河海大学水文分析与计算课程设计报告

1、水文分析计算课程设计报告书学院：水文水资源专业：水文与水资源工程学号：姓名：指导老师：梁忠民、国芳2015年06月12日目录1、设计任务12、流域概况13、资料情况及计算案拟定14、计算步骤及主要成果24.1设计暴雨Xp(t)计算24.1.1区域降雨资料检验24.1.2频率分析与设计雨量计算34.2计算各种历时同频率雨量Xt,P94.3选典型放大推求Xp(t)94.4产汇流计算94.4.1径流划分及稳渗.值率定124.4.2地表汇流174.5由设计暴雨Xp推求Qp(t)184.5.1产流计算184.5.2地面汇流184.5.3地下汇流计算194.5.4设计洪水过程线205、心得体会22z.1、

2、设计任务推求良田站设计洪水过程线，本次要求做P校,即推求Qo.oi%（t）2、流域基本概况良田是赣江的支流站。良田站以上控制的流域面积仅为44.5km2,属于小流域，如右图所示。年降水均值在15001600mm之，变差系数Cv为0.2，即该地区降雨充沛，年际变化小，地处湿润地区。暴雨集中。暴雨多为气旋雨、台风雨，季节为38月，暴雨历时为23日。3、资料情况及计算案拟定3.1 资料情况设计站（良田）流量资料缺乏，邻近站雨量资料相对充分，具体如表3-1:表3-1良田站及邻近地区的实测暴雨系列、历时洪水、特大暴雨资料站名实测暴雨流量系列特大暴雨、历史洪水良田7578（4年）Q=216m3/s,N=8

3、0（转化成X1日，移置峡江站）峡江5380（28年）3680（45年）桑庄5780（24年）X1日=416mm,N=100150（74.8.11）寨头5780（24年）沙港特大梁雨X1日=396mm,N=100150（69.6.30）（移置到寨头站）（设计站（良田）流量资料缺乏，邻近站雨量资料相对充分3.2 案拟定本次课设采用间接法推求设计洪水，即是由推求的设计暴雨，经过产汇流计算得到设计洪水。示意图如下：设计基雨产汇流计算设计洪水根据良田站及邻近南 量站资料进行区域设 计暴雨计算：、根据区域内次洪资 科建立本区域的产 汇流方案b4、设计暴雨XP的计算4.1 设计暴雨Xp（t）计算4.1.1

4、区域降雨资料检验为推求该区域设计面降雨量，选取、桑庄、寨头与峡江四站降雨检验该区降雨是否选同一总体。选择四站19812013年数据（74年出现极值暴雨，不参加检验），对各站数据取自然对数，对转换后数据进行均值与差检验，各站转换后系列的均值及差见表4-1。表4-1、桑庄、寨头与峡江站最大一日降雨资料均值、差情况站名吉安站峡江站桑庄站寨头站均值4.4014.4534.3954.417F方方差0.0920.1310.1030.0911）均值检验统计量21/2ns2)/(m n 2)两站进行检验选取均值差异最大的站（X1假设H:X1=X2t_（X构造统计变量：（m§=0.78取=0.10,查

5、得|ta/2|=1.68>|t|,接受假设H,即可认为、桑庄、寨头与峡江站均值相等。2）差检验选取差差异最大的桑庄站（S1）和寨头站（S2）两站进行检验。假设H:S1=S2构造统计变量:= 1.19巾（犀一）为*T=内（掰I查得Fa/2（55,55）=1.567,错误!未找到引用源。-“/2（55,55）=0.638,所以接受域为（0.638,1.567），则可以认为统计量F满足接受域，即认为四个站的降雨量数据满足差相等。综上所述，可认为区域降雨资料来自同一总体，可以进行综合。4.1.2频率分析与设计雨量计算（1）特大值处理峡江站特大暴雨由良田站历史洪水转换而来，则良田站（峡江站）的X1

6、日=293.9mm。公式如下（其中，Q为地表净峰流量（m3/s）,m为汇流参数，取0.7,F为流域面积（km2）,L为出口断面沿主河道至分水岭的最长距离（km）,J为沿L的坡面和河道平均比降，tc为净雨型寸（h£9解谡睇嘴划耳粥源。为白酒历日（h）E【R为地表径筛深mmmtK-n匏暴丽a善蜘工廊错费除悔哪犷醉评;稳渗率（mm/h）：取4.5,错误!未找到引用源。用良田站计算）：沙港站特大暴雨取重现期N=150年，放置寨头站进行频率计算。桑庄站最大一日暴雨取重现期N=150年。（2）排位分析及频率计算先对、峡江、桑庄、寨头四个站进行频率计算，要考虑各站可能存在的特大暴雨系列值。各站的频

7、率计算见表4-2表4-2各站频率计算序号峡江桑庄雨量值频率雨量值频率雨量值频率雨量值频率mm%mm%mm%mm%1177.51.3293.91.2415.51.03961.02169.82.6272.92.84.431613.8192.94.4.76.0158.27.8163.07.857.6150.29.5155.19.569.2142.711.2148.611.27143.59.0169.210.8142.612.9146.212.98128.214.6145.114.69

8、126.711.5.714.0130.616.4140.716.410125.612.815.6129.518.1.418.11117.2124.819.8.319.812120.315.412918.8123.821.5126.621.51312016.7127.820.412123.2122.223.214115.817.912521.911524.9116.924.915115.619.2121.823.5112.726.611426.616115.320.5115.125.1111.428.3113.328.317114.521.8113.826.7111.230

9、.0110.230.018114.323.1112.928.3109.831.7110.031.71911424.411229.9109.433.4107.133.420113.225.6111.631.5108.735.1106.535.121112.926.9110.633.1103.836.8106.036.822109.828.2110.434.7101.238.5104.738.523109.529.5106.236.399.940.3104.540.324107.530.8105.537.997.242.09942.025107.432.1105.239.597.143.797.6

10、43.726106.633.3103.541.195.445.497.545.42710534.610342.794.328102.335.9101.544.29448.896.748.829101.537.299.345.892.550.595.450.530101.438.59947.490.952.295.452.23199.539.795.349.090.753.990.253.93299.141.090.950.688.355.689.555.63397.642.390.652.285.157.388.157.3349543.687.553.885.159.0

11、84.859.03588.544.987.555.483.260.784.760.73688.446.286.857.082.562.483.762.43787.747.48658.682.364.283.464.23887.548.785.860.279.565.982.865.9398650.085.661.87867.682.267.64084.451.384.563.477.669.379.569.34184.352.683.765.076.771.079.171.04282.253.882.166.574.572.778.572.74381.955.180.968.172.474.4

12、76.574.44481.356.480.469.772.476.175.676.14580.857.77871.370.877.874.177.84680.359.077.472.970.779.570.679.54779.660.377.274.570.281.270.581.2487961.576.976.17082.969.782.94976.662.87577.76984.669.584.6507664.17479.364.486.368.286.35174.265.471.880.963.788.163.588.15273.966.770.982.560.889.862.089.8

13、5373.167.970.484.160.691.559.791.55472.669.269.985.759.493.259.093.25571.770.569.487.357.894.958.494.95671.571.861.588.854.196.657.796.65770.973.160.690.441.398.350.498.35870.574.460.392.0597075.658.893.66069.976.950.795.26169.878.245.296.8626979.544.598.46368.780.86467.982.16564.383.36663.684.66763

14、85.96862.287.26960.988.57059.589.77158.491.07257.992.37357.293.67456.594.9755696.27655.697.47744.398.7(3)四站适线结果图站：250Z2b2100inn175125峡江站:95桑庄站:1，陶寨头站:500Qrihn3/t站口003B0?noi150咋.图例*-，=.：!=!*汪又奉又音：=»：；1二1_JJ-H-f卜I111HI1q:_L*J_':二中:A：14+1:f=中可I-iiimiiiHrailni一11.1一卜HbkT一I>>I-B-I-r1L1：iX1

15、1ll1r=1MiH«11LIS：IIRIIVIIIIHI1VIIIiniMIHHII!)«!1(IIIIMIIIIHilia!»iaiIHH11TI)1I,1d-1U+H-rr-HV1,、I.，ipib4.KI1u4uM44-lI一工Tl"Vk*x.Milihhmi一Illi,iMIU.1.xy寸t_Lx.1X1«.fL*,1r_LTT"一一JJ_rhLJ_11I=:1-；J-u;-4-护一LL-l_+T=rr一十一,T-,W二星=1t1:1,w-TU-44-ht+-1r：SE3I!S!i1f4i'«11L4H-h

16、-H_J_I_tEL.au.1lj_L(4)四站均值计算结果及其适线图P黝S01士SQ_267峡江502.5桑庄504.7示与473.5平均461.90.02255.1469.7560,6442.6432.00.05238.4426.3502.5401.7392.20.1225.9393.3458370.7362.00.2213360.3415339.7332,00.5F195.7316.6357.6298.5292.11182.2283.4314.3267.3261,8216S.225。271.3236.1231.4315g.8230.5246.3217.8213.65143.8205.72

17、15.1194,6191.110133.1171.8173.2163160.320116137.5122.3ri3i.1r129.225110126.4119,4120.7119.130r104.9117.2109rH2.2rno.§4096,2102.59398.&97.65088.790.980.98S87.1608L9SI.271.57g.i78.417075.172.76471.570.8757L768.960.8686?.48068J65.15Z964.764.090E9758.15125&557.49553.854.55L365.453.89750.553

18、50.754.152.1gg45.351.450.3国g50.0J99.5P42.85150.2P52.549.199,93丸850.549.752.147.8图4-25个雨量站年最大雨量频率曲线(5)推求Xi日，p=o.0i%由上表查处X(1日，P=0.01%)=461.9mm,则X(24h,P=0.01%)=1.1*X(1日，P=0.01%)=508.09mm。4.2计算各种历时同频率雨量Xt,P由暴雨公式错误!未找到引用源。推算t=3h,6h,9h,12h,15h,18h,21h,24h的设计暴雨值，结果如表4-3。表4-3各短历时设计暴雨t/h36g1215182224/inn221.

19、2291.83432385.14210452.943L7508.14.3选典型放大推求XP（t）时段M117:0020:(X1；JL-L：Jl2:00-5:00e：00-8:0011:00-14:00L4:0017:0026.431.?36.ij41.951.4221.270.728.S4.4产汇流计算在设计暴雨中，由于稀遇频率的设计暴雨量很大，损失相对较小，因此，一般采用简化模型。即前段降雨尽量满足土壤蓄水量，即初损，而后假定稳渗率错误!未找到引用源。，算定地面径流深R上和地下径流深R下，再列表求出错误!未找到引用源。，如与假定的错误!未找到引用源。相符，则假定的错误!未找到引用源。即为所求

20、值。径流分割点绘良田站76.6、毛背站75.5、76.7以及77.6的流量和雨量过程。利用平割法计算R,利用斜线分割法进行水源划分。先寻找洪水过程的直接径流终止点B,然后用斜线连接起涨点A与终止点B,将实测流量过程线分为两部分，斜线AB上部分为直接径流RS,下部分为地下径流RG。本次课设先采用梯形面积法求得RG,再用Rt-RG求得RSn-li=23.6AtTRG=-(Qa+Qgw(ta-tA)+(Qb+Qc)*(Q%)JRS=I-RG计算初损错误!未找到引用源。，其中,x为总降雨量，R为总径流，R=Rt。率定w1、假定w,计算R下和R上。时段取4t=1h。若时段的降雨量累积和小于初损量，则全部

21、雨量补充初损值。当累积降雨量大于初损值时，开始产生径流。当X(t)Wp时，全部产生底下径流，则R下(t)=w,R上(t)=0；当X(t)>w时，R下(t)=w,R上(t)=X(t)2、判断p值的正确性。若RS=2R上，RG=ER下，则w值即为良田站76.6所确定的w值；否则重新假定一转1。4.4.1径流划分及稳渗w值率定z.表4-4良田站1976年6月17日次洪科值率定时毁17L)Xtrit他定”七皿uhfftlZ-i-S-Onti/hSTRIR下凡卜1一掰&5,1工】券3.SO<1：1.16E26撼4521318.218.24It2AB.2is.a13.6A9.6rH.6

22、5：国EgE412EE11561.31,3L30：,r07L41.41.4jL40g323J2097.47,443.45L410L26.24JS1.2nzg孔q43.9E2.912&56.S4.a.F1.5(2)毛背或号75年5月U34LCu19483毛背站无年5月13*14、15口流量过程表4-5毛背站1975年5月13日次洪科值率定毛背汨”,年匕后130封及KtT口假定d-LliMl1-aL如ilT(it-noRTRjRT115.36.160.H0.L400l142-.g0.9X。03030.80.801904it1:105j33J:i611513.5413,TT12.112.14

23、巨1=LS7.334.1.14ai上1915IE4ii4.8W.2102.7a，2.7j2.7-i0之三012L9Lq0一白013：,S0.SO.S0OiS00L4I30,9-133.44(3)毛背站76年7月9日毛背站76年7月B12口流量过程表4-6毛背站1976年7月9日次洪科值率定曼田加1%年5eirn时段XtTR玄E"i-Imu/ti1-4.c.ililj1jRTRT吐1,324的00002G.SQQ0037.9000043.5001S272&E13.4S2C.哈74II7T655414.30.7710.3It).34左3上

24、388IL747.74.3r.49J,1Q.1氏10OL1u581出,i'4(4)毛背站77年6月26日良田站76年6月17.18、19三日流量过程时序表4-7毛背站1977年6月26日次洪科值率定车青必汽手浴的日时用KtTRfll定U-llLUl/h假:nj-d4irn/h(At-110RTRhRTR±12.517.53r0j00z2i.70jj0j30,60000J4000Q53.2000Da's00n0714.三9372.5S6.79（5）各场次洪水的径流分割结果及率定所得科值表4-8各场次洪水的径流分割结果及率定所得科值良田站76年6户丰背站7再5月毛背站76

25、年7月毛背站荐年6月X/iron75.606g,80137.40115.20R/iran50.61r64.64132.2997.67I/ttw24.995.165.1117.53K_b33.3731.2082.4668.33KT16.7433.4449.S329.34P4.304.805.00虫404. 4.2地表汇流地面汇流的计算法有经验公式法（如单位线、经验公式等）和推理公式法（如等流时线法、水科院推理公式法、推理过程线法、汇流系数法等）。本次采用八省一院公式。错误!未找到引用源。（1）错误!未找到引用源。（2）其中，Q为地表洪峰流量（m3/s）,m为汇流参数，取0.7,F为流域面积（km

26、2）,L为出口断面沿主河道至分水岭的最长距离（km）,J为沿L的坡面和河道平均比降，tc为净雨历时（h）,错误!未找到引用源。为汇流历时（h）,R为地表径流深（mm）,n为暴雨参数，取0.6,错误!未找到引用源。为稳渗率（mm/h）,取4.5。对于良田流域，错误!未找到引用源。，因此采用式（2）。（1） m初值的确定表4-9m初值确定UnLJRtc二1良田站76年627.930.641515.40.00B6ss.e?4C.31电背站75号5月3*313.331.2(?4n.即毛首站近年7月78.350.&39-3236002L4织4612Q30.毛背站77年泪93.0329.E12-3

27、0.002L466.3310.75故四站综合，=（0.31+0.6+0.8+0.75）/4=0.62（2） m值的检验（以毛背站76.7为例）计算步骤（1）根据表18中计算的初值m、八省一院公式，对该次的降雨过程的每个错误!未找到引用源。推求错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。（2）对每个Qi,假定过程线为三角形，底宽为错误!未找到引用源。Qi出现在错误!未找到引用源。处。（3）将各时段的三角形过程进行叠加，与实测洪水（扣除地下径流）对比。如相差太大重新假定m,重新计算。表4-10m=0.62时的地表流量Qs及对应底宽TtE±QiTi120.16141469221.0033.7

28、S13,58313.2019.3414.9048.60IL5&16.24511.5016.3915.3260.000.007CL000.0080.000.00m92.4025020.9610L201.0924.08112.9013.1420.12121+501.4223.03号段10.0Lt.O宜和0.0o.c0,01.07.7.02.0It1氏10.020.2工口2i.11222.S0.03fc.140311n.35iL40.05G.45.0Ju.624.48.32.?1.：肝A2口27.130.511.14.11E7fc.47.033.62B.376.6S.0J

29、u.典,516.76.97/.?S.£9.016.5y.2OlO70.110.i110J7J13.46E10.B0.2t).1i064.3110g.5n.4IL5ILO电60.50,10.20,052：12.061.9.&y.s7.7I生4.7U.20.4CL1蜘E13.32.45.q7.66.7瓜2o.m0.3ILt0.24C.t14,02.25,7氐BS.51.10,30.E0,224.315.。3.74.&6.d1.20.4Q9C,3lfe.016.0L0.4L10.413.817.iO.E1.3ClE9l

30、913.0o.al.E0.57.719.0D.3J.S1.Q.6L?0.65.520.i2.：1O.71.9Cl?S.2210320,82.10.8L82102.30.82*3ClEL823.J95.32400.9J.O2.61.1EcB2j.5,1LO2.E1.1E.62b.J1.13.DLI827.J1.2Z738,00.：0.3QEL32.3泣口0.80.3L4i.g30.00.20.04i.i.310E10.3D.4毛背站1976年7月9日地表径流过程线（m=0.62）z.毛背站7阱7月9日地表径流过程线05101520253035

31、时段40表4-12m=0.56时的地表流量Qs及对应底宽t吐QiTi120.1629.6314.S5221.0031.12U.73313.2017.8216.17_48.6010.66F17.62511.50电11电62_60.000.0070.000.008tl000.00一g2,402,3022,7410L20L0026.12J112.902.加F21.121.50L31219S表4-13m=0.56时的地表流量演算讨法10.0JJ.：h1d0.00.00,0i.6.0o.c6.2L.12.0S.3.1?.22.D18.0LOE2.40.03D.94.C32.5UIBL20,054.35.1加.521.1?2.4L(jLI.26D26.E3.269.27.0器.527.71114,314.5tj.O6.30.j?1.t之一17.52L315.27.2T,9U.1.10,。14EIS.213.52.4上£0.30.11064.5IL111.5I5.