水文学课程设计

工程水文学课程设计
一、基本资料
拟在某河上修建蓄水工程。

坝址断面水文站内有1960-2006年的洪水流量观测资料，如表1所示。

历史洪水洪峰流量调查资料如下：1878年为
Q=14720m3/s,
m
1901年为
Q=22100m3/s，为1901年以来的最大洪峰流量，1942年为8400m3/s。

m
1878-1900年间其他洪水未能查清。

分析选定的典型洪水过程如表2所示。

表2 典型洪水过程
二、设计任务
根据以上资料推求百年一遇设计洪水的洪峰流量和洪水过程线。

三、设计内容和步骤
1、分别选取洪峰流量和时段洪量组成计算样本，计算相应频率，绘制P-Ⅲ频率曲线；
2、根据P-Ⅲ频率曲线推求设计洪峰流量和时段洪量；
3、频率计算成果合理性检查；
4、计算放大倍比；
5、推求设计洪水过程线。

四、设计要求
1、根据由流量资料推求设计洪水的方法进行相关计算分析。

2、设计报告层次清楚、语言通顺、用语规范，绘图正确、书写整洁。

3、设计时间：4月22——4月29日。

4月29日下午2：00提交设计报告，组织答辩。

五、提交成果
每人提交计算说明书一份，用A4纸打印或手写。

六、成绩考核：
综合成绩=设计报告书60%+设计答辩30%+出勤10%。

出现以下情况者设计成绩不及格：
（1）没有完成设计任务；
（2）没有按期提交报告；
（3）抄袭他人设计报告；
（4）答辩成绩为零者。

一、设计洪峰流量的推求
（1）有资料知，实测系列n为46年，调查考证期N=2006-1878+1=129年，1901年和1878年洪水为N年中第一、第二大洪峰流量。

用独立样本法计算经验频率，结果见表1。

表1 某坝址断面年最大流量经验频率计算
（2）点绘洪峰流量经验频率曲线，曲线图见附表。

从经验频率曲线上读取3点Q 5%=9180m 3/s 、Q 50%=5110m 3/s 、Q 95%=1105m 3,按三点法公式计算洪峰系列的参数。

求得S=0.641。

有附表3 S=f(C S )关系得C S =2.28，有附表4 C S =f(φ)关系得：
φ50%
=-0.337,(φ5%
-φ95%
)=2.875。

σ=
%595%5%95%918011052808.72.875
Q Q φφ--==-m 3
/s
Q =50%50%Q σφ-=51102808.7*(0.337)6056.5--=m 3/s 2808.7
0.466056.5
v C Q σ
=
=
= (3)经多次适线，最后取Q =6056.5m 3/s,C v =0.46,C s =3.5C v ,查K p 值表，得出相应于不同频率P 的K p 值，K p 值乘以Q 得相应的Q p 值，绘出理论频率曲线。

然后改变参数，重新配线。

根据第一次适线结果，均值和C v 不变，减小C s 值，取C s =3C v ，
再查K p值，计算Q p值，再次点绘理论频率曲线，发现理论频率曲线与经验点据配合较好，即作为最后采用的理论频率曲线。

理论频率曲线选配计算表见表2。

由此求得P=1%的设计设计洪峰流量Q1%=15141.25m3/s。

表2 理论频率曲线选配计算表
二、由最大1d的实测洪量资料组成样本推求最大1d设计洪量
（1）用独立样本法计算经验频率，计算结果见表3。

表3 某坝址断面最大1d洪量经验频率计算
（2）点绘最大1d 洪量频率曲线，曲线图见附表。

从经验频率曲线上读取三点W 5%=110000（m 3/s ）h 、W 50%=39730(m 3/s)h 、W 95%=12115(m 3/s)h ，按三点法公式计算洪量系列的参数。

求得S=
5%95%50%5%95%W W W 1100001211539730
0.842W W 11000012115
+-+-==--,有附表3
S=f （C s ）关系得C s =3.28，由附表4 C s =f(φ)关系得：50%φ=-0.406，（5%φ-95%φ）=2.60。

σ=
5%95%
5%95%
W W 1100001211537648.12.6
φφ---=
= (m 3
/s)h
50%50%W=W -=39730-37648.1*(-0.406)=55015.1σφ(m 3/s)h
C v =
37648.1
0.6855015.1
W σ
=
= （3）选定W =55015.1(m 3/s)h ，C v =0.68，并假定C s =3.5C v ,查K p 值表，得出相应于不同频率P 的K p 值，K p 值乘以W 得相应的W p 值，绘出理论频率曲线。

然后改变参数，重新配线。

根据第一次适线结果，均值和C v 不变，减小C s 值，取C s =3C v ，再查K p 值，计算W p 值，再次点绘理论频率曲线，发现理论频率曲线与经验点据配合较好，即作为最后采用的理论频率曲线。

理论频率曲线选配计算表见表4。

由此求得P=1%的设计设计洪峰流量W 1%=183750.43(m 3/s)h 。

表4 理论频率曲线选配计算表
三、由最大3d 的实测洪量资料组成样本推求最大3d 设计洪量
（1）用独立样本法计算经验频率，计算结果见表5。

表5 某坝址断面最大3d 洪量经验频率计算
（2）点绘最大3d 洪量频率曲线，曲线图见附表。

从经验频率曲线上读取三点W 5%=190000（m 3/s ）h 、W 50%=70520(m 3/s)h 、W 95%=23640(m 3/s)h ，按三点法公式计算洪量系列的参数。

求得S=
5%95%50%5%95%W W W 1900002364070520
0.860W W 19000023640
+-+-==--,有附表3
S=f （C s ）关系得C s =3.38，由附表4 C s =f(φ)关系得：50%φ=-0.409，（5%φ-95%φ）=2.575。

σ=
5%95%
5%95%
W W 1900002364064605.82.575
φφ---=
= (m 3
/s)h
50%50%W=W -=70520-64605.8*(-0.409)=96943.8σφ(m 3/s)h
C v =
64605.8
0.6796943.8
W σ
=
=
（3）选定W =96943.8(m 3/s)h ，C v =0.67，并假定C s =3.5C v ,查K p 值表，得出相应于不同频率P 的K p 值，K p 值乘以W 得相应的W p 值，绘出理论频率曲线。

然后改变参数，重新配线。

根据第一次适线结果，均值和C v 不变，减小C s 值，取C s =3C v ，再查K p 值，计算W p 值，再次点绘理论频率曲线，发现理论频率曲线与经验点据配合较好，即作为最后采用的理论频率曲线。

理论频率曲线选配计算表见表6。

由此求得P=1%的设计设计洪峰流量W 1%=345119.93（m 3/s ）h 。

表6 理论频率曲线选配计算表
四、设计洪峰流量和时段洪量值
（1）先由频率计算出设计洪峰和各种不同时段的设计流量，并求典型过程线的洪峰Q m和各种不同时段的洪量W1d、W2d等，然后按洪峰、最大1d洪量、最大3d 洪量的顺序，采用不同倍比值分别将典型过程线进行放大。

典型及设计洪峰、洪量统计见表7
表7 某水库典型及设计洪峰、洪量统计
（2）计算洪峰和各时段洪量的放大倍比：
K Qm=15141.25 2.30
=
6572
K1=661.50 1.62
=
407.16
K3-1=1242.43-661.50 1.03
=
973.56-407.16
（3）由于各时段放大倍比值不同，时段分界处出现不连续现象所以要修匀。

设计洪水过程线计算表见表8。

表8 设计洪水过程线计算表
（4）最后画出典型洪水过程线和设计洪水过程线(见附表)。

五、计算成果的合理性检查
（1）根据本站频率计算成果，检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时之间的关系，一般来说，随着历时的增加，洪量的均值也随之增大，经检查，数据合理。

（2）与暴雨频率分析成果进行比较。

经检查，洪水的径流深小于相应天数的暴雨量，而洪水的C v值大于相应暴雨的C v值。

工程水文学课程设计
班级：08水利水电工程
学号：2008096034
姓名：孔维萍
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