设计洪水位计算资料共120页
设计洪水与及设计水位推算课件
桥涵 分类
特大桥 大桥 中桥 小桥 涵洞
桥梁涵洞分类
公路桥涵
多孔跨径总长L/m
L≥1000 100≤ L ≤ 1000
30＜ L＜100 8≤ L≤30
-
单孔跨径 LK/m
LK ≥150 40 ≤LK≤ 150 20＜LK＜40
5≤L＜K 20 LK＜5
公路桥涵设计洪水频率
构造物 名称
高速公路
公
不连续系列的经验频率计算
1) 独立样本法
此法是把包括历史洪水的长系列(N年)和实测的短 系列(n年)看作是从总体中随机抽取的两个独立样本， 各项洪峰值可在各自所在系列中排位。因为两个样本来 自同一总体，符合同一概率分布，故适线时仍可把经验 点据绘在一起，共同适线。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
1/100
设计标准越高（频率越小），设计洪水越大，设 计的工程越安全，被洪水破坏的风险就越小，但工 程的造价越高；反之，标准越低（频率越大），工 程耗资较少，但安全程度也相应降低，被破坏的风 险就较大。
设计洪水的计算途径 1、由实测流量资料推求； 2、由洪水调查资料推求； 3、由暴雨资料推求。
实际工作中，对重要的工程，为保证计算成果 的可靠性，应根据水文资料的情况，采用多种途径 计算，相互比较，充分论证，合理采用。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
二、设计洪峰流量的推求
（1）连序系列
选取样本，一般采用“年最大值法”选取样本； 绘制经验频率曲线； 用适线法绘制理论频率曲线，并选定三个统计参数； 用选定的三个统计参数计算设计洪水频率相应的设计
流量； 审查计算结果。参照统计参数的地区经验值，审查所
选定参数值，并用其他方法推算设计流量，进行对比。
设计洪水计算书
设计洪⽔计算书设计洪⽔推求（⼀）⼯程概况⽢溪⼜称古城溪，发源于浙江省江⼭市⼤桥镇青源尾。
⽢溪⾃源头开始以东西向流⼊⽟⼭县境内，经⽩云镇鹁鸪嘴、⼤园地、平阳村、岩瑞镇⽔门村后，在岩瑞镇⼭头淤北和⾦沙溪汇合。
⽢溪流域⾯积206Km 2，主河道长44.2Km ，河道加权平均坡降0.824‰（其中⽟⼭境内流域⾯积102.6Km 2，河长24Km ）。
⽢溪河道弯曲，河床较浅，中下游两岸地形开阔，耕地集中，属平原丘陵地带，是主要产粮区之⼀。
1，⼯程地点流域特征值，主河道⽐降0.000824.已知流域总⾯积206Km 2，加权平均坡降0.824‰，计算河段下游断⾯集⾬⾯积145.3 Km 2，加权平均坡降1.32‰，主河道长44.2 Km 。
2，设计暴⾬查算（1）求⼗年⼀遇24⼩时点暴⾬量根据⼯程地理位置，查《江西省暴⾬洪⽔查算⼿册》（下同）附图2—4，得流域中⼼最⼤24⼩时点暴⾬量H 24=115mm ；查附图2—5，得Cv24=0.45。
由设计频率P=10%和Cs=3.5Cv 查附表5—2，得Kp 24=1.60。
则⼗年⼀遇24⼩时点暴⾬量H 24（10%）=115?1.60=184.0mm 。
（2）求⼗年⼀遇24⼩时⾯暴⾬量根据计算段流域⾯积F=145.3 Km 2和暴⾬历时t=24⼩时，查附图5—1，得点⾯系数24α=0.983 则⼗年⼀遇⾯暴⾬量为24%)10(24%)10(24α?=H H =184?0.983=180.9mm 。
（3）求设计暴⾬24⼩时的时程分配○1 设计24⼩时暴⾬⾬型以控制时程t ?=3⼩时为例，查附表2—1，得⾬型分配表，如下表1：表1：以3⼩时为时段的⾬型分布表○2查算⼗年⼀遇1，6，3⼩时暴⾬参数根据⼯程地理位置分别查附图2—6和附图2—8，得流域中⼼最⼤6⼩时和1⼩时点暴⾬量，H 6=75mm ，H1=40mm 。
查附图2—7和附图2—9，得Cv 6=0.45，Cv 1=0.45。
设计洪水分析计算
设计洪水分析计算1、洪水标准依据《水利水电工程等级划分与洪水标准》（SL44-2006），确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水校核。
本水库上游流域面积为1.6平方千米，属于小于30平方千米范围，按《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）进行洪水计算。
2、设计洪水推求成果1、基本资料流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2.1千米，干流平均比降j=0.02。
根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》，该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。
该水库水位、库容关系表如下：设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。
2、最大入库流量Q m计算（1）、流域综合特征系数K按下式计算K=L/j1/3F2/5（2）、设计暴雨量计算查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v等值线图》，该流域中心C v=0.6，采用C s=3.5C v应用皮尔逊3型曲线K p值表得，20年一遇K p=2.20，200年一遇K p=3.62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2.2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。
（3）单位面积最大洪峰流量计算经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区，查泰沂山北丘陵区q m- H24-K关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量与200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。
（4）洪水总量与洪水过程线推求已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米与200年一遇最大24小时降雨量H24=307.7毫米，取其75%为P 。
设计前期影响雨量P a取40毫米，计算P+P a，查P+P a与设计净雨h R关系曲线，得20年一遇与00年一遇h R。
洪水总量按下式计算W=0.1*F*h R，由此可计算得20年一遇与200年一遇洪水总量W。
将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算T=W/1800Q m。
设计洪峰流量与水位计算
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；
2、按典型放大
（1）同倍比放大
1）按洪峰控制的放大倍比：K Q
Q mP Q mD
2）按洪量控制的放大倍比：K Wt
WtP 。
注意： 1. 用峰控制还是用量控制，要看峰、量哪
个其主要作用； 2. 设计洪水过程线的峰或量偏离设计值。
“以峰控制”，则洪峰等于设计值，洪 量不一定等于设计值；“以量控制”， 则时段洪量等于设计值，而洪峰不一定 等于设计值。
P 1-PMa
PM
M N 1
P mP M a(1P M)anm l l1
上述两种方法，我国目前都在使用 。一般说，独立样本法把特大洪水与实 测一般洪水视为相互独立，这在理论上 有些不合理，但比较简单。在特大洪水 排位可能有错漏时，因不互相影响，这 方面讲则是比较合适的。当特大洪水排 位比较准确时，理论上说，用统一样本 法更好一些。
为宜； 2. 对于放大后过程线的不连续现象，可徒
手修匀，修匀后仍应保持洪峰和各时段 洪量等于设计值。
四、计算成果的合理性检验 （1）检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时
之间的关系； 历时增长，均值增大，Cv、Cs一般减小。
QW 7d
5d 3d
P
(2)根据上下游、干支流及邻近地区各河流洪水 频率分析成果进行比较。
1867
1852 1832 1921
设计洪水位计算
一、总则1、为规范我省Fra bibliotek坝除险整治工作，明确除险整治技 术要求，保障塘坝除险整治质量，特制定本指南。
2、塘坝定义：指在山丘区、平原区建有挡水、泄水
建筑物，正常蓄水位高于下游地面高程，总容积小
于10万m3的蓄水工程。
3、本指南适用于蓄水量为1万m3 ≤总容积＜10万m3
的土石坝塘坝除险整治工程，总容积小于1万m3及其
塘坝设计洪水位、校核洪水位——算例
已知：××塘坝为粘土均质坝，无防浪墙，坝高8m，坝 顶高程▽8.0m，风区吹程200m，设计风速10m/s，上游 坝坡的坡比为1:2.0，上游拟采用砼预制块护坡。 设计：塘坝的设计洪水位、校核洪水位。
解：塘坝的坝顶高程=8.0，查附录D，波浪爬高为0.26， 由于上游拟采用砼预制块护坡，爬高应乘以1.125的系数。 故R5%=0.26×1.125=0.2925（m），取R5%=0.3０m。 设计洪水位=塘坝的坝顶高程-0.5- R5%=8-0.5-0.3=7.2m 校核洪水位=塘坝的坝顶高程-0.3- R5%=8-0.3-0.3=7.4m
20~10
200～50
10
50~20
当山区、丘陵区塘坝的挡水高度低于15m，上下游水头 差小于10m时，其防洪标准可按平原区的洪水标准确定； 当平原区塘坝的挡水高度高于15m，上下游水头差大于 10m时，其防洪标准可按山区、丘陵区的洪水标准确定。 重点塘坝的洪水标准可按上限值取用。
二、洪水标准——举例
江西省塘坝除险整治技术指南
江西省水利科学研究院 二○一二年十月
主要内容
一、总
则
二、洪水标准 三、塘坝坝体整治技术要求 四、溢洪道整治技术要求
设计洪水位计算课件
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9
一、总则
8、塘坝除险整治原则上不应加高大坝。如防洪标准 不满足本标准规定要求的，应优先采用加大泄洪能 力等工程措施。确需加高大坝的，须经县级水行政 主管部门批准。
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10
二、洪水标准
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11
二、洪水标准
31
主
要
2
内
容
3
山区、丘陵区 平原区
重点塘坝的洪水标准
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已知：××塘坝为粘土均质坝，无防浪墙，坝高8m，坝 顶高程▽8.0m，风区吹程200m，设计风速10m/s，上游坝 坡的坡比为1:2.0，上游拟采用砼预制块护坡。 设计：塘坝的设计洪水位、校核洪水位。
解：塘坝的坝顶高程=8.0，查附录D，波浪爬高为0.26， 由于上游拟采用砼预制块护坡，爬高应乘以1.125的系数。 故R5%=0.26×1.125=0.2925（m），取R5%=0.3０m。 设计洪水位=塘坝的坝顶高程-0.5- R5%=8-0.5-0.3=7.2m 校核洪水位=塘坝的坝顶高程-0.3- R5%=8-0.3-0.3=7.4m
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塘坝容积的估算方法——算例
塘坝总容积的估算方法
某某塘坝，河谷形状为峡谷形，河流纵坡比较平顺， 满库时坝前水面宽度（B）经测量为200m，校核洪水位时 坝前最大蓄水深度（H）为5m，满库时水面长度（L）经 测量为200m。
该塘坝的总容积： V总=0.3×200×5×200=6×104 m3
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二、洪水标准
塘坝及 其附属 建筑物
洪水标准［重现期（年）］
山区、丘陵区
平原区
设计
校核
设计
校核
20~10 200～50 10
设计洪水分析计算
创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*设计洪水分析计算1、洪水标准依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL44-2006），确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水校核。
本水库上游流域面积为1.6平方千米，属于小于30平方千米范围，按《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）进行洪水计算。
2、设计洪水推求成果1、基本资料流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2.1千米，干流平均比降j=0.02。
根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》，该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。
该水库水位、库容关系表如下：设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。
2、最大入库流量Q m计算（1）、流域综合特征系数K按下式计算K=L/j1/3F2/5（2）、设计暴雨量计算查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v等值线图》，该流域中心C v=0.6，采用C s=3.5C v应用皮尔逊3型曲线K p值表得，20年一遇K p=2.20，200年一遇K p=3.62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2.2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。
（3）单位面积最大洪峰流量计算经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区，查泰沂山北丘陵区q m- H24-K关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量及200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。
（4）洪水总量及洪水过程线推求已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米及200年一遇最大24小时降雨量H24=307.7毫米，取其75%为P 。
设计前期影响雨量P a取40毫米，计算P+P a，查P+P a与设计净雨h R关系曲线，得20年一遇及 00年一遇h R。
洪水总量按下式计算W=0.1*F*h R，由此可计算得20年一遇及200年一遇洪水总量W。
设计洪水与设计水位推算
任何河流的洪水有大有小，用多大的洪水来设 计桥梁？这就需要有一个标准，这个标准称为设计 洪水标准，用频率（或重现期）表示，称为设计洪 水频率(重现期)。
确定设计洪水频率后，可以按照一定的方法推 求相应于该频率的设计洪水流量，简称设计流量， 以及相应的设计水位、设计流速和过水断面面积， 作为桥孔设计、墩台冲刷计算的依据。
ห้องสมุดไป่ตู้
1.商业数据分析及其工具
1.1商业数据分析的概念及其应用 1.2商业数据类型 1.3商业数据来源 1.4商业数据分析工具简介 1.5 Python商业数据分析工具的下载 1.6商业数据分析工具Python的安装 1.7 Python的启动和退出 1.8 Python商业数据分析相关的程序包 1.9 Python商业数据分析快速入门
1.1商业数据分析的概念及其应用
商业数据分析是指以商业理论为基础，从数 据分析出发，依靠统计工具，以决策优化为 目的，洞察数据背后的规律，为商业创造最 大价值。
主要应用
（1）监控异常数据，如信用欺诈；（2）建 立模型并预测，如产品分析；关键变量分析 并预测，如潜在客户分析；（4）预测性分 析，如客户流失预测等。
目前最新版为Stata 16.0版。
详细内容请登陆：查询。
1.4.4 Matlab数据分析工具简介
Matlab工具是由美国Mathworks公司推出的用于数值计算和图形 处理的科学计算系统，在Matlab工具环境下，用户可以集成地进 行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项 操作。它提供的是一个人机交互的数学系统环境，与利用c语言作 数值计算的程序设计相比，利用Matlab可以节省大量的编程时间 ，且程序设计自由度大。最大的特点给用户带来的是最直观，最 简洁的程序开发环境，语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数与 运算符极其丰富，另外具有强大的图形功能。
设计洪峰流量与水位计算
（2）为什么要考虑特大洪水？
目前我们所掌握的样本系列不长，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。
WUHEE
（3）考虑特大洪水时经验频率的估算
M PM N 1
(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为：
Pm PMa ml (1 PMa ) n l 1
WUHEE
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水，l项
PM ... ...
PMa
实测一般洪水，n-l项 m=l+1,l+2,...,n
Qm
W1
W3 W5
T=1天
T=3天 T=5天
t(d)
WUHEE
1. 洪量的选样
年最大值法： 最大1天洪量系列：W11、...、W1n 最大3天洪量系列：W31、...、W3n 最大7天洪量系列：W71、...、W7n 最大30天洪量系列：W301、...、W30n 最大90天洪量系列：W901、...、W90n
2. 洪量资料的插补延长
峰量相关 与参证站的洪量相关 由暴雨资料插补延长
WUHEE
三、设计洪水过程线的推求 目的：以确定建筑物的规模尺寸等。 定义：设计洪水过程线是指具有某一标准的洪 水过程线。 方法：从实测资料中选取典型洪水过程线，按 设计洪峰、洪量放大，即得设计洪水过程线。 同频率放大、同倍比放大
WUHEE
1、典型洪水的选择
影响因素： 1）洪水（尤其是特大洪水）的形成规律和天气条 件； 2）洪水过程，如大洪水出现的时间、季节、峰型 （单峰、双峰或连续峰）、主峰位置、洪水上涨历时 、洪量集中程度等。 原则： 1）峰高量大，接近设计条件下的稀遇洪水； 2）代表性（季节、地区组成、洪峰次数、峰量关 系）； 3）对过程不利（峰型集中、主峰靠后、与下游洪 水遭遇）。
4设计洪水与设计水位推算
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
不连续系列的统计参数计算
假定：缺测年份中的各最大值的平均数与连续 n年内 除特大值之外的其它最大值的平均数及均方差均相等。
a1 个大洪水
x N a x na2
a2 个大洪水
N a
n a2
T1 N 调查期或考证期 n 实测期 T2
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
（2）不连序系列
在水文站观测年份内，如果河流发生特大洪水，相 应地就会出现特大值。通过洪水调查和文献考证，往往 也会获得特大值。这些特大值与其它数值之间有显著的 脱节现象，是不连续的。在统计计算中，不能把这些特 大值与其它数值等同看待，需要进行适当处理，即所谓 特大值的处理。
涵洞及小 型排水构 造物 路 基
1/100
1/100
1/ 50
1/ 25
注：二级公路的特大桥及三、四级公路的大桥，在水势猛急、河床易于冲刷的 情况下，可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。
铁路桥涵设计洪水频率
铁路 等级 设计洪水频率 桥梁 1/100 1/50 涵洞 1/50 1/50 检算洪水频率 特大桥（或大桥）属于技术 复杂、修复困难者或重要者 1/300 1/100
x N a
N
N n 1 1 xi , x na2 xi N a i a 1 n a2 i a2 1
N a n xi xi n a2 i a2 1 i a 1
N年系列的均值为：
N 1 a x N [ x j xi ] N j 1 i a 1
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
二、设计洪峰流量的推求
设计洪水与及设计水位推算
公路桥涵设计洪水频率
构造物 名 称 高速公路
特大桥 大中桥 小 桥 1/300 1/100 1/100 1/100
公 一
1/300 1/100 1/100 1/100
路 二
1/100 1/100 1/ 50 1/ 50
等 三
1/100 1/ 50 1/ 25 1/ 25
级 四
1/100 1/ 50 1/ 25 按具体情 况确定 按具体情 况确定
流涌高和桥墩冲高等影响的高度后的水位。
桥涵工程依据：
交通部颁布的
《公路工程技术标准》（JTJ B01-2003） 《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）
首先根据《公路工程技术标准》确定公路的
等级和桥梁的大小，然后按照《公路工程水文勘
测设计规范》，确定设计洪水频率（或重现期），
最后推求相应于该频率的设计流量，以及相应的
资料独立性：水文资料彼此无关
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
一、资料的选样与审查
3、资料的插补与延长
（ 1 ）寻找参证站：采用水文统计方法推算设计流量时， 如桥位附近水文站流量观测资料的观测年限较短或有缺 失年份，则应尽量利用参证站 ( 上、下游或邻近流域内 的水文站 ) 的观测资料，进行插补和延长，来提高可靠 性。 （2）用暴雨资料插补洪峰资料
1 a N a n [ x j xi ] N j 1 n a2 i a2 1
(3 86)
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
N年系列的CV值为：
2 2 N a n a
由：
2
N n 1 1 2 2 即： ( x x ) ( x x ) N a n a 2 i i N a i a 1 n a2 i a2 1
水文学设计洪水计算
1994 年 水 利 部 会 同 其 它 部 门 共 同 制 定 GB50201-94《防洪标准》中作了有关的规定。
1
2
第一类防洪标准:
保护防洪对象的防洪标准表
保护农田 保护城镇 保护工业区 面积
（104万亩）
防洪标准
洪水频率 重现期 （％） （年）
年最大值法的依据：
水利工程破坏率的概念： 所谓水利工程被破坏是指它的正常运行遭
到损坏，水利工程破坏率可按下式计算：
被破坏的年份 P 总运行年份 100%
按上式的定义，如果一年之中水利工程只要 受到一次洪水袭击而被破坏，则认为该年被破坏 了。如果一年中，先后遭受多次洪水只要有一次 被破坏，也只认为该年被破坏。
设计洪水有二个待解决的问题：
1) 按什么标准（设计标准）来选择设计洪水； 2) 确定标准后，如何确定设计洪水的三要素。
对于第一个问题： 设计标准：
一般按工程规模、工程重要性及社会经济 等综合因素，来确定不同的频率洪水作为设计 标准。
1） 防洪设计标准
防洪设计标准：
▲ 第一类：为保障防护对象免除一定洪水 灾害的防洪标准；
重大城镇 重大工业区 >500 重要城市 重要工业区 100~500
1~0.33 2~1
100~300 50~100
中等城市 中等工业区 2~100
5~2
20~50
一般城市 一般工业区 5~10
10~5
10~20
第二类防洪标准:
按水利水电工程的等级确定设计洪水：
首先根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性， 确定水利水电枢纽工程等级（如下表所示）：
概述： 水利工程的防洪问题可归纳为二类：
设计洪水位计算共120页
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！