工程水文学课件二

第九章由流量资料推求设计洪水教学目标：说出什么是设计洪水，设计洪水的要素，计算设计洪水的途径。说出洪水样本选取的基本方法。说出什么是特大洪水。能够用两种方法计算特大洪水经验频率。能够用矩法计算洪水频率曲线的统计参数。第一节概述（一）定义洪水:由于流域内降雨或融雪，大量径流汇入河道，导致流量激增，水位上涨，这种水文现象，称为洪水。设计洪水:在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。

设计洪水就是符合设计标准要求的洪水。例：水利工程的设计洪水就是符合设计洪水标准要求的洪水：1．水工建筑物设计洪水——确定调洪库容和泄水建筑物尺寸，确保水口建筑物安全。2．防护对象的设计洪水——保证下游安全，控制下泄安全流量。

水库设计洪水；

下游防护对象的设计洪水；

施工设计洪水；

堤防设计洪水；

桥涵设计洪水等；根据工程效益、政治及经济各方面的综合考虑，我国颁布了按工程规模分类的工程等别和按建筑物划分的防洪标准，这就是国家《防洪标准》（GB50201-94）和水利部2000年颁发的编号为SL252-2000的《水利水电工程等级划分及洪水标准》。

（二）水工建筑物的等级和防洪标准（1）正常运用情况——设计标准——设计洪水（2）非正常运用情况——校核标准——校核洪水（三）推求设计洪水经历了三个阶段:(1)历史最大洪水加成法

以历史上发生过的最大洪水再加一个成数作为设计洪水。

此法有二个缺点:①没有考虑未来洪水超过历史最大洪水的可能性,使人们产生不安全感；②对大小不同,重要性不同的工程采用一个标准,显然不合理。

如葛洲坝枢纽:选用1788年洪水作为设计洪水Qm=8600m³/s;选用1870年洪水作为校核洪水Qm=110000m³/s。（2）频率计算法

以符合某一频率的洪水作为设计洪水，如百年一遇洪水、千年一遇洪水等。

此法把洪水作为随机事件，根据概率理论由已发生的洪水来推估未来可能发生的符合某一频率标准的洪水作为设计洪水。

(3)水文气象法

因频率计算缺乏成因概念，如资料系列太短，用于推求稀遇洪水根据就很不足。且近年来，我国一再出现超标准的特大洪水，使设计标准一再提高。水文气象法从物理成因入手，根据水文气象要素推求一个特定流域在现代气候条件下，可能发生的最大洪水作为设计洪水。（四）设计洪水三要素

1、设计洪峰流量Qm（m³/s），为设计洪水过程线的最大流量。

2、不同时段设计洪水总量W（m³）。

3、设计洪水过程线。（五符）推农求设均计洪症水的者途径由流被量资帽料推锁求设骑计洪猎水由暴吧雨资奖料推塘求设荡计洪吩水（七钩）流秩量资与料推伸求设矛计洪涨水思称路思路芦：1.资料耗三性邮审查兵；2.选择制洪峰娇、洪欺量（1，3，5，7天等愿）；3.频率波分析粪计算各：求贱设计与洪峰酒、洪陆量；4.选典蛛型洪餐水过蜻程放部大——设计榴洪水叙过程侦线第二避节旦设计差洪峰娘、洪滤量的排计算（一撕）洪奖水资怀料的误审查（1）资菌料可苦靠性贴的审气查与绞改正两资臣料的欲可靠嘉性是佛指资料滔的正练确与涝否，要背从流愤量资皂料的结测验牧方法称、水依位流丹量关稀系、句整编具精度怕和水否量平在衡等宿方面招进行混检查傍。（2）资损料一灾致性哭的审窑查与躲还原资料傍系列邮的一圣致性则是指产生页资料艰系列年的条闸件要一鸣致，画就是责说组展成该主系列反的流康量资帽料，喉都是钢在同栏样的劣气候怎条件膛、同然样的样下垫何面条借件和麻同一膜测流傲断面美条件粉下获利得的窄。（3）资头料代淘表性还的审粗查与汪插补甘延长掀（必须事考虑特暑大洪净水）洪水庭系列曾的代熊表性布，是指该山洪水胖样本盛的频墙率分株布与绣其总革体概形率分是布的乏接近横程度，如唐接近搭程度冒较高闹，则修系列双的代猫表性党较好图，频印率分贼析成司果的扫精度辅较高鞋，反公之较棕低。（二锹）样职本选焰取年最舱大值天法:年最搁大值货法—挎—每补年只晃选一略个最绑大值特点交：方法吼简单改，操炸作容最易，猾样本胀独立血性好庆。1.洪峰Qm：Q1、Q2……Qm……Qn2.洪量WTm：连续24h年最敞大洪政量系堵列W1天1、W1天2……W1天m……W1天n连续3d年最斑大洪志量系民列W3天1、W3天2……W3天m……W3天n连续7d年最拨大洪竿量系跪列W7天1、W7天2……W7天m……W7天n……冻……务……系…三、闯特大日洪水父处理特大避洪水播：系列唉中比芝一般蜻洪水析大得县多的乒洪水艺称为虑特大视洪水皇，并戒且通义过洪弦水调恋查可登以确箩定其愿量值庄大小俩及其天重现纱期。历史瓜上的一般桶洪水是没饰有文昨字记誓载，景没有旁留下府洪水滥痕迹特大弟洪水才有文献棕记载料和洪哀水痕棒迹可供者查证俘，所柜以调典查到仓的历染史洪它水一挥般就泳是特脂大洪榜水。为什捐么要写考虑柏特大质洪水刃？目前疫我们润所掌承握的勿样本信系列吨不长溉，系叔列愈揪短，誓抽样换误差集愈大夹，辫若用们于推稼求千冤年一梨遇、坝万年算一遇此的稀调遇洪女水，玻根据刮就很惠不足制。如接果能雄调查孤到N年(N腰>>龟n)中的绣特大贼洪水弹，就福相当粉于把n年资大料展夺延到渣了N年，袄提高彼了系列敏的代观表性，使薪计算客成果揪更加招合理木、准叮确。自等于愿在频独率曲孙线的初上端箩增加既了一礼个控制往点。连序庆系列沈：系啦列中杂没有佩特大镜洪水倒值，旁各项茧之间斜没有幕空位笨。不连送序系匆列：腊系列绝中有特接大洪睡水值，特错大洪秀水值塌各项歇之间冬有空例位，河从大森到小轮是不不连序楼的。实测籍期:从有览实测胸洪水曲资料泼年份拐开始兆至今梁的时藏期。调查画期:在实衣地调性查到陈若干蠢可以定量的历糖史洪维水的牧时期申。文献严考证狸期:从具伶有连治续文谈献记丘载历膝史大访洪水饥的时驻期。尘调查嫁期以女前的阿文献弃考证爸期内沿的历压史洪羽水，括只能转定洪照水等伙级和无发生航次数雷，不能此定量。1．特料大洪牧水重浇现期顺的确结定：只有盾知道贪其数刃值大淹小和重啦现期完，才助能确定火它在凯系列夹中的排言位。客一般忠历史考它证、缸调查铅、地方惯县志盛等。①从饲发生揪年代兵至今培为最妻大N=设计熔年份-发生衣年份+春1印②从调技查考炼证的妖最远骡年份独至今榨为最墨大N=设计亮年份-调查惰考证京期最浆远年你份+底1例：20膏02年N=钉19巩92迅-1恐87轨0+踪蝶1=凝12虚3宗(年)N=脂20本02－11擦53后+1槐=8纸50（年职）2．洪本水经晕验频等率的比估算独立暗样本树法统一赖样本彼法（1）独槽立样费本法艺：各自讨作为忠随机村抽取枕的两惠个独拼立样之本实现摆系列认样本纳：m—实测尺洪水找大至障排列听序号舍，m=n+1，2，…，nn—实测呼洪水循的年骂数Pm—第m位洪欢水的拘经验扭频率对于租调查区期N年的长样本糊系列a个特胸大洪茅水，汁排位m=1榨,2举,…吹,aa个特护大值吐的经暮验频馅率PMM—特大听洪水教的排夜列序些（M=1，…，a）N—调查慌考证位期（2）统崇一样柴本法特大难洪水港的经慰验频溉率四、熊频率孟曲线吃线型猴选择根据水经验维点据单目估幅绘制势一条守光滑胡的曲少线，眉即理串论频健率曲湿线，矩无法多满足段外延延需求麻。我国排统一绝采用恶皮尔昂逊Ⅲ型曲轿线。五．证频率嫩曲线部参数莲估计包括杜特大捎洪水韵的系玩列为也不连跳序系务列，什其统皮计参和数的悟估算感与连邀序样注本（袍年径勾流）桶的情卡况不国同，目前勾国内厘外常炼用方乓法：矩法衡、三点汉法

矩法拳估计蔬参数思路陪：n－l——系列N－a——系列xj——特大甘洪水消变量批，j=1，……，axi——实测猫洪水协变量乳，i=l+1，……，nCS根据CV的倍化比估询算六、悬推求胳设计监洪峰立、洪晃量根据惜上述掠方法涌计算帐的参蹦数估贯计值刷，用适线蛙法求出棉洪水塌频率决曲线材，然创后在测频率心曲线海上求相应阳设计递频率的设厨计洪壶峰和组各统仅计时烦段的捞设计圾洪量艇。对洪配峰系纪列进科行频凤率计州算→设计闯洪峰对一旨日洪广量系晚列进以行频凯率计脂算→设计朱一日舌洪量对三端日洪摆量系墨列进困行频泛率计辟算→设计姨三日沫洪量……闹……太……用样讨本参坚数——总体薯参数况，存您在误奥差，趴称抽叉样误欧差，误差围是由谎总体翠中随机赶抽取的样殊本。的均劣方误CV的均疼方误CS的均蛾方误抽样缓误差云的大速小，秘随样征本容贪量（别项数n）、CV、CS的大宪小而共变，慈样本桶容量设越大耐，对滨总体蝇的代颜表性堪越好国，其汤抽样舒误差牧越小润。七、孟设计抢洪水匙估计粪值的僻抽样槐误差代替八、茧成果洒合理略性检感查1．从阻洪峰妙、各坐时段取洪量限及统地计参悬数随时雁间变包化规律鸭分析剃。随着灯历时射增加简，洪废量的笋均值皇也逐渐酿增大，而暖时段挑平均辽流量让的均蜻值随历乔时的等增加嫌而减伏小。Ｃ蹲Ｖ，音ＣＳ雄一般随历浆时增餐长而剑减小析。2．从厨洪峰钩、洪浪量及惠统计杯参数姥地区维变化阅规律妙分析替。气候切，地塌形相血似，获则洪趴峰，江洪量刃的均球值自上歌游向农下游坦递增例，模撇数则柳上游醒向下刊游递河减。3．根扶据暴耗雨频脸率分父析成借果进鼠行比杜较。洪水坐的径多流深身应小于暴雨化的径贡流深堆，而镜洪水凭的Ｃ幸Ｖ值爆应大于相应也暴雨袖的Ｃ啦Ｖ值贺。1.在洪携水峰法、量光频率霜计算镇中，距洪峰倘流量挠选样免的方社法是搂（__谈__）。A.最大擦值法B.年最重大值童法C.超定瓣量法D.超均链值法2.在洪木水峰丽、量槽频率彻计算裳中，水洪量合选样溪的方渔法是门（__牲__）。A.固定处时段气最大予值法B.固定撑时段织年最难大值码法C.固定异时段举超定佩量法D.固定流时段枝超均君值法作业族：1、什尤么是悟设计喘洪水剧？包改括哪殃三个良要素迹？2.某水响库坝童址处稍有19旷54年至19棍84年实铜测年颤最大睬洪峰更流量新资料新，其鄙中最运大的券四年疑洪峰啦流量亩依次跨为：15水08歌0m滋3/结s，96陶70糕m3锅/s，83展20固m3什/s和77点80艰m3刃/s。此弓外，席调查钞到19恰24年发关生过誓一次必洪峰登流量拴为16捐50皆0m捐3/县s的大拔洪水芒，是18后83年以裙来最才大的非一次任洪水印，且18盈83年至19际53年间润其余杜洪水恢的洪旗峰流喷量均宅在10山00置0m采3/滚s以下萄，试严考虑诸特大逆洪水樱处理胀，用叉独立洋样本猫法和攀统一槽样本开法分挤别推晚求上亡述五冰项洪垫峰流虑量的宿经验添频率跟。§9吹-3设计险洪水透过程杜线的盯推求——毅→设计比洪水额过程洋线方法糟：典更型洪富水放颗大法酿，选字典型兄洪水——沙——决—→设计腹洪水朵过程祖线一、毅典型缸洪水众过程宫线的歼选择选择歇原则忧“可罢能和裙不利伴”P设计石洪水根据堂流域租洪水以形成评规律代和天叶气条搬件，娇洪水茶的特尊征（肢峰现爆时间倍、季盯节、销峰型艰（单边峰、缴双峰赚或连董续峰膊），甘主峰称位置厘、洪灯水上乐涨雨劳时、衫洪量首集中弱程度矿等，分参照凉这些御规律妻和特江点。畅选典摆型。1．峰兴高、蛋量大混的实厌测洪顿水过联程线萝，稀巩遇洪她水2．具咱有代灯表性奏，能现反映怨流域脱大洪矮水特棚性：音成因凶、季节器、洪把峰次萄数、落主峰抄位置雀、洪肉水雨泉时及装峰量关慢系等顶，具糊有代刃表性骂。3．选百对工良程不勇利、祝峰形驾集中剥、主被峰靠弦后。4．与收下游扣洪水盈遭遇椒情况愁最不宇利的株典型仇。二、指放大绝方法1.同倍密比2.同频液率所选促典型滋一般搞峰，锄是都急达不松到设鬼计要炸求，枯必须吹进行甚放大傻，使许其符亭合设葡计标绢准，蚁即设东计洪欧水过扯程线率。1．同概位比也放大篮法按峰悦控制毁放大嘱：Qmp—设计黎频率奸为P的洪符峰流促量Qm典—典型租洪水梢的洪略峰流添量按量秒控制静放大拴：WTP—设计剑频率录为P，设含计时窑段为T的设敌计洪雾量WT典—典型蛋洪水这过程检线上冬下时疗段的舅最大站洪量T—对决弊定防