设计洪水过程线的推算
设计洪水过程线的计算
习题二：设计洪水过程线的计算
已知梅港站P = 2 %的设计洪峰流量Q m,2 %=14200 m3/s和最大1、3、7天设计时段洪量（见下表1）和典型洪水过程（见下表2），求P = 2 %的设计洪水过程线。
表1梅港站P = 2 %的洪水峰量设计值
表2梅港站1955年典型洪水过程
解：采用同频率法推求设计洪水过程线。
首先对表1所提供的洪量进行单位换算，然后经分析选定典型洪水过程线（1955年6月19日~25日），通过面积包围法计算各时段洪量，从而推算各时段放大倍比k。
其中，最大一日洪量的放大倍比k1为
k1=W1p
W1d
=1.07
最大三日洪量的放大倍比k3-1为
k3−1=W3p−W1p
W3d−W1d
=1.12
最大七日洪量的放大倍比k7-3为
k7−3=W7p−W3p
W7d−W3d
=1.34
洪峰的放大倍比k Q为
k Q=Q mp
Q md
=1.04
成果如表3所示。
表3同频率放大法倍比计算表
逐时段进行放大，由于不同历时衔接的地方放大倍比k不一致，放大后在交界处产生不连续现象，使过程线呈锯齿形，修匀成光滑曲线时保持设计洪峰和各种历时的设计洪量不变，修匀后的过程线及为设计洪水过程线，计算过程见表4，修匀后的设计洪水过程线如图1所示。
表四：同频率法设计洪水过程线计算表
图1梅港站P = 2 %的设计洪水过程线。
第四章由流量资料推求设计洪水
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
资料审查 年最大值法选样 特大洪水处理 峰、量频率计算 安全修正值 设计洪峰和设计洪量 成果合理性检验 选择典型洪水
同倍比或同频率缩放
设计洪水过程线
一、资料审查 1、可靠性 实测洪水资料： 对测验和整编进行检查，重点放在观测 与整编质量较差的年份。包括水位观测、流 量测验、水位流量关系等。而且洪水系列中 各项洪水相互独立，且服从同一分布等。 历史洪水资料： 一是调查计算的洪峰流量可靠性；二是 审查洪水发生的年份的准确性。
设：N——历史调查期年数； n——实测系列的年数； l——n年中的特大洪水项数； a——N年中能够确定排位的特大洪水项数 （含资料内特大洪水l项）； m——实测系列在n中由大到小排列的序号， m=l+1，l+2，...，n； Pm——实测系列第m项的经验频率； PM—— 特 大 洪 水 第 M 序 号 的 经 验 频 率 ， M=1，2，...，a
1153
1870
n
1992
N
说明确定特大洪水的重现期具有相当大的 不稳定性。要准确地确定重现期就要追溯到更 远的年代，但追溯的年代愈远，河道情况与当 前差别越大，记载愈不详尽，计算精度亦愈差。 一般地，以明、清两代六百年为宜。
（3）经验频率的计算 连序系列中各项经验频率的计算方法， 已在前面论述，不予重复。 不连序系列的经验频率，有以下两种 估算方法： 1、独立样本法 2、统一样本法
所谓“连序”与“不连序”，不是指时 间上连续与否，只是说所构成的样本中间有 无空位。
连序系列：洪水系列中没有特大洪水 值，在频率计算时，各项数值直接按大小 次序统一排位，各项之间没有空位，序数m 是连序的； 不连序系列：系列中有特大洪水值， 特大洪水值的重现期（N）必然大于实测系 列年数n，而在N－n年内各年的洪水数值无 法查得，它们之间存在一些空位，由大到 小是不连序的。
工程水文学同频率放大法计算设计洪水过程线
网络教育学院《工程水文学离线作业》题目：同频率放大法计算设计洪水过程线学习中心：专业：年级：学号：学生：指导教师：典型洪水过程线的选取与推求仅有设计洪峰流量和设计洪水量还难以确定水库的防洪库容和泄水建筑物的尺寸，这是因为洪峰流量出现的迟早和洪量集中的程度不同，即洪水过程线形状的不同，会得到不同的设计防洪库容和最大泄量。
因此，设计洪水过程线亦是设计洪水的一个不可缺的重要内容。
设计洪水过程线指符合某一设计标准的洪水过程线，生产实践中一般采用放大典型洪水过程线的方法。
思路：先从实测资料中选取一场典型洪水过程，然后按设计洪峰流量、设计洪量进行放大，即得设计洪水过程线。
选择资料完整精度较高且洪峰流量和洪量接近设计值的实测大洪水过程线；具代表性，洪水发生季节、洪水的历时、峰量关系、主峰位置、峰型等均能代表该流域较大洪水特性的实测洪水过程；选择对工程防洪不利的典型洪水过程线，尽量选择峰高量大的洪水，而且峰型集中，主峰靠后的过程。
放大方法同倍比放大法用同一放大系数放大典型洪水过程线，以求得设计洪水过程线的方法。
该法的关键是确定以谁为主的放大倍比值，有以下两种方法：以洪峰流量控制的同倍比放大法(以峰控制)适合于无库容调节的工程设计，如桥梁、涵洞及排水沟及调节性能低的水库等。
以洪量控制的同倍比放大法(以量控制)适合于蓄洪为主的工程设计，如调节性能高的水库，分洪、滞洪区等。
放大倍比按上述方法求到后，以放大倍比乘实测的典型洪水过程线的各纵坐标，即得设计洪水过程线。
该法简单易行，能较好地保持典型洪水过程的形态。
但该法使得设计洪水过程线的洪峰或洪量的设计频率不一致，这是由于两种放大倍比不同(KQm KW )造成的。
如按KQm放大后的洪水过程线所对应的时段洪量不一定等于设计洪量值。
反之如按KW 放大洪水过程线，其洪峰值不一定为设计洪峰值。
故为了克服这种矛盾，为使放大后过程线的洪峰和各时段洪量分别等于设计洪峰和设计洪量，可用下述的同频率放大法。
防洪工程常用计算公式
(式中：Qm设——洪水设计流量；Fs——设计控制面积；Fz——附近典型水文站的控制面积；Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水：经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法：Qm=KnFn
(式中：Qm——洪水设计流量；Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数，洪水设计计算系数是28-48个系数；Fn——控制面积，F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个，根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用，超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型：洪水的类型一般分为六种，一是暴雨洪水，暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水，三是冰川洪水，四是冰凌洪水，五是雨雪混合洪水，六是溃坝洪水。
洪水分级：根据国家《水文情报预报规范》，按洪水重现期的大小，把洪水分为常见洪水（8-10年一遇）、较大洪水（10-50年一遇）、大洪水（50-150年一遇）、特大洪水（大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素：
①梯形断面的过水断面面积计算公式：ω=（b+mh）h
(式中：ω——过水断面面积，单位：平方米；b——底宽，单位：米；h——水深，单位：米；m——边坡系数，表示斜坡的垂直距离每增加1米，则水平距离相应增加m米；)
过水断面宽度计算公式：B=b+2mh
⑷蓄满产流：年降雨量充沛，地下水位高，包气带土层不厚，下层容易常达田间持水量，缺水量不大，不容易形成超渗产流，在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式，称为满蓄产流。
⑸汇流过程：降雨或者溃坝形成的洪水，从产生的地点到流域出口断面的汇集过程，称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。
第七章由流量资料推求设计洪水
1921 1949 1903
统一样本法：
同独立样本法
1949
1832
1903
N2=141
N1=70
1935
n=33
1972
计算分析
调查期N1=70： 独立样本法：
1921年 1949年
1903年
已抽到上面排序
PM 12
2 70 1
0.0282
3 PM13 70 1 0.0423
1867
1852 1832 1921
特大洪水类型
类型：实测特大洪水、历史特大洪水
2、为什么要考虑特大洪水？
在样本系列不长时，一般频率计算方法的成果变动很大。 系列愈短，抽样误差愈大。若用于推求千年一遇、万年一 遇的稀遇洪水，根据就很不足。
如果能调查到 N年（N>>n）中的特大洪水，就相当于 把n年资料展延到了N年，提高了系列的代表性，使计算 结果更合理、准确、稳定。
1、什么是特大洪水？
定义：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，通过历史洪水调查，能知 其数量大小和重现期的洪水。
类型：实测特大洪水、历史特大洪水 注释：历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪
水痕迹，只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹 可供查证，所以调查到的历史洪水一般就是特大 洪水。
防护对象的防洪标准： 下游遭遇这种标准洪水时，通过水库及其它防洪措施
的调蓄，使控制点的洪水不超过河道允许的安全泄量。
水利水电枢纽工程分等指标
水工建筑物级别划分
水工建筑物防洪标准
下游防护对象的防洪标准
六、设计洪水
定义：工程规划设计依据的洪水，或符合防洪标
准的洪水。 为了保证工程安全，规划设计时，以某一标 准的洪水作为防御对象，使建筑的工程遇到不超 过这种标准的洪水时不会被破坏。工程规划设计 中所依据的一定标准的洪水，即为设计洪水。
洪水计算(推理公式法)
P=00
1.32
33.93
1.80
67.87
2.40
135.74
2.94
271.48
3.78
407.21
4.80
542.95
5.93
644.76
7.19
678.69
8.39
644.76
9.77
542.95
11.81
407.21
14.81
271.48
19.66
135.74
25.18
1.998 2.121 2.305 2.734 2.118 2.212 2.335
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Qm
4.73 4.50 4.23 3.73 4.70 4.49 4.22
验算
ψ
τ
τn3
Qp
0.045936341 0.052548381 0.061999459 0.086334157 0.046416195 0.052274533 0.061536412
Htp
380.79 306.67 232.49 137.59 335.79 281.41 225.67
t=1-6h
Qp
499.41 411.02 320.79 194.33 489.36 405.92 317.23
Wp（万m ³）
1376.06 1094.70 819.68 479.04 1154.25 954.94 755.85
-0.274557823 3.0716779 -0.275104022 3.1915656 -0.275803928 3.3439505 -0.278095567 3.6870571 -0.276682603 3.065531 -0.276322519 3.1814113 -0.277180269 3.3635863
洪水过程线计算步骤
洪水过程线计算步骤嘿，咱今儿就来说说洪水过程线的计算步骤哈！这可不是个简单事儿，但别怕，跟着我一步步来，你肯定能搞明白。
你想想啊，洪水就像个调皮的孩子，一会儿闹得凶，一会儿又安静点，咱得搞清楚它啥时候闹，啥时候停。
那咋搞清楚呢？这就得靠计算啦！首先呢，咱得收集一堆数据，就像给这个调皮孩子建个档案一样。
这些数据包括降雨量啦、流域特性啦等等。
这就好比你要了解一个人的脾气，得先知道他平时的生活环境和经历吧！然后呢，根据这些数据，咱要用一些公式和方法来分析。
这可有点像解方程，得动动脑筋，把那些隐藏的信息给找出来。
比如说，根据降雨量和流域面积，能算出大概会有多少水流进来。
接下来，就是考虑各种因素对洪水的影响啦。
比如说地形，有的地方高，有的地方低，水肯定流得不一样快呀！这就好像一条路有的地方平坦，有的地方坑坑洼洼，你走路的速度肯定也不一样。
再然后呢，咱得把时间因素也加进去。
洪水可不是一下子就来一下子就走的，它有个过程，就像一场表演有开场、高潮和结尾一样。
咱得把这个过程给描绘出来。
计算的过程中，可不能马虎，得仔细再仔细。
就像你做饭，盐放多了放少了味道都不一样，咱这计算要是错一点，那结果可能就差老远啦！等咱把这些都算好了，就能画出那条洪水过程线啦！看着那条线，就好像看到了洪水这个调皮孩子的表演轨迹。
你能知道它啥时候开始闹，闹得有多厉害，啥时候又慢慢安静下来。
哎呀，这洪水过程线的计算步骤虽然有点麻烦，但真的很重要啊！它能帮我们更好地了解洪水，做好应对措施，保护大家的安全。
咱可不能小瞧了它，得认真对待，就像对待一个重要的任务一样。
总之呢，只要咱有耐心，按照步骤一步一步来，肯定能算好洪水过程线。
到时候，咱就能更有把握地和洪水这个小调皮打交道啦！。
小流域设计洪水计算(主讲推理公式法)
a、地区水文手册中的Sp等值线图插取; b、由式（8-2）知：Sp=Pt,p· tn-1 ∵ P24,p已知（t=24h） ∴ Sp=P24,p· 24n2 -1
WUHEE
n
F
未知参数：Sp、n、F 、 、τ。 1. Sp、n、F 的计算
流域面积F可从地形图上量出； n 由地区n值分区图查出； Sp查等值线图或由暴雨公式可求，即：
由式（8-1）it , P
SP tn
知：Sp=Pt,p· tn-1 ∴ Sp=P24,p· 24n2-1
∵ P24,P已知（t=24h）
L 1/ 3 1/ 4 J F 或
L J 1/ 3
在建立m~θ关系时,分下面几种情况: 1 按下垫面条件定线 2 按区域条件定线 3 考虑设计洪水大小定线 50年一遇以上洪水： m=0.5θ0.23
WUHEE
P139
小流域4类下垫面条件下相应的m值。见表8-1。
WUHEE
三、设计洪峰流量计算方法——试算法 1. 、Cv、Cs、n1、n2
WUHEE
Sp tc (1 n) u 22.6h
1 n
WUHEE
WUHEE
8.4
计算洪峰流量的地区经验公式
暴雨特性（强度、历时）
洪峰影响因素
流域几何形特征（河长、比降、集水面积）
地质地貌特征（植被、土壤、地质）
一、单因素公式
以流域面积F作为洪峰流量的主要影响因子，建立二者间 的关系，其形式为：
Pt utc hR c P P
由暴雨公式有： u=(1-n)Sp/tcn=(1-n)itc 。 代入上式得：
工程水文学同频率放大法计算设计洪水过程线
网络教育学院《工程水文学离线作业》题目:同频率放大法计算设计洪水过程线学习中心：专业:年级:学号：学生:指导教师：1.1 典型洪水过程线的选取与推求仅有设计洪峰流量和设计洪水量还难以确定水库的防洪库容和泄水建筑物的尺寸，这是因为洪峰流量出现的迟早和洪量集中的程度不同，即洪水过程线形状的不同，会得到不同的设计防洪库容和最大泄量。
因此，设计洪水过程线亦是设计洪水的一个不可缺的重要内容。
设计洪水过程线指符合某一设计标准的洪水过程线,生产实践中一般采用放大典型洪水过程线的方法。
思路：先从实测资料中选取一场典型洪水过程，然后按设计洪峰流量、设计洪量进行放大，即得设计洪水过程线.选择资料完整精度较高且洪峰流量和洪量接近设计值的实测大洪水过程线；具代表性，洪水发生季节、洪水的历时、峰量关系、主峰位置、峰型等均能代表该流域较大洪水特性的实测洪水过程;选择对工程防洪不利的典型洪水过程线，尽量选择峰高量大的洪水,而且峰型集中，主峰靠后的过程。
1。
2 放大方法同倍比放大法用同一放大系数放大典型洪水过程线，以求得设计洪水过程线的方法。
该法的关键是确定以谁为主的放大倍比值，有以下两种方法:以洪峰流量控制的同倍比放大法（以峰控制)适合于无库容调节的工程设计，如桥梁、涵洞及排水沟及调节性能低的水库等。
以洪量控制的同倍比放大法（以量控制）适合于蓄洪为主的工程设计，如调节性能高的水库，分洪、滞洪区等。
放大倍比按上述方法求到后，以放大倍比乘实测的典型洪水过程线的各纵坐标，即得设计洪水过程线.该法简单易行，能较好地保持典型洪水过程的形态。
但该法使得设计洪水过程线的洪峰或洪量的设计频率不一致，这是由于两种放大倍比不同（KQm KW ）造成的.如按KQm放大后的洪水过程线所对应的时段洪量不一定等于设计洪量值。
反之如按KW 放大洪水过程线，其洪峰值不一定为设计洪峰值.故为了克服这种矛盾，为使放大后过程线的洪峰和各时段洪量分别等于设计洪峰和设计洪量,可用下述的同频率放大法。
水文学设计洪水计算
概述： 水利工程的防洪问题可归纳为二类：
水利工程下游地区的防洪问题 水工建筑物本身的安全防洪问题
设计洪水 (Flood design)
上述的二个问题都需要对有关河段/地点按指 定标准选择出将来水利工程运行期间可能发生的 一次洪水，作为设计的依据。这种用以设计水利 工程所依据的各种标准的洪水的总称为设计洪水。 设计洪水包括设计洪峰流量、设计洪量和设计洪 水过程，常称为设计洪水三要素。
非常运用的洪水标准用以确定水利水电工 程的校核洪水位，这种标准的洪水称为校核洪 水。
实例
北京密云水库：
设计洪水标准：P=1/1000，Q =15,200 m3/s 校核洪水标准：P=1/10,000， Q =216,00 m3/s
三峡工程：
设计洪水标准：P=1/1000，Q =98,800 m3/s 校核洪水标准：P=1/10,000， Q =113,000 m3/s
① 连续系列的经验频率计算 按前述的方法计算：
m Pm n 1
式中， Pm : 大于或等于某一变量的经验频率; m : 变量由大到小排列的序号; n : 连序系列中的总项数。
② 不连续系列的经验频率计算
分别处理法
将实测系列与含特大值的系列看作从总体中 抽出的二个随机ห้องสมุดไป่ตู้序样本，各项分别在各个系列
3） 洪水资料的延展
洪峰洪量频率计算一般要求系列容量n30 ,否
则必须进行系列的插补以及尽可能地利用历史洪 水和暴雨资料展延系列，以增加洪水系列的信息 量以提高代表性，减少频率分析的抽样误差。
利用上下游测站或邻近的测站流量资料进 行插补延长；
❖ 利用本站洪峰和洪量的关系进行展延；
利用本流域暴雨资料插补延长。
文献考证期：
设计洪水过程线
或
k WTP
WTD
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）
按按33dd洪洪量量放放大大 按洪峰放大 按1d洪量放大
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：
(4)用同频率控制放大法推求设计暴雨 过程，将各放大倍比系数填在表中 与典型暴雨过程相对应的位置上， 通过放大计算得设计暴雨过程，如 下表所示。
时段 △t= 1 6h
234 5 6 7 8
9 10 11 12 合 计
典型 暴雨 12.2 6.8 0 20 1.5 3.8 4.7 11.3 46.7 21.5 3.8 8.7 141 过程 mm
件，放大后变形小）； （2）降雨过程有足够的代表性（易出现）； （3）主雨峰偏后（对工程不利） 2放大方法 （1）同频率法（常用）； （2）同倍比法
例题
某流域具有充分的雨量资料。经面暴雨量频 率计算得各时段P=1%的设计雨量为 H6h=64mm，H24h=106mm， H72h=178mm，求P=1%的设计暴雨过程。
量仅用于计算设计Pa。
同频率法：同时进行Ｐ和Ｐ＋Ｐａ两种
系列的频率计算，由设计频率的
Ｐ＋Ｐａ值减去同一频率的Ｐ 值,差额作 为所求的设计Ｐａ值： Ｐａｐ＝（Ｐ＋Ｐａ）ｐ－Ｐｐ
22 日 21：00
七天
117600 57620 16 日 7：00 ～ 23 日 7：00
1．推求各时段放大倍比
k0＝3530 / 1620＝2.18 k1＝42600 / 20290＝2.10 k3－1＝（72400－42600）/（31250－20290）＝2.72 k7－3＝（117600－72400）/（57620－31250）＝1.71
设计洪水与设计水位推算方案
设计洪水与设计水位推算方案一、设计洪水推算概述1. 设计洪水标准明确本项目所需遵循的设计洪水标准，包括洪水重现期、设计洪水频率等。
2. 洪水类型及特征分析本项目所在区域的洪水类型，如暴雨洪水、融雪洪水等。
描述各类洪水的特征，包括发生时间、频率、持续时间等。
3. 推算方法选取依据项目特点，选择合适的洪水推算方法，如频率分析、水文模型模拟等。
说明所选方法的适用性和优势，为后续推算提供依据。
二、设计洪水推算步骤1. 数据收集与处理收集项目所在流域的历史洪水资料、降雨资料、地形地貌等数据。
对收集到的数据进行审核、整理和预处理，确保数据质量。
2. 设计暴雨分析分析设计暴雨的时空分布特征，确定设计暴雨的强度、历时等参数。
结合地形地貌，分析暴雨对洪水形成的影响。
3. 洪水过程线推算利用所选推算方法，结合设计暴雨成果，推算设计洪水过程线。
分析不同重现期下的洪水过程线特征，为设计提供依据。
4. 设计洪水成果合理性分析对比历史洪水资料，分析设计洪水成果的合理性。
如有必要，对设计洪水成果进行修正，确保其可靠性和安全性。
三、设计水位推算概述1. 设计水位标准明确本项目所需遵循的设计水位标准，包括防洪标准、排涝标准等。
2. 水位影响因素分析影响设计水位的主要因素，如河道形态、糙率、比降等。
描述各因素对设计水位的影响程度，为后续推算提供依据。
3. 推算方法选取依据项目特点，选择合适的设计水位推算方法，如水力学计算、水理模型模拟等。
说明所选方法的优势和适用性，为后续推算提供依据。
四、设计水位推算步骤1. 河道参数确定收集项目所在河道的地形地貌、糙率、比降等参数。
对河道参数进行实地调查和测量，确保数据准确性。
2. 水位流量关系建立基于实测数据，建立河道水位与流量的关系曲线。
分析不同工况下的水位流量关系，为设计水位推算提供依据。
3. 设计水位推算利用所选推算方法，结合设计洪水成果，推算设计水位。
4. 设计水位成果合理性分析对比历史水位资料，分析设计水位成果的合理性。
洪水过程线
设计洪水过程线的推求
设计洪水过程线是指具有某一设计标准的洪水过程线。
目前仍采用放大典型洪水过程线的方法，使其洪峰流量和时段洪水总量的数值等于设计标准的频率值，即认为所得的过程线是待求的设计洪水过程线。
放大典型洪水过程线时，根据工程和流域洪水特性，可选取同频率放大法和同倍比放大法。
1、同频率放大法：要求放大后的设计洪水过程线的峰和不同时段的洪水均分别等于设计值。
2、同倍比放大法：按洪峰或洪量同一倍比放大典型洪水过程线的各纵坐标值，从而求的设计洪水过程线。
用同频率放大法求得的洪水过程线，适用于洪峰流量均对水工建筑物防洪安全起控制作用的工程。
同倍比放大法简便，如按洪峰放大得到的设计洪水过程线，适用于洪峰流量起决定性的工程，如堤防、桥梁和调节性能低的水库等；如按洪量放大得到的设计洪水过程线，适用于洪量起决定性的工程，如调节性能高的水库、分洪滞洪区等。
【doc】用退水曲线法计算设计洪水过程线
用退水曲线法计算设计洪水过程线用退水曲线法计算设计洪水过程线贵州省电力工业局提吴秉度要本文在综合分析洪水过程特性的基础上,提出了一新的计算设计洪过程线的方法——退永曲线法,这种计算方法不但能够同时控制设计洪水过程线的峰量六小和形状,保证计算成果的质量,而且适用范盈广,灭便于用微机进行算,很有实用价值. (一)前言设计洪水过程线,是进行调洪演算,并据确定水工建筑物规模尺寸,或者对已运行水库进行安全复核的主要依据.当利用流量资料计算设计洪水时.设计洪水过程线大都采用放大典型洪水过程线的办法推求.目前常用分时段同频率控制放大法或同倍比放大法.用分时段同频率控制放大法计算时,由于在不同的设计时段采用不同的放大系数,故设计洪水过程线在各时段交界处不能连续衔接,形状相似性很差,需要进行人为修整.用同侪比放大法计算时,出于在所有的设计时段都采用同一个放大系数故只能保证设计洪水过程线的洪峰流量或控制时段的洪量符合设计条件而其余设计时段的洪量往往与设计值相差甚多.这主要是由于计算方法还不够完善,为此笔者在综合分析洪水过程特性的基础上,设计了一种能同时控制设计洪水过程线峰量大小及形状的计算方法.实际验证表明,这种计算方法在保证设计洪水过程线质量方面有非常好的效果,特提出供参考,推广=(二)计算原理t.洪木过程特性分析各个洪水过程,不仅峰量大小各有差异,而且过程形状也不相同:但是,洪水过程都是由连续变化的涨水曲线和退水曲线所组成,这仍然是它们共同的特点:任取一个洪水过程(或某一个设计时段),如果把各时刻的流量Q从大到小编为I(I0,l,……I),分析一下Q与I之间的相关关系,则可以发现它们的相关曲线都类似于退水曲线(图1),符合指数函数的变化规律,可表示为:Q,=Q(1)式中:I——排序变:『t(,≥0):Qi——I对应的流量Q.——,一0对应的流量,即最大流量m和B是和相关曲线形状有关的两个常数,可用资料统计方法求得.其近似值则可由下式直接计算:"o7.~inin导鲁)七czB=～】Ⅱ苦一I:(3)式巾:Q,I——最小流量及其排序号;0,I——某一巾问代表性流量及其排序号.—攀I"—,-～≤iII广一c,I1103El,5【I…』圆1流量排序关系上述西数关系就是洪水过程特性的综合反映,主要表现在如下两个方面:(1)洪水过程各时刻流量的大小与此时刻的排序变量I的大小成正比关系.只要各时刻的I:值一确定则不论洪水过程的峰量大小如何变化,其洪蜂洪谷位置以及各且于刻流量Q之间的相对大小关系仍不会改变,也就是说排序变量I是反映洪水过程形状的主要参数. 如果两个洪水过程各时刻的排序变量值都相同,则它们的过程形状必定基本相似.(2)洪水过程各时刻流量Q『的犬小在Q至之间随I的变化而连续变化,其变化规律只需Q.Q,Q三个已知点就能控制.也就是说Q.,Q,Q是反映洪水过程峰量大小的主要参数.Q.是最大流量控制值,Q是退水终点的衔接条件,Q则主要与洪量直接相关.如果知道了一个洪水过程的QQ,Q,也就等于知道了此洪水过程的峰量大小.2.讦算愿理l从上述特性可以看出,如果我们能够根据已知条件确定设计洪水过程线各时划的排序变量J,及Q.,Q,Q的数值,也就能控制住设计洪水过程线的形状和峰量大小困此,设计洪水过程线的计算可按如下原理进行: (1)根据已知的典型洪水过程线资料,求出各时刻的排序变量I并将其直接引用于设计洪水过程线的计算,可保证两者在形状上保持相似.鉴于排序变量I在计算设计洪水过程线中仪起控制形状的间接作用,其绝对值大小对计算成果没有什么影响为简化计算,可把典型洪水过程线的流量排序关系曲线假设为标准指数函数形式,令m=l,B—l,则排序变量I可由下式计算,q,,"()式中:q——t时刻典型洪水过程的流量;q——典型洪水过程的最大流量.-(2利用设计洪峰流量(最大流量),设计洪量或设计时段洪量(平均流量)羽J基流量(最小流量)等条件,作为控制设计洪水过程线峰量九小的参数Q.,Q.和Q,则设计洪水过程线各时刻的流量Q就能由式(1)直接进行计算.如果计算结果有较大的洪量误差,可以用调整Q值的办法重新计算一次,直到满意为止用基流量作为退水终点衔接条件时,应攒当地实际情况取值,但事实上基流量的取值大小对计算成果影响很小,为方便通用起见,可取为大于零的定值,比如等于1(三)计算方法1.计算规则设汁洪水一般都彳『多个设汁时段从上述计算原理可知,每一个设计时段的设汁洪水过程线都是能够计算的冈此当设计洪水有多个设计时段时,可以采用分段处理的办法解决.但为了保证设计洪水过程线在各肘段交界处能连续衔接,并不至发生数学运算柏困难还应遵循以下两个规91lJ(1)把前一计算时段的边界成果和后一计算时段的平均流量作为本计算时段的边界控制条件,以保证设计洪水过程线的连续衔接(2)汁舅顺序拨设计时鞋序的遵守进行.也就是说,后一殴计时段的边界成果就足本计算时段的退水衔接条件Q,q,,前一设计时段的平均流量就是本计算}f寸段的高水衔接条件Q.,q.这种处理办法,一般都能满足吼≥q(即I≥0)的条件,敛0遥葬可顺利进行2.计算步骤按照上述原理和规则,可把具体的计算步骤归纳如下:(1)准备工作.8.根据设计时段历时,确定典型洪水过程线牛}设计时段的时序范围, 并统计出各设计时段的洪量=.计算出典型洪水过程线和设计洪水过程线}}设计时段的平均流量,(2)逐段计算设计洪水过程线..蜂量大小参数取值,耍¨计算规则2.所述把本计算时段的平均流量取为Q,的初值.这是控制时段洪量的主要参数b.f{J式(4)计算备时刻的排序变量I及I,I.c.寸算设计洪水过程线.能山Q,Q及I,I按式(2).式(3)求出参数",B;再由式(1)计算Q;最后统计本计算时段设计洪水过程线的平均流量,与设汁值进行比较.若误差△不符合精度要求,将Q值乘以(1一△)再重新计算直至满意为止.3.算倒某水库按万年一遇洪水标准进行防洪安全复核,设计洪水的峰量大小如表l所选的典型洪水过程线如表7中的"ql"栏.试求设计洪水过程线,要求时段洪量的误差小于l.解:准备工作的计算成果见表l和表2,各设计J付段设计洪水过程线计算成果见表3～表7及图2.表1各设计时段洪■参数I段.MII.^段长,设wG.8O08.0|0典W2.5753.225范围2—20D一56表2各设计时段平均流量段QMlI2典l620设4l1表5第2设计时段计算参数(第l提计算)计算'r均{_}c量=38l计算设芷6-】8457表4第2设计时段计算参数(第2扶计算)计算平均流量36l计算误差=0557375表5第1设计时段计算参数(第1次计算)0.QQIBM典l620993582o.48921.0237】_000O1.0设48|02R23】3O0n.48g2】.02371.280】】.0343 算平均流量=2fi72计算误差=1.847172表6第1设计时段计算参数(第2冼计算)计掉平均流量=2645计算误差=0.8052826厂,I囤2典型,设计洪水过程线(P一0.01j'4特殊清况的处理使用本方法计算设计洪水过程线的必要条件是I.≥0,也就是说q.的取值必须大于或等于计算时段内典型洪水过程线任一时刻的流量q.当典型洪水过程线为单峰形状肘,都能自动满足这一使用条件,但典型洪水过程线为多峰形状时,则可能会出现以下两种特殊情况,应分别进行处理:'(1)如果有一个或多个较大的次峰位于洪峰时段以外的设计时段内,则次峰有可能大于前一设计时段的平均流量.若遇到这种情况,只需将再前一个设计时段的平均流量取为吼,问题就可解决(2t)如果设计洪水的设计时段历时的划分没有充分考虑典型洪水的过程特性,则可能出现某一设计时段的时序范围刚好位于典型洪水过程线洪谷位置的情况,至使这一设计时段的平均流量小于后一设计时段的平均流量表7设计洪水过程计算成果Iicc,f.,}.,I{"cz,}Q算fQ2ln2g4Ⅱ90?887388884421303670?995778274【18503I3{1l?0989692655】690323021?190662258714目0332701?302~?546514】52n42441?1039485456I如03522L1.5029432406l2303S200I?5027385361l050371821.69a35329Ij381641?80l23062873I8O39147I.91062702j337l0d01332?n10724l22540804ll202.1_352142004800d21ug2?2(197l92179484031n22.2761178.1664760d492?671661554000d5902.1012154l4{36046842?1702142133339047792.53161331240110t8742?5970I23l1528049692.3669l14106200鲫652?2661069923105l622.7739lD【94l98052j92?82359589Ol202.I13510I80053572.~58t)9I86】l6【.9】742766:0.259S1jO054542?9I∞S680375】'.2.70.53461300555:2?94988277 4646567627755884949442』01l7O1I1320】2】42013I610141t320lj160016140D17I30018I230】9ll5020la硼2IlO00229I423810275I256jI265g2275150.65691_2056493?00927772 284580.7742g38违反了设计时段越长平均流量越小的变化规律,此时若用本方法计算设计洪水过程线,虽然不会出现数学运算的困难,但参数m变为负值,计算结果是设计洪水过程线在典型洪水过程线的洪谷位置反而出现了洪峰,破坏了形状的相似性.对于这种情况,任何计算方法都无法解决,因为它是计算条件不合理所造成的. 要避免产生这种特殊情况的发生,应该在设计时段历时划分时注意典型洪水过程的变化特性,尽量照顾峰型的完整,时段的数目也不宜过多假如在计算设计洪水过程线时才发现这个问题,则也可以用舍弃这一设计时段的办法处理,仍可取得较好的计算成果8(四)结语(1)本计算方法主要利用退水曲线特性的原理来计算设计洪水过程线,故可称为退水曲线法.由于在计算时艟同时控制设计洪水过程线的峰量大小和形状,因此比目前采用的计算方法更完善.(2)本计算方法拒保证设计洪水过程线在各设计时段交界处连续衔接,没有人为修整的任意性.计算成果比较客观.(3)用本方法计算的设计洪水过程线的质量是比较高的.不仅各设计时段的洪量能达到指定的精度,而且其过程形状也必然和典型洪水过程线的形状基本相似.(下转第28页)到爆破抛掷的巨大能量的冲击而有所压密.这次在坝基河床钻孔,进行抽水试验和挖坑取样试验:覆盖层厚度2.3～7.7m,渗透系数最大值为1.1×lO～on~/s,覆盖层结构紧密,无槊空现象,级配连续,天然容重24T/m,估计今后爆破后的坝基干容重比白龙河大坝原型探井取样试验数据更好一些柴石滩水库工程坝址,属有限深透水地基,其渗透条件与石碴坝近似.因此,坝体坝基渗漏量的计算,按石碴坝有限深地基的近似解法.当库水位在正常高l60.4m时,坝体年渗漏量为422.Yyi~t,坝基年渗漏量98万ma, 为连续级配非发展性管涌土柴石滩大坝在坝高50m处目一个30ITt宽的平台,其作用是:(1)在万一灌淤防渗失效达不到渗流控制要求时,可在平台上再作垂直防渗,直捅基岩.(2)爆坑内残留石料约400万m,为完建工作和运行安全计,是需要搬运处理的这么大的方量要运到他处堆放不如冲填至坝坡上简便(3)增加丁坝的宽度对稳定更为有利(4)便于消除大爆破带来的畸形堆积的影响;6.关于施工安排及大坝整形加高枢纽施工共安排4年工期,先搞导流泄洪洞开挖衬砌,同时开挖药室;至第2年11月起爆成坝;然后利用雨季到来之前的半年时阃,搞整形加高到拦洪高程;第4年再加高到设计至于相似的程度如何,还可以通过参数mB的大小来判断.若m值大于l,则设计洪水过程线比典型洪水过程线肥硕.若B值太于I,则设计洪水过程线比典型洪水过程线退水速度更快.反之也然如果m和B都接近于l,则两者的形状完全相似.(4)本方法适应范围广,只要各设计时段历时取得合适,能够与典型洪水过程特性相匹配,则都可以用本方法顺利进行设计洪水过程线的计算2S高程,开挖衬砌溢洪道并扫尾我们在工作中考虑到年度投资的集中和先解决主要矛盾,设想一次设计分期施工把电站隧洞及厂房划为二期工程.在施工安排上,在太爆破之后立即整理爆堆上游坝坡面,以高压水冲诜,加速坝体的早期沉降,并爆醉裸露的大块石,填平补齐,用重型碾压机具压实,为水力冲填的斜墙施工造就一个平顺稳定的床面,保证冲填斜墙厚度的均匀水力冲填初期,应尽量用稀浆,使之充分灌淤坝体,改善其水工性能,,四,结语通过柴石滩水库工程可行性研究,深深感到定向爆破筑坝是一项能节约大量资金和加快建设速度的筑坝新技术一个工程,在导流泄洪建筑物施工的周时,就可进行主体工程施工,即同时开挖药室,待泄洪建筑物完建后,即可装药爆破爆破后只需稍加整理,随着坝前库水位的上升,用水力冲填灌淤等有效方法进行坝体防渗,与此同时进行输水工程和厂房的续建和机电安装,比常规施工方法可大大提前建成投产受益因此,推广定向爆破筑坝新技术不失为一条加快我国水利水电建设之有效途径.本文在写作过程巾.褥勋莉虹尧,黄园勋,棘巷或,叠常印等同志的帮助特此称谢,(5)本计算方法全部采用计算公式计算设计洪水过程线.故便于使用计算机,提高工作效率很有实用价值参考文献:1]中华^昆共和嗣水利部,电力工业部,水衬水电工程设计水计算规范$DJ2279(试行.水利电力出版}±l0E3年.[2]华东承利学院水文系犏水文顶拉,中国工业出版社,962年.:3]华东水{ll学院主编出工设手册第二卷.水利电力出版祉.1g84年。
第四章 设计洪水与设计水位推
4、资料独立性的审查
要求同一系列中的样本，必须相互独立
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
频率计算推求设计洪峰流量
1、特大洪水的处理 (1)什么是特大洪水? 特大洪水是指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。 历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水 痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供查 证,所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水. 特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以 发生在实测流量期之外,前者称资料内特大洪水,后 者称资料外特大洪水(历史特大洪水).
P
1949年
P
M 1 2
2 0.0282 70 1
M 1 2
0.0282 (1 0.0282) 21 0.042 70 1 1 0.0282 (1 0.0282) 2 0.0559 70
1903年
P
M 1 3
P 3 0.0423 70 1
将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列， 作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在 历史调查期N年内统一排位。 特大洪水的经验频率仍采用下式
(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为：
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水，l项
x
N a
x
a j 1
n l
n i l 1
N a
n l
1 N a 则可导出： x x n j x N 1 1 N a C x x n l x x x N 1
j i