隔河岩水库水文水利计算

/《隔河岩水库水文水利计算》——水文水利计算课程设计姓名：***学号：***班级：***指导老师：***

目录设计任务1计算流域资料2流域概况2水文资料3径流资料的审查分析4设计年径流计算及其年内分配6设计保证率的选择6频率计算设计年的年径流6设计代表年的选择10各设计代表年的径流过程...…………….11洪水资料的审查分析13设计洪水的计算及其过程线推求14洪水设计标准的选择14频率计算设计洪峰15频率计算设计洪量21设计洪水过程线推求31七、隔河水电站保证出力计算37（一）水电站相关参数确定37(二)水电站保证出力计算37八、隔河水电站装机容量的确定38（一）年最大工作容量的确定38（二）装机容量的确定40九、水电站多年平均发电量40(一)确定个代表年调节流量和年发电量40（二）水电站多年平均发电量45一、《隔河岩水库水文水利计算》任务书任务水文计算设计年径流计算资料审查分析设计保证率选择频率计算确定设计丰水年、设计中水年、设计枯水年的年径流量推求各设计代表年的径流过程设计洪水过程线及校核洪水过程线的推求。审查资料确定设计标准及校核标准频率计算求设计洪峰、设计洪量求出设计洪水及校核洪水过程线水能计算了解水库兴利运用方式计算保证出力计算多年平均年发电量装机容量的选择二、计算流域资料（一）流域概况清江是长江出三峡后第一条大支流，发源于湖北省恩施土家族自治州境内的齐岳山龙洞沟。自西向东流经利川，恩施，建始，咸丰，宣恩，巴东，鹤峰，五峰，长阳，枝江十县市，与枝江市境内注入长江。干流长423km，总落差1430m。清江流域面积17000km2，形状呈南北窄东西长的狭长型，属羽毛型河系。流域内气候温和，雨量丰沛，平均年降雨量1400mm，平均流量440m3/s清江流域资源丰富，除水资源外，还有铁矿，森林及珍贵土特产，但工业基础薄弱，交通不便。开发清江，可获得丰富的电能，还可减轻长江防洪负担，改善鄂西南山区水运交通，对湖北省及鄂西南少数民族地区的发展具有重要意义。坝址拟定于近南北向河谷下段，河床高程60m左右，两岸山岩对峙，十分陡峭。岩石主要为下中寒武系浅海相碳酸盐，总厚度约1700m。坝址以下，右岸较平坦开阔，左岸较陡峭。现场及附近沙石料丰富，土料缺乏。坝址以下15km有公路浆砌石桥一座，联通左右岸。公路由长阳县城通达坝下3kmm居民点（沿右岸）。枢纽的主要任务是发电、航运和防洪。（二）水文资料1、隔河岩历年实测径流资料详见表1；2、实测洪水资料详见表2；3、历史洪水情况：据历史洪水调查和文献考证，近300年中，1788年，1883年，1935年，1920年曾发生特大洪水。1788年因年代久远，无法定量，确认比1969年洪水大，排第一位。1969年则为次大，1883年第三。1935年确认为200年来第五大洪水，1920年确认为60年来第三大洪水。历史洪水洪峰流量如下：年份洪峰流量178818831780019351500013640经预测，1883年，1935年，1920年的最大24h，最大72h洪量及最大168h洪量见表3；4、典型洪水过程见表4。（三）水能资料水库的兴利运用体现在枢纽的主要任务上：隔河岩枢纽主要任务是发电，在华中电网中主要起调峰调频作用，改善供电质量。枢纽的第二个任务是防洪，清江流域地处长江中游暴雨中心，历史上洪水灾害频繁，又恰好在长江的荆江段上游约20km，加之清江洪水常与长江洪水遭遇，更加重了荆江河段的洪水威胁，清江洪峰流量最大可达长江洪峰流量的15%.隔阂岩水库留有7~8亿m3的防洪库容，亿1969年清江洪水为例。可将洪峰流量18600m3/s消减至13000m3/s，大大减轻了对清江下游及长江河段的威胁。枢纽的第三个任务是航运，清江滩多流急，陡涨陡落，航运十分困难，在其下游的反调节枢纽高霸州枢纽建成后，水库将淹没先谈，形成长达150km的深水航道，300t级船队可从长江直达库区，将有利于促进鄂西地区的经济社会发展。水库特征水位在确定隔岩河水电站大坝正常蓄水位时，应不影响上游水布垭水利枢纽的发电尾水。又已知水布垭水电站的高程为200m，且隔河岩水电站的淹没损失较小，可取隔河岩水电站的正常蓄水位为200m。根据要求，取隔河岩水电站的消落深度为40m，由此确定隔河岩水电站水库的死水位高程为160m。库容曲线见表5坝址水文流量关系见表6湖北省电网资料湖北省水电比重为57%，设计水平年定为2010年。负荷情况见表7—表9经济效益基本资料隔岩河水电站总投资105亿元，其中发电投资占60%防洪投资占,20%，其他投资占20%，上网电价为0.45元/度。三、径流资料的审查分析由《中华人民共和国水利水电工程水文计算规范》（SL278—2002）规定，径流频率计算依据的系列应在30年以上。经分析，文件所提供的资料为长期实测径流资料，因此，本计算将采用具有长期实测径流资料时设计年径流的分析计算方法进行计算。对于所使用的水文资料必须进行可靠性、一致性、代表性审查。资料的审查方法如下所示：（1）年径流资料的可靠性审查对测站的原始资料进行去伪存真的分析。审查时可以从径流资料的来源，资测验和整编方面，以及资料的摘录有无问题进行检查，并通过上、下游和干、支流水量平衡检查数据是否合理。1）水位资料主要审查基准面和水准高程有无变迁点、水尺有无变动，分析水位资料情况及水位过程线的形状，从而了解当时水位的观测质量。2）水位流量关系曲线主要审查水位～流关系曲线定得是否合理，是否符合测站特性。3）水量平衡的审查根据水量平衡原理，进行上下游站、干支流站的年、月径流对照，检查其可靠性。（2）年径流资料的一致性审查应用数理统计法进行年径流的分析计算时，一个重要的前提是年径流系列应具有一致性。就是说组成该系列的流量资料，都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面上获得的。其中气候条件变化极为缓慢，一般可以不加考虑。但当流域上有农林、水土改良措施及设计断面的上游蓄水和引水工程以及发生分洪、河流改道等情况时，常导致径流形成条件不一致。审查及修正方法有：①对上述各项进行各项调查或进行典型的试验及观测研究。②估计出各项变动因素引起的径流量及年内变化的数量范围。③用水量平衡原理还原计算。对实测资料进行一致性修正，一般是将人类活动后的系列修正到流域大规模人类活动以前的同一条件上，再进行分析计算。（3）年径流资料系列的代表性审查年径流系列的代表性，是指该样本对年径流总体的接近程度，如接近程度较高，则系列的代表性较好，频率分析成果的精度较高，反之较低。样本对总体代表性的高低，可通过对二者统计参数的比较加以判断。但总体分布是未知的，无法直接进行对比，只能根据人们对径流规律的认识以及与更长径流、降水等系列对比，进行合理性分析与判断。如资料的代表性不够好，应当尽量应用相关法插补展延系列，以提高系列的代表性。代表性审查的常用方法如下：①进行年径流的周期性分析对于一个较长的年径流系列，应着重检验它是否包括了一个比较完整的水文周期，即包括了丰水段(年组)、平水段和枯水段，而且丰、枯水段又大致是对称分布的。②与更长系列参证变量进行比较参证变量系指与设计断面径流关系密切的水文气象要素，如水文相似区内其他测站观测期更长，并被论证有较好代表性的年径流或年降水系列。如：当设计站有n年实测年径流系列时，为检验其系列的代表性，可选择同一地区具有N年长系列的参考变量进行对比分析。计算其长短系列的统计参数。如两者统计参数相近。可推断设计站n年径流系列也具有代表性；如两者统计参数相差较大（一般相差值超过5％～10％），则认为设计站n年径流系列缺乏代表性，这时应尽量插补延长系列，以提高系列的代表性。资料系列代表性分析的实质是分析设计站实测n年径流系列作为样本时能否用它来估计总体。代表性愈好，抽样误差就愈小。四、设计代表年径流计算及其年内分配（一）设计保证率的选择由流域概况资料了解到，隔河岩水库枢纽的主要开发任务是发电、航运和防洪；由水能资料了解到隔河岩枢纽主要任务是发电，第二个主要任务是防洪，第三个任务航运；并且湖北省水电比重占57%，发电投资占60%，因此用水电站的设计保证率来进行设计代表年径流的设计保证率的计算。由《中华人民共和国水利水电工程动能设计规范》（DL/T5015-1996）中的：水电站的设计保证率应根据水电站所在电力系统的负荷特性系统中的水电比重河川径流特性水库调节性能水电站的规模及其在电力系统中的作用以及设计保证率以外时段出力降低程度和保证系统用电可能采取的措施等因素参照下表选用电力系统中水电容量比重（%）<2525~50>50水电站设计保证率（%）80~9090~9595~98由于57%>50%故水电站的设计保证率为95%~98%。在这里我们取95%。（二）频率计算设计代表年的年径流95%为设计代表枯水年的设计保证率；则设计代表丰水年的设计保证率为：1-95%=5%；设计代表中水年的设计保证率为50%。通过对年径流量系列或时段径流量系列频率计算，可推求指定频率的年径流量或时段径流量，即为设计年径流量或设计时段径流量。计算步骤一般如下：计算点绘经验频率点；某河某断面有1951～1979年共28年的逐月径流资料，现拟在该断面处兴建水力发电站，需要求出频率为95％的设计代表枯水年流量年内分配及频率为5％的设计代表丰水年流量年内分配和频率为50%的设计代表平水年流量年内分配。根据径流分配特性和水利计算要求，取4月至次年3月为水利年度。通过取各年度的年平均流量来进行频率计算。用公式经验频率计算公式：P=m/(n+1)×100%n:项目数量；m项目序号均值计算公式：模比系数：Ki=xi/变差系数：Cv=(∑(Ki-1)2/n)0.5偏态系数：Cs=∑(Ki-1)3/nCv3，再将频率值绘制在频率个格纸上。经验频率计算表如下：经验频率计算表年(月/日)份水(流)量Y序号nXi大→小模比系数Ki=Xi/(X/n)Ki-1(Ki-1)^2(Ki-1)^3P=m/(n+1)*100%至P=50%处的水平距离X合计10691.82810691.8281.61360.12290.01-3.7190.0051-52270.11602.31.580.580.33330.19243.45-1.8191.9051-53405.92517.21.350.350.12560.04456.90-1.4842.2451-54245.93497.21.300.300.09130.027610.34-1.2622.4651-55602.34487.81.280.280.07700.021413.79-1.0902.6351-562705482.41.260.260.06930.018317.24-0.9452.7751-57390.36475.41.240.240.06000.014720.69-0.8172.9051-58303.47449.31.180.180.03120.005524.14-0.7023.0251-59517.28447.21.170.170.02930.005027.59-0.5953.1251-60287.89429.61.130.130.01560.002031.03-0.4953.2251-61350.910422.21.110.110.01120.001234.48-0.3993.3251-62295.2114191.100.100.00950.000937.93-0.3073.4151-63422.212405.91.060.060.00400.000241.38-0.2183.5051-64482.413403.71.060.060.00330.000244.83-0.1303.5951-65429.6144011.050.050.00250.000148.28-0.0433.6851-66320.515390.31.020.020.00050.000051.720.0433.7651-67249.416361.50.95-0.050.0028-0.000255.170.1303.8551-68447.217350.90.92-0.080.0066-0.000558.620.2183.9451-6941918335.20.88-0.120.0149-0.001862.070.3074.0351-70449.319320.50.84-0.160.0258-0.004165.520.3994.1251-7140120303.40.79-0.210.0422-0.008768.970.4954.2151-72475.421295.20.77-0.230.0515-0.011772.410.5954.3151-73282.122289.30.76-0.240.0587-0.014275.860.7024.4251-74487.823287.80.75-0.250.0607-0.014979.310.8174.5451-75361.524282.10.74-0.260.0682-0.017882.760.9454.6651-76497.225270.10.71-0.290.0856-0.025186.211.0904.8151-77335.2262700.71-0.290.0858-0.025189.661.2624.9851-78403.727249.40.65-0.350.1203-0.041793.101.4845.2051-79289.328245.90.64-0.360.1268-0.045196.551.8195.54估算统计参数初值；X平均=381.85，CV=0.24，CS=0.36适线：根据P-Ⅲ曲线与经验点的拟合情况，合理调整统计参数，直至曲线与经验点配合最佳为止。先假定Cs=2Cv分别取Cv1X平均=381.5，CV=0.20，CS=0.4：Cv2X平均=381.5，CV=0.24，CS=0.48；由于Cv1的频率曲线头部偏低，尾部上翘，中间匹配较好，故增加Cv，Cs值；二次匹配后的Cv2曲线仍然有一些头部偏低，尾部上翘，故采用Cv3X平均=381.5，CV=0.26，CS=0.65发现匹配较好，故采用Cv3的值。频率计算成果见下表：频率%第一次匹配第二次匹配第三次匹配CvCsCvCsCvCs0.20.40.240.480.260.65φpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*X0.014.611.92733.924.792.15820.465.162.34894.370.103.671.73662.133.781.91728.454.022.05781.160.203.361.67638.453.461.83698.573.661.95745.410.333.141.63621.653.231.77677.683.421.89721.080.502.951.59607.143.021.73658.803.181.83697.251.002.621.52581.942.671.64626.362.771.72657.032.002.261.45554.452.301.55592.632.391.62618.805.001.751.35515.501.771.42543.691.801.47560.7010.001.321.26482.661.321.32502.821.321.34513.0420.000.821.16444.470.811.19456.260.801.21460.9050.00-0.070.99376.50-0.080.98374.70-0.100.98372.5275.00-0.710.86327.63-0.710.83316.78-0.710.82311.4490.00-1.230.75287.91-1.220.71269.86-1.210.69262.2995.00-1.520.70265.77-1.500.64244.75-1.450.62238.4599.00-2.030.59226.82-1.970.53200.94-1.860.52197.74在最佳拟合曲线上查得任一设计保证率对应的设计年径流量。其频率曲线图为：经查表可得：P=95%时，设计代表枯水年设计年径流为Q=238.45m³/s；P=50%时，设计代表平水年设计年径流为Q=372.52m³/s；P=5%时，设计代表丰水年设计年径流为Q=560.70m³/s。（三）设计代表年的选择：从实测的历年径流过程线中选择代表年径流过程线，可按下列原则进行：①选取年径流量接近于设计年径流量的代表年径流过程线；②选取对工程较为不利的年份作为典型。对灌溉工程，应选择灌溉季节径流偏少的年份；对水电工程，应选择枯水期长、枯水流量小的年型；对丰水年选取汛期长、峰高量大的年型。枯水代表年选择，备选年份有1954~1955，1966~1967年，其流量过程线如下经对比枯水代表年选1966-1967年。同样的方法可选择中水代表年1956-1957年；丰水代表年1954-1955年。（四）各设计代表年的径流过程用同倍比法推求各设计代表年的径流过程则：K枯=Q枯/Q枯平均=238.45/249.2=0.957K平=Q平/Q平平均=372.52/390.3=0.954K丰=Q丰/Q丰平均=560.70/596.63=0.940设计枯水年年/月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月年平均代表年（66-67）273.8658522294.5128.497.2187.9179.480.255195319249.4缩放倍比K枯0.9570.9570.9570.9570.9570.9570.9570.9570.9570.9570.9570.9570.957设计年262.03629.71499.55281.84122.8893.02179.82171.6976.7552.64186.62305.28238.68设计平水年年/月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月年平均代表年（56-57）410.6729.7906.2825.1890.2209.6142.565.349.6143.5134153390.3缩放倍比K平0.9540.9540.9540.9540.9540.9540.9540.9540.9540.9540.9540.9540.954设计年391.7124696.1338864.5148787.1454849.2508199.9584135.94562.296247.3184136.899127.836145.962372.3462设计丰水年年/月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月年平均代表年（54-55）624.91105832.621051161165.2355.980.1153.9133.1125.6317.2602.3缩放倍比K丰0.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.940.94设计年587.411038.70782.641978.701091.34155.29334.5575.29144.67125.11118.06298.17566.16五、洪水资料的审查分析1、洪水资料的可靠性审查审查的内容包括：1）检查和协调水位观测资料，了解河道有无冲淤，水尺零点有无变迁检查实测断面有无变动2)检查流量测验情况。3)检查用来推求最大流量的水位流量关系，特别是高水延长部分的合理性，例如本例的历史调查洪水资料的审查。4）检查上下游河道的整治，溃堤，分洪，改道，堵口等情况，并了解流域内人类活动的情况。5）检查历年流量资料整编工作成果。审查的方法可参照水文资料整编方法和要求进行。另外，检查的重点应放在观测及整编质量较差的年份。2、洪水资料的一致性审查本审查的目的是为了将资料改正到同一基础上，力求是样本系列具有同一总体分布。因为本流域上游有水布娅水利枢纽，下游有反调节枢纽—高坝洲枢纽。因此需计算流域已经建有大型水库，对洪水具有调节作用的情况。对于实测资料洪水中部分年份有溃堤决口的情况则应按今后不允许决口的情况给予还原修正。对于流域上的水土保持工作（包括植树造林、农业基本建设等），由于逐年进展情况不同，一般不是还原到过去，而是统一以某种将来要达到的规划水平，作为修正计算基础。对于中小型水利工程影响的休整计算，主要靠对比分析不同情况下的产汇流方案。包括本流域不同时段的前后对比，以及自然地理条件相似、治理水平不同的流域之间的平行对比。通过对比分析确定各种措施对洪水的影响的数额及修正计算的方法，以便对实测洪水资料作出修改。3、洪水资料的代表性审查设计站点洪水资料的代表性，一般是无法由其系列本身来评判的，需要根据本河流上下游站或邻近河流测站与设计站洪水有成因联系的长期水文气象资料检查。如果参政系列这段时期代表性较好（即短期资料和长期资料的统计参数Q平均、Cv、Cv或频率曲线基本一致），则可以判断设计站同期资料也具有较好的代表性；反之亦然。六、设计洪水的计算及其过程线推求（一）洪水设计标准的选择根据《中华人民共和国防洪标准》GB50201-94，水利水电枢纽工程，应根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等，其等别按表6.1.1的规定确定。

水利水电枢纽工程的水工建筑物，应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性分为五级，其级别按表6.1.2的规定确定。

水库工程水工建筑物的防洪标准，应根据其级别按表6.2.1的规定确定。

经过对水能资料的分析：发现隔河岩枢纽的防洪库容为7~8亿m³，且以发电为主，防洪为次，航运为末，且清江流域地处长江中游暴雨中心，历史上洪水灾害频繁，又恰好在长江的荆江段上游约20km，加之清江洪水常与长江洪水遭遇，更加重了荆江河段的洪水威胁，清江洪峰流量最大可达长江洪峰流量的15%。因此综合考虑洪水出现的概率和洪峰的大小，最终的的总库容将超过10亿m³才能保证防洪的需要。因此在水利水电枢纽工程级级表格中中选择工程级别Ⅰ。由于枢纽的主要任务是发电，第二个任务是防洪，第三个任务是航运，因此该枢纽属于永久性水工建筑物级别中的主要建筑物，由水工建筑物的级别的表格中查的级别为1级。由于坝址拟定于近南北向河谷下段，河床高程60m左右，两岸山岩对峙，十分陡峭。岩石主要为下中寒武系浅海相碳酸盐，总厚度约1700m。因此枢纽区为山区和丘陵区，则通过级别1，可选择设计标准为1000~500年，为了保证枢纽安全，本计算选择1000年。（二）频率计算设计洪峰以上一步的重现期为1000年来算，则频率为0.1%。频率计算设计洪水的具体步骤如下：对历史资料的排位经过对资料的分析，排序为（从大到小）123456年份178819691883--19351920流量（m³/s）--1815817800--1500013640(2)频率计算根据《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93，现采用统一处理法进行计算计算公式为：1）Pm=M/(N+1)N:历史调查期年数M:序号2）Pm=Pa+(1-Pa)*(m-l)/(n-l+1)Pa:第a项特大洪水的经验频率l:已抽出作为特大洪水在N中的排位（3）频率计算过程举例及结果1788年（Pm=M/(N+1)）P=1/300=0.0033222591969年，1883年相同1935年（Pm=Pa+(1-Pa)*(m-l)/(N-l+1)）P=0.003322259+（1-0.003322259）*（5-3）/（200-3+1）=0.0199671131920年（Pm=Pa+(1-Pa)*(m-l)/(N-l+1)）P=0.019967113+（1-0.019967113）*（5-3）/（60-2+1）=0.036577841977年（Pm=Pa+(1-Pa)*(m-l)/(N-l+1)）P=0.03657784+（1-0.03657784）*（5-3）/（29-1+1）=0.069799294剩下年份同1977年计算方法相同计算结果如下表：调查考证期或实测期系列年数洪水排位经验频率Nn年份Q统一处理法调查考证期N1（1680~1979）3001788——10.00332225919691815820.00664451818831780030.009966777调查考证期N2(1780~1979)2001788——1已抽到N1中排序1969181582已抽到N1中排序1883178003已抽到N1中排序————40.01496694519351500050.019967113调查考证期N3（1920~1979）601969181581已抽到N2中排序1935150002已抽到N2中排序19201364030.03657784实测期n(1951~1979)291969181581已抽到N3中排序19771220120.06979929419711172130.10302074719631150040.13624220119551062050.16946365519681047260.20268510919561020070.2359065631979908880.2691280161952880090.3023494719678400100.33557092419758031110.36879237819628010120.40201383219767983130.43523528519587960140.46845673919547810150.50167819319516380160.53489964719706283170.56812110119606230180.60134255419726081190.63456400819736081200.66778546219745880210.70100691619785754220.7342283719645460230.76744982319535260240.80067127719665150250.83389273119654850260.86711418519574720270.90033563919593370280.93355709219613140290.966778546（4）设计洪峰的推求1、运用P-Ⅲ型曲线进行目估视线法进行经验曲线匹配。由于其存在历史洪水资料运用矩法估计参数法可得到矩法的样本估计为：式中：或经验频率计算过程如下：实测资料经验频率计算过程如下：经验频率计算表年(月/日)份水(流)量Y序号nXi大→小模比系数Ki=Xi/(X/n)Ki-1(Ki-1)^2(Ki-1)^3P=m/(n+1)*100%至P=50%处的水平距离X合计20743529207435293.30380.69610.01-3.7190.00195163802122011.710.710.49810.35156.98-1.4772.24195288003117211.640.640.40780.260510.30-1.2652.45195352604115001.610.610.36930.224513.62-1.0972.62195478105106201.480.480.23490.113916.95-0.9562.761955106206104721.460.460.21530.099920.27-0.8322.891956102007102001.430.430.18150.077323.59-0.7203.0019574720890881.270.270.07320.019826.91-0.6153.1019587960988001.230.230.05300.012230.23-0.5183.20195933701084001.170.170.03040.005333.56-0.4253.29196062301180311.120.120.01510.001836.88-0.3353.38196131401280101.120.120.01440.001740.20-0.2483.47196280101379831.120.120.01350.001643.52-0.1633.561963115001479601.110.110.01270.001446.85-0.0793.64196454601578101.090.090.00840.000850.170.0043.72196548501663800.89-0.110.0117-0.001353.490.0883.81196651501762830.88-0.120.0148-0.001856.810.1723.89196784001862300.87-0.130.0166-0.002160.130.2573.981968104721960810.85-0.150.0225-0.003463.460.3444.06197062832060810.85-0.150.0225-0.003466.780.4344.151971117212158800.82-0.180.0317-0.005670.100.5274.25197260812257540.80-0.200.0382-0.007573.420.6264.34197360812354600.76-0.240.0560-0.013376.740.7304.45197458802452600.74-0.260.0700-0.018580.070.8444.56197580312551500.72-0.280.0784-0.022083.390.9704.69197679832648500.68-0.320.1037-0.033486.711.1134.831977122012747200.66-0.340.1157-0.039390.031.2835.00197857542833700.47-0.530.2797-0.147993.361.5035.22197990882931400.44-0.560.3147-0.176696.681.8355.55实测特大值频率计算过程表如下：实测特大值频率计算表P(%)至P=50%处的水平距离XY0.664451827-2.4761.24181580.996677741-2.3281.39178001.996711299-2.0541.66150003.657783989-1.7921.93136402、配线过程经计算Q平均=7475.55m³/s第一次取现取Cv=0.3,Cs=0.6,经第一次匹配后发现曲线头部偏离较大，因此第二次配线取Cv=0.40,Cs=1.0，发现曲线头部离最大两个历史洪量有些偏离，故仍需要调整，第三次配线去Cv=0.41,Cs=1.3，发现拟合较好，故采用第三次配线过程。拟合过程如下：频率%第一次配线第二次配线第三次配线CvCsCvCsCvCs0.30.60.410.411.30φpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*X0.015.102.5318913.145.983.3925357.076.643.7227826.990.103.962.1916356.504.532.8121008.434.953.0322647.180.203.602.0815549.144.082.6319675.654.442.8221084.040.333.352.0114988.483.752.5018688.884.052.6619888.700.503.131.9414495.093.482.3917877.243.742.5318938.561.002.751.8313642.883.012.2116484.663.212.3217314.122.002.351.7112745.812.532.0115049.352.672.0915659.035.001.801.5411512.351.871.7513062.991.921.7913360.3010.001.331.4010458.291.341.5311469.631.341.5511582.6220.000.801.249269.680.751.309731.030.721.309682.3350.00-0.100.977251.28-0.160.936988.57-0.210.916831.9175.00-0.720.785860.83-0.730.715288.42-0.740.705207.4790.00-1.120.664963.77-1.090.574229.03-1.060.574226.6895.00-1.450.574223.69-1.310.483566.91-1.200.513797.5899.00-1.880.443259.34-1.590.362708.28-1.380.433245.883、查设计洪峰在最佳拟合曲线上查得任一设计保证率对应的设计洪峰。其频率曲线图为：经查图，及配线过程表，P=0.1%的设计洪峰为：22647.18m³/s。（三）频率计算设计洪量根据资料需要推求实测和历史资料的24h,72h,168h洪量的P=0.1%的设计洪量。其方法与求设计洪峰的的方法相同，即采用统一处理方求频率，运用P-Ⅲ型曲线进行目估视线法进行经验曲线匹配。这里只是将原先洪峰流量的数据替换为24h，72h,168h洪量，并将各时段的洪量重新排序。其中第一大洪水1788年、第四大洪水、虽不知道24h、72h、168h的洪量，但仍然按洪峰的排序排序。然后将其分别放如适线法软件中，经过Cv、Cs的调整匹配出拟合最好的曲线，并求出p=0.1%的设计值即可。（1）相关公式：1、统一处理法计算公式为：1）Pm=M/(N+1)N:历史调查期年数M:序号2）Pm=Pa+(1-Pa)*(m-l)/(n-l+1)Pa:第a项特大洪水的经验频率l:已抽出作为特大洪水在N中的排位2、矩法的样本估计为：式中：或（2）频率计算图表1、24h设计洪量实测值频率计算经验频率计算表年(月/日)份水(流)量Y序号nXi大→小模比系数Ki=Xi/(X/n)Ki-1(Ki-1)^2(Ki-1)^3P=m/(n+1)*100%至P=50%处的水平距离X合计147.91729295.834293.02320.39580.01-3.7190.0019514.8328.141.600.600.35510.21166.98-1.4772.2419526.0637.931.550.550.30770.170710.30-1.2652.4519533.5147.841.540.540.28850.154913.62-1.0972.6219545.4157.841.540.540.28850.154916.95-0.9562.7619558.1467.671.500.500.25380.127820.27-0.8322.8919566.2677.11.390.390.15370.060223.59-0.7203.0019573.386.261.230.230.05170.011726.91-0.6153.1019585.5696.171.210.210.04400.009230.23-0.5183.2019592.44106.061.190.190.03540.006733.56-0.4253.2919604.18115.761.130.130.01670.002236.88-0.3353.3819612.1125.751.130.130.01620.002140.20-0.2483.4719625.5135.561.090.090.00810.000743.52-0.1633.5619637.84145.51.080.080.00610.000546.85-0.0793.6419645.76155.411.060.060.00370.000250.170.0043.7219653.37165.351.050.050.00240.000153.490.0883.8119663.39174.90.96-0.040.0015-0.000156.810.1723.8919675.75184.830.95-0.050.0028-0.000160.130.2573.9819687.84194.660.91-0.090.0075-0.000663.460.3444.0619704.407204.50.88-0.120.0139-0.001666.780.4344.1519717.67214.4070.86-0.140.0185-0.002570.100.5274.2519723.99224.180.82-0.180.0326-0.005973.420.6264.3419734.9233.990.78-0.220.0474-0.010376.740.7304.4519744.66243.510.69-0.310.0972-0.030380.070.8444.5619756.17253.390.66-0.340.1125-0.037783.390.9704.6919765.35263.370.66-0.340.1151-0.039186.711.1134.8319777.93273.30.65-0.350.1246-0.044090.031.2835.0019784.5282.440.48-0.520.2721-0.141993.361.5035.2219797.1292.10.41-0.590.3461-0.203696.681.8355.55历史值频率计算：实测特大值频率计算表P(%)至P=50%处的水平距离XY0.664451827-2.4761.2412.950.996677741-2.3281.3912.31.996711299-2.0541.6610.423.657783989-1.7921.939.5配线过程：经三次匹配，第三次拟合较好。，Cv=0.43,Cs=1.0频率%第一次配线第二次配线第三次配线CvCsCvCsCvCs0.30.60.410.431.00φpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*X0.015.102.5313.485.993.3918.095.993.5719.050.103.962.1911.664.532.8114.984.532.9515.700.203.602.0811.094.082.6314.034.082.7514.680.333.352.0110.693.752.5013.333.752.6113.920.503.131.9410.333.482.3912.753.482.5013.311.002.751.839.733.012.2011.753.012.2912.232.002.351.719.092.532.0110.722.532.0911.135.001.801.548.211.871.759.321.871.809.6210.001.331.407.461.331.538.171.331.578.3820.000.801.246.610.761.306.940.761.327.0650.00-0.100.975.17-0.160.944.99-0.160.934.9675.00-0.720.784.18-0.730.713.78-0.730.693.6790.00-1.120.663.54-1.080.573.03-1.080.542.8595.00-1.450.573.01-1.310.482.54-1.310.442.3399.00-1.880.442.32-1.600.361.92-1.600.311.66匹配图像如下：最终选得的P=0.1%的24h设计洪量为：15.7亿m³。2、72h设计洪量实测值频率计算：经验频率计算表年(月/日)份水(流)量Y序号nXi大→小模比系数Ki=Xi/(X/n)Ki-1(Ki-1)^2(Ki-1)^3P=m/(n+1)*100%至P=50%处的水平距离X合计305.6629611.32293.46970.48940.01-3.7190.0019518.18217.61.670.670.44870.30056.98-1.4772.24195211.29317.591.670.670.44740.299310.30-1.2652.4519536.144161.520.520.26840.139013.62-1.0972.62195411.29515.591.480.480.22960.110016.95-0.9562.76195514.21615.281.450.450.20220.091020.27-0.8322.89195612.45715.281.450.450.20220.091023.59-0.7203.0019577.45814.211.350.350.12120.042226.91-0.6153.10195812.7913.211.250.250.06420.016330.23-0.5183.2019595.581012.71.200.200.04200.008633.56-0.4253.2919608.81112.451.180.180.03280.006036.88-0.3353.3819613.921211.71.110.110.01210.001340.20-0.2483.47196213.211311.291.070.070.00510.000443.52-0.1633.56196315.281411.291.070.070.00510.000446.85-0.0793.64196411.71511.041.050.050.00230.000150.170.0043.7219656.041610.721.020.020.00030.000053.490.0883.8119666.921710.621.010.010.00010.000056.810.1723.89196711.041810.51.000.000.00000.000060.130.2573.98196815.59199.80.93-0.070.0049-0.000363.460.3444.0619707.88208.80.83-0.170.0273-0.004566.780.4344.15197117.59218.180.78-0.220.0501-0.011270.100.5274.2519727.88227.880.75-0.250.0637-0.016173.420.6264.34197310.72237.880.75-0.250.0637-0.016176.740.7304.45197410.62247.450.71-0.290.0859-0.025280.070.8444.56197515.28256.920.66-0.340.1180-0.040583.390.9704.6919769.8266.140.58-0.420.1743-0.072886.711.1134.83197717.6276.040.57-0.430.1823-0.077890.031.2835.00197810.5285.580.53-0.470.2215-0.104293.361.5035.22197916293.920.37-0.630.3945-0.247896.681.8355.55历史值频率计算：实测特大值频率计算表P(%)至P=50%处的水平距离XY0.664451827-2.4761.2422.950.996677741-2.3281.3920.421.996711299-2.0541.6619.683.657783989-1.7921.9318.09配线过程：经三次匹配，第三次拟合较好。，Cv=0.35,Cs=0.73频率%第一次配线第二次配线第三次配线CvCsCvCsCvCs0.30.60.351.40.350.73φpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*X0.015.062.5227.616.863.4037.325.352.8731.510.103.952.1923.985.112.7930.584.142.4526.870.203.602.0822.834.582.6028.543.762.3225.410.333.342.0021.974.182.4627.013.482.2224.330.503.131.9421.273.852.3525.753.252.1423.441.002.751.8220.013.292.1523.622.831.9921.852.002.351.7118.712.731.9621.452.411.8420.235.001.791.5416.871.971.6918.521.821.6417.9710.001.321.4015.321.361.4816.181.331.4616.0720.000.791.2413.580.731.2513.760.781.2713.9850.00-0.100.9710.65-0.220.9210.11-0.120.9610.5275.00-0.710.798.62-0.750.748.10-0.720.758.2190.00-1.190.647.04-1.070.636.87-1.170.596.4795.00-1.450.566.19-1.190.586.41-1.410.515.5699.00-1.880.444.78-1.300.555.98-1.790.374.11频率曲线如下：最终选得的P=0.1%的72h设计洪量为：26.87亿m³。3、168h设计洪量实测值频率计算：经验频率计算表年(月/日)份水(流)量Y序号nXi大→小模比系数Ki=Xi/(X/n)Ki-1(Ki-1)^2(Ki-1)^3P=m/(n+1)*100%至P=50%处的水平距离X合计459.5629919.12292.98170.22690.01-3.7190.00195110.04224.681.560.560.31070.17326.98-1.4772.24195214.03324.471.540.540.29610.161110.30-1.2652.4519538.04423.21.460.460.21530.099913.62-1.0972.62195420.18522.831.440.440.19420.085616.95-0.9562.76195524.68622.441.420.420.17310.072020.27-0.8322.89195616.27721.611.360.360.13230.048123.59-0.7203.00195710.13820.761.310.310.09610.029826.91-0.6153.10195820.23920.421.290.290.08330.024030.23-0.5183.20195911.211020.231.280.280.07650.021233.56-0.4253.29196013.781120.181.270.270.07480.020436.88-0.3353.3819617.041219.61.240.240.05610.013340.20-0.2483.47196219.61317.351.090.090.00900.000943.52-0.1633.56196322.441417.111.080.080.00640.000546.85-0.0793.64196420.421516.271.030.030.00070.000050.170.0043.7219659.881616.031.010.010.00010.000053.490.0883.81196610.881715.781.000.000.00000.000056.810.1723.89196717.111815.50.98-0.020.00050.000060.130.2573.98196821.611914.690.93-0.070.0053-0.000463.460.3444.06197016.032014.030.89-0.110.0131-0.001566.780.4344.15197120.762113.780.87-0.130.0170-0.002270.100.5274.25197211.382211.380.72-0.280.0795-0.022473.420.6264.34197317.352311.210.71-0.290.0856-0.025176.740.7304.45197415.782410.880.69-0.310.0982-0.030880.070.8444.56197522.832510.130.64-0.360.1301-0.047083.390.9704.69197614.692610.040.63-0.370.1343-0.049286.711.1134.83197724.47279.880.62-0.380.1418-0.053490.031.2835.00197815.5288.040.51-0.490.2427-0.119693.361.5035.22197923.2297.040.44-0.560.3089-0.171696.681.8355.55历史值频率计算：实测特大值频率计算表P(%)至P=50%处的水平距离XY0.664451827-2.4761.2431.70.996677741-2.3281.3929.561.996711299-2.0541.6627.563.657783989-1.7921.9325.54配线过程：经三次匹配，第三次拟合较好。，Cv=0.34,Cs=0.30频率%第一次配线第二次配线第三次配线CvCsCvCsCvCs0.250.50.3510.340.30φpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*XφpKp=φp*Cv+1Xp=Kp*X0.014.882.2236.555.983.0950.944.442.5141.330.103.821.9532.184.532.5842.563.542.2036.270.203.481.8730.794.082.4339.993.242.1034.610.333.251.8129.843.752.3138.093.052.0433.550.503.041.7628.993.482.2236.522.871.9832.531.002.681.6727.523.012.0533.842.551.8730.772.002.301.5825.952.531.8931.072.211.7528.865.001.781.4523.801.871.6527.241.751.5926.2610.001.331.3321.931.341.4724.171.331.4523.8920.000.811.2019.810.751.2620.820.831.2821.1450.00-0.080.9816.12-0.160.9415.53-0.050.9816.1775.00-0.720.8213.51-0.730.7412.25-0.710.7612.4990.00-1.130.7211.82-1.090.6210.21-1.150.6110.0595.00-1.490.6310.35-1.310.548.93-1.560.477.7599.00-1.950.518.43-1.590.447.28-2.090.294.74频率曲线为：最终选得的P=0.1%的168h设计洪量为：36.27亿m³。（3）结果P=0.1%24h设计洪量W24p为15.7亿m³；64h设计洪量为W72p为26.87亿m³；168h设计洪量为W168p为36.27亿m³。（四）设计洪水过程线推求1、步骤：（1）首先将典型洪水过程线的洪峰，最大24h流量，最大72h流量，最大168h流量找出（表1），再求，最大24h洪量，最大72h洪量，最大168h洪量。例如：在找24h小时最大洪量时，先找出9个时刻的最大流量，再在这9个时刻中每两个流量取平均值，即为8个时段（共24小时）的流量，将这8个流量值相加后乘3h乘3600s得到的即为24h的最大洪量值。72h,168h的方法雷同（表2）。表1日时典型洪水m3/s洪峰最大24h最大72h最大168h2393750375012439043901549004900185910591021700070002471507150243640064006540054009486048601254205420542015691069106910186020602060202150105010501024538053805380253483048304830645704570457094690469046901250505050505015618061806180187200720072002176507650765024773077307730263758075807580678007800780098270827082708270128200820082008200158980898089808980189390939093909390219810981098109810241020010200102001020010200273978097809780978068480848084808480982408240824082401262406240624015554055401850005000214530453024412041202833820382063550355093350335012327032701532303230183230323021323032302433803380293344034406344034409337033701232803280153310331018352035202142104210244650465030345304530643204320940704070表2流量最大24h24h平均值最大72h72h平均值最大168h168h平均值37504070439046454900540559106455700070757150677564005900540051304860514054206165542061656910646569106465602055156020551550105195501051955380510553805105483047004830470045704630457046304690487046904870505056155050561561806690618066907200742572007425流量流量7650769076507690773076557730765575807690758076907800803578008035827082358270823582708235820085908200859082008590898091858980918589809185939096009390960093909600981010005981010005981010005102009990102009990102009990978091309780913097809130848083608480836084808360824082407240824072406240624058905540527050004765453043254120397038203685355034503350331032703250323032303230323032303305338034103440344034403405337033253280329533103415流量流量35203865421044304650459045304425432041954070流量和73095173780313850洪量78942600018768240003389580000最终得到的洪量W24d=7.894亿m³；W72d=18.768亿m³；W72d=33.896亿m³。同频率放大法推求设计洪水过程线运用公式及计算过程：==2.220312==1.988787==1.027233=0.621382结果及计算表如下：同频率放大法倍比计算表时段（h）设计洪水Wtp(亿m³)典型洪水（23日9时~30日9时）放大倍比k起迄日期洪量Wtp(亿m³)2415.726日9时~27日9时7.894261.9887877226.8724日12时~27日12时18.768241.02722316836.2723日9时~30日9时33.89580.621382洪峰流量（m³/s）Qmp=22647.18Qmd=102002.220312同频率法设计洪水过程线计算表（P=0.1%）时序典型洪水过程放大倍比k放大后流量（m³/s）俢匀后设计洪水过程线Qp(t)(m³/s)日时Qd(t)(m³/s)12393750.000.622330.