9、由暴雨资料推求设计洪水解析
(完整版)工程水文及水利计算简答题及答案
1． 简述暴雨资料充分时，由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤。
（1）暴雨资料的三性审查；（2）暴雨资料年最大值法选样；（3）特大暴雨移植；（4）暴雨系列平率计算；（5）成果合理性分析；（6）由设计暴雨推求设计净雨；（7）单位线法由设计净雨推求设计洪水。
①暴雨选样；②推求设计暴雨；③推求设计净雨；④推求设计洪水过程线2． 什么是单位线？单位线有哪些假定？时段单位线的定义：“流域上单位时段内均匀降单位净雨在流域出口断面所形成的地面径流过程线”。
基本假定有二：⑴倍比假定：同一流域上，如两次净雨历时相等，且相应流量成比例，其比值等于相应的净雨深之比。
⑵叠加假定：如净雨历时不是一个时段而是多个时段，则各时段净雨在流域出口形成的径流过程互不干扰，出口断面的流量过程等于各时段净雨所形成的流量过程相叠加。
3．简述采用适线法推求水文变量统计参数均值、Cv 、Cs 的步骤？将实测资料由大到小排列，算出各项的经验频率，在频率纸上点绘经验点据（纵坐标为变量的取值，看横坐标为对应的经验频率）；2)选定水文频率分布线型（一般选用皮尔逊Ⅲ型）；3)假定一组参数均值、Cv 和Cs ，可用矩法、三点法等来估计；4)根据假定的均值、，查表计算x p 值，并做出相应的频率曲线。
查看与经验点据配合的情况，若不理想，则修改参数再次进行计算，主要调整Cv 和Cs ；5) 最后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，相应于曲线的参数便看作是总体参数的估值；6)求指定频率的水文变量设计值3． 对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1？因为流域出口的径流过程是相应的降雨扣除损失后的净雨形成的，显然，其径流量必然比相应的降雨量小，所以径流系数必然小于1。
4． 日平均水位是如何通过观测数据计算的？通过观测数据来计算日平均水位有两种方法：（1）算术平均法计算：若一日内水位变化缓慢，或水位变化较大，但系等时距人工观测或从自记水位计上摘录，可采用算术平均法计算。
工程水文与水利计算复习题-专升本(1)
《工程文学与水利计算》复习题B一、名词解释1、蒸发能力通常，将处在特定气象环境中，具有充分供水条件的可能达到的最大蒸发量，称为蒸发能力，又称潜在蒸发量或最大可能蒸发量。
2、调节周期调节周期是指水库由库容到蓄满,再由蓄满到放空,循环一次所经历的时间。
3、设计洪水位当遇到大坝设计标准洪水时,水库经调洪后(坝前)达到的最高水位,称为设计洪水位。
二、选择题1、在河流某断面，反映径流量多少的参数是（）。
A、均值；B、偏态系数；C、变差系数；D、模比系数；2、对降雨量实测资料进行检查的目的是：A、检查暴雨的一致性；B、检查暴雨量的大小；C、检查暴雨的代表性；D、检查暴雨的可靠性；3、为了水库安全，其设计标准要比校核标准（）。
A、高；B、低；C、一样；D、不能确定；4、可能最大洪水是指（）。
A、流域上发生过的最大洪水；B、可能最大暴雨对应的洪水；C、历史上的特大洪水；D、稀遇设计频率的洪水；5、当水库溢洪道设闸门时，汛前限制水位一般是（）。
A、高于正常蓄水位；B、高于设计洪水位；C、高于防洪高水位；D、高于堰顶高程；6、径流是由降雨形成的，故年径流量与年降雨量的关系（）。
A、密切；B、不密切；C、湿润地区密切；D、干旱地区密切；7、如果设计频率（标准）为0.5%时，则洪水重现期为（）年。
A、500B、300C、200D、1008、在配线过程中，当调大样本的均值时，频率曲线将（）A、上移变缓；B、下移变缓；C、上移变陡；D、下移变陡9、某一地区的暴雨点面关系，对于同一历时而言，点面折算系数（）。
A、随流域面积的增大而增大；B、随流域面积的增大而减小；C、随流域面积的变化时大时小；D、不随流域面积变化；10、年径流量的C V等值线图大多是根据中等流域资料绘制的，所以应用于小流域时，一般情值（）。
况下查得的CVA、偏大；B、偏小；C、相等；D、不确定三、填空题1、时段为5小时、单位线纵坐标之和为1000m3/s, 其流域面积为18,000,000 km2 。
第8章由暴雨资料推求设计洪水
部分产流Qm=k(i-u)FO
Qm= k(i-u)PF
当t=τ时 ， 由暴雨公式有 ， 代入式（8-7） 中得： （ 8-8）其中 ， 未知参数为： Sp、n、F 、 、τ。
二 、水文所公式Qm=0.278ΨiF （ 8-7）式中 ， i为平均降雨强度（ mm/h） ;其余同前 。我国水利部门广泛采用的推理公式。
暴雨特性（强度 、历时）流域几何形特征（河长 、 比降 、集水面积）地质地貌特征（植被 、土壤 、地质）
8.4 计算洪峰流量的地区经验公式
洪峰影响因素
例如湖南 、江西的Cp、n值表
高丘区(C=0.0239) 、低丘区(C=0.0194) 。
同时把山区分为4类： 深山区(C=0.0514) 、浅山区(C=0.0285)、
(2) m的估算m与流域特征因素θ存在密切的关系,一般 关系图。 流域特征因素θ与流域特征存在下列关系：
小流域4类下垫面条件下相应的m值 。见表8- 1 。
1. 、Cv、Cs、n1 、n2 SF Sp=P24,p ·24n2 -12. L、J、F θ m
将（8- 1） 式两边取对数得：
（8-3）
（ 1） n(n1、n2)的获取a 、 由实测暴雨资料分析得到 ;b 、从水文手册中的n值分区图上查取。（2）Sp的计算a 、地区水文手册中的Sp等值线图插t取· t,P=Pt,p=Sp ·t1-nb 、 由式（8-2） 知： Sp=Pt,p ·tn-1 ∵ P24,p 已知（ t=24h） ∴ Sp=P24,p ·24n2 -1
Sp查等值线图或由暴雨公式可求 ， 即：
未知参数： Sp、n、F 、 、τ。
三 、设计洪峰流量计算
由设计暴雨推求设计洪水
汇流方案——单位线：
由单位线的两个假定可知，汇流方案都属于“线 性系统”。对于实测暴雨，精度可以满足要求，对于 罕见的大暴雨，线性假定可能导致相当大的误差。
因此必须注意汇流方案在特大暴雨条件下的适用性 。尽量选用实测大洪水资料分析得到的汇流方案（单 位线），避免外延过远而扩大误差。
用一般常遇洪水分析得到的单位线推求设计洪水， 与由特大洪水资料分析的单位线推流，成果可能相差 很大，其差值可达20%左右。
WUHEE
二、产流方案和汇流方案的应用
设计暴雨属于稀遇的大暴雨，往往超过实测暴雨很多 ，在推求设计洪水时，必须外延有关的案：
湿润地区常采用降雨径流相关图法， 关系线上部为45°线，外延比较方便。
WUHEE
干旱地区多采用初损后损法，就需要对有关相关图 在外延时必须考虑设计暴雨的雨强因素的影响。
x面1日=296×0.92=272mm 按该地区的暴雨时程分配，求得设计暴雨过程。
WUHEE
2. 设计净雨过程的推求
用同频率法求得设计Pa=78mm，本流域Im=100mm， 所以降雨损失为22mm，可求得设计净雨过程。
分割地面净雨和地下净雨。fc=1.5mm/h
WUHEE
第一时段净雨历时：tc=7.9/29.9×6≈1.6h， 地下净雨h下=fc×tc=1.5×1.6=2.4mm。
WUHEE
WUHEE
地下径流过程视为等腰三角形出流过程，其总量等于设 计断面径流停止时刻（第13时段），地下径流过程的底 长为地面径流底长的2倍，即：
T下=2×T面=2×13×6=156h
Q
地面径流
地下径流
T面
t
T下
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W下=0.1h下F=0.1×29.4×341×104=1000×104m3
由暴雨资料推求设计洪水课件
最 大 1日 最 大 3日 最 大 5日 最 大 7日
EX= 90.7 EX=151.7 EX=186.6 EX=224.0
CV= 0 . 4 4 CV= 0 . 4 1 CV= 0 . 4 1 CV= 0 . 4 1
CS /CV=4.0 CS /CV=4.0 CS /CV=4.5 CS /CV=4.5
(3)利用点面关系将设计点雨量转换成设计面雨量 根据设计流域面积F在Xf /X0～f 线上查出(Xf /X0) F ， 则XF，P=X0，P* (Xf /X0) F
9.3 设计暴雨时空分配的计算
一、设计暴雨时程分配计算 1、典型暴雨的选择和概化 原则： 能够反映设计地区的暴雨特性； 雨量大，强度大，雨峰偏后。
9.1 概述
一、采用设计暴雨的原因 （1）流量资料较短时，直接推求设计洪水有困难。 （2）直接法和间接法相互检验洪水是由暴雨产生的(为主要条
件)，从本质上讲由洪水资料直接推求洪水，与由暴雨资料间接推 求，两者应该是一致的。
（3）暴雨资料相对较长，受人类影响较小，为间接法提供了 可能。
若流量资料充分，一般多用流量资料，其可靠性较高
2、方法 主要有：经验公式法、推理公式、综合单位线及流域 水文模型等。主要介绍：推理公ห้องสมุดไป่ตู้、经验公式。
二、小流域设计暴雨
不考虑暴雨在流域面上的不均匀性，以点代面。
1、X24h，P的计算
（1）由X1d，P 推求X24h，P X24h，P=h.X1d，P
h=1.1～1.2
(2）用X24h的参数等值线图 先查出X24h的参数(均值、CV 和CS /CV 值)。再计算：
时的频率曲线突变的情况，否则要调整； （3）对所有点据总体拟合最优。
第五章_由暴雨资料推求设计洪水详解
由暴雨资料推求设计洪水的步骤： 按照暴雨洪水的形成过程，推求设 计洪水可分三步进行。 1、推求设计暴雨：用频率分析法求 不同历时指定频率的设计雨量及暴雨过 程。 2、推求设计净雨：设计暴雨扣除损 失就是设计净雨。 3、推求设计洪水：应用单位线法等 对设计净雨进行汇流计算，即得流域出 口断面的设计洪水过程。
2、由暴雨点面关系推求设计面雨量
（1）当流域面积较小时（在几十平 方公里以内），可直接用点设计暴雨代 替面设计暴雨。 （2）当流域面积较大时，面平均雨 量随流域面积的增大而减小，采用点面 折算系数将点雨量转换为面雨量。
暴雨点面关系通常有以下二种：
（1）定点定面关系 点面关系由于其点雨量位置和流域边 界历年中都是固定不变的，故称为定点定 面关系。 点面折算系数 利用同期观测资料按下 式计算： =PA/Po 式中， ——固定点面折算系数； PA——某时段固定流域面雨量； Po——某时段固定点（流域中心 点附近）雨量
特大值处理的关键是确定特大暴雨的重 现期，由于历史暴雨不能直接考证，一般只 能通过洪水调查并结合历史文献中有关灾情 资料来分析判断。一般认为，当流域面积不 大时，流域平均降雨量的重现期与相应的洪 水的重现期相近。 如上述的 1973 年特大暴雨的重现期就是 通过洪水调查了解到1915年洪水是120年以来 最大的，1973年的洪水是120年以来第二大， 据此判断 1973 年的暴雨重现期约为 60～ 70年。 按此次的暴雨为 60 年一遇计，重新适线 计算得 CV=0.58，与邻近各站（ CV=0.4~0.6） 较为协调。
X7=234.0
8
X3=166.5
56.1 1.1
3、特大暴雨的处理 暴雨的特大值系指实测特大暴雨或历 史调查特大暴雨（暴雨量级在地区上比较 突出），一旦系列中出现罕见的特大暴雨， 会使频率计算结果大大的改观。 判断大暴雨是否属于特大值，一般可 以从经验频率点据偏离频率曲线的程度、 模比系数 KP 的大小、暴雨在地区上是否很 突出以及论证暴雨的重现期等方面进行分 析确定。
09第九章 由暴雨资料推求设计洪水
第九章由暴雨资料推求设计洪水内容简介研究对象本章研究由暴雨资料推求设计洪水。
研究内容1.暴雨资料的选样；2.暴雨资料充分、不充分时如何推求设计暴雨；3.可能最大暴雨的推求；4.小流域设计洪水的计算。
研究目的了解由暴雨资料推求设计洪水的方法，掌握不同资料情况下设计暴雨的计算方法和在设计条件下将设计暴雨转化为设计净雨及设计洪水的方法，以解决短缺流量资料时，水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
掌握可能最大暴雨及可能最大洪水、小流域设计洪水的计算方法。
第8.1节概述内容提要1.为什么要用暴雨资料推求设计洪水；2.用暴雨资料推求设计洪水的基本假设；3.用暴雨资料推求设计洪水的方法步骤。
学习要求掌握在什么条件下用暴雨资料推求设计洪水，由暴雨推求洪水的主要方法步骤。
8.1.1 问题的提出为什么要由暴雨资料推求设计洪水, 即这种方法的适用条件是什么?(1) 设计流域实测流量资料不足或缺乏时就有必要研究由暴雨资料推求设计洪水的问题。
(2)人类活动破坏了洪水系列的一致性;(3)多种方法,互相印证,合理选定;(4)PMP和小流域设计洪水常用暴雨资料推求。
8.1.2 由暴雨资料推求设计洪水的步骤按照暴雨洪水的形成过程，推求设计洪水可分三步进行。
①推求设计暴雨: 用频率分析法求不同历时指定频率的设计雨量及暴雨过程。
②推求设计净雨:设计暴雨扣除损失就是设计净雨。
③推求设计洪水:应用单位线法等对设计净雨进行汇流计算，即得流域出口断面的设计洪水过程。
主要步骤：暴雨选样设计暴雨设计净雨设计洪水8.1.3 基本假定基本假定：洪水与暴雨同频率关于设计暴雨，一些研究成果表明，对于比较大的洪水，大体上可以认为某一频率的暴雨将形成同一频率的洪水，即假定暴雨与洪水同频率。
因此，推求设计暴雨就是推求与设计洪水同频率的暴雨。
复习思考题1. 用暴雨资料推求设计洪水的原因是（ C ）A. 用暴雨资料推求设计洪水精度高B. 用暴雨资料推求设计洪水方法简单C. 流量资料不足或要求多种方法比较D. 大暴雨资料容易收集2. 由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定（ C ）。
第八章 由暴雨资料推求设计洪水的条件和步骤及直接法推求设计暴雨
2、设计面暴雨过程的推求
典型暴雨选择原则：（各年面雨量过程中选取） （1）可能（代表性）：雨量接近设计值 雨型出现几率大 （2）不利：雨量比较集中、主雨峰比较靠后 （3）为了简便，也可选择单站暴雨过程
放大方法：同频率控制放大法。
实例分析 某流域具有充分雨量资料，已求得百年一遇设计暴雨量，并
选择出典型暴雨过程，是推求其设计暴雨过程。
实例分析 已求得某流域百年一遇1d、3d、7d设计暴雨分别为108mm、182mm、
270mm。经对流域内各次大暴雨资料分析比较后，选定暴雨核心部分出 现较迟的1993年的一次大暴雨作为典型，其暴雨过程如表。按同频率控 制放大法推求设计暴雨过程。
时段（d） 雨量x(mm)
1
2
3
4
13.8 6.1 20.0 0.2
（1）第一种情况 如果流域中心附近有一个具有长期雨量资料的测站，那么可依据该站 点资料进行频率计算，求得各种历时的设计点雨量。
（2）第二种情况 如果流域上完全没有长系列雨量资料，则查各省水文手册等文献中刊 载的暴雨统计参数等值线图。得到流域中心处各种历时暴雨的统计参 数，进而求得各种历时的设计点雨量。
直接法推求设计暴雨 主讲 马细霞
一、概述
1、由暴雨资料推求设计洪水的条件 (1) 设计流域实测流量资料不足或缺乏时,有必要研究由暴雨资 料推求设计洪水的问题；(2) 人类活动破坏了洪水系列的一致性; (3) 多种方法,互相印证,合理选定; (4) 无资料地区小流域的 设计洪水，一般都是根据暴雨资料推求； (5) 可能最大降水/洪 水是用暴雨资料推求的。
2、设计面雨量的推求
思路：流域面积很小时，可近似将流域中心设计点雨量作为流域 设计面雨量；对于较大面积流域，需研究点雨量与面雨量之间 的关系（称暴雨点面关系），进而将设计点雨量转化为设计面 雨量。
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根据区域综合资料 流域中心雨量统计参数 xm、Cv、Cs
计算流域中心 设计时段点雨量 地区综合 动点动面关系
流域各时段设计面雨量
三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图
9.3 设计暴雨时空分配的计算
9.3.1
选择典型暴雨过程的原则
sp tn
式中，Sp－雨力，单位历时暴雨平均强度，随重现期和地区而变。 n－暴雨递减指数，随地区和时而变。 按雨量表示：
xt , p s pt1n
2．暴雨公式参数推求及综合
对有雨量资料站点进行24小时内各时段（一般取t＝0.2、 0.5、1、3、6、12、24h）雨量频率计算
由频率曲线查算时段雨量并计算雨强ap＝xp / t， （一般取p=5%、2%、1%）
（5）划分地表、地下净雨过程
3、推求设计洪水过程
（1）分析单位线，由地表净雨推求地表径流过 程Qs； （2）地下径流过程简化为等腰三角形，峰位于 地表径流停止点。由地下净雨推求地下径流过 程Qg； （3）地表径流与地下径流相加，得设计洪水过 程线Qp
9.6
特点：
小流域设计洪水
（1）工程规模小，对洪水的调节能力小；
(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
2、设计净雨推求
（1）绘制降雨径流相关图，产流参数： Em＝8.0mm； Im＝100mm；
（2）分析稳定入渗率： fc＝12mm/d； （3）土壤含水量： Pa,0＝100mm； Pa,t+1＝0.92Pa,t＋Pt－Rt ；
（4）由降雨径流相关图查算设计净雨过程；
计Pa的依据。
9.5.2 产流方案与汇流方案的应用
1、产流方案制定 （1）有一定的流量资料：直接制定流域产流方
案（分析外延的其合理性）
（2）缺乏流量资料：移用相邻相似流域产流方
案 （进行必要的修正和可行性论证）
2、汇流方案制定
有流量资料：单位线法（注意分析外 延的可靠性）
无流量资料：地区综合单位线法
（1）设计暴雨统计时段：根据工程要求选择为1、 3、7天； （2）设计雨量：雨量频率计算得 P1p＝108.0mm；P3p＝182.0mm；P7p＝ 270.0mm （3）典型雨量：选择1955年一次暴雨过程，计 算典型雨量 P1D＝63.2mm；P3D＝108.5mm；P7D＝ 148.6mm
（4）计算同频率放大倍比
3
4 5 6
r3
r4
f3
r1 f3
r2 f2
r2 f3
r3 f1
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面平均雨量系列。 点雨量资料缺乏或不足：点雨量资料长度不足以 绘点雨量频率曲线。
流域具有充 分雨量资料 计算流域 面平均雨量 统计各时段 最大面雨量 点绘时段面 雨量频率曲线
流域具有 点雨量资料
流域点雨量资料 不足或缺乏
内插并统计流域中心 时段最大点雨量
对ap~t点据配以公式 aP=SP /tn，按离差最小为原则 率定参数Sp和n（常假定n不随p而变）
根据多站的参数Sp和n进行地区综合 （可以是等值线图或综合表形式）
（二）设计暴雨过程
同频率过程线 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 t 7 8 9 10 11 12 系列1
同频率法：同时进行Ｐ和Ｐ＋Ｐａ两种 系列的频率计算，由设计频率的Ｐ＋Ｐ ａ值减去同一频率的Ｐ 值,差额作为所 求的设计Ｐａ值：
Ｐａ,ｐ＝（Ｐ＋Ｐａ）ｐ－Ｐｐ
分析法：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Pa 。在湿润地区，当设 计标准较高时，可取Pa＝Im
典型暴雨法：如果所采用的实际典 型年降雨量的频率接近设计频率， 可以采用实际前期降雨作为计算设
（2）缺乏水文资料，尤其是流量资料； （3）计算方法简单易行，适用无水文资料条件,一般借 助水文手册即能完成。 方法： 采用由设计暴雨推求设计洪峰的简化方法。
一、设计暴雨计算
（一）暴雨公式 1．暴雨公式形式 暴雨强度 ip与暴雨历时 t 之间的关系称暴雨公式，水利部 门常用形式为：
at , p
二、推求设计流量过程
1．综合时段单位线法 2．综合瞬时单位线法
三、推求设计洪峰
（一）推理公式法 1．基本假定 （1）流域产流强度在时间和空间分布均匀； （2）流域汇流符合线性规律； （3）流域汇流面积随汇流时间的增加而均 匀增加。
2．推理公式的导出
全流域汇流
m r 1 2 r1 r2 f f1 f2 q1 r1 f1 r1 f2 r2 f1 q2 q3 q4 Q r1 f1 r1 f2+ r2 f1 =rf =2rf Qm
（1）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，
放大后变形小）；
（2）降雨过程有足够的代表性（易出现）；
（3）主雨峰偏后（对工程不利）
9.3.2 放大方法
（1）同频率法
（2）同倍比法
9.5 由设计暴雨推求设计洪水
9.5.1
设计Pa 的推求
扩展暴雨法； 同频率法； 分析法； 典型暴雨法。
扩展暴雨法：在统计暴雨资料时,加长统 计时段以包括前期降雨。例如根据设计 需要只统计7天暴雨,但由于要计算Pa,就 得在7天暴雨前增添30天统计时段, 得出 37天的设计暴雨过程,其中最后7天核心 暴雨是用来计算设计洪水的,前30天的雨 量仅用于计算设计Pa。
第9章 由暴雨资料推求设计洪水
9.1 概述 适用条件： 流量资料不足或代表性差 洪水一致性被破坏 校核流量计算成果 无资料地区
设计暴雨推求设计洪水的方法步骤
推求设计雨量；
拟定设计暴雨过程； 由设计暴雨推求设计洪水。
9.2
设计面暴雨
一、设计雨量 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均雨量系列。
9.5.3
合理性检查
面积越大，均值、Cv越小。 不同历时的雨量频率曲线在适用范 围内不相交。 直接法与间接法结果相互比较。 与邻近地区特大暴雨比较。
【算例】某流域F＝4200km2，推求百 年一遇设计洪水。流域具有1959－ 1962四年流量资料和1950－1979三
十年面雨量资料。
1、设计暴雨计算