水文分析计算课程设计-2.设计暴雨
工程水文学第七章 由暴雨资料推求设计洪水
12.3 128.2 21.3 6.9 29.4 4.1 8.9
4.6 10.2 0.0
7月4日为年最大1日：
X1日=128.8mm
8月22～8月24日8月为年 最大3日：
X3日=165.5mm
7月1日～7日为年最大7 日：
49.7 60.7 56.1 1.1
注意强度特大暴雨。
⑵暴雨资料的审查 资料类型： 日雨量资料、自记雨量资料、分段雨量资料。
.
①可靠性： 重点：特大或特小雨量观测记录。
②代表性 与邻近地区长系列雨量或其他水文资料，以及
本流域或邻近流域实际大洪水资料对比分析。
③一致性 通过统计与成因两方面进行。不同类型暴雨分别考 虑。
.
⑶暴雨资料的统计选样 选定面雨量计算方法
.
Q(m3/s)
取多次洪水的退水 部分绘于透明纸上， 沿时间轴平移，使尾 部重合，作外包线。
t(h)
流域地下水退水曲线确定示意图
.
Q(m3/s)
B
H
P(t)
C A
FF G
.
I
D t(h)
③径流深计算： 兰色的面积（ABCDFA）：
.
⑶ 分割洪水过程求地面、地下径流
洪水过程中割除了基流和前期洪水的退水部分 即为次洪水的径流过程。
实际上： 一般是求出流域各站的设计点暴雨，绘制设计点 暴雨量等值线图，插值出流域中心的设计点暴雨量。
.
设计点雨量频率计算过程：
⑴选样 固定时段年最大值法。 特大值问题：
资料系列插补展延问题： 一般不宜采用相关法 。规范建议： ①距离较近时： ②一般年份： ③大水年份缺测： ④大水年份缺测： ⑤与洪水峰量关系较好时：
水文水利计算
1. 水文水利计算(1) 设计暴雨推求有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用2003年颁布的《广东省暴雨参数等值线图》查算。
(2) 设计排涝流量设计排涝流量一般采用平均排除法，也可采用排涝模数经验公式法。
当涝区内有较大的蓄涝区时，一般需要采用产、汇流方法推求设计排涝流量过程线，供排涝演算使用。
1) 平均排除法广东省一般采用平均排除法计算排水流量，这种计算方法适用于集水面积较小的涝区排水设计。
平均排除法按涝区积水总量和设计排涝历时计算排水流量和排涝模数，其计算公式为：4321321)(1000q q q q T W W W h E R A C Q i i p i i ++++-----⨯=∑ （5-1）F Q q =式中：Q ——设计排水流量(m 3/s)； Ci ——各地类径流系数，参考值：水稻田、鱼塘和河涌采用1.0；山岗、坡地、经济作物地类采用0.7；村庄、道路采用0.7～0.9；城镇不透水地面采用0.95；Ai ——各地类面积（km 2）；Rp ——设计暴雨量(mm)；Ei ——各地蒸发量（mm ），一般可采用4mm/d ；hi ——各地类暂存水量（mm ），水稻田采用40mm ，鱼塘采用50mm ～100mm，河涌采用100mm；W1——水闸排水量（m3）；W2——截洪渠截流水量（m3）；W3——水库、坑塘蓄滞水量（m3）；T——排涝历时（s）；q1——堤围渗漏量（m3/s）q2——涵闸渗漏量（m3/s）q3——涝区引入水量，对灌溉是指回归水量（m3/s）q4——废污水量（m3/s）q——设计排涝模数(m3/s·km2)；F——控制排水面积（km2）。
治涝区内有水闸、泵站联合运用的情况下，一般先用水闸抢排，再电排。
在用平均排除法计算泵站排涝流量时，应扣除水闸排水量和相应排水时间。
2) 排涝模数经验公式法需求出最大排涝流量的情况，其计算公式为：nm F=（5-2）⨯q⨯RK=Q⨯Fq式中：K——综合系数（反映河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等因素）；m——峰量指数（反映洪峰与洪量的关系）；n——递减指数（反映排涝模数与面积的关系）。
水文水利分析计算软件系统程序(sws)使用说明书(合订本)
水文水利分析计算软件系统程序设计及操作说明书(WinSWS for Win9x/ Winme/Win2k/WinXp)编写:水利部四川省水利水电勘测设计研究院2004年7月目录前言 (1)程序特点 (2)第一章水文分析计算绘图ξ1-1 数据文本编辑器 (3)ξ1-2 经验关系线绘拟合程序 (13)ξ1-3 频率计算绘图程序 (26)ξ1-4 暴雨洪水计算绘图 (30)ξ1-5 时段最大洪量计算程序 (34)ξ1-6 设计洪水过程线放大修匀程序 (35)ξ1-7 河道大断面计算程序 (40)ξ1-8 绘图制表程序ξ1-8-1 水位流量关系曲线图表程序 (43)ξ1-8-2 复相关计算程序 (45)ξ1-8-3 最大流量散布图绘制程序 (46)ξ1-8-4 洪水过程线绘制程序 (48)ξ1-8-5 水文径流系列代表性分析绘图程序 (50)ξ1-9 表块数据计算程序 (51)第二章水利水能计算绘图ξ2-1 电力电量平衡计算绘图程序 (53)ξ2-2 水库洪水调节计算程序 (56)ξ2-3 径流调节及电站出力计算程序 (59)ξ2-4 灌溉制度设计计算程序 (63)ξ2-5 渠系水利用系数计算程序 (80)第三章泥沙回水计算绘图ξ3-1 河道型水库泥沙冲淤及回水计算程序 (86)第四章水利水电工程经济评价ξ4-1 水利水电工程经济评价程序 (95)第五章水轮机运转特性曲线ξ5-1 水轮机运转特性曲线计算绘图程序 (103)前言《水文水利分析计算绘图软件系统》是我们于1991年研制开发，1992正式推出的用于水文水利计算的大型软件系统。
1992年，该软件系统定型版V2.00通过省级鉴定，并荣获四川省优秀软件设计二等奖。
嗣后，本软件系统V2.00版正式在国内各级设计院推广应用。
同时，在此基础上，我们又在原版V2.00的基础上改进，增加程序功能，于1993年7月推出本软件系统的V2.0a改进版。
经过近两年在各级设计院新老用户中实际应用的同时，我们又在原2.0a版的基础上继续研究改进，增加程序内容和功能，于1995年7月完成了本软件系统的V2.0b版，并在新老用户中推广应用。
无实测水文资料地区洪水计算与分析
无实测水文资料地区洪水计算与分析杨菊香【摘要】引供水工程线路穿越山洪沟道区域大多为无实测水文资料地区，需要由设计暴雨间接推求设计洪水。
以推理公式法计算设计洪水，并在分析雨洪特性、调查历史洪水的基础上，进行合理性检查与综合分析，最终认为推理公式法洪水计算成果是合理的。
%The pipelines pass through the mountain river mostly without hydrologic data in the project for diverting and supplying water. It needs to indirectly calculate design flood by design rainstorm.The paper uses reasoning formula method to compute design flood, the reasonableness check and comprehensive analysis is made on the base of analysing the char-acteristcs of storms and investigateing historical flood.Finally the design flood computation results by reasoning formula method is reasonable.【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P33-34,35)【关键词】暴雨;设计洪水;推理公式法;合理性分析【作者】杨菊香【作者单位】山西省水利水电勘测设计研究院，太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TV211在工程设计中，大多数引供水工程输水线路较长，其输水线路经过山区河道、沟道时，考虑防洪、冲刷，需要计算一定防洪标准的设计洪水，以保护输水管道的防洪安全。
《水文水利计算》课程教学大纲
《水文水利计算》课程教学大纲一、课程编号及名称水文水利计算（Hydrological Design and Water Conservancy Computation）二、开课对象水文与水资源工程专业四年制本科。
三、课程的性质必修、专业必修课。
四、教学目的和任务水文水利计算是水文与水资源工程专业一门重要的主干专业课，它包括水文分析分析与计算和水利计算两部分。
水文分析与计算的任务是研究自然界水文现象发展变化的规律，正确估计水文情势的特征，并预测他们将来可能发生的变化情况，从而为水利工程规划设计和其它国民经济建设提供合理的水文设计值。
水利计算的任务就是根据国民经济各部门的要求运用水文分析与计算找出河流的自然规律，对水利资源进行兴利除害的综合利用计算，以控制调节和重新分配河川径流，从而达到合理开发和利用水利资源的目的。
通过课程学习，培养学生认识水文现象的一般规律，正确理解和初步掌握水文水利计算的基本概念、基本原理和计算方法。
为继续学习专业课打下基础，也为毕业后从事水文分析计算、水利工程规划、设计、管理及科学研究打下基础。
五、基本要求1、使学生掌握水文水利计算的概念、分类。
2、了解降雨、径流的形成过程。
3、掌握水文分析计算中的设计年径流及其分配、由流量或暴雨自留推求设计洪水的方法和过程。
4、掌握水利计算中的水库兴利调节计算、水电站水能计算、水库防洪计算。
六、与其它课程的联系与分工本课程的先修课程有水力学、气象学、水文测验学、水文统计学、水文学原理、水文预报。
七、教学内容及学时分配学分：3学时：48，其中理论学时48。
课程设计1周(主要内容为水文分析与计算、水利计算)第一章绪论（理论1学时）1.水文水利计算学科的基本任务2.水文水利计算的主要研究方法3.水文水利计算的基本内容第二章水分循环与水文资料收集整理（理论3学时）1.水分循环2.河流与流域3.降水、蒸发与下渗4.径流与水量平衡原理5.水文测站及观测6.水文资料收集整理7.水文调查与水文资料的采集第三章洪峰流量及时段洪量的频率分析（理论4学时）1.水文过程的随机特性描述2.洪水资料的分析处理3.历史洪水的调查和考证4.考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法5.设计成果的合理性分析6.洪水设计值的抽样误差和安全修正值问题第四章防洪安全设计与设计洪水（理论2学时）1.防洪安全设计2.设计洪水概念3.设计洪水过程线的拟定4.设计洪水的地区组成5.入库设计洪水6.分期设计洪水与施工设计洪水第五章由暴雨推求设计洪水（理论6学时）1.暴雨特性分析2.点暴雨量频率计算3.面暴雨量频率计算4.设计暴雨量的时空分布计算5.分期设计暴雨6.由设计暴雨推求设计洪水第六章城市及小流域设计洪水（理论6学时）1.小流域设计洪水计算特点2.小流域设计暴雨3.由推理公式推求设计洪水的基本原理4.地区经验公式推求设计洪水5.城市化对水文的影响6.城市排水管网设计流量计算7.管渠排水系统没计流量过程线推求第七章可能最大暴雨与最可能能最大洪水（理论6学时）1.可降水量2.时面深分析3.暴雨的极大化4.暴雨移置5.PMP时面深曲线绘制6.可能最大降雨的时空分布及其在流域上的应用7.暴雨组合法8.山区可能最大暴雨估算9.PMP等值线图的应用10.PMP成果的合理性分析11.可能最大洪水第八章设计年径流及其年内分配（理论6学时）1.影响年径流的因素2.具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算3.具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算4.缺乏实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算5.设计枯水径流量分析计算6.流量历时曲线第九章需水量计算与预测（理论2学时）1.用水户分类及其层次结构2.工业需水量的计算与预测3.灌溉需水量的计算与预测4.生态需水量的计算与预测5.其他需水量的计算与预测6.综合需水过程计算第十章径流(量)调节计算（理论6学时）1.年调节水库径流调节计算方法2.年调节水库保证供水量与设计库容之间的关系3.时历法多年调节计算4.数理统计在径流调节中的应用5.数理统计法多年调节计算6.水库水量损失计算第十一章水电站水能计算（理论2学时）1.电力系统的负荷及其容量组成2.保证出力和多年平均年发电量计算3.水电站装机容量选择4.正常蓄水位与死水位选择5.水电站水库调度图6.抽水蓄能电站简介第十二章灌溉工程水利计算（理论2学时）1.引水灌溉工程水利计算2.蓄水灌溉工程水利计算3.提水灌溉工程水利计算4.地下水灌溉工程水利计算第十三章防洪工程水利计算（理论2学时）1.水库防洪水利计算2.水库防洪计算有关问题3.堤防防洪水利计算4.分(蓄)洪工程水利计算5.溃坝洪水计算八、推荐教材及参考书目推荐教材：[1]梁忠民主编：《水文水利计算》，中国水利水电出版社，2006 参考书目：[2]叶守泽主编：《水文水利计算》，中国水利水电出版社，1992[3]沈黎国胜编著：《工程水文与水利计算》，黄河出版社，2009 撰稿人：宗永臣审稿人：。
水文水利计算习题集
项目一：年径流的分析与计算一、填空题1．年径流是指。
2．影响年径流量的因素有和。
3．对同一条河流而言，一般年径流流量系列均值从上游到下游是，变差系数值从上游到下游是。
4．流域的大小对年径流的影响主要通过流域的而影响年径流的变化。
5．为了保证设计年径流计算成果的精度和合理性，必须审查年径流资料的、、。
6．代表性是指。
7.参证变量的选择必须考虑应满足的条件是。
8．偏态系数反映的是。
9．某一年的年径流量与多年平均的年径流量之比称为。
二、问答题1．年径流分析计算的任务是什么？2．三个水文统计参数的含义及其对频率曲线的影响（画图表示）。
3．推求设计年径流量的年内分配时，应遵循什么原则选择代表年？4．简述具有长期实测资料情况下，用设计代表年法推求年内分配的方法步骤？5．缺乏实测资料时，怎样推求设计年径流量？6．日历年度、水文年度、水利年度的涵义各是什么？三、计算题1．某水库坝址集水面积为212500kmF=，流域多年平均年降雨量为mmH1100=，坝址处多年平均流量为smQ/1003=。
要求计算多年平均径流量W、径流深R、蒸发量E、径流模数M、径流系数α。
2．已知某河流某断面的多年平均流量为100m3/s C V=0.20，C S=0.40。
（1）计算十年一遇设计枯水年的年径流量。
（2）计算百年一遇设计丰水年的年径流量。
3．某以发电为主的工程，已求得设计断面处年径流量的统计参数为s m Q /0.503 ，Cv=0.35，C s =2C v 。
要求计算：①设计枯水年（P=90%）和设计平水年（P=50%）的设计年径流量；②根据表1中所列资料选用设计枯水代表年，推求设计年径流量的年内分配；③根据设计平水年年内分配百分比（见表2），推求设计平水年年径流量的年内分配。
34．已知某站历年（1990~2001）径流资料，见表3。
试用图解适线法推求该站设计频率P=10%、50%和90%的年径流量。
3项目二：由流量资料推求设计洪水一、填空题1．洪水的三要素是指、、。
河海大学《工程水文与水利计算》复习思考题及试卷讲解
《工程水文及水利计算》工程水文学部分章复习思考题1．水文循环的外因和内因各是什么？什么是大循环、小循环？2．水文现象有哪些基本规律？相应地有哪些水文学的研究方法？3．描述降水特征的量有哪些？时-面-深曲线的特点。
4．计算流域面平均雨量的方法有哪些？各方法的适用条件。
5．水文观测项目主要有哪些？根据测站的性质，水文测站可分为哪几类？6．流速仪测流量包括哪些内容？如何用实测流速推算断面流量？7．描述径流的物理量有哪些？每个物理量分别是什么含义？相互之间有什么关系？8．径流的天然补给来源有哪些？我国大部分河流汛期、枯期的主要径流补给分别是什么？9．什么是径流形成过程？一般将其分解为哪几个子过程？10．什么叫闭合流域？写出闭合流域多年平均的水量平衡方程，全球多年平均的水量平衡方程。
11．土壤蒸发有什么样的规律？为什么？流域蒸发包括哪几部分？12．什么是下渗率？什么是下渗能力？降雨情况下，雨强、下渗率和超渗地面径流三者之间的关系怎样？13．蓄满产流的产流条件是什么？如何将其产流量划分成地面和地下两部分？14．超渗产流的产流条件是什么？如何用初损后损法计算超渗产流的产流量？15．如何进行前期影响雨量Pa的连续计算？降雨径流关系曲线有什么规律？16．单位线的概念和单位线的基本假定。
怎样用单位线进行地面净雨的汇流计算？17．如何用分析法推求流域单位线？为什么相同流域各次洪水分析得到的单位线不相同？18．什么是总体，什么是样本？19．什么是重现期？重现期与频率之间是什么关系？百年一遇洪水是什么含义？20．我国常用的水文变量概率分布线型哪种线型？包含哪几个参数？目估适线法估计水文变量P-3型分布参数包括哪些步骤？21．在P-Ⅲ型分布参数x、C V和C S已知的情况下，如何求指定频率P的水文设计值x p？22．什么是年径流量？什么是设计年径流量?23．水文资料审查包括哪几个方面？各自的含义是什么？24．什么是设计洪水？简述由流量资料推求设计洪水的主要步骤。
水文分析计算-第4章课件-2015年
XB=EXB+（ XA-EXA）*sB/sA
（5）利用雨量~~洪峰（量）关系插补
条件：两者关系较好，可由实测或调查的Q去推X。
（三）频率计算－－ 经验适线法
地区 Cs/Cv
Cv>0.6地区 3.0
Cv<0.45地区 4.0
一般地区 3.5
（四）合理性分析
1、同站、 不同历 时间协调
1）频率曲线不交叉（适用范围内） 2）不同历时的频率曲线变化平缓，
(3) 指标暴雨法（index-rainfall）
假设：气候一致区内各站暴雨的模比系数（变量）同分布； （各站均值不同，但Cv，Cs/Cv相同。）
Ki xi, j / xi
Ki 模比系数变量，i 1,..., m个站
xi, j 第i站样本系列，j 1,..., ni , ni样本容量
对模比系数变量Ki，用均值法（或中值法） 推求出该分区综合模比系数频率曲线；
➢点面折减系数=0.92
最大1日 XP,f=296*0.92=272mm
2、设计暴雨时程分配及净雨划分
时段序号
1
2
3
（Dt=6h）
占最大1天分
11
63
17
配百分比
设计面暴雨
29.9
171.3
46.2
量（mm）
设计净雨量
7.9
171.3
46.2
（mm）
地面净雨量
5.5
162.3
37.2
（mm）
地下净雨量
（2）移用区域的平均值
域内本年
主要是对发生一般暴雨的年份而言。即流
份未发生特大暴雨的情况。
（3）用等值线插补
点较多，
水文水利计算课程设计报告
⽔⽂⽔利计算课程设计报告《⽔⽂⽔利计算》课程设计报告（⽔⽂与⽔资源⼯程专业）班级姓名指导教师黄红虎⽇期扬州⼤学⽔利科学与⼯程学院⽬录1绪论 (1)1.1题⽬ (1)1.2设计任务 (1)1.3时间安排 (1)1.4流域概况 (1)2⽔⽂⽔利计算过程 (3)2.1设计年径流分析计算 (3)2.1.1 P = 90%的设计年径流量的计算 (3)2.1.2 P = 90%的设计年径流量的年内分配 (4)2.2由流量资料推求设计洪⽔ (4)2.2.1洪量统计时段 (5)2.2.2展延马村站峰量资料 (5)2.2.3马村站峰量系列频率计算 (6)2.2.4 设计洪峰和洪量的移⽤ (7)2.2.5设计洪⽔过程线推求 (8)2.3 由暴⾬资料推求设计洪⽔ (10)2.3.1 统计时段和代表站的确定 (11)2.3.2 代表站设计点暴⾬量的推求 (11)2.3.3 点⾯关系的建⽴ (12)2.3.4设计暴⾬时程分配及设计净⾬过程 (13)2.3.5 设计洪⽔过程 (13)2.3.6 流量与暴⾬推求的设计成果对照分析 (14)3⼼得体会 (16)4参考⽂献 (17)附图： (18)附表: (33)1绪论1.1题⽬亭下以上流域⽔⽂分析计算1.2设计任务为克服剡江下游的洪涝灾害，以及配合其它⼯程解决剡江两岸的灌溉⽤⽔需要，拟在剡江上游亭下站兴建⽔库。
为此需对亭下站上游流域进⾏⽔⽂分析计算，以提供亭下⽔库规划设计所需的⽔⽂数据。
现选定灌溉设计保证率P = 90%，下游地区防洪标准P = 5%；⼤坝防洪：设计标准P = 1%；校核标准P = 0.1%。
根据上述要求本次课程设计的任务是：1、推求P = 90%的设计年径流量及其年内分配；2、⽤流量资料推求P = 1%、P = 0.1%的设计洪⽔；3、⽤暴⾬资料推求P = 1%、P = 0.1%的设计洪⽔。
1.3时间安排表1.3-1时间安排表1.4流域概况亭下⽔库位于浙江省东南沿海奉化县奉化江⼲流剡江上游，坝址在亭下镇处，控制⾯积176平⽅公⾥。
水文计算
（1）设计暴雨设计暴雨采用查算图表法计算，防洪设计标准为10年一遇洪水；20年一遇校核。
查阅《广西暴雨参数等值线图集》，得到资源县工程点最大１h、6h、24h暴雨均值、Cv值，Cs/Cv采用3.5，得到设计暴雨成果，见表1。
（2）设计雨型该雨型采用1h、6h、24h同频率控制，采用《广西暴雨径流查算图表》（以下简称《图表》）分区综合24h雨型表，查图本工程位于第1雨型区，P=5%设计雨量250mm，P=10%设计雨量213mm，其设计雨型分布见表2。
（3）设计洪水①产、汇流参数产流计算：查《图表》产流分区，本工程位于第一区，W m=110mm，初始W0=0.7W m=77mm,I o=33mm,本工程集水面积小，根据流域特征及下垫面情况，参照《图表》中的推理公式法采用稳定入渗率u=4mm/h计算净雨成果表见2。
汇流计算：采用推理公式法，按《图表》计算本工程汇流参数m=0.130θ0.581，参照《水利水电工程设计洪水规范》（SL44-2006）,附表B2.2小流域下垫面条件分类表，该汇流参数m 取值在合理范围内，在万分之一地形图上量得流域特征参数，集雨面积F 为57.306km 2，河长L 为14.12km ，坡降J 为62.3‰。
②设计洪水根据集水面积、河长、比降等河流特征参数，以及设计暴雨成果推求设计洪水，设计洪水采用《广西暴雨径流查算图表》中介绍的推理公式法推求，推理公式法推求设计洪峰流量的计算公式如下：Q m =0.278ττh 〃FQ m =43/1)278.0(mJL τ 式中：Q m —洪峰流量（m 3/s ）； F —流域面积（km 2）； h τ—时段净雨（mm ）； t —时间（h ）； L —主河道长（km ）； J —主河道坡降； τ—汇流时间（h ）； m —汇流参数采用推理公式法计算，10年一遇设计洪水为328.5m 3/s,20年一遇校核洪水为392.8m 3/s 。
水文分析与计算
洪水标准：一个叫正常运用设计标准，一个非常运用校核标准。正常运用的洪水标准较低（即出现概率较大），叫做设计洪水。非常运用标准，也称校核洪水，在非常运用条件下，主要水利工程建筑物不允许破坏，仅允许一些次要建筑物损毁或失效。
满足某一标准的洪水的表达形式或计算途径：（1）“重现期标准”；（2）“PMF标准”。
第2章洪峰流量及时段洪量的频率分析二、洪水资料的审查和分析1.可靠性审查2.一致性审查3.代表新审查
第2章洪峰流量及时段洪量的频率分析三、洪水资料的插补延长
1.根据上下游测站的洪水特征相关关系进行插补延长
?点绘相关图；
?设计站洪水由上游几个干支流测站的洪水组成，应错时叠加；?因受洪水展开和区间来水影响，考虑能反映上述影响因素的参数；
1．设计洪水具有实际洪水的样式（峰、量、过程），是在时间上、空间上的一个连续过程，可以输入到流域防洪措施系统，经过系统运算输出其防洪工程设计参数，即该系统的防洪安全事故风险情况。
2．设计洪水又区别于实际洪水。它总是与一定的出现概率相联系的，而且是防洪后果的出现概率，及风险率。
第3章防洪安全设计与设计洪水设计洪水是一种稀遇的洪水，其相应的设计洪水过程线是指符合某一设计标准的洪水过程线。
确定性因素和随机因素共同作用下的模型，统称为“随机模型”。第2章洪峰流量及时段洪量的频率分析二、纯随机模型对水文过程的适用性
采用随机方法解决水文计算问题时，依据的是概率统计理论中的纯随机模型，即假设所研究的水文变量是独立随机地抽自同一客观总体，而这个总体是通过概率分布函数（或概率密度函数）来描述的。
第2章洪峰流量及时段洪量的频率分析二、不连序样本系列的经验频率计算2.分别处理法
此方法是将非常洪水、特大洪水、大洪水放在实测系列之外考虑，用N表示历史洪水中首大项洪水的调查考证期的年限（等于调查考证期的最远年份适合的年数），并称为历史洪水加入后所形成的N年系列为不完全样本系列（样本数只有a个样本、只有前边一截）。
设计洪水分析与计算水文与水资源学实验指导
（3）利用简化公式或地区等值线图估算设计洪水
对于缺乏实测资料地区，通常只能利用暴雨等值 线图和一些简化公式等间接方法估算设计洪水。 有关这类图、公式或一些经验数据，在各省（自 治区）编印的暴雨洪水图集（或称暴雨洪水查算 手册）中均有刊载，可供中小流域无资料地区查 用。
我国计算小流域洪水的途径和方法可归纳为两种： 即经验公式与推理公式。
设计洪水计算的目的是通过对暴雨、洪水等资料 的分析，寻求它们的规律，从而对未来长期内的 洪水情势作出切实可靠的预估，推求出在设计地 点将来可能出现的符合设计标准的洪水，为水利 水电工程、水土保持以及其他如铁路、公路、桥 涵、港口、城市等防洪措施的规划设计提供必要 的水文依据。
5.1.2设计洪水的涵义和设计标准
（4）利用水文随机模拟法推求设计洪水
随机模拟法是利用实测资料建立数学模型，然后 模拟出大量的洪水序列，模拟序列的统计参数与 实测序列统计参数一致。
5.2 由流量资料推求设计洪水
当设计流域具有一定数量的实测洪水资料时，可 直接由流量资料通过频率计算推求设计洪水。表 征洪水流量的特征值有洪峰流量和各种时段的洪 水总量。洪水资料的选择原则是应满足频率计算 关于独立随机选择的要求，并符合安全标准。
对无调蓄能力的工程，因对工程起控制作用的是 洪峰流量。所以，只要计算设计洪峰流量；蓄洪 区主要计算设计洪水总量；水库工程洪水的峰、 量、过程对它都有影响，因此，不仅需要计算设 计洪峰及不同时段的设计洪量，而且还需计算出 设计洪水过程线。
设计洪水包括设计洪峰流量、不同时段设计洪量 及设计洪水过程线三个要素。
目前，我国计算设计洪水的方法，根据不同资料条 件和设计要求，可大致分为以下几种类型：
（1）由流量资料推求设计洪水 这种方法与由径流资料推求设计年径流量及其年
水文分析计算课程设计-2.设计暴雨
2、设计暴雨推求依据良田站控制小流域的特点，本次计算区域设计面降雨首先采用区域综合法计算面设计暴雨量，然后依据暴雨公式计算短历时设计降雨量，并选取典型暴雨同频率放大推求设计暴雨过程。
1. 区域降雨资料检验为推求该区域设计面降雨量，选取吉安、桑庄、寨头与峡江四站降雨检验该区降雨是否选同一总体。
选择四站1957～80年数据（74年出现极值暴雨，不参加检验），对各站数据取自然对数，对转换后数据进行均值与方差检验，各站转换后系列的均值及方差见表2-1。
表2-1 吉安、桑庄、寨头与峡江站最大一日降雨资料取对数转换后的均值与方差项目P吉安P峡江P桑庄P寨头均值X 4.562 4.453 4.519 4.482样本方差0.0980.0970.1460.0711）均值检验选取均值差异最大的吉安站（X 1 ）和峡江站（X2）两站进行检验。
假设H : X1 = X2构造统计变量：取α=0.10，查得|tα/2|=1.68>|t|，接受假设H，即可认为吉安、桑庄、寨头与峡江站均值相等。
2）方差检验选取方差差异最大的桑庄站（S1）和寨头站（S2）两站进行检验。
假设H : S 1 = S 2构造统计变量：取α=0.10，查得F1=2.05，F2=0.49。
可认为F2<F<F1，即认为吉安、桑庄、寨头与峡江站方差相等。
综上所述，可认为区域降雨资料来自同一总体，可以进行综合。
2. 频率分析与设计雨量计算对良田站临近区域进行频率分析，分析区域降雨统计参数。
1) 峡江站选取峡江站1953～80年年最大一日降雨数据排频计算，计算时考虑良田站历史（N=80）洪水，将其移植至峡江站进行分析。
由产流模型分析该区域平均稳定下渗率u=4.1mm/h，可计算出地下径流深Rg=4.1*tc。
则直接径流Rs=Xtc-Rg-I，取I=0，得Rs=Xtc-Rg。
根据暴雨公式，即可代换求得直接径流深。
考虑八省一院公式对历史洪峰进行演算，可求得对应一日暴雨量为336.1mm。
水文分析计算
⽔⽂分析计算1⽔⽂分析计算⽔⽂分析计算是规划的重要环节，是确定临⽔控制线、外缘控制线、划定河道管理范围的主要技术依据。
⽔⽂分析计算，包括准备⼯作、设计洪⽔计算、⽔⾯线计算等步骤。
应逐条河流、分段计算。
1.1准备⼯作准备⼯作包括选择控制断⾯，计算流域⾯积和控制集⽔⾯积，收集暴⾬洪⽔资料等。
1.选择控制断⾯。
控制断⾯应选择⼲流河⼝、拦河建筑物坝轴线、主要⽀流汇合⼝下游的顺直河段。
控制断⾯具体位置，根据规划河段的具体情况确定。
2.计算流域⾯积和控制集⽔⾯积。
流域⾯积为河⼝断⾯或控制断⾯以上，沿着分⽔岭勾绘的流域总⾯积；控制集⽔⾯积为规划河段典型控制断⾯以上，按照城市（城镇）规划，实际汇⼊规划河段的集⽔⾯积。
流域⾯积100km2及以上河流的流域⾯积，可直接采⽤《重庆市主要河流和城镇河道岸线保护与利⽤管理规划汇编》（2013年版）和区县政府已批准的集⽔⾯积1000-100km2以上河流的《河道岸线利⽤管理规划》（2008-2020）中的数据。
流域⾯积100km2以下河流的流域⾯积和控制集⽔⾯积，可在1:10000地形图上⽤求积仪计算。
流域地形图，以能画出分⽔岭和便于⾯积计算为准，要求图纸清晰。
3.收集暴⾬洪⽔资料。
通过实测、调查、分析等⽅式收集暴⾬洪⽔资料。
暴⾬洪⽔资料最好是本流域的实测洪⽔资料，或历史洪⽔调查资料。
1.2设计洪⽔计算设计洪⽔计算主要包括以下⼯作：⼀是选择暴⾬洪⽔计算依据或参证站，再根据代表站的数据资料情况；⼆是根据河道流域情况和设计洪⽔计算⽅法的适⽤条件选择与之符合的计算或推算⽅法；三是对设计洪⽔计算成果进⾏合理性分析，对设计洪⽔计算成果进⾏修订。
1.2.1依据站和参证站的选择依据站，应该为本河道的暴⾬洪⽔实测站点。
参证站，为与⽔⽂计算流域相关的站点。
应是邻近河流或邻近区域的站点，或与⽔⽂计算流域同属⼀个⾬区或产汇流关系相近的站点。
1.2.2计算⽅法1.2.2.1⽅法选择根据河段的具体情况，按《⽔利⽔电⼯程设计洪⽔计算规范》（SL44-2006）要求选⽤洪⽔计算⽅法。
昆明理工大学水文分析报告计算课程设计
课程设计任务书课程名称：水文统计及水文分析计算课程设计题目：大跌水水电站径流和洪水分析南安河水库设计洪水计算学院：电力工程学院专业：水文水资源工程年级：2015学生姓名：指导教师：张代青日期：2017.4.25教务处制课程设计任务书电力工程学院学院水文与水资源工程专业 2015 年级学生姓名：课程设计题目：大跌水水电站径流和洪水分析、南安河水库设计洪水计算课程设计主要内容：大跌水水电站径流和洪水分析径流分析：依据电站引水口处实测径流资料，进行统计特性分析，绘制频率曲线，确定统计参数、设计代表年年径流量及其年内分配，并作出旬平均流量保证曲线，求得保证出力。
洪水分析：依据电站引水口处实测洪峰流量资料，进行统计特性分析，绘制频率曲线，确定统计参数、设计及校核洪峰流量值。
南安河水库设计洪水计算设计暴雨计算：利用《云南省暴雨径流差算图表》中暴雨区划图及分区综合表，进行设计点暴雨量、面暴雨量及雨型计算，求得设计面暴雨量及其时程分配。
产流计算：利用《云南省暴雨径流差算图表》中产流系数分区图进行产流计算，求得逐时净雨量过程。
汇流计算：利用《云南省暴雨径流差算图表》中汇流系数分区图进行汇流计算，求得瞬时单位线、时段单位线及设计洪水过程。
设计指导教师（签字）：教学基层组织负责人（签字）：2017年 4 月 25 日目录课程设计任务书 (I)课程设计任务书 (1)课程设计指导书1 (3)课程设计指导书2 (4)水文统计及水文分析计算课程设计 (5)1-1. 大跌水水电站径流和洪水分析 (5)1-1-1流域概况 (5)1-1-2气象特征 (5)1-1-3 水文资料 (5)1-1-4 其它相关参数 (8)1-2．径流分析 (9)1-2-1 设计年径流及其经验频率计算、统计参数估算 (9)1-2-2 P-Ⅲ曲线计算及绘制 (15)1-2-3 设计代表年年平均流量的确定及典型年的选择 (17)1-2-4典型代表年年内分配计算 (17)1-2-5 旬平均流量保证率计算及曲线绘制 (19)1-2-6设计旬平均流量的确定及保证出力的计算 (20)1-3.洪水分析 (23)1-3-1大跌水电站引水口处洪峰流量资料1.75 (23)1-3-2 洪峰流量经验频率及统计参数估计 (23)1-3-3 洪峰P-Ⅲ曲线计算及绘制 (26)1-3-4设计洪峰流量的确定 (26)1-4 结论 (27)二、南安河水库设计洪水计算 (28)2-1.南安河水库基本资料 (28)2-1-1 基本情况 (28)2-1-2 水库基本资料 (28)2-2．设计暴雨计算 (29)2-2-2 各种历时设计和校核点、面暴雨量计算 (30)2-2-3 设计与校核暴雨雨型计算 (34)2-3．产流计算 (36)2-4．汇流计算 (38)2-4-1 瞬时单位线参数m1、n、k值求取 (38)2-4-2 S(t)曲线计算及一小时时段单位线计算 (39)2-4-3设计和校核洪水过程线计算 (41)2-5结论 (46)课程设计指导书11 课程设计题目大跌水水电站径流和洪水分析（有长期实测径流资料）2 课程设计主要内容（1）径流分析依据电站引水口处实测径流资料进行统计特性分析，绘制频率曲线，确定统计参数、各指定频率、设计代表年的年径流量及其年内分配，并作出旬平均流量和旬平均出力保证率曲线，求出保证出力；（2）洪水分析依据设计流域电站引水口处实测洪峰流量资料，进行统计特性分析，绘制频率曲线，确定各指定频率的年最大洪峰流量。
水文计算步骤
推理公式法计算设计洪峰流量推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求设计洪水的一种方法。
1.推理公式法的基本原理推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程)6.7.8(278.0)5.7.8(,278.0)4.7.8(,278.04/13/11mc cn cp m c n p Q m J L t F t t S Q t F S =<⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=≥⎪⎪⎭⎫⎝⎛--τττμτμτ便可求得设计洪峰流量Q p ，即Q m ，及相应的流域汇流时间τ。
计算中涉及三类共7个参数，即流域特征参数F 、L 、J ；暴雨特征参数S 、n ；产汇流参数μ、m 。
为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定有关参数。
对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。
从公式可知，洪峰流量Q m 和汇流时间τ互为隐函数，而径流系数ψ对于全面汇流和部分汇流公式又不同，因而需有试算法或图解法求解。
1. 试算法该法是以试算的方式联解式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），步骤如下：① 通过对设计流域调查了解，结合水文手册及流域地形图，确定流域的几何特征值F 、L 、J ，设计暴雨的统计参数（均值、C V 、C s / C V ）及暴雨公式中的参数n （或n 1、n 2），损失参数μ及汇流参数m 。
图8.7.1 推理公式法计算设计洪峰流量流程图② 计算设计暴雨的S p 、x TP ，进而由损失参数μ计算设计净雨的T B 、R B 。
③ 将F 、L 、J 、R B 、T B 、m 代入式（8.7.4）（8.7.5）和（8.7.6），其中仅剩下Q m 、τ、R s,τ未知，但R s,τ与τ有关，故可求解。
④ 用试算法求解。
先设一个Q m ，代入式（8.7.6）得到一个相应的τ，将它与t c 比较，判断属于何种汇流情况，再将该τ值代入式（8.7.4）或式（8.7.5），又求得一个Q m ，若与假设的一致（误差不超过1%），则该Q m 及τ即为所求；否则，另设Q m 仿以上步骤试算，直到两式都能共同满足为止。
工程设计暴雨分析与计算
3 设计暴雨分析与计算本设计主要参照《西安市实用水文手册》中有关暴雨方面的研究成果，对基地所在地的设计暴雨进行分析和计算。
3.1 降雨特征长安县的多年平均年降水量为676mm，场区附近的滦村气象站则为757mm。
根据《西安市实用水文手册》(以下简称“手册”)可知，祥峪河所处的多年平均年降水量为800~900mm，降水高值区位于秦岭北麓半山腰以上，如黑河、涝河、沣河、洨河、灞河的上游地区。
西安市区域内1950~1989年期间，丰水年为1958年、1964年和1975年，年降水量一般在1000mm之上；枯水年为1959年、1969年、1977年，年降水量一般在550mm以下。
全年降水日数一般为110~130天。
7~10月的降水量占全年总量的40%~65%，这四个月中最长持续降水日数约为13~14天，多发生在9月。
根据相关资料分析可知，西安市区域内1950~1989年期间，10min最大降雨为27.9mm，20min最大降雨量39.4mm，30min最大降雨量为52.4mm，60min为70.9mm，120min为113.1mm，180min 为143.5mm，详见表3-1。
表3-1 西安市区域内各历时内最大降雨量统计表3.2 设计暴雨计算3.2.1 设计点暴雨历时由于基地周围的各山洪沟的汇水面积均小于10.0km2，根据《手册》规定，设计点暴雨设计历时取1.0h，但为了详细分析，这里取6.0h。
3.2.2 各历时点雨量均值及Cv值根据《手册》中图5-1至图5-10的等值线图，可查得设计区范围的不同历时的暴雨量均值及相应变差数值如下：表3-2 各历时的暴雨均值及Cv值按表3-2中各历时Cv值，以Cs＝3.5Cv查得的不同设计频率下皮尔逊III型曲线模比系数Kp，进而求出各历时不同频率的设计暴雨量，见表3-3。
表3-3 各历时不同频率的设计暴雨量单位：mm由于祥峪河1#明渠和2#沟的山洪流域面积都在10km2以下，故设计暴雨可不考虑点面关系的修正。
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2、设计暴雨推求
依据良田站控制小流域的特点，本次计算区域设计面降雨首先采用区域综合法计算面设计暴雨量，然后依据暴雨公式计算短历时设计降雨量，并选取典型暴雨同频率放大推求设计暴雨过程。
1. 区域降雨资料检验
为推求该区域设计面降雨量，选取吉安、桑庄、寨头与峡江四站降雨检验该区降雨是否选同一总体。
选择四站1957～80年数据（74年出现极值暴雨，不参加检验），对各站数据取自然对数，对转换后数据进行均值与方差检验，各站转换后系列的均值及方差见表2-1。
表2-1 吉安、桑庄、寨头与峡江站最大一日降雨资料取对数转换后
的均值与方差
项目P吉安P峡江P桑庄P寨头
均值X 4.562 4.453 4.519 4.482
样本方
差0.0980.0970.1460.071
1）均值检验
选取均值差异最大的吉安站（X 1 ）和峡江站（X2）两站进行检验。
假设H : X1 = X2
构造统计变量：
取α=0.10，查得|tα/2|=1.68>|t|，接受假设H，即可认为吉安、桑庄、寨头与峡江站均值相等。
2）方差检验
选取方差差异最大的桑庄站（S1）和寨头站（S2）两站进行检验。
假设H : S 1 = S 2
构造统计变量：
取α=0.10，查得F1=2.05，F2=0.49。
可认为F2<F<F1，即认为吉安、桑庄、寨头与峡江站方差相等。
综上所述，可认为区域降雨资料来自同一总体，可以进行
综合。
2. 频率分析与设计雨量计算
对良田站临近区域进行频率分析，分析区域降雨统计参数。
1) 峡江站
选取峡江站1953～80年年最大一日降雨数据排频计算，计算时考虑良田站历史（N=80）洪水，将其移植至峡江站进行分析。
由产流模型分析该区域平均稳定下渗率u=4.1mm/h，可计算出
地下径流深Rg=4.1*tc。
则直接径流Rs=Xtc-Rg-I，取I=0，得
Rs=Xtc-Rg。
根据暴雨公式，即可代换求得直接径流深。
考虑八省一院公式对历史洪峰进行演算，可求得对应一日暴雨量
为336.1mm。
计算时，m值可直接由Q/F~m（图3.3）查得，暴雨指数n由短历时降雨资料获得。
据此可分析峡江站年最大一日
降雨频率分析表如表2-2。
表2-2 峡江站年最大一日降雨频率分析表
X(mm)336.1272.9192.9156.2121.8115.1110.6110.4106.2 P(%) 1.23 4.688.1311.5815.0318.4821.9225.3728.82 X(mm)99.399.090.987.585.883.782.176.974.0 P(%)35.7239.1742.6146.0649.5152.9656.4159.8663.30 X(mm)70.970.469.969.460.660.358.850.745.2 P(%)70.2073.6577.1080.5483.9987.4490.8994.3497.79
采用P-III曲线，进行经验频率适线结果如图2.1。
图2.1 峡江站经验频率适线图
2) 区域综合
同样分析吉安，桑庄及寨头站年最大一日降雨系列，给出区域相关频率的设计值，如表2-3。
表2-3 区域频率分析结果单位：mm
站点P吉安P峡江P桑庄P寨头P综合
EX94.098.8101.292.8100.0
Cv0.330.610.700.710.61
Cs0.83 2.14 2.45 2.49 2.14
Cs/Cv 2.5 3.5 3.5 3.5 2.5
站点P吉安P峡江P桑庄P寨头P综合
频率各站对应频率设计值
0.1%226.60465.74560.65524.44444.4
0.5%197.17363.90428.34399.61347.3
1.0%183.89320.2137
2.02346.51305.7
2.0%170.10276.66316.2529
3.9926
4.3
5.0%150.82219.40243.73225.77209.9
10.0%135.06176.41190.21175.54169.3
20.0%117.67133.91138.56127.22129.3
25.0%111.53120.37122.53112.27116.7
50.0%89.3279.1876.0369.1978.4
75.0%71.0056.3253.3248.5257.3
80.0%67.0252.8850.3545.8754.0
90.0%57.5746.8845.7641.8548.0
95.0%50.8244.3544.2140.5345.0
97.0%46.9143.4543.7640.1643.6
99.0%40.4942.6643.4539.9141.6
将区域综合计算点据点绘在海森几率格纸上，经适线可得到区域年最大一日降雨的统计参数，适线结果如图2.2。
图2.2 区域频率分析综合配线结果
对设计值给予10%的安全修正值，则设计日面降雨量X0.01%,
日=682.0mm，则设计24小时雨量为X0.01%,24=1.1×X0.01,日
=750.2mm。
3. 暴雨过程分配
1) 确定暴雨指数n
依据峡江站1954～78年短历时降雨资料，进行排频计算，计算1h、3h、6h、9h、12h、24h不同频率的设计值（本方案取
P=0.5%），用以确定暴雨指数n。
其中，短历时设计暴雨值如表2-4。
表2-4 峡江站短历时设计雨量与暴雨指数n 短历时1h3h6h12h24h
设计值X0.5%
(mm)88.5139.4165.5212.8287.8
n值0.600.640.62 5.60
n的均值0.60
2) 确定时段降雨量
依据暴雨公式
求得
据此，求得良田站所在区域面降雨各时段设计值如表2-5。
表2-5 良田站所在区域面降雨各时段设计值计算表
短历时3h6h9h12h15h18h21h24h X（mm）326.5430.9506.7568.5621.6668.7711.2750.2 3) 确定设计暴雨过程
可选的设计暴雨有两场，为了考虑工程设计安全，将主雨峰集中雨期最后的暴雨分配形式选为典型暴雨，即选定沙港站1969年6.29～30暴雨过程。
考虑设计暴雨需要将选定分成时段
为3h过程，将典型暴雨与同频放大的设计暴雨过程结果列在表2-6。
表2-6 典型暴雨与同频放大的设计暴雨过程单位:mm
t（△t=3h）12345678
典型P(t) 1.528.528.573.573.572.4108.6 3.5
放大背比K26.001.651.860.841.03 1.44 3.0012.14
设计X P(t)39.047.153.161.875.8104.4326.542.5。