设计洪水过程线1 44页

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工程水文学同频率放大法计算设计洪水过程线

工程水文学同频率放大法计算设计洪水过程线

网络教育学院《工程水文学离线作业》题目:同频率放大法计算设计洪水过程线学习中心:浙江建设职业建设学院奥鹏学习中心专业:水利水电工程年级:学号:学生:指导教师:1 基本知识1.1 典型洪水过程线的选取与推求仅有设计洪峰流量和设计洪水量还难以确定水库的防洪库容和泄水建筑物的尺寸,这是因为洪峰流量出现的迟早和洪量集中的程度不同,即洪水过程线形状的不同,会得到不同的设计防洪库容和最大泄量。

因此,设计洪水过程线亦是设计洪水的一个不可缺的重要内容。

设计洪水过程线指符合某一设计标准的洪水过程线,生产实践中一般采用放大典型洪水过程线的方法。

思路:先从实测资料中选取一场典型洪水过程,然后按设计洪峰流量、设计洪量进行放大,即得设计洪水过程线。

选择资料完整精度较高且洪峰流量和洪量接近设计值的实测大洪水过程线;具代表性,洪水发生季节、洪水的历时、峰量关系、主峰位置、峰型等均能代表该流域较大洪水特性的实测洪水过程;选择对工程防洪不利的典型洪水过程线,尽量选择峰高量大的洪水,而且峰型集中,主峰靠后的过程。

1.2 放大方法同倍比放大法用同一放大系数放大典型洪水过程线,以求得设计洪水过程线的方法。

该法的关键是确定以谁为主的放大倍比值,有以下两种方法:以洪峰流量控制的同倍比放大法(以峰控制)适合于无库容调节的工程设计,如桥梁、涵洞及排水沟及调节性能低的水库等。

以洪量控制的同倍比放大法(以量控制)适合于蓄洪为主的工程设计,如调节性能高的水库,分洪、滞洪区等。

放大倍比按上述方法求到后,以放大倍比乘实测的典型洪水过程线的各纵坐标,即得设计洪水过程线。

该法简单易行,能较好地保持典型洪水过程的形态。

但该法使得设计洪水过程线的洪峰或洪量的设计频率不一致,这是由于两种放大倍比不同(KQm KW )造成的。

如按KQm放大后的洪水过程线所对应的时段洪量不一定等于设计洪量值。

反之如按KW 放大洪水过程线,其洪峰值不一定为设计洪峰值。

故为了克服这种矛盾,为使放大后过程线的洪峰和各时段洪量分别等于设计洪峰和设计洪量,可用下述的同频率放大法。

设计洪水【水文学】

设计洪水【水文学】
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。
• 第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
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。
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20~ 30年,并有特大洪水加入。
当实测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。
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水,l项
PM
PMa
... ...
实测一般洪水,n-l项 m=l+1,l+2,...,n
Pm
...
...
P 1-PMa
PM

M N 1
Pm

PMa
(1
PMa )
ml nl 1
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。

设计洪水过程线1精品文档

设计洪水过程线1精品文档

一、设计雨量计算
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。
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 度不足以点绘点雨量频率曲线。
二、设计暴雨过程拟定
1.选择典型暴雨过程的原则 (1)暴雨强度高、降水总量大(接近设计条
4)由降雨径流相关图查算设计净雨过程 (5)划分地表、地下净雨过程
120
设计暴雨
100
设计净雨
地下净雨
80
地表净雨
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
地表、地下净雨推求
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;
(2)根据典型暴雨过程,经统计得 典型最大6h,24h,72h雨量及位 置分别如下:
最大6h:第9时段 H典,6h =46.7mm 最大24h:第7-10时段 H典,24h
=84.2mm
最大72h: 第1-12时段 H典,72h =141mm
(3)计算各时段历时的放大倍比系数
K1=64/46.7=1.37 K2=(106-64)/(84.2-46.7)=1.12 K3=(178-106)/(141-84.2)=1.27
1.选择典型过程
选择典型洪水的原则: (1)洪水峰高量大: 洪水特性比较接近设计条
件。 (2)洪水的特性具有代表性: 发生季节、地区
组成、洪峰次数、洪水历时、峰量关系、主峰 位置代表流域大洪水一般特性。 (3)洪量集中、洪峰偏后: 洪水过程对工程不 利。

水文洪水过程线计算 - 副本

水文洪水过程线计算 - 副本

二百年一遇设计洪水过程线
5.00
10.00
15.00 T(h)
五十一遇设计洪水过程线
10
0 0
-10
5
10
15
T(h)
河道比降
h1
56
L1
386
h2
58
L2
281
h3
60
L3
76
h4
62
L4
88
h5
64
L5
33
h6
66
L6
24
h7
68
L7
14
h8
70
L8
12
h9
71
L9
25
h10
L10
h11
L11
5.00 6.00 7.00 8.00
5.00 5.00 0.00 0.00
4.86 4.86 0.00 0.00
4.49 4.49 0.00 0.00
4.12 4.12 0.00 0.00
3.83 3.83 0.00 0.00
9.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
10.00 11.00 12.00 13.00
0.00
6.68 6.68 6.68 6.52
13.03
13.03 22.62 78.91 15.08 6.01
6.01
5.35
3.34
3.34 2.67 216.03
H10% 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 2.96 0.00 0.00
0.00
5.91 5.91 5.91 5.29
1h 67.51 62.016 68.85

设计洪水的分析计算PPT课件

设计洪水的分析计算PPT课件
第14页/共110页
本节内容提要
内容:
一、洪水资料的选样与审查
二、频率计算推求设计洪峰流量
三、设计洪水过程线推求
练习题
要求:
掌握洪峰与洪量的选样,掌握考虑特大洪水加 入实测资料系列时设计洪峰流量的计算方法,掌握 同频率法放大洪水过程线。
第15页/共110页
一、洪水资料的选样与审查
1. 洪水资料的选样 1)什么是选样?
实例分析
[例 5-2]:某流域拟建中型水库一座。经分析确定水库枢纽本身永久水
工建筑物正常运用洪水标准(设计标准)p=1%,非常运用洪水标准(校核 标准)p=0.1%。该工程坝址位置有25年实测洪水资料(1958~1982),经选 样审查后洪峰流量资料列入表5-9第②栏,为了提高资料代表性,曾多 次进行洪水调查,得知1900年发生特大洪水,洪峰流量为3750m3/s,考 证期为80年,试推求p=1%、p=0.1%的设计洪峰流量。
1. 防洪标准
担任防洪任务的水工建筑物,应具备的防御 洪水能力的洪水标准。常用重现期表示。
2. 选定防洪标准的原则
统一 防洪安全
经济
第7页/共110页
二、设计标准
《水利水电工程等级划分》
注:1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容; 2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
第8页/共110页
二、设计标准
CV
1 Qm
1 N
1
a
(Q j
j 1
Qm )2
N a nl
n
(Qi
il 1
Qm )2
1 1168
设计洪水: 在进行水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安
全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设 计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪 水。

设计洪水过程线

设计洪水过程线


k WTP
WTD
同倍比法保证得出的设计洪峰或洪量符合设计频率。
Q p ( t ) = k Q D(t)
按按33dd洪洪量量放放大大 按洪峰放大 按1d洪量放大
3.同频率缩放法
按不同历时采用不同倍比对典型洪水过程
线的纵标值进行缩放,得出的设计洪峰及不同
历时设计洪量均符合设计频率。
洪峰缩放倍比:
(4)用同频率控制放大法推求设计暴雨 过程,将各放大倍比系数填在表中 与典型暴雨过程相对应的位置上, 通过放大计算得设计暴雨过程,如 下表所示。
时段 △t= 1 6h
234 5 6 7 8
9 10 11 12 合 计
典型 暴雨 12.2 6.8 0 20 1.5 3.8 4.7 11.3 46.7 21.5 3.8 8.7 141 过程 mm
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) 2放大方法 (1)同频率法(常用); (2)同倍比法
例题
某流域具有充分的雨量资料。经面暴雨量频 率计算得各时段P=1%的设计雨量为 H6h=64mm,H24h=106mm, H72h=178mm,求P=1%的设计暴雨过程。
量仅用于计算设计Pa。
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+Pa值减去同一频率的P 值,差额作 为所求的设计Pa值: Pap=(P+Pa)p-Pp
22 日 21:00
七天
117600 57620 16 日 7:00 ~ 23 日 7:00
1.推求各时段放大倍比
k0=3530 / 1620=2.18 k1=42600 / 20290=2.10 k3-1=(72400-42600)/(31250-20290)=2.72 k7-3=(117600-72400)/(57620-31250)=1.71

6-由流量资料推求设计洪水

6-由流量资料推求设计洪水

(2)洪水三要素 一次洪水过程可用3个控制性要素加以描
述,常称为洪水三要素,即
1、洪峰流量 Qm(m3/s),为洪水过程线 的最大流量。
2、洪水总量 W(m3),为一次洪水的 径流总量。
3、洪水过程线,洪水从A到B点的时距t1为
涨水历时,从B到C点的时距t2为退水历时, 一般情况下,t2>t1。T=t1+t2,称T为洪水历时。
第19页,共48页。
三 洪水资料的插补延长方法
如实测洪水系列较短或实测期内有缺测年份,可用下列几种方法进行 洪水资料的插补延长,以便扩大样本容量,减少抽样误差。 (1)上下游站或邻近流域测站洪水特征值移用
若设计站和参证站流域面积相差不超过3%,且区间无分洪、滞洪设 施时,直接将具有较长洪水资料的参证站洪峰流量和洪水总量直接移用到 设计站。
对调查的历史洪水资料主要审查调查计算的洪峰流量及其发生年份的可靠 性。关于前者,主要审查洪水痕迹是否可靠,上下游痕迹是否一致以及流量推 算是否合理。对于后者,应主要了解确定发生年份的依据是否充分,河流上下 游和邻近流域是否一致等。
第16页,共48页。
二 洪水资料审查
2.洪水资料一致性审查
资料系列的一致性是指资料系列具有同一成因,就是说,组成该系 列的流量资料都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断 面条件下获得的。
第六章 由流量资料推求设计洪水
研究内容:防洪标准及其选择;洪峰、洪量样本系列的选样; 资料的三性审查;特大洪水的处理;典型洪水的选择及放大方 法 研究目的:研究由流量资料推求设计洪水,以解决水库、堤防、桥
涵等工程设计洪水的计算问题
学习要求:了解防洪标准的选择;洪水选样;熟悉特大洪水的处 理、成果的合理性分析;掌握由流量资料推求设计洪水的基本步 骤

设计洪水过程示例.xls

设计洪水过程示例.xls

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
500
0 2017/7/2 0:00 2017/7/2 12:00 2017/7/3 0:00 2017/7/3 12:00 2017/7/4 0:00 2017/7/4 12:00
设计洪水过程线
典型洪水过程线
2017/7/4 12:00 2017/7/5 0:00 2017/7/5 12:00 典型洪水过程线
2017/7/4 2:00
2017/7/4 6:00
2017/7/4 8:00
3 ###########
###########
###########
###########
5
2017/7/5 0:00
2017/7/5 8:00
2970 3040 3040 3040 2640 2090 1900 1300 1240 1010 893 874 723 697 644 524 365 288 272 211 206 189 165 142 110
57.9
1.39
80
###########
101
1.39
140 0.083333 0.01 0.01
###########
110
1.39
153 0.041667 0.00 0.01
###########
144
1.27
182 0.041667 0.00 0.01
###########
700
1.14
799 0.0625 0.02 0.04
1.53
7月2日12时-3日 12时
2.238
7月2日8时-5日8 时
3600
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线的纵标值进行缩放,得出的设计洪峰及不同
历时设计洪量均符合设计频率。
洪峰缩放倍比:
k0

Q mp Q md
洪量缩放倍比:k W W W W TiTi1
Ti p TiD
Ti1p Ti1D
推求设计洪水过程线
Qp ( t ) = k0 QD(t) Qp ( t ) = kTi Ti1 QD(t)
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。
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+Pa值减去同一频率的P 值,差额作 为所求的设计Pa值: Pap=(P+Pa)p-Pp
t(ti-1,ti)
在缩放后流量过程线时段交界面上,由
于缩放倍比的差别,流量过程线不连续,需
加以修正。修正的原则是:修正后各时段洪
量满足设计值。
【算例】已知某水库设计和典型洪峰、洪量资料, 采用同频率法推求p=1%设计洪水过程线。
项目
设计值(P=1%) 典型值
起迄日期
洪峰(m3/s)
一天
3530
42600
第三节
设计洪水过程线推求
课前复习
由流量资料推求设计洪水框图
年最大值法选样 可靠性、一致性、代表性审查
特大洪水处理
峰、量频率计算 安全修正值 设计洪峰和设计洪量 成果合理性检验 选择典型洪水 同倍比或同频率缩放 设计洪水过程线
主要内容
1.选择典型洪水过程线; 2.对典型洪水过程线进行缩放, 得出设计洪水过程线。
线的纵标值(流量值)进行缩放来推求设计洪
水过程线。 缩放倍比:
k Q mp Q md

k W TP
W TD
同倍比法保证得出的设计洪峰或洪量符合设计频率。
Q p ( t ) = k Q D(t)
按按33dd洪洪量量放放大大 按洪峰放大 按1d洪量放大
3.同频率缩放法
按不同历时采用不同倍比对典型洪水过程
0
0
10.4 220 229
229
0
170 177
0
177
24.0 70 72.8 528
601
0
22 22.9 408
431
0
0
0
168
0
168
75.6
52.8 1663 0 1716
52.4
0 1285 1153 2438
529 891 1420
166 367 533
0
115 115
0
0
Q g5.4 31 4 122 80 160 04 0 20 0236
(3)地表径流与地下径流相加,得设计 洪水过程线Qp。
日时
18 28 38 48 58 68 78 88 98 10 8 11 8 12 8 13 8 14 8 15 8 16 8 17 8
设计洪水过程线
hs
q
(mm) (m/3s) 10.4
Q(m/3s) 24.0 75.6
Qs 52.4 (m3/s)
(4)用同频率控制放大法推求设计暴雨 过程,将各放大倍比系数填在表中 与典型暴雨过程相对应的位置上, 通过放大计算得设计暴雨过程,如 下表所示。
时段 △t= 1 6h
234 5 6 7 8
9 10 11 12 合 计
典型 暴雨 12.2 6.8 0 20 1.5 3.8 4.7 11.3 46.7 21.5 3.8 8.7 141 过程 mm
1.选择典型过程
选择典型洪水的原则: (1)洪水峰高量大: 洪水特性比较接近设计条
件。 (2)洪水的特性具有代表性: 发生季节、地区
组成、洪峰次数、洪水历时、峰量关系、主峰 位置代表流域大洪水一般特性。 (3)洪量集中、洪峰偏后: 洪水过程对工程不 利。
2.同倍比缩放法
同倍比法采用按同一倍比对典型洪水过程
Qgi=i× 236/11 = i× 21.45
Qg
(m3/s) 0 21 43 64 86
107 129 150 172 193 215 236 215 193 172 150 129 …
Q
(m3/s) 0
250 220 665 517 275 1845 2588 1592 726 330 236 215 193 172 150 129 …
4)由降雨径流相关图查算设计净雨过程 (5)划分地表、地下净雨过程
120
设计暴雨
100
设计净雨
地下净雨
80
地表净雨
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
地表、地下净雨推求
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;
2.由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是:
( 推求设计暴雨 、 推求设计净雨 、推求设计洪水)
3当一个测站实测暴雨系列中包含有特大暴雨
时,若频率计算不予处理,那么与处理的相
比,其配线结果将使推求的设计暴雨(偏大、
偏小、不变)(
偏大 )
4 暴雨动点动面关系是(
暴雨中心点雨量与相应的面雨量之间的关系 )
放大 倍数 K
1.27 1.27
1. 1.27 1.27 1.27 1.12 1.12 27
1.37
1.12 1.27 1.27
设计 15.5 8.6 0 25.4 1.9 4.8 5.3 12.7 64 暴雨 过程 mm
24 4.8 11 178
三、由设计暴雨推求设计洪水
(一)设计净雨 1.产流方案制定 (1)有一定的流量资料:直接流域制定
(2)根据典型暴雨过程,经统计得 典型最大6h,24h,72h雨量及位 置分别如下:
最大6h:第9时段 H典,6h =46.7mm 最大24h:第7-10时段 H典,24h
=84.2mm
最大72h: 第1-12时段 H典,72h =141mm
(3)计算各时段历时的放大倍比系数
K1=64/46.7=1.37 K2=(106-64)/(84.2-46.7)=1.12 K3=(178-106)/(141-84.2)=1.27
第十章 由暴雨资料推求设计洪水
第一节 概述 第二节 由设计暴雨推求设计洪水 第三节 小流域设计设计洪水
第一节 概述
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 由PMP推求/PMF 暴雨资料推求设计洪水适用条件
第二节 由设计暴雨推求设计洪水
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。
1.设计暴雨计算
(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:通过雨量频率分析计算
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P1D=63.2mm;P3D=08.5mm; P7D=148.6mm
4)计算同频率放大倍比
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.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
1620
20290
21 日 9:40
21 日 8:00 ~ 22 日 8:00
洪量(m3/s h) 三天
72400
31250 19 日 21:00 ~ 22 日 21:00
七天
117600 57620 16 日 7:00 ~ 23 日 7:00
1.推求各时段放大倍比
k0=3530 / 1620=2.18 k1=42600 / 20290=2.10 k3-1=(72400-42600)/(31250-20290)=2.72 k7-3=(117600-72400)/(57620-31250)=1.71
解:(1)对流域内的某次实测大 暴雨过程进行分析比较后,选定
1992年7月的一次大暴雨作为典型,其 暴雨过程如下表所示。
时段
△t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合
=6

h
典型 暴雨 12.2 6.8 0 20 1.5 3.8 4.7 11.3 46.7 21.5 3.8 8.7 141 过程
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计Pa的依据
二)由设计净雨推求设计洪水
有流量资料:采用单位线法(注意分析 外延的可靠性)
无流量资料:采用地区综合单位线法
四、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
一、设计雨量计算
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。
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。
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