设计洪水过程线1
设计洪水过程线的计算
习题二：设计洪水过程线的计算
已知梅港站P = 2 %的设计洪峰流量Q m,2 %=14200 m3/s和最大1、3、7天设计时段洪量（见下表1）和典型洪水过程（见下表2），求P = 2 %的设计洪水过程线。
表1梅港站P = 2 %的洪水峰量设计值
表2梅港站1955年典型洪水过程
解：采用同频率法推求设计洪水过程线。
首先对表1所提供的洪量进行单位换算，然后经分析选定典型洪水过程线（1955年6月19日~25日），通过面积包围法计算各时段洪量，从而推算各时段放大倍比k。
其中，最大一日洪量的放大倍比k1为
k1=W1p
W1d
=1.07
最大三日洪量的放大倍比k3-1为
k3−1=W3p−W1p
W3d−W1d
=1.12
最大七日洪量的放大倍比k7-3为
k7−3=W7p−W3p
W7d−W3d
=1.34
洪峰的放大倍比k Q为
k Q=Q mp
Q md
=1.04
成果如表3所示。
表3同频率放大法倍比计算表
逐时段进行放大，由于不同历时衔接的地方放大倍比k不一致，放大后在交界处产生不连续现象，使过程线呈锯齿形，修匀成光滑曲线时保持设计洪峰和各种历时的设计洪量不变，修匀后的过程线及为设计洪水过程线，计算过程见表4，修匀后的设计洪水过程线如图1所示。
表四：同频率法设计洪水过程线计算表
图1梅港站P = 2 %的设计洪水过程线。
设计洪水【水文学】
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。
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。
典型洪水过程线的选择 1
1.69
（3）典型洪水过程线放大 见下表。 （4）过程线修匀
某站P=1%的设计洪水过程线计算表
典型 洪水
放大 倍比
设计洪水
月、日、 （m3/s） 时
放大 流量
修匀 月、日、
流量
时
（m3/s）
7.12.0
176
1.69
（m3/s）
297
297 7.13.9
7.12.3
350
1.69
592
592 7.13.12
7.12.6
350
1.69
592
592
·
7.12.9
900 1.69/1.14 1520/1030 1260
·
典型 洪水 （m3/ s）
放大倍比
设计洪水
放大流量 （m3/s）
修匀流 量
（m3/s）
900 1.14/1.69 1030/1520 1300
720 1.69
1220 1000
·
.
·
.
.
.
.
1、有资料情况下设计暴雨时程分配的推求 关键:选择典型暴雨过程
➢ 能反映本地区大暴雨一般特性； ➢ 总量大，强度大，接近设计条件； ➢ 对工程的安全又较为不利（如主雨峰在后）
2、无资料情况下设计雨量时程分配的推求 ➢ 借用邻近暴雨特性相似流域的典型暴雨过程； ➢ 或引用典型概化雨型（一般以百分比表示）。
§6—4 入库设计洪水和分期设计洪水简介 一、入库设计洪水 ➢ 坝址设计洪水：利用建库前坝址处的流量
资料所推求的坝址断面处设计洪水. ➢ 入库洪水：是指水库建成后通过各种途径
进入水库回水区的洪水。
入库洪水的组成
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：专业：年级：学号：学生：指导教师：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。
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。
洪水计算(推理公式法)
P=00
1.32
33.93
1.80
67.87
2.40
135.74
2.94
271.48
3.78
407.21
4.80
542.95
5.93
644.76
7.19
678.69
8.39
644.76
9.77
542.95
11.81
407.21
14.81
271.48
19.66
135.74
25.18
1.998 2.121 2.305 2.734 2.118 2.212 2.335
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Qm
4.73 4.50 4.23 3.73 4.70 4.49 4.22
验算
ψ
τ
τn3
Qp
0.045936341 0.052548381 0.061999459 0.086334157 0.046416195 0.052274533 0.061536412
Htp
380.79 306.67 232.49 137.59 335.79 281.41 225.67
t=1-6h
Qp
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Wp（万m ³）
1376.06 1094.70 819.68 479.04 1154.25 954.94 755.85
-0.274557823 3.0716779 -0.275104022 3.1915656 -0.275803928 3.3439505 -0.278095567 3.6870571 -0.276682603 3.065531 -0.276322519 3.1814113 -0.277180269 3.3635863
洪水计算
2.5 洪水2.5.1 暴雨洪水特性白节河流域地处四川盆地南缘，洪水由暴雨形成。
据蔡家河站（1974～2007年）暴雨资料分析，年最大暴雨多集中在5～9月，1966年8月18日出现了30多年来最大暴雨，最大24小时雨量为305mm。
白节河流域内沿河两岸竹木丛生，植被覆盖良好，洪水涨落过程比较平缓。
据蔡家河站实测洪水资料分析，主汛期为5～9月，洪水过程线多为单峰，历时约为3天左右。
2.5.2 设计洪水白花溪水库流域内无实测水文资料，坝址上、下游河道居民稀少，仅几户人家住在山坡上，无法开展历史洪水调查工作。
其设计洪水根据设计暴雨资料推算。
2.5.2.1 设计暴雨（1）设计暴雨的推求设计流域无实测暴雨资料，设计暴雨由《四川省水文手册》中等值线查算，成果见下表见表2-5-1。
2.5.2.2 设计洪水计算巴河流域无实测水文资料，白花溪水库坝址控制集雨面积较小，其设计洪水采用设计暴雨进行推求。
根据资料条件，可研阶段采用了推理公式法和瞬时单位线法进行计算。
（1）推理公式法①流域特征值流域特征值F、L、J在五万分之一航测图上量取，成果见表2-5-2。
表2-5-2 设计流域特征值计算成果表②设计暴雨暴雨成果表2-5-1。
③设计洪水计算根据流域设计暴雨成果，采用《四川省中小流域暴雨洪水手册》中推理公式法推求设计洪水。
基本公式：Q=0.278ψ（s/τn）F式中：Q—最大流量，m3/s；ψ—洪峰径流系数；s—暴雨雨力，mm/h；τ—流域汇流时间，h；n—暴雨公式指数；F—流域面积，km2。
根据流域下垫面条件和《四川省中小流域暴雨洪水手册》区划，选取产汇流参数计算公式如下：流域产流参数：属盆地丘陵区，计算式如下：μ=4.8F-0.19；Cv=0.18；Cs=3.5Cv流域汇流参数：属盆地丘陵，计算式如下：θ=1～30时，m=0.4θ0.204θ=30～300时，m=0.092θ0.636式中：θ—流域特征参数，θ=L/（J1/3F1/4）；L—河长，km；J—比降，‰；F—流域面积，km2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4）计算同频率放大倍比
108 ＝ .71 1 63.2 182 108 K 3＝ ＝ .63 1 108.5 63.2 K1＝
270 182 K 7＝ ＝2.20 148.6 108.5
（5）同频率法推求得设计暴雨过程
日次 典型暴雨 放大倍比 设计暴雨 1 13.8 2.20 30.4 2 6.1 2.20 13.4 3 20.0 2.20 44.0 4 0.2 2.20 0.4 5 0.9 1.63 1.5 6 63.2 1.71 108.0 7 44.4 1.63 72.4
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
） ）
5暴雨定点定面关系是（
流域中心点暴雨与流域平均雨量之间的关系
6某一地区的暴雨点面关系，对于同一历时， 随流域面积的增大而减小 点面折算系数（ ） 7选择典型暴雨的原则是“可能”和“不 利”，所谓不利是指 典型暴雨主雨峰靠后 （ ）
120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 典型暴雨 设计暴雨
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＝0.92Pat＋Pt
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
0 1153 891 367 115 0
Qg
53.4 4200 1000 2 236 11 2 8640
Qgi＝i× 236/11 ＝ i× 21.45
3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 地表径流 地下径流 总径流
拟定设计暴雨过程； 由设计暴雨推求设计洪水。
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。
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。
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
8.7 141
（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
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；
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（m /s） 3530 1620 21 日 9：40
3
一天 42600 20290 21 日 8：00 ～ 22 日 8：00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合 计
12.2
6.8
0
20
1.5
3.8
4.7 11.3 46.7 21.5 3.8
8.7 141
1.27
1.27
1. 1.27 27
1.27
1.27
1.12
1.12
1.37
1.12
1.27
1.27
设计 暴雨 过程 mm
15.5 8.6
0
25.4 1.9 4.8
5.3 12.7
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
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
120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 设计暴雨 设计净雨 地下净雨 地表净雨
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，
推求设计洪水过程线
复习题：
1、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定
（ C ）。
A、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率
B设计暴雨的频率小于设计洪水的频率 C设计暴雨的频率等于设计洪水的频率 D设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率
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 ）
历时设计洪量均符合设计频率。
洪峰缩放倍比：
k0
Ti Ti 1
Qmp Qmd
洪量缩放倍比：k
WTi p WTi1 p
WTi D WTi1D
推求设计洪水过程线
Qp ( t ) ＝ k0 QD（t）
Qp ( t ) ＝ kTi Ti1 QD（t） t（ti-1，ti）
在缩放后流量过程线时段交界面上，由
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
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，
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:
或
k
Qmp Qmd
WTP k 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3d洪量放大 按3d洪量放大 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
年流量资料和1950～1979三十年面雨量
资料
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
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
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
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 „