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
工程水文学试题-考试专用复习(客观题)
一、概念题(一）填空题１。
水文学的含义是研究自然界各种水体的存在、分布、循环和物理化学性质及其他环境因素的变化规律，预测、预报各种水文现象的变化情势。
2。
工程水文学的含义是水文学的一个重要分支，为工程规划设计、施工、运营管理提供水文依据的一门科学。
(二) 选择题1.水文现象的发生［D ]。
a。
完全是偶然性的 b。
完全是必然性的c。
完全是随机性的 d。
既有必然性也有随机性4。
水资源是一种[B ]。
a.取之不尽、用之不竭的资源b.再生资源c。
非再生资源 d。
无限的资源9。
水文现象的发生、发展,都具有偶然性,因此，它的发生和变化［B ]。
a杂乱无章。
b。
具有统计规律c。
具有完全的确定性规律 d。
没有任何规律10。
水文现象的发生、发展，都是有成因的，因此,其变化［C].a。
具有完全的确定性规律 b. 具有完全的统计规律c.具有成因规律d. 没有任何规律（三) 判断题3.水文现象的产生和变化，都有其相应的成因,因此,只能应用成因分析法进行水文计算和水文预报.［ F］4。
水文现象的产生和变化，都有某种程度的随机性,因此,都要应用数理统计法进行水文计算和水文预报。
［F］6。
水文现象的变化，如河道某一断面的水位、流量过程,具有完全肯定的多年变化周期、年变化周期和日变化周期。
[F ]8。
水文现象的变化，既有确定性又有随机性,因此,水文计算和水文预报中，应根据具体情况,采用成因分析法或数理统计法,或二者相结合的方法进行研究。
[ T］第二章水文循环与径流形成一、概念题(五）填空题4. 按水文循环的规模和过程不同，水文循环可分为__大_____循环和__小______循环。
11. 一条河流，沿水流方向，自上而下可分为河源、上游、中游、下游、河口五段。
38. 降雨初期的损失包括___蒸发___，__植物截留_____， ___填洼___, ___补充土壤水分。
39。
河川径流的形成过程可分为__产流___________过程和 ____汇流________过程。
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
工程水文学问答题 原创。。。
工程水文学试题库第一章绪论1.工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？2.工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段有何作用？7.长江三峡工程主要由哪些建筑物组成？其规划设计、施工和运行管理中将涉及哪些方面的水文问题？１. 答：工程水文学是水文学的一个重要分支，随着水利水电工程建设的大规模开展，为满足工程规划设计、施工和运行管理的迫切需要，水文工作者针对提出的问题，进行大量的、深入的试验研究，使水文学发展到工程水文学阶段。
它主要包括水文分析与计算及水文预报两方面的内容。
２. 答：工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段的作用主要是：（1）规划设计阶段，为规划设计工程位置、规模提供设计洪水、设计年径流等水文数据；（2）施工阶段，为施工设计提供设计水文数据，为指导现场施工，提供施工水文预报；（3）运用管理阶段，提供各类水文预报成果，确保工程安全和发挥最大效益；同时，还需不断进行水文复核，提供新情况下的设计水文数据。
第二章水文循环与径流形成4.如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？24. 蒸发器折算系数 K值的大小随哪些因素而异？43. 对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于 1？44. 河川径流是由流域降雨形成的，为什么久晴不雨河水仍然川流不息？45. 同样暴雨情况下，为什么流域城市化后的洪水比天然流域的显著增大？4. 答：（1）搜集指定断面以上河流所在地区的地形图；（2）在地形图上画出地面集水区的分水线；（3）用求积仪量出地面分水线包围的面积，即流域面积。
24. 答：蒸发器折算系数K 值的大小主要随下列因素影响而变化：（1）蒸发器的类型；（2）地理环境情况；（3）季节月份的不同。
43.答：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。
44.答：河川径流是流域降雨通过产流、汇流过程形成的，汇流包括地面汇流和地下汇流，前者主要受控于河网、湖泊的调蓄作用，后者主要受控于地下水库的调蓄作用，使径流过程变远远比降雨过程平缓和滞后，尤其是地下汇流速度极其缓慢，使河川径流常年不断。
由暴雨资料推求设计洪水的探究
由暴雨资料推求设计洪水的探究摘要：暴雨资料比流量资料充足得多，受人类活动影响较小，统计参数的地区综合比较容易，所以利用雨量资料推求设计洪水的方法应用得相当广泛，它是推求中、小流域水利工程设计洪水的主要途径。
本文主要探讨暴雨资料推求设计洪水的方法。
关键词：水文设计；暴雨资料；设计供水；推求方法设计暴雨的计算包括推求设计暴雨量及其在时间上的分配过程。
推求设计洪水所需要的设计暴雨量是指设计条件下的流域平均暴雨量，即设计面暴雨量。
根据资料条件，设计面暴雨量的分析计算方法可分为以下直接计算和间接计算两种。
一、由面雨量资料直接推求设计面暴雨量当设计流域雨量站较多，分布比较均匀，各站又有较长的同期资料，能求出比较町靠的流域平均雨量(面雨量)时，就可将面雨量作为研究对象，直接选取每年中各种时段的年最大面雨量，组成不同时段的样本系列，分别进行频率计算。
从而求得不同时段的设计面暴雨量。
（一）统计选样及资料的审查和订正1．统计选样设计暴雨量所采用的统汁历时，应根据降雨径流形成规律，流域面积大小和工程重要性等确定。
一般大中型工程取1日、3日、7日、15日、30日等；小型工程可取小于24小时，即24小时、12小时、6小时、3小时、l小时等。
考虑到推求雨量时程分配和推求设计洪水过程线的需要，在确定最长统计历时后还需选用若干个控制时段。
暴雨量的选样方法一般与洪量相同，采用固定时段年最大值独立选样法。
但对面雨量选样时，应注意，面雨量的年最大值必须在流域面平均雨量过程中挑选，而不可将各雨量站的年最大值加起来平均作为年最大面雨量。
即先要根据流域内各测站的点雨量，按一定的方法(如算术平均法、泰森多边形法或等雨量线法)求出每年各次大暴雨的面雨量过程。
然后再按独立选样的原则，统计逐年不同时段的年最大面雨量。
例如，已求得某年流域面平均日雨量过程为……20mm、87mm、5mm、0mm、38mm、74mm、25mm、30mm、4mm……，则最大1日面雨量X1日=87mm；最大3日面雨量X3日=38+74十25=137mm；最大7日面雨量X7日=87+5十0+38+?4+25+30=259mm。
工程水文学-第8章习题_由暴雨资料推求设计洪水附答案
第八章 由暴雨资料推求设计洪水本章学习的内容和意义：在设计流域实测流量资料不足或缺乏时，或人类活动破坏了洪水系列的一致性，就有必要研究由暴雨资料推求设计洪水的问题。
另外，可能最大洪水和小流域设计洪水也常用暴雨资料推求。
由暴雨资料推求设计洪水的基本假定是：暴雨与洪水同频率。
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，再按照降雨形成径流的原理和计算方法，由设计暴雨推求出设计洪水。
本章习题内容主要涉及：暴雨资料的选样；不同资料情况下设计暴雨的计算；推求设计净雨；推求设计洪水过程线；可能最大暴雨和可能最大洪水的推求；小流域设计洪水的计算。
一、概 念 题（一）填空题1.设计暴雨的设计频率一般假定与相应的 具有相同的频率。
2.暴雨点面关系是 ，它用于由设计点雨量推求 。
3.由暴雨资料推求设计洪水时，假定设计暴雨与设计洪水频率 。
4.推求设计暴雨过程时，典型暴雨过程的放大计算一般采用 法。
5.判别暴雨资料是否为特大值时，一般的方法是 。
6.由暴雨资料推求设计洪水的一般步骤是 _______________、 、 。
7.暴雨资料的插补延展方法有 。
8.流域内测站分布均匀时，可采用 计算面雨量。
9.流域内侧站分布不均匀时，宜采用 计算面雨量。
10.一般情况下，用泰森多边形法计算流域平均雨量比用算术平均法合理些，但在 情况下，两种方法可获得相同的结果。
11.暴雨频率分析，我国一般采用 法确定其概率分布函数及统计参数。
12.暴雨点面关系有两种，其一是 ；其二 。
13.设计面雨量的时程分配通常选取 作为典型，经放大后求得。
14.对暴雨影响最大的气象因子，包括 和 两大类。
15.用W m 折算法（m p a rW P ,）计算设计暴雨的前期影响雨量P a 时，在湿润地区，当设计标准较高时，r 应取较 值；在干旱地区，当设计标准较低时，r 应取较 值。
由暴雨资料推求设计洪水
31
第5节 由设计暴雨推求设计洪水
（二） 拟定产流方案 1.流域水文模型： 2.暴雨径流相关图法 3.初损后损法
（三） 推求设计净雨过程 根据设计Pa,p 和拟定的产流方案计算，将设计暴雨过程转化为设计 净雨过程。
32
第5节 由设计暴雨推求设计洪水
二、由设计净雨推求设计洪水（汇流计算） 1. 拟定地面汇流计算方案；
8
第2节 直接法推求设计面暴雨量
三、特大暴雨的处理 （一）特大暴雨对系列统计参数的影响 统计参数偏大 （二）特大暴雨的判断 根据暴雨经验频率点据偏离频率曲线的程度、模比系数Kp的大小。 （三）特大暴雨重现期的确定 一般采用小河洪水调查法 （四）对设计结果的影响
9
第2节 直接法推求设计面暴雨量
1—由1973年以前资料得出的频率曲线； 2—把1973年暴雨作特大值处理后得出的频率曲线； 3—1973年暴雨不作特大值处理得出的频率曲线
由点设计暴雨计算面设计暴雨 内容提要
1.设计点暴雨量的计算；
2.点面关系的含义及分类； 3.动点动面关系包含的假定。 学习要求 掌握定点定面关系和动点动面关系的分析综合和应用。
13
第3节 间接法推求面设计暴雨量
一、设计点暴雨量的计算 （一）有充分点雨量资料时
1.选择点雨量代表站
形心处有雨量站时, 选择该雨量站。 形心处无雨量站时，利用设计暴雨量等值线图，用地理插值法推求流域中心处 的设计暴雨量。 2.选样方法 固定时段独立选取年最大值法 3.特大暴雨移置 气象一致区内暴雨的移置； 要估计特大暴雨的重现期， 特大值处理方法同前。 4.点暴雨频率计算
利用长历时设计暴雨计算Pa,P
30
第5节 由设计暴雨推求设计洪水
第八章 由暴雨资料推求设计洪水
（5）如与洪水的峰量关系较好，可建立暴雨和洪水峰或量的相关关系，插补大水年份缺测的暴雨资料。
6，根据动点～动面关系来换算设计面雨量，实质上引进了3项假定：
,（1）设计Leabharlann 雨中心与流域中心重合； 比较容易发生
首先是从量上来考虑，应使典型暴雨的雨量接近设计暴雨的雨量；
其次是要使所选典型的雨峰个数、主雨峰位置和实际降雨时数是大暴雨中常见的情况，即这种雨型在大暴雨中出现的次数较多。
所谓对工程不利
一是指雨量比较集中，例如七天暴雨特别集中在三天，三天暴雨特别集中在一天等；
二是指主雨峰比较靠后。这样的降雨分配过程所形成的洪水洪峰较大且出现较迟，对水库安全将是不利的。
日雨量资料一般是指当天8：00到次日8：00所记录的雨量资料。
自记雨量资料是以分钟为单位记录的雨量过程资料。
分段雨量资料一般以1、3、6、12h等不同的时间间隔记 录的雨量资料。
暴雨资料的审查 ：可靠性审查 代表性分析 一致性审查,
4特大暴雨的处理：特大值处理的关键是确定重现期。对特大暴雨的重现期必须作深入细致的分析论证，若没有充分的依据，就不宜作特大值处理。若误将一般大暴雨作为特大值处理，会使频率计算成果偏低，影响工程安全。
面雨量统计参数的估计，我国一般采用适线法
进行点暴雨系列的统计时，一般采用定时段年最大法选样
5，设计洪水规范建议采用以下方法插补展延：
（1）距离较近时，可直接借用邻站某些年份的资料。
（2）一般年份，当相邻地区测站雨量相差不大时，可采用邻近各站的平均值插补。
由暴雨资料推求设计洪水
WUHEE
三、算例 集水面积341km2，由暴雨资料推求P=2%的设计洪水。
1. 设计暴雨计算
设计暴雨时段采用1天。首先根据雨量站的实测了， 推求设计点暴雨量，频率计算结果为： x1日=110mm、Cv=0.58、Cs=3.5Cv 求得P=2%的最大1日设计点暴雨量为296mm。 通过动点动面的暴雨点面关系图，查得暴雨点面折 减系数为0.92，则P=2%的最大1日面设计暴雨量为： 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
3. 同频率法 假如设计暴雨历时为t日，分别对t日暴雨量xt系列和每 次暴雨开始时的Pa与暴雨量xt之和即xt+Pa系列进行频 率计算，从而求得xtp和(xt+Pa)p，则与设计暴雨相应的 设计Pa值可由两者之差求得，即
Pap ( xt Pa ) p xtp
当得出Pap>Im时，则取Pap=Im。
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下
WUHEE
t
W下=0.1h下F=0.1×29.4×341×104=1000×104m3
第八章 由暴雨资料推求设计洪水
第一节
概述
原因： 1. 中小流域常常流量资料不足或代表性差，无 法直接用流量资料推求设计洪水，需用暴雨资 料。 2. 人类活动对径流的影响，使径流形成条件发 生显著变化，破坏了洪水资料系列的一致性。 3. 为了对比论证设计成果的合理性。 4. 无资料地区小流域的设计洪水，一般都通过 暴雨资料推求。 5. 可能最大降水/洪水是暴雨资料推求。
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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。
暴雨点面关系种类：定点定面关系；动点动面关系。
转换公式：
P面,T=αP点,T
（1）定点定面关系
含义：流域中心点雨量与面雨量的关系 点面系数：α= P面,T/P点,T 平均 地区综合：一个水文分区中各流
1、设计面暴雨量的计算
思路：资料收集与审查→[选样]→每年各历时最大面雨量系列 →[频率计算]→各种历时面暴雨量理论频率曲线→[设计频率]→ 各种历时的设计面雨量
几点说明： ➢ 资料收集：水文年鉴、水文数据库、暴雨图集等 ➢ 资料审查：可靠性、一致性、代表性审查 ➢ 系列选样：年最大值法独立选取，固定时段一般取
性区别。 假定：(1)设计暴雨中心一定发生在流域中心
(2)设计暴雨的点面关系符合平均的点面关系 (3)流域周界与设计暴雨的某一等雨量线相重合
3、设计暴雨过程的确定
典型过程选择： (1) 点雨量典型（有长期观测资料的单站中选取） (2) 概化的综合雨型（多次大暴雨的综合）
放大方法： 典型暴雨过程同频率控制放大
100% 303
设计暴雨(mm) 30.3 13.5 43.9 0.4 1.5 108 72.4
一、间接法推求设计暴雨
当设计流域内雨量站稀少，或观测系列甚短，或同期观测资料很 少，无法直接求得设计面暴雨量时，用间接方法。 先求流域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过暴雨点面关 系，求相应设计面暴雨量。
1、设计点雨量计算
2、由暴雨资料推求设计洪水的步骤 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: 设计暴雨扣除损失求得设计净雨。 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。
3、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。
(0.92)
域的点面关系综合为定点定 面关系aTF。 应用：可在相当大地区内使用
P=0.92*300=276
（2）动点动面关系
含义：暴雨中心点雨量与各等雨量线包围面积上的面雨量间的关系 点面系数：α= PF,T/P雨心点,T （应用时作为定点α使用） 地区综合：形式上与定点定面关系图完全相同，但纵横坐标含义却有实质
5
6
7
0.9 63.5 44.1
解：（1）计算典型暴雨时段雨量 最大1天雨量、 最大3天雨量、 最大7天雨量
x1D 63.5mm x3D 108.5mm
x1D 148.6mm
（2）计算放大倍比
K1
x1P x1D
108 63.5
1.70
K31
x3P x1P x3D x1D
182 108 1.64 108.5 63.5
实例分析 已知时段设计暴雨量和暴雨分配比例。要求：推求设计暴雨过程。
时段（日）
1
设计面雨量(mm)
303
3
7
394
485
日程
1
2
3
4
5
6
7
最大1日 典型分配比
100%
最大3日 典型分配比
40%Βιβλιοθήκη 60%最大7日 典型分配比 30% 33% 37% 0%
日程
1
2
3
4
5
6
7
典型分配比 最大1日
设计雨量(mm)
K73
x7 P x3P x7 D x3D
270 182 2.19 148.6 108.5
（3）典型暴雨同频率放大推求设计暴雨过程
时段（d）
1
2
3
4
5
6
7
典型雨量(mm） 13.8 6.1 20.0 0.2 0.9 63.5 44.1
放大倍比k 2.19 2.19 2.19 2.19 1.64 1.70 1.64
实例分析
➢ 资料插补延长：选择参证站作相关展延，如P参～P ➢ 特大暴雨处理：流域内，通过历史洪水调查确定；
流域外，移植 ➢ 成果合理性分析：
（1）各种历时频率曲线在综合图上不应相交 （2）历时越长，均值越大，Cv越小 （3）统计参数应与地区影响参数变化相协调 （4）与实测或临近地区特大暴雨比较
二、直接法推求设计暴雨
资料条件：流域上雨量站较多，分布均匀，且具有较长同期观测资 料，足以计算长系列的流域平均雨量（称面雨量）时，可直接选取 每年指定统计时段的最大暴雨量，进行频率计算求得设计暴雨量。 计算方法：目前我国暴雨量频率计算的方法、线型、经验频率公式、 特大暴雨处理等与洪水频率计算相同。