工程水文学同频率放大法计算设计洪水过程线.doc

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。

分时段同频率放大法：该法在放大典型洪水过程线时，洪峰和不同时段（1d, 3d, 7d,）洪量采用不同的倍比，以使得放大后的过程线的洪峰和各时段的洪

量均分别等于设计洪峰和设计洪量值。

对典型洪水过程线的放大

按 KQm放大典型洪水的洪峰流量；

从短时段到长时段次序按相应的放大倍比 KT对典型洪水进行放大。

计算典型过程线的时段洪量时，采用“长包短”的方法进行，即短时段洪量

是在长时段洪量内统计，如典型过程线的洪峰是在一天内选出，而一天洪量是在

三天洪量时间内选出，以求得设计洪水过程线峰高量大。

洪水过程线的修匀

由于各时段放大倍比的不同，则在二个时段的衔接处洪水过程线会出现突变

现象，这是不合理的，故应徒手修匀，使其成为光滑的曲线。其原则是修匀后的

各时段的设计洪水量和洪峰流量应保持不变，误差不超过 1%。修匀后的过程线即为

设计洪水过程线，如图所示。

图设计洪水过程线

两种放大方法比较

同倍比放大法

计算简便，放大后设计洪水过程线保持典型洪水过程线的形状不变。常用于峰

量关系好及多峰型的河流。“峰比”放大、“量比”放大分别常用于防洪后果主要

由洪峰控制、时段洪量控制的水工建筑物。

同频率放大法

目前大、中型水库规划设计主要采用此法，成果较少受典型不同的影响，放

大后洪水过程线与典型洪水过程线形状可能不一致。常用于峰量关系不够好、洪

峰形状差别大的河流；适用于有调洪作用的水利工程（如调洪作用大的水库等）；较能适应多种防洪工程的特性，解决控制时段不易确定的困难。

古洪水及其应用

古洪水

洪水发生的时间早于现代系统水文测验和历史( 调查 ) 洪水的古代洪水。

作用

目前洪水频率计算的根本问题是资料过短、代表性不足、难于推估出可靠的稀遇洪水。古洪水资料可以大大降低洪水频率曲线外延幅度，甚至将外延变为内插。

在取得洪水平流沉积物的基础上，算出古洪水量和发生的年代，用以加入频率计算，大幅度加长了历史洪水和特大洪水的考证期，提高了系列的展延精度，使频率曲线稀遇部分的确定更有把握。

图长江三峡工程有古洪水的洪水频率曲线图

图黄河小浪底工程有古洪水的洪水频率曲线图

2 计算内容

计算资料

按照所给基本资料进行计算，详细写明计算过程。

3

已求得某站千年一遇洪峰流量和 1 天、3 天、7 天洪量分别为： Q m ，p =10245m/s 、

1d ， p

m 3 / s h

3d ， p

=226800 m 3 / s h

7d ， p

m 3 / s h

。选得典

W =114000

、W 、W =348720

型洪水过程线如表。 试按同频率放大法计算千年一遇设计洪水过程

表 典型设计洪水过程线

月 日 时

典型洪水

3

月 日 时

典型洪水 3

Q （ m/s ）

Q （ m/s ）

8

4

8 268 8

7

8 1070

20

375

20

885 5 8 510 8

8 727 20

915

20

576 6 2 1780 9

8 411 8 4900

20

365 14 3150 10

8 312

20

2583

20

236 8 7 2

1860

11 8

230

求 1、3、7d 洪量

按照所给基本资料进行计算，详细写明计算过程和最终结果。

3

解： 典型洪水 洪峰 Q m =4900m/s

1d 洪量： 6 日 2 时至 7 日 2 1d

m 3 / s h

时 W =74718

3d 洪量： 5 日 8 时至 8 日 8 3d

m 3 / s h

时 W =121545

7d 洪量： 4 日 8

7d

m 3

/ s h

时至 11 日 8 时 W =159255

确定洪峰放大倍比

按照所给基本资料进行洪峰放大倍比计算，详细写明计算过程和最终结果。

解：洪峰放大倍比 K Q = Q m ， p / Q m =10245 / 4900=

确定洪量放大倍比

按照所给基本资料进行调节系数计算，详细写明计算过程和最终结果。