工程水文课程设计1

目录

1 工程概况与设计任务 (1)

1.1工程概况及原始资料 (1)

1.2设计任务 (3)

2 干流设计洪水推求 (4)

2.1 特大洪水重现期N与实测系列长度n的确定 (4)

2.2 洪水经验频率的计算 (5)

2.3 洪水频率曲线统计参数估计和确定 (7)

2.4 干流设计洪峰流量推求 (10)

3 支流小流域设计洪水计算 (10)

3.1 最大24小时设计暴雨过程推求 (10)

3.2 产流计算 (11)

3.3 汇流计算 (13)

3.4 支流设计洪峰流量的确定 (15)

4 桥址设计洪水流量 (16)

5 桥址设计断面平均流速和设计水深 (16)

6 设计感悟 (16)

1 工程概况与设计任务

1.1工程概况及原始资料

某高速公路大桥跨越的河流断面来水由干流和支流洪水组成，干流水文站位于桥址上游1km处，资料可用来推求坝址处洪水，支流洪水由地区降雨资料推求。干，支流与桥址位置示意图如图1所示。

图1-1干支流与桥址位置示意图

干流洪水资料有年洪峰最大流量，包括调查和实测资料，见表1。另外，还调查到桥址附近干流1900年岸坡上洪痕点2个，分别位于水文站和桥轴线上，洪痕点高程分别为121.3m和120.8m，桥址断面河床高程为115.03m，河床比降为0.5%0，床面与边坡曼宁粗糙系数n=0.012，河宽500m，据此可得该年洪峰流量，作为一个洪水统计样本点。

图1-2桥址河段年最大洪峰流量

支流洪水为一小流域（流域面积为F ）汇流而成。

1） 该支流流域无实测洪水流量资料，但流域中心附近有一个雨量站资料，经频率计算获得P=2%，1%所对应的最大1d 的设计点雨量分别为202.4mm, 323.8mm 。该地区暴雨点~面折算关系见表2，该地区的最大日降雨量与最大24小时降雨量根据经验其关系为p p H H ,,2414.1日 ，设计暴雨时程分配见表3。

表1-1某地区暴雨点~面折算关系表

表1-2地区最大24小时设计暴雨的时程分配表

F （km 2

） t （h ） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

1 1.000 0.945 0.911 0.884 0.864 0.847 0.834 0.823 0.815 0.807 3 1.000 0.960 0.931 0.910 0.893 0.879 0.867 0.858 0.851 0.845 6 1.000 0.977 0.957 0.94

2 0.928 0.917 0.907 0.899 0.892 0.886 12 1.000 0.986 0.972 0.961 0.951 0.94

3 0.935 0.928 0.921 0.915 24

1.000 0.991 0.983 0.975 0.969 0.964 0.959 0.953 0.949 0.944

2） 该流域位于湿润地区，m I 流域蓄水容量为。用同频率法求得设计

%)1(86%);

2(90====P mm P P mm P a a ，该流域的稳定下渗率为)/(h mm f c

流域所在地区的地区综合瞬时单位线参数00,k K n n ==

1.2设计任务

1）推求桥址设计洪水流量

2）按均匀流假设，推求坝址断面设计流量的平均流速和水深。 设计条件如下表：

2 干流设计洪水推求

2.1 特大洪水重现期N 与实测系列长度n 的确定

1.干流设计洪水推求

1)洪水资料的总长度N ：洪水资料的总长度为实测资料期17年；调查期56年；考证

期4年的总和，即：（年）7721=++=n n n N

2)特大洪水流量判定：3/>Q Q EM ，若EM i Q Q >，可判定为特大洪水

24

.4958x ==

∑n

Qi

, 72.14874

3Q E M ==x 3)由调查资料推求水文站1900年洪峰流量

o %5.01000

x

=，x=0.5m,推求水文站处河床高程为115.03+0.5=115.53m 水文站水深m 77.553.1153.121

M 1=-=,桥址水深m 77.503.1158.120M 2=-= 推求水文站处水流断面面积2

m 2885

50077.5A =⨯= 根据曼宁公式2/13/21i R n

v = 水文站处断面平均流速s

m /9945.50005.077.5012

.01v 21

32=⨯⨯=

根据Av Q =推求水文站处洪峰流量1325.172949945.52885

Q =⨯= 判定1900年，1904年，1927年为特大洪水。

2.2 洪水经验频率的计算

其中有3项特大洪水，即a=3。其经验频率按以下公式计算： 特大洪水系列：a

M N M

P M ,...2,11

=+=

则3次特大洪水经验频率分别为：

0128.01771

P 19211=+==P 0256.01

772

P 19002=+=

=P 0385.01

773

P 19043=+=

=P 实测洪水：

系列长度为 n=1976－1960＋1=17年

实测期的n 项洪水，认为是在N 年中任意抽取的部分。如果实测期n 项中有l 项是特大洪水，是属于a 项中的，即已从n 项中抽出，还剩有（n －l ）项普通洪水都不超过为首的a 项特大洪水。由于上一步中3项特大洪水可看做从N 年中随意抽取的，故其概率可假定在0~1之间分布。在统一样本法中，认为这（n －l ）项洪水的经验频率均匀分布于1－M a P 范围内，经验频率计算公式为： 实测洪水系列：n l l l m l n l

m P P P a a m +++=+---+=...,2,11

)

1(

如1960年，s m /6120

Q 3m =，M=2，其经验频率为： %

88.191m )1(P 1960=+--⨯

-+=l n l

P P M a M a