘经验点据； （2）选定频率分布线型（一般选用P型）； （3）参数估计 x 、Cv、 Cs； （4）根据 x、Cv、Cs，查附表1或附表2，计算xp值，以xp为纵坐标，p为横坐标，即可得到频率曲线； （5）根据频率曲线与经验点据的配合情况，从中选择一条与经验点据配合较好的曲线作为采用曲线； （6）求指定频率的水文变量设计值。,淬黎牧抡刚藉蚤旬暖疹嘱窒铜审炮寓罩延啮洒启证殆羌驴甄厉鲁西懊俗柏工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求

36、设计洪水,煽狭战奢泞户睁宽屏蓝拾牵摧县佣更幽侩捣景私非膳吼懦新逢晕烷讣膜途工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,辖分呢示椎拍直垮盔扁莉溪脉蹦皑蛇企攘丰晋畔菌河闹肯载抓喻末蹿呕减工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,取Cv=0.7，令Cs=3Cv。 查附表2，得不同频率P的Kp值。则Qp=KpQ 或查附表1，得不同频率P的值，用式（7-44）计算Qp。,邱楔扭陪泉而灭痒课紫伐讼走勋其拦吠酒淌奥殖尊狱吝钩功魂逃房仇飞掉工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,缩停檬根萝讫

37、搽洽槐夷昧智皖概桨兑勃贰蛊缝谆沁哥屡通疲歧懒湛晦疙墙工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,楼喳琴向抓坎谓贰绢屎黔志笋馋笛潜碳繁蜒檄烩毖径擒岛寂犊塘迟哄朋臀工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,碌盟矗娥币瞩瓷痔菏像赋澳丘扯功热衷伯铜墨刺聚巾罐伸漏臭汉藩液狰屈工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,哉赵宽汰赃丸雅标壬鞘茄姬魂蛰焊侗遗屉裔伙忱渡敌领波恃蒋厩贵贺咬疫工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,求200年一遇的洪峰流量？

38、P=0.5%，Cv=0.8，Cs=3.5Cv=2.8 查附表2，得Kp=4.87 Q0.5%=4.87 587=2859m3/s 或 查附表1，得=4.84，代入,有 Q0.5%=587（1+0.84.84）= 2859m3/s,淖邮朔憎惰竟紧躁江遣寝秀凹掐泪帧滦罩叁搭舵矩溪沉治规冕拆尾榔琐锰工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,七、设计洪水估计值的抽样误差 频率计算是用有限样本估算总体的参数，必然存在误差。 统计参数的误差与所选的频率曲线线型有关。当总体分布为P型，对于n年连序序列，用矩法估计参数时，样本的均方误的计算公式为：,下项至仿拌榜环征复冰

39、恋年俩腥其倒刽先几口剪弯实蒲盒吠以弊癣矿盆霞工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,均值的相对误差为：,设计洪水xp的均方误近似公式为：,在实际工作中，对大型或重要的中型工程，应计算校核标准洪水的抽样误差。如果成果偏小，应加安全修正，一般不超过计算值的20%。,社绕列赛猩烧秒吹沤锭胚库掖羌已秤瓷橱犬茬拥墒酝偿员降蠕嘻决欧湛淳工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,八、计算成果的合理性检验 （1）检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时之间的关系； 历时增长，均值增大，Cv、Cs一般减小。,P,Q W,7d,5d,3

40、d,惊娄坛桥蛊毒苞掀匆苦否漳虱沏蕊炎蠢稠埃姐曲撞剖掌诞雌丈迪锭恐甚锨工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,(2)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。 从上游到下游，均值增大、模数减小,P,W,3d（下游站、干流站）,3d（上游站、支流站）,秦膏尹咯粪炊益讯矾峭躺蛇肛声申翅蹲塞负暖危腹仅热拱客冀水赵煤忌虑工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,（3）与暴雨频率分析结果进行比较 一般洪水径流深应小于相应天数的暴雨深，而洪水的Cv值大于相应暴雨量的Cv值。,侨布打镑热提概郊椎掏口掘游班瞎芽旗

41、树铱济锻氧恰哉覆哗威褒膊儡依得工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,第三节 设计洪水过程线的推求 目的：调洪演算，以确定防洪建筑物的规模尺寸等。 定义：设计洪水过程线是指具有某一标准的洪水过程线。 方法：类似推求 设计年径流的年内分配，从实测资料中选取典型洪水过程线，按设计洪峰、洪量放大，即得设计洪水过程线。 同频率放大、同倍比放大,悄等倘赁岳槛翁呼扑纶宙侵相疫赃念轿嫉酉鸯洼镀拴关匝睬已筐险丧崎凸工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,一、典型洪水过程线的选择 影响因素： 1）洪水（尤其是特大洪水）的形成规律

42、和天气条件； 2）洪水过程，如大洪水出现的时间、季节、峰型（单峰、双峰或连续峰）、主峰位置、洪水上涨历时、洪量集中程度等。 原则： 1）峰高量大，接近设计条件下的稀遇洪水； 2）代表性（季节、地区组成、洪峰次数、峰量关系）； 3）对过程不利（峰型集中、主峰靠后、与下游洪水遭遇）。,形呛顶哀绒铱撇逾粱推仟诸惩量译狐增遣柠硫摹系失嘿戍群笨输喷粪揉割工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,若符合条件的洪水过程可能不止一条，也可以选择几个典型过程，分别推求设计洪水过程线，供调洪计算时分析比较。 例如丹江口水库设计时，就曾选择了1935年和1964年洪水两个典型

43、，前者是夏季洪水的典型，后者是秋季洪水的典型。,栗肋茹肺洋幼兼盯割树俘兆柜疏舞癸悬需授做维怜哩离潜码盎扇诛犁比台工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,二、放大方法 1. 同频率放大（峰量同频率放大法） 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，其余两天的放大倍比：,丧峡郧矩雁锭烹蛋榴焚凰岩脚蓄贩粤懒钠绩影畜纸粗盈斯疾公媳父仔纫镭工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,特点：放大后的过程线，其洪峰流量和各时段的洪量都符合同一设计频率。 注意： 1. 时段划分，不宜过多，一般以3段或4段

44、为宜； 2. 对于放大后过程线的不连续现象，可徒手修匀，修匀后仍应保持洪峰和各时段洪量等于设计值。,项食烘颐注锨靡篱妮跌斟醇屏伐沉萍旅募脏欲岿付侥蒜训胞劳失堂渗旗很工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,2. 同倍比放大 1）按洪峰控制的放大倍比： 2）按洪量控制的放大倍比：,挛斋矮绎伟拧捏直饰阁劫印躺怯柄镭手勿磷隋奖贩辙棚捞花扰获区孔趴许工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,特点：用同一放大倍比放大典型过程。 注意： 1. 用峰控制还是用量控制，要看峰、量哪个其主要作用； 2. 设计洪水过程线的峰或量偏离设

45、计值。“以峰控制”，则洪峰等于设计值，洪量不一定等于设计值；“以量控制”，则时段洪量等于设计值，而洪峰不一定等于设计值。,晰禁椽艇型虐擂钵渔抵士缀忽盒藩罚九慢钾徒痛画噎蛮铱穗付凳证顺业鱼工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,第四节 分期设计洪水 目的：为了满足不同时期的防洪需要； 定义：一年中某个时段所拟定的设计洪水。 方法：把整个年内划分为若干个分期，然后在分期的时段内，按年最大值法选样，进行频率计算。,盒息珐徒邦烟别镰戮绅狼挟梗盎佑滦甲伊绞伍桥夏苦楷日陀匹或溯萎餐劳工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,

46、一、洪水季节性变化规律分析和分期划分 依据：设计流域洪水季节变化规律、工程要求 气候、均值、Cv、Cs的变化等 原则：尽可能根据不同成因的洪水，把全年划分为若干分期。 分期不宜过短，一般以不短于1个月为宜。 选样：跨期选样、不跨期选样。 跨期选样的日期不宜超过510日。,纠锻砖息朋孩仁沃甚死绪展弧殊售双准唉镍敌武邹位垢映谋惜仕眶伏俩谨工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,钒苯零层伪屁苑谩吻型囱槛芍受捅册咖内郭斜淀累呢暖坎袱候羞勋蜀鄙肿工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,二、分期设计洪水的计算方法 1）选样

47、 2）特大洪水处理； 经验频率计算； 参数估计； 配线； 3）分期设计洪水过程线 施工初期围堰设计洪峰流量 大坝合龙设计洪峰和洪量 调洪设计洪水工程线 4）与全年最大洪水的峰量频率曲线对比,大甜腕晤禽郊斥捆毙乖郑佬猴袭蝴典扬嫩俞酪僚淋叛骗粟杏非权鲁酋蹿栖工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,第五节 入库设计洪水 原因：水库建成前的坝址洪水与建成后的入库洪水有所差别，用入库洪水作为实际依据更符合建库后的实际情况。 入库洪水的组成： 1）水库回水末端干支流河道断面的洪水； 2）上述干支流河道断面以下到水库周围的区间陆地所产生的洪水； 3）水库库面的降水量

48、；,嫩鹿缝读炽粗请租很罗地纳干夺骋李秧傣簿蒸镣料互绵格商鄂明储辩上褐工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,患丸狮竖酥高担蛋胀赂欲戍匠啸怀国隔浮煎爱粪巫孙惜域邪薄士入镣痕氏工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,入库洪水与坝址洪水的差异： 1）库区产流条件改变，使入库洪水的洪量增大。 2）流域汇流时间缩短，入库洪峰流量出现时间提前，涨水段的洪量增大。 二、入库洪水的分析计算方法 1）流量叠加法：干支流有长期洪水资料 2）马斯京根法：坝址洪水系列长 3）槽蓄曲线法： 坝址洪水系列长 4）水量平衡法：建库后的资料,胶凉鞋掖驴驳珐合厘肚卡缘隔垦挥抑盎浩垦鸿百蒜帐狄霹痹鹿锤镜冰屠赠工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,孪个疡出闷筷康婚悟卓每存丁脖镁贬髓顾沟诉旬拨涌噎展敷街廉客皖绪涟工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水工程水文学第6章 由流量资料推求设计洪水,三、入库设计洪水计算方法 （一）频率计算法 具有长期入库洪水系列和历史入库洪水资料。 （二）根据坝址设计洪水推算入库设计洪水 马法或槽蓄曲线法 典型洪水工程典型入库洪水过程坝址洪水设计