水文学课程设计
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工程水文学课程设计
一、基本资料
拟在某河上修建蓄水工程。坝址断面水文站内有1960-2006年的洪水流量观测资料,如表1所示。历史洪水洪峰流量调查资料如下:1878年为
Q=14720m3/s,
m
1901年为
Q=22100m3/s,为1901年以来的最大洪峰流量,1942年为8400m3/s。
m
1878-1900年间其他洪水未能查清。分析选定的典型洪水过程如表2所示。
表2 典型洪水过程
二、设计任务
根据以上资料推求百年一遇设计洪水的洪峰流量和洪水过程线。
三、设计内容和步骤
1、分别选取洪峰流量和时段洪量组成计算样本,计算相应频率,绘制P-Ⅲ频率曲线;
2、根据P-Ⅲ频率曲线推求设计洪峰流量和时段洪量;
3、频率计算成果合理性检查;
4、计算放大倍比;
5、推求设计洪水过程线。
四、设计要求
1、根据由流量资料推求设计洪水的方法进行相关计算分析。
2、设计报告层次清楚、语言通顺、用语规范,绘图正确、书写整洁。
3、设计时间:4月22——4月29日。4月29日下午2:00提交设计报告,组织答辩。
五、提交成果
每人提交计算说明书一份,用A4纸打印或手写。
六、成绩考核:
综合成绩=设计报告书60%+设计答辩30%+出勤10%。
出现以下情况者设计成绩不及格:
(1)没有完成设计任务;
(2)没有按期提交报告;
(3)抄袭他人设计报告;
(4)答辩成绩为零者。
一、设计洪峰流量的推求
(1)有资料知,实测系列n为46年,调查考证期N=2006-1878+1=129年,1901年和1878年洪水为N年中第一、第二大洪峰流量。用独立样本法计算经验频率,结果见表1。
表1 某坝址断面年最大流量经验频率计算
(2)点绘洪峰流量经验频率曲线,曲线图见附表。从经验频率曲线上读取3点Q 5%=9180m 3/s 、Q 50%=5110m 3/s 、Q 95%=1105m 3,按三点法公式计算洪峰系列的参数。求得S=0.641。有附表3 S=f(C S )关系得C S =2.28,有附表4 C S =f(φ)关系得:
φ50%
=-0.337,(φ5%
-φ95%
)=2.875。
σ=
%595%5%95%918011052808.72.875
Q Q φφ--==-m 3
/s
Q =50%50%Q σφ-=51102808.7*(0.337)6056.5--=m 3/s 2808.7
0.466056.5
v C Q σ
=
=
= (3)经多次适线,最后取Q =6056.5m 3/s,C v =0.46,C s =3.5C v ,查K p 值表,得出相应于不同频率P 的K p 值,K p 值乘以Q 得相应的Q p 值,绘出理论频率曲线。然后改变参数,重新配线。根据第一次适线结果,均值和C v 不变,减小C s 值,取C s =3C v ,
再查K p值,计算Q p值,再次点绘理论频率曲线,发现理论频率曲线与经验点据配合较好,即作为最后采用的理论频率曲线。理论频率曲线选配计算表见表2。由此求得P=1%的设计设计洪峰流量Q1%=15141.25m3/s。
表2 理论频率曲线选配计算表
二、由最大1d的实测洪量资料组成样本推求最大1d设计洪量
(1)用独立样本法计算经验频率,计算结果见表3。
表3 某坝址断面最大1d洪量经验频率计算
(2)点绘最大1d 洪量频率曲线,曲线图见附表。从经验频率曲线上读取三点W 5%=110000(m 3/s )h 、W 50%=39730(m 3/s)h 、W 95%=12115(m 3/s)h ,按三点法公式计算洪量系列的参数。求得S=
5%95%50%5%95%W W W 1100001211539730
0.842W W 11000012115
+-+-==--,有附表3
S=f (C s )关系得C s =3.28,由附表4 C s =f(φ)关系得:50%φ=-0.406,(5%φ-95%φ)=2.60。
σ=
5%95%
5%95%
W W 1100001211537648.12.6
φφ---=
= (m 3
/s)h
50%50%W=W -=39730-37648.1*(-0.406)=55015.1σφ(m 3/s)h
C v =
37648.1
0.6855015.1
W σ
=
= (3)选定W =55015.1(m 3/s)h ,C v =0.68,并假定C s =3.5C v ,查K p 值表,得出相应于不同频率P 的K p 值,K p 值乘以W 得相应的W p 值,绘出理论频率曲线。然后改变参数,重新配线。根据第一次适线结果,均值和C v 不变,减小C s 值,取C s =3C v ,再查K p 值,计算W p 值,再次点绘理论频率曲线,发现理论频率曲线与经验点据配合较好,即作为最后采用的理论频率曲线。理论频率曲线选配计算表见表4。由此求得P=1%的设计设计洪峰流量W 1%=183750.43(m 3/s)h 。 表4 理论频率曲线选配计算表
三、由最大3d 的实测洪量资料组成样本推求最大3d 设计洪量
(1)用独立样本法计算经验频率,计算结果见表5。 表5 某坝址断面最大3d 洪量经验频率计算
(2)点绘最大3d 洪量频率曲线,曲线图见附表。从经验频率曲线上读取三点W 5%=190000(m 3/s )h 、W 50%=70520(m 3/s)h 、W 95%=23640(m 3/s)h ,按三点法公式计算洪量系列的参数。求得S=
5%95%50%5%95%W W W 1900002364070520
0.860W W 19000023640
+-+-==--,有附表3
S=f (C s )关系得C s =3.38,由附表4 C s =f(φ)关系得:50%φ=-0.409,(5%φ-95%φ)=2.575。 σ=
5%95%
5%95%
W W 1900002364064605.82.575
φφ---=
= (m 3
/s)h
50%50%W=W -=70520-64605.8*(-0.409)=96943.8σφ(m 3/s)h
C v =
64605.8
0.6796943.8
W σ
=
=
(3)选定W =96943.8(m 3/s)h ,C v =0.67,并假定C s =3.5C v ,查K p 值表,得出相应于不同频率P 的K p 值,K p 值乘以W 得相应的W p 值,绘出理论频率曲线。然后改变参数,重新配线。根据第一次适线结果,均值和C v 不变,减小C s 值,取C s =3C v ,再查K p 值,计算W p 值,再次点绘理论频率曲线,发现理论频率曲线与经验点据配合较好,即作为最后采用的理论频率曲线。理论频率曲线选配计算表见表6。由此求得P=1%的设计设计洪峰流量W 1%=345119.93(m 3/s )h 。 表6 理论频率曲线选配计算表
四、设计洪峰流量和时段洪量值
(1)先由频率计算出设计洪峰和各种不同时段的设计流量,并求典型过程线的洪峰Q m和各种不同时段的洪量W1d、W2d等,然后按洪峰、最大1d洪量、最大3d 洪量的顺序,采用不同倍比值分别将典型过程线进行放大。典型及设计洪峰、洪量统计见表7
表7 某水库典型及设计洪峰、洪量统计
(2)计算洪峰和各时段洪量的放大倍比:
K Qm=15141.25 2.30
=
6572
K1=661.50 1.62
=
407.16
K3-1=1242.43-661.50 1.03
=
973.56-407.16
(3)由于各时段放大倍比值不同,时段分界处出现不连续现象所以要修匀。设计洪水过程线计算表见表8。
表8 设计洪水过程线计算表
(4)最后画出典型洪水过程线和设计洪水过程线(见附表)。
五、计算成果的合理性检查
(1)根据本站频率计算成果,检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时之间的关系,一般来说,随着历时的增加,洪量的均值也随之增大,经检查,数据合理。
(2)与暴雨频率分析成果进行比较。经检查,洪水的径流深小于相应天数的暴雨量,而洪水的C v值大于相应暴雨的C v值。
工程水文学课程设计
班级:08水利水电工程
学号:2008096034
姓名:孔维萍
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