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文档简介

5设计洪水分析计算,5.1设计洪水总结,5.2设计洪水流量计算,5.3设计洪水暴雨计算,5.4小流域设计洪水计算,Ch5设计洪水分析计算,5.1设计洪水总结,本节总结,内容:1。洪水和设计洪水,2。设计标准,3。设计洪水计算练习的内容和方法,要求:熟悉洪水和设计洪水的概念,了解设计标准和设计洪水的计算方法。1.设计洪水的定义:一种水文现象,在这种现象中,由于流域内的降雨或积雪溶解,大量径流流入河道,导致流量急剧增加和水位上升。设计洪水:在水利水电工程设计中,为了保证建筑物本身的安全和保护区的安全,必须按照一定的标准洪水进行设计,这种标准洪水称为设计洪水,是水工建筑物设计的依据。一、洪水与设计洪水、水库设计洪水、十三陵水库、一、洪水与设计洪水、堤防设计洪水、长江荆江大堤、一、洪水与设计洪水、下游保护对象设计洪水、潮白河襄阳闸、一、洪水与设计洪水、二。设计洪水三要素设计洪峰流量Qm(m3/s)设计洪水最大流量。设计洪水总量W(m3)是上升至下降的径流总量,即由流程线中航和地图上的时间轴包围的区域。设计洪水流程线Qt,1,洪水与设计洪水,2,设计标准,1。用作防洪任务的水工建筑物的防洪标准,以及防洪能力的防洪标准。通常用于表示返回周期。2.防洪标准选择原则,统一,水利水电工程等级划分,注:1。水库总库容是指水库最高水位以下的静态库容;2.治涝区和灌溉区指设计区。在洪水中,上升期的持续时间与下降期的持续时间一样长。设计洪水指(_ _) a .满足设计标准要求的洪水b .设计断面的最大洪水c .任何频率的洪水d .历史最大洪水3。大坝的设计洪水标准与下游保护对象的防洪标准相同(_ _ _)。高B低c相同d不确定,B,A,A,4。设计洪水的三个要素是:a .设计洪水标准、设计洪峰流量、设计洪水持续时间b .洪峰流量、总洪量和洪水过程线c .设计洪峰流量、1天洪量、3天洪量d .设计洪峰流量、总设计洪量和设计洪水过程线5。选择水库防洪标准的依据是(_ _ _)。a .集水区的大小b .大坝的高度c .国家规范d. c .练习,Ch5设计洪水的分析和计算,5.2根据流量数据计算设计洪水,前一节的审查,1。什么是设计洪水?2.设计洪水的三个要素是什么?3.推导设计洪水的主要方法是什么?4.从流量数据推导设计洪水的基本程序是什么?本部分是对以下内容的总结:第一,洪水资料的选择和审查;二是计算频率,计算设计洪峰流量;三是设计洪水过程线的计算;练习要求:掌握洪峰和洪量的选择;掌握考虑特大洪水加入实测数据系列时设计洪峰流量的计算方法;掌握同频法洪水过程线的放大。(1)洪水资料的选择和审查,(1)选择什么?在现有的洪水记录中,选取若干洪峰流量或一定持续时间的洪量组成样本,作为频率计算的依据。1.洪水数据的选择。1.洪水资料的选择和审查。2)选择方法:年最大值法。每年只选择一个最大洪峰流量或一个特定时段的最大洪量。1)数据可靠性的审查和校正,2)数据一致性的审查和恢复,3)数据代表性审查和插值的扩展,2)洪水数据的审查,1)洪水数据的选择和审查,2)推导设计峰值流量的频率计算,1)灾难性洪水及其重要性。你说的极端洪水是什么意思,比普通洪水大得多的罕见洪水?长江历史大洪水石刻二。推算设计峰值流量的频率计算。为什么我们要考虑灾难性洪水,并试图获得相对长期和可靠的历史洪水数据?这可以延长洪水数据序列,提高序列的代表性,使频率计算结果更加合理和准确。其次,频率计算用于计算设计洪峰流量。灾难性洪水的处理方法是什么?研究在水文序列中加入特大洪水时的频率计算方法。2.通过频率计算计算设计峰值流量。2.序列序列和非序列序列。序列:测得的短序列(N年)非序列:包括历史洪水的长序列(N年)、Qm、序列号、和、N项、序列、Qm、序列号、(2)频率计算推导出设计洪峰流量、历史洪水调查和河流验证,以及调查和验证的年数:(第一次特大洪水重现期)N=1960-1810 1=151年测得序列:N=1990年2)频率计算推导出设计峰值流量;3)经验频率计算。独立样本法统一了样本法,认为:分别计算了特大洪水的经验频率和普通洪水的经验频率,假设:的调查和实际测量(包括空缺)的总年数为n年,连续测量周期为n年,共有若干次特大洪水,其中l次发生在实际测量周期内,a-l次为历史特大洪水。方法:2。计算设计洪峰流量的频率计算。独立样本法。极端洪水的经验频率为:m=1,2,a;一般洪水的经验频率为: m=1,2,n;Qm,p,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and.n;Qm,p,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and,and 通过对历史洪水资料的调查,我们知道自1903年以来的80年里,先后发生了两次大洪水,分别发生在1921年和1903年。 经过分析和考证,可以确定在过去的80年里,没有一次洪水超过1903年。洪水数据见下表。尝试两种方法分析计算每次洪水的经验频率并进行比较。表5-8某站洪峰流量系列经验频率分析计算;2.计算得出设计洪峰流量的频率;案例分析;解决方法:(1)独立样本法的一般洪水;(2)统一样本法的一般洪水和独立样本法的一般洪水;加强实践和尝试分析,确定以下四个洪水等级的经验频率。洪水统计参数的计算。计算频率以计算设计洪峰流量5。用于计算设计洪水频率的拟合线,步骤:1)计算经验频率,绘制经验频率点2)计算统计参数3)调整参数以使理论频率曲线和经验点最佳匹配4)从最佳拟合曲线计算所需参数2。计算频率计算设计洪峰流量,注意:1)尽可能照顾点群的趋势。使曲线通过点群的中心2)使曲线尽可能接近精度较高的点3)对于特大洪水,在误差范围内进行调整,使曲线不偏离点群太远,2)通过频率计算计算设计洪峰流量,6)分析计算结果的合理性,误差来源:1)实测数据误差2)计算误差3)计算方法不完善。合理性分析方法:1)分析上下游的关系项目坝址有25年的实测洪水数据(1958-1982)。样本选择和审查后,洪峰流量数据列于表5-9第(2)栏。为了提高数据的代表性,已经进行了多次洪水调查,已知1900年发生了一次严重的洪水,洪峰流量为3750 m3/s,验证期为80年。p=1%和p=0.1%的设计洪峰流量已经过试验和计算。(1)通过对已知数据的分析,1975年的洪水是从实测系列中提取出来的,并作为极值处理,因此l=1,a=2,N=80,n=25。(2)根据独立样本方法列表计算经验频率。(3)计算统计参数的初始值,表5-9经验频率曲线计算结果,案例分析,解答:(3)选择CS=3.0CV(4)以计算出的统计参数为初始值查表,绘制理论频率曲线,调整参数拟合直线,得到期望的频率曲线。相应的统计参数为Qm=1168m3/s,变异系数=0.65,变异系数=3.5变异系数(5)。当p=1%,Qmp=4018m3/sp=0.1%,QMP=5933m3/s时,案例分析,补充案例,示例:已知坝址段有19年的实测洪峰流量数据,洪水调查表明1922年发生了特大洪水。据考证,这是自1922年以来最大的一次洪水,q=2700,而1963年的洪水是第二次特大洪水。试用试错拟合法推导洪峰流量频率曲线。一、坝址洪峰流量计,案例分析,问题解决思路:1、计算经验频率,2、计算统计参数,3、试错拟合直线,1)确定n,n2)由大到小顺序3)计算;调整参数以使理论频率曲线和经验点最佳匹配,1)计算;2)假设/,解:P(%),149023350460,案例分析,Xm,P(%),峰值放电频率曲线(拟合错误测试线的方法),案例分析,3。设计洪水过程线推演,推演思路:放大、1。典型洪水过程线的选择及原则,相似水量对工程不利,从实测数据完整、精度高、接近设计值的洪水过程线中,选择不利于防洪的典型洪水过程线;3.推导了设计洪水过程线;2.典型洪水过程线的放大;3.典型洪水过程线的纵向高度按相同的比例系数放大,即设计洪水过程线;3.推导了设计洪水过程线;2.典型洪水过程线的放大,根据不同历时的洪峰和洪量,分别采用不同的时间,使放大后的工艺线洪峰和各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量、3、推导出设计洪水工艺线, 【例5-3】:水库千年一遇的设计洪峰流量和各时段洪量计算结果见表5-11,设计洪水过程线采用同频法推导。 表5-11设计洪水和典型洪水特征值统计结果;3.设计洪水过程线的计算;案例分析;3,500;案例分析;图5-5;思考问题;1.在计算洪峰和洪量频率时,洪峰流量样本的选取方法为(_ _ _)。a .最大值法b .年最大值法c .超定量法d .超均值法2。在计算洪峰和洪水频率时,洪量抽样方法为(_ _ _)。a .固定周期最大值法b .固定周期过度量化法c .固定周期年最大值法d .固定周期过度平均法3。确定历史洪水重现期的方法是(_ _ _)。根据暴雨资料,根据国家标准,根据历史洪水调查和考证,4。应对特大洪水的内容是(_ _ _)。a .扩展洪水数据的插值b .经验频率和统计参数的计算c .代表性分析d .设计标准的选择5。数据系列的代表性是指(_ _ _)。a .是否有特大洪水b .序列是否连续c .样本的频率分布是否接近总体概率分布d .它是否能反映流域的特征6。调查和核实历史灾难性洪水的目的是A.峰值不一定等于设计洪峰,数量等于设计洪量b,峰值等于设计洪峰,数量不一定等于设计洪量c,峰值等于设计洪峰,持续时间等于设计洪量d,峰值和数量不等于设计值,问题,9。设计洪水按典型洪水的同倍比(按量的倍比)放大后(_ _ _)计算。a .峰值等于设计洪峰,体积等于设计洪量b .峰值等于设计洪峰,体积不一定等于设计洪量c .峰值不一定等于设计洪峰,体积等于设计洪量d .峰值和体积不等于设计值10。典型洪水随频率的放大顺序为(_ _ _)。短历时洪水量,长历时洪水量,峰值,长历时洪水量,短历时洪水量。平滑扩大设计洪水的基础是(_ _ _)。a .平滑工艺路线b .工艺路线与典型洪水相似c .水平衡d .典型洪水工艺路线的变化趋势c . Ch5设计洪水的分析和计算,5.3从暴雨数据得出的设计洪水,前一节回顾,1。从流量数据推导设计洪水的主要步骤是什么?2、洪水资料的选择和设计洪峰流量、洪量系列频率计算的复核,设计洪水过程线的计算。选择洪水数据的常用方法是什么?对于洪峰流量,采用年最大值法选择样本。对于洪量,采用固定时段的年最大值法选择样本。3.计算设计洪水时为什么要考虑特大洪水?特大洪水的加入可以大大扩展实测系列,增强数据的代表性,提高设计结果的准确性。应对特大洪水的内容是什么?灾难性洪水后增加经验频率和统计参数的计算。如何推导设计洪水过程线?放大典型洪水过程线,得到设计洪水过程线。有必要了解从暴雨数据推导设计洪水的方法,掌握不同数据下设计暴雨的计算方法,以及在设计条件下将设计暴雨转化为设计净雨和设计洪水的方法。1、概述,为什么有必要从暴雨数据中推导出设计洪水,即这种方法的适用条件是什么?(1)设计流域实测流量数据不足或缺乏,(2)人类活动破坏了洪水系列的一致性,(3)各种方法相互验证并合理选择,(2)从暴雨数据推导设计洪水的步骤,(1)总结,(2)设计暴雨的计算,(1)设计暴雨的扣除(1)。暴雨数据充足时设计地面暴雨量的计算(1)地面暴雨量的样本选择(年最大值法)(2)地面暴雨量的频率计算(2)。暴雨数据不足时设计面暴雨量的计算设计点雨量设计面雨量,降雨的点面关系,(1)设计点雨量计算池中心有雨量站,数据充足,直接频率计算池中心没有足够的雨量数据。地理插值流域缺乏降雨数据,等值线图小流域,暴雨公式,2。设计暴雨计算,暴雨公式法小流域设计点降雨量计算,流域中心24小时暴雨统计参数按区域水文手册检查(流域24小时设计降雨量计算,暴雨公式计算设计降雨力,2。小流域任意短历时设计暴雨计算,实例分析,实例5-4:小流域内建小水库,小流域内无实测降雨数据,需计算历时t=2h、设

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