第8章-设计洪水推求

1、第六章 由流量资料推求设计洪水,第一节 概述 第二节 设计洪峰及设计洪量推求 第三节 设计洪水过程线推求,第一节 概 述一、设计洪水和设计标准,1、基本工程 蓄洪滞洪工程：湖泊、库、分滞洪区挡水防潮工程：闸、坝、堤防、防洪墙排水泄洪工程：河道、排水渠、管道、泵站伴水工程： 桥梁、码头、沿河建筑,水库,湖泊,荆江分洪闸,荆江大堤,水闸,城市河道,2、设计标准（防洪标准）,工程设计运营期内遭受洪水破坏的概率。用洪水发生的频率或重现期来定义。,设计洪水,符合设计频率并用于工程设计的一次洪水。,标准：过大，安全，但投资高 过小，省钱，但不安全，风险大,1978年 SDJ12-78水利水电枢纽工程等级划

2、分及设计标准 1994年 GB50201-94防洪标准强制性国家标准,设计洪水与校核洪水,工程：正常运用、非常运用 设计洪水：按正常运用洪水标准算出的洪水，决定工程的设计洪水位，设计泄洪流量。 校核洪水：发生比设计洪水更大的洪水时，选定一个非常运用洪水标准算出的洪水。,校核洪水标准设计洪水标准,变化幅度：可自行掌握，若需突破上下限，需报批。,任务： 三个要素,二、设计洪水的计算方法,由流量资料推求设计洪水 由雨量资料推求设计洪水 由气象资料推求设计洪水,由流量资料推求设计洪水：先求符合一定频率的设计洪峰流量和时段设计洪量,然后通过典型缩放法构成一个完整的设计洪水过程线。,由暴雨资料推求设计洪水

3、：假定暴雨与对应的洪水同频率,先推求设计暴雨,经流域产流计算与汇流计算,最后求得设计洪水。,由气象资料推求设计洪水：根据天气形势和风速、露点、降水等气象资料,分析和推求可能最大暴雨,然后经流域产流与汇流计算求出可能最大洪水,洪水或暴雨资料选样的原则,应满足独立随机选样的要求,并符合防洪设计标准的含义。而每年有多个洪峰、时段洪量、时段雨量,国内外常见的有四种选择方法。,年最大值法 一年多次法 年超大值法 超定量法,三、频率计算中的选样方法,（）年最大值选样法 每年只选一个最大的量值,如年最大洪峰流量,年最大一天洪量,年最大三小时连续降雨量等等。这样,若有年实测资料就可以选出个年最大值组成一个年系

4、列,作为频率计算的样本。 年最大值法一般适用于设计频率较小的情况,如江河上的水利工程设计。,（2）一年多次选样法 一年多次法是每年选出最大个数值,因而年资料可以选出个值组成一个样本。,（3）年超大值法 从年资料中选出最大个值组成一个样本系列。,（4）超定量法 这一方法首先确定最低选择数值,然后把年资料大于这一选择数值的个值选入,组成一个样本。这一选样方法在我国城市排水设计中应用较为广泛。,由流量资料推求设计洪水框图,第二节 设计洪峰和设计洪量计算,洪水系列： 连序系列无特大洪水 不连序系列含特大洪水,特大洪水：实测系列和调查到的历史洪水中，比一般洪水大得多的稀遇洪水。,1、连序样本频率计算,特

5、大洪水加入时频率计算 洪水特大值：对于已有的年实测洪水系列。若经调查考证得到（）年内的最大次洪水,则这次洪水称特大洪水,是调查考证期。用作为计算特大洪水经验频率的依据。 特大洪水可以是实测系列中的（L个）洪水,也可以是调查的历史洪水。,历史洪水考证,实测期、调查期、文献考证期,实测期：从有实测洪水资料年份开始至今的时期。 调查期：在实地调查到若干可以定量的历史大洪水的时期。 文献考证期：从具有连续可靠文献记载历史大洪水的时期。（此历史洪水，一般只能确定等级及发生次数，而不能定量） 。,（1）独立系列法：认为两个样本来自同一总体，把两样本的点据点绘在同一张图上，适线确定总体的分布曲线。 （2）统

6、一系列法：a 个历史大洪水与n个实测一般洪水共同组成一个N 年的样本。,经验频率计算,特大值频率：,独立系列法一般样本频率：,统一系列法一般样本频率：,适线过程中注意点,1、尽量照顾点群的趋势，使曲线通过点群中心 2、侧重考虑上中部分的较大洪水点据,【算例】某河某站具有19551982年间共26年实测洪峰流量资料，推求1000年、100年、20年一遇洪峰流量。,1、特大洪水重现期考证 调查考证得1890年最大洪峰流量18000m3/s为18901982年间最大，其重现期 N =19821890193年,2、配线法估计统计参数 特大洪峰频率:,实测资料洪峰流量频率（独立系列法）：,3、查算设计洪

7、峰流量 Q0.1% 22800 m3/s ； Q1% 17100m3/s ； Q5% 13100 m3/s,7738m3/s ； Cv0.35； Cs1.75,频率配线结果:,合理性检查,设计值的统计参数与历时之间的关系：历时越大，洪量均值越大；Cv一般随历时增加而减小。 下游及干支流洪水的关系合理性分析：自上游向下游，峰量均值递增，Cv递减。 与暴雨频率分析成果比较：洪水的径流一般小于相应天数的暴雨深。 各种历时的洪量频率曲线在使用范围内不应交叉,第三节 设计洪水过程线推求,1、 选择典型洪水过程线； 2、 对典型洪水过程线进行缩放，得出设计洪水过程线。,1、选择典型过程 选择典型洪水的原则

8、： （1）洪水峰高量大： 洪水特性比较接近设计条件。 （2）洪水的特性具有代表性： 发生季节、地区组成、洪峰次数、洪水历时、峰量关系、主峰位置代表流域大洪水一般特性。 （3）洪量集中、洪峰偏后: 洪水过程对工程不利。,2、同倍比缩放法 同倍比法采用按同一倍比对典型洪水过程线的纵标值（流量值）进行缩放来推求设计洪水过程线。 缩放倍比:,或,同倍比法保证得出的设计洪峰或洪量符合设计频率。,Q p ( t ) k Q D（t）,按3d洪量放大,按洪峰放大,按1d洪量放大,QP (m3/s),3、同频率缩放法 按不同历时采用不同倍比对典型洪水过程线的纵标值进行缩放，得出的设计洪峰及不同历时设计洪量均符合设计频率。 洪峰缩放倍比： 洪量缩放倍比：,推求设计洪水过程线 Qp ( t ) k0 QD（t） Qp ( t ) QD（t） t（ti-1，ti） 在缩放后流量过程线时段交界面上，由于缩放倍比的差别，流量过程线不连续，需加以修正。修正的原则是：修正后各时段洪量满足设计值。,【算例】已知某水库设计和典型洪峰、洪量资料，采用同频率法推求p1设计洪水过程线。