第四章设计流量的推算
第四章_灌溉渠道系统

一、灌溉渠道流量概述
3.加大流量
渠道的净流量:需要渠道提供的灌溉流量。 渠道的毛流量:计入水量损失后的流量。 设计流量是渠道的毛流量,它是设计渠道断面和渠系建筑 物尺寸的主要依据。
一、灌溉渠道流量概述
2.最小流量
最小流量:在灌溉设计标准条件下,渠积进行计算。
五、渠系建筑物的规划布置
渠系建筑物:各级渠道上的建筑物 1.引水建筑物
引水方式 无坝引水 有坝引水
引水建筑物 渠首进水闸
作用 调节引入干渠的流量
由拦河坝、冲沙闸、 雍高水位,冲刷进水闸前的淤 进水闸等组成的灌 沙,调节干渠的进水流量,满 溉引水枢纽 足灌溉对水位及流量的要求 大坝、进水闸等 水泵站 调节河道流量 提高水位
一、田间工程规划要求和规划原则
2.田间工程规划原则
必须在农业发展规划和水利建设规划的基础上进行; 必须着眼长远、立足当前,全面规划,分期实施,当年增产 必须因地制宜,讲求实效,要有严格的科学态度,注重调查研
究,走群众路线。
要以治水改土为中心,实行山、水、田、林、路综合治理,
创造良好的生态环境,促进农、林、牧、副、渔全面发展。
支渠
三、斗、农渠的规划布置
2. 斗渠的规划布置
斗渠的长度和控制面积随地形变化很大。山区、丘陵地区的 斗渠长度较短,控制面积较小,平原地区的斗渠较长,控制 面积较大。 我国北方平原地区一些大 型自流灌区的斗渠长度一般 为3~5km.控制面积为 3000~5000亩。 斗渠的间距主要根据机耕 要求确定,和农渠的长度相 适应。
二、干、支渠的规划布置形式
1)山区、丘陵区灌区的干、支渠布置 山丘、丘陵区的干渠一般沿灌区上部边缘布置,大体 上和等高线平行,支渠沿两溪间的分水岭布置。 在丘陵地区,如灌区内有主要岗岭横贯中部,干渠可 布置在岗脊上,大体和等高线垂直,干渠比降视地面坡 度而定,支渠自干渠两侧分出,控制岗岭两侧的坡地。
_第四章__设计洪水流量

二、选择: 年最大值法——每年只选一个最大值 1. 洪峰 Qm:Q1、Q2……Qm……Qn 2. 洪量WTm: 连续24h年最大洪量系列W1天1 、W1天2……W1天m……W1
天n
连续3d年最大洪量系列W3天1、W3天2……W3天m……W3天n 连续7d年最大洪量系列W7天1、W7天2……W7天m……W7天 ………………… n
l
一定频率时段平均降雨强度
i=
l l l
Sp tn
从降雨量推算净雨量,有两种方法: 一种方法是降雨量乘以折减系数,即洪峰径流系 数; 另一种方法是从降雨量中减去损失雨量,损失雨 量可用损失参数表示。
推理公式一
Qp = K ⋅ H 0 ⋅ F
l l l
l
Q p——频率为P的流量;
K ——单位换算系数0.278; 的平均净雨强度( mm / h); H 0——频率为 P(%) 2 F ——流域面积 (km ) 该公式关键是平均净雨强度的确定
Cv的无偏估计量: C v =
n n −1
∑ ( K i − 1)
i =1
n
2
n
=
∑ ( K i − 1) 2
i =1
n
n −1
Cs 的无偏估计量: C s = (n − 1n n − 2) i =1 )(
2
∑ ( K i − 1)
nC v3
n
2
≈
∑ ( K i − 1) 3
i =1
n
(n − 3)C v3
在图4-1-1中点击“皮尔逊Ⅲ型曲”按钮 → 点击“水 文资料输入”,输入年最大流量系列表 → 选“流量连 续性系列”按钮 → 点击“计算 、 ,Cv ”
水文资料输入和计算
第四章 年径流与多年平均输沙量的计算

任务。
第一节 概 述
一、年径流及其特征 1、定义:在一个年度内,通过河流某一断面的水量,称为该断面以上流 域的年径流量。
2、表示方法: 年径流总量(万m3或亿m3), 年平均流量(m3/s) 年径流深(mm) 年径流模数[m3 /(s﹒km2)]
资料的代表性好坏,通常可通过其他长系列的参证资料来 作分析推断。如资料的代表性不够好这时就应当尽量应用相 关法插补展延系列,以提高系列的代表性。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
二、设计年径流量的计算 计算时段的确定
计算设计年径流量时,一般要求年径流量及一些计算时段的径流 量达到指定的设计保证率。
根据工程 需要确定
水库:以灌溉期作为径流计算时段 水电工程:以枯水期作为径流计算时段
计算时段选定后,根据计算时段,将径流资料按水利年度重新进 行整理,构成新的径流计算系列。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
二、设计年径流量的计算 频率计算(适线法)
(一)有较长实测径流资料时 1、计算点绘经验频率点 2、估算统计参数初值 3、适线:
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
教学内容: 一、年径流资料的审查 二、设计年径流量的计算 三、设计年径流量年内分配的计算
教学要求: 了解年径流资料审查的内容,掌握具有实测径流资料
时设计年径流和设计年径流年内分配的计算方法。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
一、年径流资料的审查
日历年度 1—12月 年度 水文年度 以水文现象的循环规律来划分
水利年度 以水库蓄泄周期来划分的
第一节 概 述
设计流量的确定和设计扬程估算

水泵及水泵站课程设计班级:环工0801学生姓名:学号:指导老师:环境科学与工程学院1.设计流量的确定和设计扬程估算:(1)设计流量考虑到输水干管漏损和净化场本身用水,取自用水系数α=1.05,则近期流量为 Q=1.05×100000/24=4375m3/h=1.215 m3/s远期流量为 Q=1.05×150000/24=6562.5 m3/h=1.823 m3/s(2)设计扬程H1)泵所需静扬程HST通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即一条自流管检修,另一条自流管通过75%的设计流量时),从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为0.66m,则吸水间中最高水面标高为22.5-0.66=21.84m,最低水面标高为19.2-0.66=18.54m.。
所以泵所需静扬程H ST 为:洪水位时,HST=31.6-21.84=9.76m枯水位时,HST=31.6-18.54=13.06m2)输水干管中的水头损失∑h设采用两条DN1000×12钢管并联为原水输水干管,当一条输水管检修时,另一条输水管应通过75%的设计流量(按远期考虑),即:Q=0.75×6562.5 m3/h=4921.87 m3/h=1.3672 m3/s,差水利计算表得管内流速v=1.76 m3/s,i=0.00331,所以∑h=1.1×0.00331×1800=6.5538m(式中1.1系包括局部损失而加大的系数)。
3)泵站内管路中的水头损失hp粗略估计为2m则泵设计扬程为:枯水位时,Hmax13.06+6.5538+2+2=23.6138m洪水位时,Hmin=9.76+6.5538+2+2=20.3138m2.初选泵和电机近期三台500S22型泵(Q=1620-2340m3/h,N=145KW,Hs=5m),两台工作,一台备用。
远期增加一台同型号泵,三台工作一台备用。
根据500S22型泵的要求选用Y355M-6型异步电动机(185KW)。
第四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
资料审查 年最大值法选样 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
一、资料审查 1、可靠性 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。而且洪水系列中 各项洪水相互独立,且服从同一分布等。 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。
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
1153
1870
n
1992
N
说明确定特大洪水的重现期具有相当大的 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,计算精度亦愈差。 一般地,以明、清两代六百年为宜。
(3)经验频率的计算 连序系列中各项经验频率的计算方法, 已在前面论述,不予重复。 不连序系列的经验频率,有以下两种 估算方法: 1、独立样本法 2、统一样本法
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。
连序系列:洪水系列中没有特大洪水 值,在频率计算时,各项数值直接按大小 次序统一排位,各项之间没有空位,序数m 是连序的; 不连序系列:系列中有特大洪水值, 特大洪水值的重现期(N)必然大于实测系 列年数n,而在N-n年内各年的洪水数值无 法查得,它们之间存在一些空位,由大到 小是不连序的。
第四章设计洪峰流量与水位计算

,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
WUHEE
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水,l项
WUHEE
... ...
0.0141
同独立样本法
PM
2−3
=
3 141 + 1
=
0.0211
1921年
PM
2−4
=
4 141 + 1
=
0.0282
WUHEE
调查期N1=70:
独立样本法:
统一样本法:
1921年 已抽到上面排序
1949年
PM 1−2
=
2 70 +1
=
0.0282
PM1−2 = 0.0282 + (1− 0.0282) × 2 −1 = 0.042 70 −1+1
1867
1852 1832 1921
1921 1949 1903 Nhomakorabea1949
1832
WUHEE
1903
N2=141
1935
N1=70
n=33
1972
调查期N2=141: 1867年
独立样本法:
统一样本法:
PM
2−1
=
1 141 + 1
=
0.0071
1852年 1832年
PM
2−2
=
2 141 + 1
=
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。
设计流量和设计水位

排位,实测系列仍按式(3-6)计算。若在实测系列中出现特大洪
水,当提出特大洪水项后,计算其余各项洪水频率时,其样本容
量n及序号m仍保持不变,即不重新排位。而在调查期N年中的
前a项特大洪水(包括出现在实测系列中的特大洪水),序位为M
(M=1,2, 3, …a)的经验频率为: 若某项洪水可以同时在两个连序
例4-l
某站有1941年-1970年的30年实测资料,还调查到自1911年以来 的60年中,发生过于1913年、1917年、1923年、1933年、1939 年、1943年等6次较大的历史洪水,而实测的1956年洪水则为60 年中首位的特大洪水。
此外,还有1926年、1960年两个大早年份。另外从文献资料中 了解到自公元1500年以来的470年中,发生严重水旱灾害的次数 为:特大洪水8年,较大洪水47年,大早年份15年。
三、设计洪水标准 当河道中出现规定的某量级的洪水时,建筑物不破坏, 这级洪水便是该建筑物的设计洪水标准。设计洪水标淮 愈高,建筑物遭洪水破坏的可能性就愈小。
日前,我们利用数理统计原理.将洪水的大小用它出现 的可能性——频率表示。设计洪水标准愈高,该级洪水 流量出现的可能性愈小(洪水频率愈小).建筑物遭破坏的 可能性愈小,就愈安全。
§4-1 桥涵洪水频率标准
一、洪 水
由于降雨、融雪、融冰等原因,河床内水量剧增, 水位猛涨,这种水文现象叫洪水。
洪水包括洪峰、洪量及其 洪水过程线。
由于影响水文现象的因素(气象、地理、地貌等因素) 非常复杂,一次洪水是众多因素组合的结果.所以各 条河流的洪水不同,同一条河流各次洪水也不相同。
根据《桥渡规范》(TBJ17-86的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)规 定的公路桥涵洪水频率标准如表4-2所示.
第四章设计年径流量的计算gao

第一节 河流与流域 三、流域特征 1. 流域地形特征
(1)流域平均高度 (2)流域平均坡度 又称地面平均坡度,是坡地漫流过程 的一个影响因素,在小流域洪水汇流 计算时,是一个重要参数。流域平均 坡度按下式计算: J=(a1J1+ a2J2+...+ anJn)/A 式中:J——流域平均坡度 Ji——相邻两等高线间的平均坡度 ai——相邻两等高线间的面积,km2 A——流域面积,km2
山东农业大学林学院
第二节 正常径流量的计算
一、基本概念及其特点 1. 年径流量
是指相应于某一设计频率 的年径流量。 —— 设计年径流是水库、塘坝 设计确定有效库容的一个 重要水文依据。
年径流量的多年平均 值称为多年平均径流 量 Q n。
山东农业大学林学院
2. 年径流量的变化特点
3. 设计年径流量 4. 多年平均径流量 5. 正常年径流量
(2)河流横比降: 河流横断面的水面,一般是横 向倾斜或凹凸不平的,这种河 流表面横向的水面倾斜称为横 比降。 山东农业大学林学院
第一节 河流与流域 三、流域特征 1. 流域几何特征
(1)流域面积 ② 测量面积方法:一般可
用求积仪法、数方格法、 权重法等进行测定。
①流域面积:流域分水线和出流 断面所包围的面积称流域面积, 单位为km2。
在气候和下垫面基本稳定的条件下,随着观 测年数的增加,Qn趋向于一个稳定数值,这
个稳定数值称为正常年径流量Q0。
第二节 正常径流量的计算
二、正常年径流量的推算方法(三种)
1.有长期实测资料时正常年径流量的计算 (1)长期实测资料条件 ①实测系列长度:根据我国 河流的特点和资料条件,一 般具有二三十年以上可作为 有长期资料处理。 ②代表性:一般是指在观测 系列中应包含有特大丰水年 ,特小枯水年及大致相同的 丰水年群和枯水年群。
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连续系列的经验频率计算: 用维泊尔公式:
m Pm n 1
2. 不连续系列的经验频率的计算
1)独立样本法 2)统一样本法
例4.1
某站自1935年~1972年的38年中,有5年缺测,故实有33年资料。其 中1949年为最大,并考证应从实测系列中抽出作特大值处理。 另外,经考证1903年以来的70年中,有为首的三次大洪水,其顺位
1.为什么要进行特大洪水的处理? 2.连续系列和不连续系列的经验频率分别如何计算? 3.连续系列和不连续系列的统计 参数该如何确定? 4.缺乏水文资料时可采用什么途径来推算设计流量?
2. 流域面积法
3. 水位流量关系法
4. 过程线叠加法
三、洪水特大值的处理方法
特大洪水一般指相当大的洪水,在海森机率格纸上,它们 的频率点与一般洪水的频率点存在显著脱节的现象。
特大洪水具有巨大的不连贯性,在统计计算中,就不能把
这些特大值与其他数值同等对待,而需要进行适当的处理 或调整,称为特大洪水处理。
通过特大值的处理.考虑到特大洪水的影响.可以起到延 长系列的作用。能增强系列的代表性,减少统计参数的抽
样误差.提高计算结果的稳定性和可靠性.
实测期:水文站的观测年限。 调查期和考证期:洪水调查和文献考证的最远年份至实际 调查时的年限。(包括实测期在内)
1. 连续系列的经验频率的计算
列年限比较长,其代表性也强。提高样本代表性应该做到:
1)样本是随机抽自总体 2)样本应该有足够的容量 3)样本相互独立,且于总体有相同的机率分布。通过旁证判断。
3.资料的独立性 4.资料的可靠性
二、资料的插补和延长
利用上下游或邻近流域内的水文站观测资料,进行 插补和延长。
1. 直线相关法
第二节 缺乏流量观测资料推算设计流量
一 大中河流的流量计算 二 小流域的流量计算 多采用推理公式和经验公式
第三节 桥位断面设计流量、设计水位的推算
水文站测流断面,形态断 面(历史洪水调查) 桥位断面
Q1 Q2
A1 Q1 Q2 A 2
n
思考题
Cv
Qj 1 a Qj N a n 2 ( 1) ( 1) 2 il 1 Q N 1 j 1 Q nl
2)三点适线法:与连续系列的统计参数的确定步骤相同
例4.2(课本P64)
作业 用三点适线法计算含有特大洪水的不连续系列的 理论频率曲线方程。
搜集所需的水文资料,认真审查选样,反复校核。
第一节 利用流量观测资料推算设计流量
确定设计流量至少需要20年以上的实测资料,为 了提高计算结果的精度,还应该补充洪水调查资
料和历史文献考证资料。
一、资料的审查
1.资料的一致性
同一系列中的资料必须是同一类型和在同一条件下产生的。
2.资料的代表性 系列中应该包括丰水年和枯水年的流量资料,这样组成的资料系
为1921、1949、1903,并判定在这70年中不会遗漏比1903年更大的
洪水。
同时还调查到比1921年更大的三次洪水,其顺位为1867、1852、
1832年。
试计算各项经验频率 。
独立样本法
统一样本法
独立样本法计算经验频率P
M PM N 1
(M=1.2,~a) (m=1,2,~n)
m Pm n 1
PM M N 1
统一样本法计算经验频率P (M=1.2,~a) (m=l+1, l+2…,n)
ml Pm PMa (1 PMa ) n l 1
3. 不连续系列的统计参数的计算
1)求矩适线法: 矩法公式
Q 1 N a a n ( j 1 Q j i l 1 Qi N nl
第四章 设计流量的推算
第一节 利用流量观测资料推算设计流量 第二节 缺乏流量观测资料推算设计流量 第三节 桥位断面设计流量、设计水位的推算
交通主管部门根据道路的等级及桥梁的重要性规定了 准备设计的桥梁的洪水频率。
推算设计流量不论采用什么方法,都是以水文资料作 为主要依据。水文资料是分析计算的基础,直接影响分 析计算的结果。如果所依据的资料不够正确,则使用任 何精确的方法也不能获得正确的结果。因此我们要广泛