第七章 河道洪水演算ppt课件
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设计洪水流域水文模型及河道流量演算PPT课件
Sr
下限值 28.0 26.0 27.0 23.0 23.0 22.0 21.0 20.0 19.0 18.0 17.0 16.0
一般值 35.5 30.5 27.0 24.0 23.0 22.0 21.0 20.0 19.0 18.0 17.0 16.0
上限值 4.10 3.50 1.90 1.80 1.50 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10
z
F。A (t z )
⑤ 根据设计主雨面雨量 H P,A及tz流 域可能损失 F，A (用tz )式
（7.3-1）或式（7.3-2）计算设计洪水净雨深 。 R p
⑥ 非主雨日设计净雨的计算方法与上述主雨日净雨计算方
法相同，所不同的是 的B0定,P 量。当主雨日居中时，第一日的 取表B0列,P 值的40％，第三日的 取0.9B00,P～1.0；当主雨日居后时， 第一日的 取表列值的B04,P0％，第二日的 取表列值的B600,P％。
第8页/共52页
设计洪水
1. 设计净雨深计算
表7.3-1
设计洪水流域持水度查用表
频率
0.33%
1%
2%
5%
10%
B0P
0.63
0.61
0.58
0.54
0.50
当频率小于0.33%时，B0P取0.63；当频率大于10%时，B0P取0.50 。
2021/7/7
9
第9页/共52页
设计洪水
1. 设计净雨深计算
tz
Sr,A 1 B0,1%
t 0.5 z
2KS,A tz19.5 (1 0.24) 10.5 21.29 1 17.4mm
F (3) A
水库调洪演算的原理和方法PPT课件
需要根据洪水特性、水库安全、闸门启闭设 备，以及技术经济条件等综合考虑加以论证 确定。泄洪建筑物形式的选择必须综合考虑 水利枢纽的地形条件、地质条件、水库大坝 类型、综合利用要求以及利用洪水预报进行 泄洪的可能性等条件，最终选定时也必须进 行技术经济比较论证。 • 水库防洪计算的任务，主要是对各种拟定的 方案，通过调洪计算，求得最大下泄流量、 调洪库容和最高洪水位等技术参数，为技术 经济论证和选择最佳方案提供依据。
第9页/共41页
水库调洪计算的半图解法
由上节知道列表试算法麻烦工作量大，故人们比较喜欢 用半图解法。
Q1
Q2 2
Δt
q1
q2 2
Δt
V2
V1
Q Q1 Q2 2
等式两边同时除以△t,并移项
Q V1 q1 V2 q2 t 2 t 2
V 、q 、 V1 t 2 t
q 、 V2 2 t
Q (m3 / s), V q (m3 / s), V q (m3 / s)
t 2
t 2
调洪计算半图解法的双辅助线
第11页/共41页
水库调洪计算的半图解法
三、半图解法的计算步骤
1.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算 时段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计
算时段。算出各时段的平均入库流量 Q 以及定出
V
t
q (m3 2
/
s),
V t
q 2
(m3
/
s)
水库调洪计算的半图解法
1.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算时 段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计算 时段。算出平均入库流量Q1以及定出第一时段初 始的Z1、q1、V1各值。 2.利用辅助线在图上求解得出Z2。 3.根据Z2值，利用水库Ｚ～Ｖ曲线即可求出V2。 4.将ｅ点代表的Ｚ2值作为下一时段的Ｚ1值
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水库调洪计算的半图解法
由上节知道列表试算法麻烦工作量大，故人们比较喜欢 用半图解法。
Q1
Q2 2
Δt
q1
q2 2
Δt
V2
V1
Q Q1 Q2 2
等式两边同时除以△t,并移项
Q V1 q1 V2 q2 t 2 t 2
V 、q 、 V1 t 2 t
q 、 V2 2 t
Q (m3 / s), V q (m3 / s), V q (m3 / s)
t 2
t 2
调洪计算半图解法的双辅助线
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水库调洪计算的半图解法
三、半图解法的计算步骤
1.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算 时段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计
算时段。算出各时段的平均入库流量 Q 以及定出
V
t
q (m3 2
/
s),
V t
q 2
(m3
/
s)
水库调洪计算的半图解法
1.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算时 段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计算 时段。算出平均入库流量Q1以及定出第一时段初 始的Z1、q1、V1各值。 2.利用辅助线在图上求解得出Z2。 3.根据Z2值，利用水库Ｚ～Ｖ曲线即可求出V2。 4.将ｅ点代表的Ｚ2值作为下一时段的Ｚ1值
第7章洪水分析计算教学辅导.
第7章洪水分析计算教学辅导.第一篇：第7章洪水分析计算教学辅导.第7章洪水分析计算教学辅导25．什么是洪水三要素，洪水分析计算的主要任务是什么？如前述，洪涝灾害、水资源不足、水污染是我国的三大水问题。
1998年大水以后，虽然中央和地方都加大了防洪的投入，重点堤防的工程状况有了比较大的改善，但从总体上来看，目前我国江河的防洪工程系统还没有达到规划标准，许多城市的防洪标准还很低，防治洪涝灾害是我们面临的重大课题。
另外，在当前水资源紧缺的形势下，如何调蓄洪水，利用洪水的水量，变水害为水利，也具有重大意义。
正因为这样，洪水分析计算成为水资源管理课程的重要内容。
洪峰流量、洪水总量以及洪水过程线可全面地描述洪水，称为洪水的三个要素。
洪水分析计算的主要任务，就是按照一定的标准，推求洪水的三要素，掌握洪水的规律。
26．什么是防洪标准，我国现行的防洪标准怎样？为防治洪水灾害，需要采取工程措施和非工程措施。
工程措施即修建各种防洪工程。
非工程措施是指像防洪立法，推行防洪保险等的措施。
在采取防洪措施的时候，必须以一定标准的洪水作为依据，这种依据称为防洪标准。
当采取一定的防洪措施时，采用的防洪标标准越高，防护地区受洪水危害的风险越小，但同时采取措施的投入就越大。
由此可知防洪标准取得过高和过低都是不合理的。
防洪标准应依照国家有关规范，按照防洪工程和防护地区的重要性确定。
我国现行的防洪标准是从1995年1月开始实施的中华人民共和国国家标准《防洪标准》（GB 50201—94）。
文字教材的第7章和第15章对此规范作了比较详细的介绍。
概括地说，工程规划设计中防洪设计标准分为两类。
第一类是保证水工建筑物自身安全的防洪设计标准，第二类是保障下游防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准。
水工建筑物的防洪标准又可以分为设计标准（对应正常运用情况）和校核标准（对应非常运用情况）。
工程遇到设计标准洪水时应能保证正常运用，遇到校核标准洪水时，主要建筑物不得发生破坏，但是允许部分次要建筑物损坏或失效。
洪水预报与调度PPT课件
最小二乘斱法卡尔曼滤波斱法流域域降降雨雨径径流流预预报报水汽风输送降水p大循环降水蒸发小循环降水蒸发e陆地地面径流海洋地下径流水文循环示意图水文循环示意图23流域降雨径流预报地面净雨地面汇流计算降雨产流计算壤中流净雨表层汇流计算地下净雨地下汇流计算河网总入流河网汇流计算预报的洪水过程地面净雨地面汇流计算降雨产流计算地下净雨地下汇流计算地面径流预报的洪水过程地下径流24一产流计算一降雨径流相关图法径流系数法26净雨过程计算一个流域的wb一定可按上式由降雨蒸发连续预报w27二汇流计算1
(3-4)
式（3-1）式、（3-3）联解，即得马斯京根流量演算方程
Q 下 2 C 0 Q 上 2 C 1 Q 上 1 C 2 Q 下 1 （3-5）
.
37
其中
1
1
1
t Kx
t Kx
K Kx t
C0
K
2
Kx
1
t
, C1
K
2
Kx
1
t
,C2
K
Kx
2 1
t
（3-6）
2
2
2
C0+C1+C2=1 确定 K、x——→C0，C1，C2——→ 由 Q 上～t 求 Q 下～t
• 水库调度
.
20
流域降雨径流 预报
.
21
太阳
水汽
风输送
（大循环）
降水
降水
蒸发 E
地面径流 R
海洋
地下径流
降水 P 蒸发（小循环）
陆地
水文循环示意图
.
22
流域降雨径流预报
地面净雨—→（地面汇流计算） 降雨—→（产流计算）—→ 壤中流净雨—→（表层汇流计算）
(3-4)
式（3-1）式、（3-3）联解，即得马斯京根流量演算方程
Q 下 2 C 0 Q 上 2 C 1 Q 上 1 C 2 Q 下 1 （3-5）
.
37
其中
1
1
1
t Kx
t Kx
K Kx t
C0
K
2
Kx
1
t
, C1
K
2
Kx
1
t
,C2
K
Kx
2 1
t
（3-6）
2
2
2
C0+C1+C2=1 确定 K、x——→C0，C1，C2——→ 由 Q 上～t 求 Q 下～t
• 水库调度
.
20
流域降雨径流 预报
.
21
太阳
水汽
风输送
（大循环）
降水
降水
蒸发 E
地面径流 R
海洋
地下径流
降水 P 蒸发（小循环）
陆地
水文循环示意图
.
22
流域降雨径流预报
地面净雨—→（地面汇流计算） 降雨—→（产流计算）—→ 壤中流净雨—→（表层汇流计算）
设计洪水的分析计算PPT课件
第14页/共110页
本节内容提要
内容：
一、洪水资料的选样与审查
二、频率计算推求设计洪峰流量
三、设计洪水过程线推求
练习题
要求：
掌握洪峰与洪量的选样，掌握考虑特大洪水加 入实测资料系列时设计洪峰流量的计算方法，掌握 同频率法放大洪水过程线。
第15页/共110页
一、洪水资料的选样与审查
1. 洪水资料的选样 1）什么是选样？
实例分析
[例 5-2]：某流域拟建中型水库一座。经分析确定水库枢纽本身永久水
工建筑物正常运用洪水标准(设计标准)p=1%，非常运用洪水标准(校核 标准)p=0.1%。该工程坝址位置有25年实测洪水资料(1958~1982)，经选 样审查后洪峰流量资料列入表5-9第②栏，为了提高资料代表性，曾多 次进行洪水调查，得知1900年发生特大洪水，洪峰流量为3750m3/s，考 证期为80年，试推求p=1%、p=0.1%的设计洪峰流量。
1. 防洪标准
担任防洪任务的水工建筑物，应具备的防御 洪水能力的洪水标准。常用重现期表示。
2. 选定防洪标准的原则
统一 防洪安全
经济
第7页/共110页
二、设计标准
《水利水电工程等级划分》
注：1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容； 2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
第8页/共110页
二、设计标准
CV
1 Qm
1 N
1
a
(Q j
j 1
Qm )2
N a nl
n
(Qi
il 1
Qm )2
1 1168
设计洪水： 在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安
全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设 计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪 水。
本节内容提要
内容：
一、洪水资料的选样与审查
二、频率计算推求设计洪峰流量
三、设计洪水过程线推求
练习题
要求：
掌握洪峰与洪量的选样，掌握考虑特大洪水加 入实测资料系列时设计洪峰流量的计算方法，掌握 同频率法放大洪水过程线。
第15页/共110页
一、洪水资料的选样与审查
1. 洪水资料的选样 1）什么是选样？
实例分析
[例 5-2]：某流域拟建中型水库一座。经分析确定水库枢纽本身永久水
工建筑物正常运用洪水标准(设计标准)p=1%，非常运用洪水标准(校核 标准)p=0.1%。该工程坝址位置有25年实测洪水资料(1958~1982)，经选 样审查后洪峰流量资料列入表5-9第②栏，为了提高资料代表性，曾多 次进行洪水调查，得知1900年发生特大洪水，洪峰流量为3750m3/s，考 证期为80年，试推求p=1%、p=0.1%的设计洪峰流量。
1. 防洪标准
担任防洪任务的水工建筑物，应具备的防御 洪水能力的洪水标准。常用重现期表示。
2. 选定防洪标准的原则
统一 防洪安全
经济
第7页/共110页
二、设计标准
《水利水电工程等级划分》
注：1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容； 2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
第8页/共110页
二、设计标准
CV
1 Qm
1 N
1
a
(Q j
j 1
Qm )2
N a nl
n
(Qi
il 1
Qm )2
1 1168
设计洪水： 在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安
全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设 计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪 水。
〔人教课标版〕洪水教学PPT课件
• 主要的洪水区分布在大兴安岭— 太行山—武陵山以东，这个地区 又被南岭、大别山—秦岭、阴山 分割为洪水最严重的地 区主要为东南沿海地区、湘赣地 区、淮河流域，次多洪水区有长 江中下游地区、南岭、武夷山地 区
海河和黄河下游地区、四川盆地、辽 河、松花江地区。全国洪水最少的地 区是西北、内蒙和青藏高原，次为黄 土高原、云贵高原和东北地区。概括 而言，洪水分布总的特点是东部多， 西部少；沿海多，内陆少；平原湖区 多，高原山地少；山脉东、南坡多， 西、北坡少。
45、人类的希望像是一颗永恒的星， 乌云掩 不住它 的光芒 。特别 是在今 天，和 平不是 一个理 想，一 个梦， 它是万 人的愿 望。 —— 巴 金 46、我们是国家的主人，应该处处为 国家着 想。— — 雷 锋
47、我们爱我们的民族，这是我们自 信心的 源泉。 —— 周恩来 48、路是脚踏出来的，历史是人写出 来的。 人的每 一步行 动都在 书写自 己的历 史。 —— 吉鸿昌
100、我无论做什么，始终在想着，只 要我的 精力允 许我的 话，我 就要首 先为我 的祖国 服务。 ——《 巴甫洛 夫选集 》 57、入于污泥而不染、不受资产阶级 糖衣炮 弹的侵 蚀，是 最难能 可贵的 革命品 质。 —— 周恩来
• 专家称首先应该迅速登上牢固的高层建筑避险，而后要与 救援部门取得联系。同时，注意收集各种漂浮物，木盆、
木桶都不失为逃离险境的好工具。分析洪水中人员失踪的
原因，一方面是洪水流量大，猝不及防。另一方面也是因 为有的人不了解水情而涉险 水。所以，洪水中必须注意
的是，不了解水情一定要在安全地带等待救援。
92、 成功，从失败的土壤中顽强生出。—— 德 国 93、别因为落入了一把牛毛就把一锅 奶油泼 掉，别 因为犯 了一点 错误就 把一生 的事业 扔掉。 —— 蒙 古 94、危险、怀疑和否定之海，围绕着 人们小 小的岛 屿，而 信念则 鞭策人 ，使人 勇敢面 对未知 的前途 。 —— 泰戈尔 95、论命运如何，人生来就不是野蛮 人，也 不是乞 讨者。 人的四 周充满 真正而 高贵的 财富— 身体与 心灵的 财富。 —— 霍勒斯•曼 96、如果只有火才能唤醒沉睡的欧洲 ，那么 我宁愿 自己被 烧死， 让从我 的火刑 堆上发 出的光 照亮这 漫长的 黑夜， 打开那 些紧闭 的眼睛 ，将人 类引进 光明
由暴雨资料推求设计洪水课件(26页)
内插并统计流域中心 时段最大点雨量
点绘流域中心 点雨量频率曲线
查算流域中心 设计时段点雨量
流域雨量 点面关系
流域点雨量资料 不足或缺乏
根据区域综合资料 流域中心雨量统计参数
mx 、Cv 、Cs
计算流域中心 设计时段点雨量
地区综合 动点动面关系
流域各时段设计面雨量
三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图
目前,用水文气象法推求PMP的基本 思路是对典型暴雨进行极大化推求PMP。 选择典型暴雨时 ，应注意选择强度大 、 历时长 、暴雨时空分布对流域产生洪水 峰 、量及过程线均恶劣的暴雨典型。
表示区域内一定历时 、一定面积PMP地 理变化的等值线图称为PMP等值线图 。PMP 等值线图的绘制是利用前述推求PMP的计算 方法计算选定地点的PMP值 ， 经过时-面-深、 地区等项修匀 ，再勾绘成等值线图 。一般仅 绘制24h PMP等值线图,然后利用长短历时 暴雨关系 、点面关系推求其它历时 、面积的 ；
(5） 划分地表 、地下净雨过程
地表 、地下净雨推求
3 、推求设计洪水过程
（ 1） 分析单位线 ， 由地表净雨推求地表径流
过程Qs；
（2） 地下径流过程简化为等腰三角形 ， 峰 位于地表径流停止点 。 由地下净雨推求地
下径流过程Qg；
（3） 地表径流与地下径流相加 ，得设计洪
二 、设计暴雨过程拟定
1 、选择典型暴雨过程的原则 （ 1）暴雨强度高 、降水总量大（接近设计条件，
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
7.3 、 由设计暴雨推求设计洪水
点绘流域中心 点雨量频率曲线
查算流域中心 设计时段点雨量
流域雨量 点面关系
流域点雨量资料 不足或缺乏
根据区域综合资料 流域中心雨量统计参数
mx 、Cv 、Cs
计算流域中心 设计时段点雨量
地区综合 动点动面关系
流域各时段设计面雨量
三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图
目前,用水文气象法推求PMP的基本 思路是对典型暴雨进行极大化推求PMP。 选择典型暴雨时 ，应注意选择强度大 、 历时长 、暴雨时空分布对流域产生洪水 峰 、量及过程线均恶劣的暴雨典型。
表示区域内一定历时 、一定面积PMP地 理变化的等值线图称为PMP等值线图 。PMP 等值线图的绘制是利用前述推求PMP的计算 方法计算选定地点的PMP值 ， 经过时-面-深、 地区等项修匀 ，再勾绘成等值线图 。一般仅 绘制24h PMP等值线图,然后利用长短历时 暴雨关系 、点面关系推求其它历时 、面积的 ；
(5） 划分地表 、地下净雨过程
地表 、地下净雨推求
3 、推求设计洪水过程
（ 1） 分析单位线 ， 由地表净雨推求地表径流
过程Qs；
（2） 地下径流过程简化为等腰三角形 ， 峰 位于地表径流停止点 。 由地下净雨推求地
下径流过程Qg；
（3） 地表径流与地下径流相加 ，得设计洪
二 、设计暴雨过程拟定
1 、选择典型暴雨过程的原则 （ 1）暴雨强度高 、降水总量大（接近设计条件，
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
7.3 、 由设计暴雨推求设计洪水
洪水PPT课件(上课用)人教课标版
7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。14、成长是一场和自己的比赛，不要担心别人会做得比你好，你只需要每天都做得比前一天好就可以了。
10、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。失败。11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德
海河和黄河下游地区、四川盆地、辽 河、松花江地区。全国洪水最少的地 区是西北、内蒙和青藏高原，次为黄 土高原、云贵高原和东北地区。概括 而言，洪水分布总的特点是东部多， 西部少；沿海多，内陆少；平原湖区 多，高原山地少；山脉东、南坡多， 西、北坡少。
洪水出现频率高，波及范围广，来 势凶猛，破坏性极大。
9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更5、别着急要结果，先问自己够不够格，付出要配得上结果，工夫到位了，结果自然就出来了。 6、你没那么多观众，别那么累。做一个简单的人，踏实而务实。不沉溺幻想，更不庸人自扰。
7、别人对你好，你要争气，图日后有能力有所报答，别人对你不好，你更要争气望有朝一日，能够扬眉吐气。 8、奋斗的路上，时间总是过得很快，目前的困难和麻烦是很多，但是只要不忘初心，脚踏实地一步一步的朝着目标前进，最后的结局交给时间来定夺。 9、运气是努力的附属品。没有经过实力的原始积累，给你运气你也抓不住。上天给予每个人的都一样，但每个人的准备却不一样。不要羡慕那些总能撞大运的人，你必须很努力，才能遇上好运气。
10、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。失败。11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德
海河和黄河下游地区、四川盆地、辽 河、松花江地区。全国洪水最少的地 区是西北、内蒙和青藏高原，次为黄 土高原、云贵高原和东北地区。概括 而言，洪水分布总的特点是东部多， 西部少；沿海多，内陆少；平原湖区 多，高原山地少；山脉东、南坡多， 西、北坡少。
洪水出现频率高，波及范围广，来 势凶猛，破坏性极大。
9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更5、别着急要结果，先问自己够不够格，付出要配得上结果，工夫到位了，结果自然就出来了。 6、你没那么多观众，别那么累。做一个简单的人，踏实而务实。不沉溺幻想，更不庸人自扰。
7、别人对你好，你要争气，图日后有能力有所报答，别人对你不好，你更要争气望有朝一日，能够扬眉吐气。 8、奋斗的路上，时间总是过得很快，目前的困难和麻烦是很多，但是只要不忘初心，脚踏实地一步一步的朝着目标前进，最后的结局交给时间来定夺。 9、运气是努力的附属品。没有经过实力的原始积累，给你运气你也抓不住。上天给予每个人的都一样，但每个人的准备却不一样。不要羡慕那些总能撞大运的人，你必须很努力，才能遇上好运气。
河道洪水演算
河道洪水演算流域上的降水在流域出口断面形成一次洪水过程，它在继续流向下游的流动过程中，洪水过程线的形状会发生不断的变化。
如果比较天然河道上、下断面的流量过程线，在没有区间入流的情况下，下断面的洪峰流量将低于上断面的洪峰流量；下断面的洪水过程的总历时将大于上断面的总历时；下断面的洪水在上涨过程中，会有一部分流量增长率大于上断面。
即是说，洪水在向下游演进的过程中，洪水过程线的形状，将发生展开和扭曲，如图3－21所示。
水力学的观点认为：在河流的断面内各个水质点的流速各不相同而且随断面上流量的变化而变化。
在上断面流量上涨过程中，各水流质点的流速在不断增大，下断面流量和水流质点的流速也在不断上涨。
当上断面出现洪峰流量时，上断面各水流质点的流速达到最大值。
由于上断面各水流质点不可能同时到达下断面，故下断面的洪峰流量必然低于上断面的洪峰流量。
在涨洪阶段，由于各水流质点流速在加大，沿程都有部分水质点赶超上前一时段的水流质点，因此在涨洪段，下断面洪水上涨过程中的增加率要大于上断面，即峰前部分将发生扭曲（如图3－2１），但下断面流量绝对值都小于同时刻的上断面流量。
在落洪阶段，由于断面各水流质点的流速逐渐减小，沿程都有部分水质点落在后面，因而下断面的落洪历时将加大。
但在下断面落洪期间，其流量一定大于同时刻上断面的流量。
即是认为在涨洪阶段，由于断面平均流速逐渐加大，后面的洪水逐渐向前赶，因而产生涨洪段的扭曲现象，落洪阶段，断面平均流速逐渐减小，后面的洪水断面逐渐拖后，因而拖长了洪水总历时。
马斯京根法流量演算此法是1938年用于马斯京根（Muskingin）河上的流量演算法。
这一方法在国内外的流量演算中曾获得广泛的应用。
对于一个河段来说，流量Q与河段的蓄水量S之间有着固定的关系，流量和河槽蓄水量之间的关系称为槽蓄曲线，槽蓄曲线反映河段的水力学特性。
涨洪时河槽蓄水量大于稳定流时槽蓄量，落洪时河槽蓄水量小于稳定流时的槽蓄量，因此，在非稳定流的状态下，槽蓄量S和下游断面的流量间不是单值的对应关系。
水文学设计洪水计算PPT课件
洪水资料的审查，以保证资料的可靠性、 一致性和代表性；
❖ 选样，从每年洪水中选取符合要求的洪 峰流量和洪量，组成各自的统计系列；
频率计算，求出设计洪峰和设计洪量 （与设计径流的不同之处是要对特大值洪水进行 相应的处理）
求设计洪水过程线
第14页/共93页
1. 计算步骤： 1）洪水样本的选择
河流一年内要发生多次洪水，每次都不同， 因此如何从历年的洪水系列资料中选取表征洪水 特征值的样本，是设计洪水的一个首要问题。对 水利水电工程而言，一般采用“年最大值法”， 即每年只选一最大的特征值作为样本点。
加入1963年实测特大 洪水Q m=12000 m3/s后 计算结果
第23页/共93页
特大洪水：
指在洪水系列中，比一般洪水大得多的稀 遇洪水，一般为历史洪水，可以经过调查考证 取得，它也可以出现在实测系列中，均称之为 特大洪水。
将特大洪水与实测洪水共同组成一洪水系 列(样本)，如何进行频率计算？
关键是对特大洪水的处理，即在经验频率 计算、统计参数估计等方面采取有别于一般洪 水的计算方法。
按正常运用洪水标准计算的洪水称为设计 洪水，用它确定水利水电工程的设计洪水位， 设计泄流量等。
第10页/共93页
非常运用的洪水标准(校核标准) ：
出现超过这种标准的洪水，水利工程的某 些正常工作可以暂时破坏，如允许消能设施和 一些次要建筑物部分损坏，但必须确保主要水 利工程建筑物安全或不允许发生河流改道等重 大灾害性后果，则这种情况为“非常运用条 件”。
防洪标准
洪水频率 重现期 （％） （年）
重大城镇 重大工业区 >500 重要城市 重要工业区 100~500 中等城市 中等工业区 2~100 一般城市 一般工业区 5~10
❖ 选样，从每年洪水中选取符合要求的洪 峰流量和洪量，组成各自的统计系列；
频率计算，求出设计洪峰和设计洪量 （与设计径流的不同之处是要对特大值洪水进行 相应的处理）
求设计洪水过程线
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1. 计算步骤： 1）洪水样本的选择
河流一年内要发生多次洪水，每次都不同， 因此如何从历年的洪水系列资料中选取表征洪水 特征值的样本，是设计洪水的一个首要问题。对 水利水电工程而言，一般采用“年最大值法”， 即每年只选一最大的特征值作为样本点。
加入1963年实测特大 洪水Q m=12000 m3/s后 计算结果
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特大洪水：
指在洪水系列中，比一般洪水大得多的稀 遇洪水，一般为历史洪水，可以经过调查考证 取得，它也可以出现在实测系列中，均称之为 特大洪水。
将特大洪水与实测洪水共同组成一洪水系 列(样本)，如何进行频率计算？
关键是对特大洪水的处理，即在经验频率 计算、统计参数估计等方面采取有别于一般洪 水的计算方法。
按正常运用洪水标准计算的洪水称为设计 洪水，用它确定水利水电工程的设计洪水位， 设计泄流量等。
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非常运用的洪水标准(校核标准) ：
出现超过这种标准的洪水，水利工程的某 些正常工作可以暂时破坏，如允许消能设施和 一些次要建筑物部分损坏，但必须确保主要水 利工程建筑物安全或不允许发生河流改道等重 大灾害性后果，则这种情况为“非常运用条 件”。
防洪标准
洪水频率 重现期 （％） （年）
重大城镇 重大工业区 >500 重要城市 重要工业区 100~500 中等城市 中等工业区 2~100 一般城市 一般工业区 5~10
工程水文及水利计算PPT幻灯片课件
22
5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算 2、等值线图法
多年平均年径流深等值线图 应用 通过形心插值：在小流域中，流域内通过的等值线很少，可 按通过流域形心的直线距离比例内插法，计算流域平均径流 深。
23
5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算
20
5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算 2、等值线图法
多年平均年径流深等值线图 绘制 为了消除流域面积这一非区域性因素的影响，等值线图总是 以径流深（毫米）或径流模数（升·秒-1 ·公里-2）来表示。 绘制气候特征值（如降雨量、蒸发量）等值线图时，是把各 观测值点注在地图中各对应观测点的位置上。
26
5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算
2、等值线图法
年径流Cv值的估算
年径流深的Cv值，也有等值线图可供查算，方法与年径流均 值估算方法类似，但可更简单一点，即按比例内插出流域重 心的Cv值就可以了。 大流域：一般具有长期的实测资料，很少用等值线图； 中流域：精度一般较高，具有很大的实用价值； 小流域：误差很大，且由等值线图查得的Cv值有可能偏小。 因为绘制等值线图时主要依据的是中等流域的资料，一般来 说流域越大，径流变化越均匀， Cv值越小。
18
5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算 2、等值线图法
原理 影响水文特征值的因素分类：
当影响水文特征值（如洪峰流量、特征水位等）的因素主要 是非区域性因素（如流域面积、河床下切深度等）时，则该 特征值不随地理坐标而连续变化，就无法作出它的等值线图；
对于同时受区域性和非区域性两种因素影响的特征值（如年 径流总量等），在消除非区域性的影响后，才能得出该特征 值的地理分布规律。
5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算 2、等值线图法
多年平均年径流深等值线图 应用 通过形心插值：在小流域中，流域内通过的等值线很少，可 按通过流域形心的直线距离比例内插法，计算流域平均径流 深。
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5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算
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5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算 2、等值线图法
多年平均年径流深等值线图 绘制 为了消除流域面积这一非区域性因素的影响，等值线图总是 以径流深（毫米）或径流模数（升·秒-1 ·公里-2）来表示。 绘制气候特征值（如降雨量、蒸发量）等值线图时，是把各 观测值点注在地图中各对应观测点的位置上。
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5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算
2、等值线图法
年径流Cv值的估算
年径流深的Cv值，也有等值线图可供查算，方法与年径流均 值估算方法类似，但可更简单一点，即按比例内插出流域重 心的Cv值就可以了。 大流域：一般具有长期的实测资料，很少用等值线图； 中流域：精度一般较高，具有很大的实用价值； 小流域：误差很大，且由等值线图查得的Cv值有可能偏小。 因为绘制等值线图时主要依据的是中等流域的资料，一般来 说流域越大，径流变化越均匀， Cv值越小。
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5-5 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内 分配的分析计算 2、等值线图法
原理 影响水文特征值的因素分类：
当影响水文特征值（如洪峰流量、特征水位等）的因素主要 是非区域性因素（如流域面积、河床下切深度等）时，则该 特征值不随地理坐标而连续变化，就无法作出它的等值线图；
对于同时受区域性和非区域性两种因素影响的特征值（如年 径流总量等），在消除非区域性的影响后，才能得出该特征 值的地理分布规律。
河溢洪道水力计算39页PPT
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华பைடு நூலகம்之 崛起而 读书。 ——周 恩来
河溢洪道水力计算
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
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研究对象：上下游河段间的水体，是什么水流 河槽内的洪水波是不稳定渐变流
在相当短的流程距离内， 水流要素没有突变，而是慢慢变化的水流， 这种水流就是不稳定渐变流。
河槽洪水演算方法
水力学法 直接求解描述河道洪水波的圣维南方程组 水文学法 利用河段水量平衡方程和槽蓄方程式 描述河道洪水波。 实际应用中，采用哪种方法要依据计算目的、要求、 计算精度和资料条件。
附加比降、涨洪、落洪
指洪水波水面比降与同水位稳定流水面比降之差，
A
B
即 tanβ= iΔ
D
C
稳定流水面
河床床面
当涨洪时（波前段经过断面或河段）：附加比降 iΔ > 0 当落洪时（波后段经过断面或河段）：附加比降 iΔ < 0 水流稳定时（无洪水波）： 附加比降 iΔ = 0
坦化变形——波长变大
什么是河槽洪水演算
Q I
河段
根据河道上断面的洪水过程 推求河道下断面的洪水过程。 在水文预报、水利工程防洪控制等有重要应用。
河段洪水演算的研究对象和内容
洪水演算的研究对象： 已知上断面流量过程，推求下断面的流量 进入河段上下游两断面间的水体（洪水波），
洪水演算关心的研究内容：
河段上下断面的流量、水位随流程与时间的变化。 水文学研究中依据一些假设或经验， 利用上断面的流量过程来推求下断面的流量过程， 涉及到的核心内容是两个断面间蓄水量的变化。
这个时间差，称为洪水波的传播时间。
➢ 涨洪历时：波前段完整通过某个断面的时间 ➢ 洪水历时：洪水波完整通过某个断面的时间
洪水波的形态特征—1
A
B
D
C
稳定流水面
河床床面
河床床面与水平面的夹角
ta n 河床比降 i0
波体水面与稳定流水面的夹角 ta n 附加比降 iΔ 波体水面与水平面的夹角 tan 洪水波水面比降
同位相
上游断面洪水过程线上的1、2、3、4、5、6点处位相点 经过一定的河段传播时间，分别在 下游断面洪水过程线上的1`、2`、3`、4`、5`、6`点处出现， 1`、2`点处水位称为1、2的同位相水位
洪水波传播时间
河槽上游断面洪水波上任一位相的水位或流量 在河流下游断面的出现时间 总是迟于在上游断面出现的时间。
水文学方法
特征河长法、经验槽蓄曲线法、马斯京根法、波达波夫半 图解法(或称蓄率中线法)等。
水文学方法共同点 设法寻找相对稳定的单一槽蓄曲线， 以代替圣维南方程中的运动方程， 再与连续方程联立求解。
水文学方法是水力学方法的一种简化
是洪水波在河道中演进的一种近似分析方法。 适用于规划或预可行性阶段使用， 要求在演算的河段中有水文测站， 有实测多年的水位流量资料，可率定计算参数。
T上涨洪
Q
T下涨洪
上断面流量过程 下断面流量过程
T上洪
T下洪
洪水发生前河槽流量过程
t
洪水进入河槽后，发现河槽上下两断面处的流量不同，存 在差异，这是洪水波的坦化变形与扭曲变形引起的。
洪水波的最大特征值出现时间
仅有单一洪水波时，在 任何断面上各最大值出 现的次序为：
最大比降， 先 最大流速， 最大流量， 最高水位。
➢河槽持续无降雨期间：是稳定流：
当流域内没有降雨发生， 没有地表径流快速汇入河槽内，这时， 河槽内水流要素不会随时间变化而发生明显的变化。 河槽内的这种水流就是稳定流。
➢降雨时河槽内的洪水波水流：是不稳定流。
降雨形成径流汇入河槽后， 洪水波水流是不稳定流
洪水波所经河段， 河槽内水流的流速、流量、水位、 过水断面面积沿流程 发生变化， —— 所以， 洪水波是不稳定流 。
什么是洪水波
流域内发生降雨， 产生的净雨（径流成分）沿坡地先后迅速汇入河槽后, 使得河槽水面在洪水期间发生高低起伏的波动, 称之为洪水波。
为何会发生高低起伏的波动？ 由于流域内降雨的时空分布不均匀、 河网的干、支流的分布形状不同， 水流汇流速度不同、 河槽接纳的水量流程远近不同。
持续无降雨期间，河槽内水流是稳定流
第七章 河槽洪水演算
1. 洪水波 及 圣维南方程组 2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 洪水波的分类、运动特征及波速 3. 河段蓄槽原理和蓄槽方程
河槽洪水演算与流域产流计算之间的逻辑关系
➢ 流域产流解决降水是怎样产生各种成分的径流量， 但这些地表与地下径流成分的水量还没有汇流到河网内
➢ 河槽洪水演算、流域汇流就是解决产流计算得到的产流 量是如何在河槽内流动传播的，是如何在流域内从产流 场所汇流到流域出口断面的。
描述洪水波运动特征的要素
位相：洪水波与大气交界面上（或轮廓线上）任一点的位置
波速： 洪水波上某一个位相点水流沿河道的运动速度 C k
dL dt
相应流量（或水位）：洪水波的每一个位相 都有一定的流量与相应的水位， 称为洪水波的相应流量或相应水位。
附加比降：洪水波水面比降与稳定流水面比降之差, 即 tanβ= iΔ
后
绳套形水位-流量关系图
从河流的上游至下游，绳套不断变大
洪水波的连续方程与运动方程
洪水波可看做一维不稳定渐变流， 可以用一维圣维南方程组 来表述洪水波 水流要素 与 时间和流程的关系。
A Q 0 t L Z 1 v v v hf
洪水波的形态特征—2
A
B
D
C
稳定流水面
河床床面
➢ 波体： 在原本稳定流水面上附加的水体ＡＢＣA ➢ 波峰： 波体的最高点Ｂ ➢ 波高： 波峰至稳定水流表面的高度ＢＤ ➢ 波长： 波体与稳定水流表面的接触长度ＡＣ ➢ 波前： 以波峰为界，位于波峰前部的波体ＢＣＤＢ ➢ 波后： 以波峰为界，位于波峰后部的波体ＡＢＤＡ
A A'
B
D
B' C D'
C'
波前水体水面比降大于稳定流水面的比降， 波后水体水面比降小于稳定流水面的比降，
波前位相点的速度大于波后位相点的速度， 使得洪水波在传播过程中不断被拉长， 即波长变大（下游断面的洪水历时比上游历时长）， 而波峰变小（洪峰流量降低）。
扭曲变形——波前变短，波后变长，波高变小
A A'
B
D
B' C D'
C'
洪水波在 向下游移动的过程中，
波峰处水流运动速度最快，造成波前段长度不断缩短， 附加比降不断增大，使得下游涨洪历时 小于 上游断面洪 水的涨洪历时，波前水量转移至波后； 而波后段长度逐渐增大，附加比降逐渐平缓，使得下游
洪水历时 大于 上游断面洪水历时。
洪水波变形导致上下游断面水流要素差异