设计洪峰流量计算
某公园洪峰流量计算
=1000×263.3×(0.45×0.495+1×0.035) =67865m3 ; 式中 W —— 次洪水总量(m3)
1
h —— 次降雨量(mm) ;
a —— 径流系数,建设区 a 1 取 0.45,水域 a 3 取 1;
F —— 流域面积(km ) , F1 、 F 2 分别为建设区、水体水域
2
的面积。 1.1.3 调蓄水量计算 假定水体常水位为 H,修筑拦坝后水体最高洪水位维持在 H+1.5m(黄基) ,水体水面面积为 3.5ha。因此,水体的调蓄水量为:
V 滞 =1.5×35000
=52500m3 式中: V 滞 —— 调蓄水量(m3) 则可初步确定水体防洪坝顶的标高为 H+2.5m。 1.1.4 最大泄洪流量计算
F —— 流域面积(km ) , F1 、 F 2 分别为建设区、水体水域
2
的面积。 3.1.3 东湖调蓄水量计算 假定水体常水位为H, 修筑拦坝后水体最高洪水位维持在H+h (黄 基) ,水体水面面积为 3.5ha。且水体的调蓄水量W≥67865 m3 ∵ h×35000≥48070 ∴ h≥1.38m ∴ 取 h=2.0m 则可初步确定水体防洪坝顶的标高为 H+3.0m。
Qp K p F
2/3
; 式中 Q p —— 设计洪峰流量(m3/s)
K p —— 流量模数,根据本工程所在地区和设计标准(重现期
20 年)查《广西水文图集》为 18; F —— 流域面积(km2) 则狮山公园水体洪峰流量为:
Qp K p F
=18×0.53=9.54 m3/s 3.1.2 洪水总量计算
洪峰流量计算
洪峰流量计算8.7.3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X便可求得设计洪峰流量Qp,即Qm,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Qm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、Cs / C V)及暴雨公式中的参数n(或n1、n2),损失参数μ及汇流参数m。
②计算设计暴雨的Sp、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、T B、R B、m代入式(8.7.4)(8.7.5)和(8.7.6),其中仅剩下Q m、τ、Rs,τ未知,但Rs,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。
试算法计算框图如图8.7.1。
图8.7.1 推理公式法计算设计洪峰流量流程图2. 图解交点法该法是对(8.7.4)(8.7.5)和(8.7.6)分别作曲线Q m~τ及τ~ Q m,点绘在一张图上,如图8.7.2所示。
两线交点的读数显然同时满足式(8.7.4)(8.7.5)和(8.7.6),因此交点读数Q m、τ即为该方程组的解。
第六章 小流域设计洪峰流量的计算
雨强(mm/min)
4 在绘制好的雨强频率(次频率)曲线上读取不同频率
(次频率)不同历时的雨强t1,=5 m并in将频率(次频率)换算成
重现期制成i-t-T关系表
t2=10 min
t3=15
t4=20
5 根据雨强-历时-重现期关系表,在直角坐标纸上点绘
i-t-T相关线,称为暴雨特性曲线P131
3 洪水调查途径:根据洪水调查资料直接选配总体分 布曲线,或采用分区洪峰流量综合频率分布曲线推 求设计流量
本章重点介绍推理公式法(暴雨径流途径),简要介绍 地区经验公式
§6.2 小流域设计暴雨
一 暴雨和设计暴雨
➢ 暴雨标准与流域自然地理条件、流域面积大小和降 雨强度有关
➢ 设计暴雨:据工程设计要求,确定设计频率的一定 时段的暴雨量及其在时间上的分配和地区上的分布
i 1
式中,r为重现期的总项数P134
二 公式i=S/(t+b)n中参数的推求
➢
对
it , P
(t
SP 两边取对数,得 b)n
lg it,P lg SP n lg(t b)
把 lg (t+b)看作自变量,lg it,p作为函数,上式也是一
直线方程式,其中 lg S为截距,n为斜率,所以参数n,
5
小0流.06 域设计暴雨是计算设计时段指定频率p的最大34平
0.04
均暴雨强度,但雨强-历时关系没有频率意义
2
0.02
1
0
0
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
降雨历时t/min
雨强(mm/min)
小流域洪峰流量计算的公式
小流域洪峰流量计算的公式1、推理公式f Q n sm τψ278.0=当τ≥c t ,时,n su τψ-=1 当τc t ,时,nc t n -⎪⎭⎫ ⎝⎛=1τψn H s -=12424n--=410ψττ()nnnsF L mJ ----⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=414431410278.0τ()nc s n t 11⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=μm Q ——设计频率的洪峰流量(m 3/s )ψ——洪峰径流系数τ——汇流历时(h)S ——暴雨雨力(mm/h)n ——暴雨衰减指数,其分界点为1小时,当t<1,取n=n 1,当t 1,取n=n 2μ——产流历时内流域内的平均入渗率(mm/h )c t ——产流历时24H ——设计频率的最大24小时雨量(mm )计算步骤1、根据地形图确定流域的特征参数F 、L 、J2、由公式4131FJ L =θ计算θ值,并根据相关公式计算汇流参数m3、由暴雨μ的参数等值线图确定设计流域的暴雨参数特征值24H 、C V 、C S 、n 1或n 2,并由皮尔逊Ⅲ型,结合频率查表,确定指定频率下的K p 值,由()241224H K s K S n p p p -== 4、有《四川省水文手册》,查出n-44的值,并根据ns m -⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=44410383.0θτ计算0τ值5、查表确定μ值,并计算n sτμ,查图由n 、n sτμ两坐标的焦点值,确定洪峰径流系数ψ6、根据《四川省水文手册》,查出n-41的值,计算流域汇流时间n--=41ψττ,计算τ值2、水利水电科学研究院的经验公式 适用于流域面积小于100km 2.32ksFQ m =洪峰流量参数K 可有下表3、公路科学研究所nm kFQ =指数n 为面积指数,当101≤≤F 时,K 值如下表梯形断面830)'(189.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=i m m nQ h ,)1(2200m m h b -+=,212'm m +=。
洪峰流量的计算
1.1 3.4设计洪水3.4.1暴雨洪水特性鸭嘴河流域洪水主要由暴雨形成。
流域内暴雨一般出现在6~9月,且多连续降雨,受地形影响,降雨量不大。
据木里县气象站1970~2002年33年实测资料统计,最大一日降水量为77.4mm(1997年8月15日)、最大三日降水量111.6mm (1981年7月14日~16日)、最大五日降水量144.8mm(1981年7月14日~18日)。
鸭嘴河洪水出现时间与暴雨一致,洪水最早出现在5月,最迟出现在11月,但量级和强度较大的洪水一般出现在6~9月。
据邻近流域九龙河乌拉溪水文站1985~2004年20年实测资料统计,年最大流量最早出现在6月20日,最迟出现在9月4日,年最大洪水出现在6~7月的次数占全年的70%。
鸭嘴河流域的洪水具有峰不高、量较大、洪水历时长的特点。
一次洪水过程约2~3天,但洪水总量主要集中在一天。
鸭嘴站1990~1992年3年实测资料中,最大洪水发生在1991年,最大一日降水量58.5mm,洪峰流量为150m3/s,最大一日洪量1123万m3,三日洪量2809万m3,最大一日洪量占三日洪量的40%。
3.4.2设计洪水鸭嘴站仅有1990~1992年3年实测水文资料,且无法插补延长其洪水系列。
故采用推理公式法由设计暴雨推求布西水库设计洪水。
3.4.2.1布西水库坝址设计洪峰流量计算推理公式法洪峰流量计算公式:Q=0.278ψ(s/τn)F式中:Q——最大流量,m3/s;ψ——洪峰径流系数;s——暴雨雨力,mm/h;τ——流域汇流时间,h;n——暴雨公式指数;F——流域面积,km2。
(1)流域特征值在1/50000的地形图上,量算鸭嘴河布西水库坝址的流域特征值,见表3.7。
表3.7 鸭嘴河布西水库坝址流域特征值表(2)设计暴雨1)设计点雨量由于流域内缺乏短历时暴雨资料,本次蓄水安全鉴定各时段设计暴雨参数采用四川省水文局2006年出版的《四川省暴雨统计参数等值线图集》查算。
(完整版)第二节设计洪峰流量及设计洪量的推求
第二节设计洪峰流量及设计洪量的推求由流量资料推求设计洪峰及不同时段的设计洪量,可以使用数理统计方法,计算符合设计标准的数值,一般称为洪水频率计算。
一、资料审查在应用资料之前,首先要对原始水文资料进行审查,洪水资料必须可靠,具有必要的精度,而且,具备频率分析所必须的某些统计特性,例如洪水系列中各项洪水相互独立,且服从同一分布等。
除在第三章谈到审查资料的可靠性之外,还要审查资料的一致性和代表性。
为使洪水资料具有一致性,要在调查观测期中,洪水形成条件相同,当使用的洪水资料受人类活动如修建水工建筑物、整治河道等的影响有明显变化时,应进行还原计算,使洪水资料换算到天然状态的基础上。
洪水资料的代表性,反映在样本系列能否代表总体的统计特性,而洪水的总体又难获得。
一般认为,资料年限较长,并能包括大、中、小等各种洪水年份,则代表性较好。
此可见,通过古洪水研究,历史洪水调查,考证历史文献和系列插补延长等增加洪水列的信息量方法,是提高洪水系列代表性的基本途径。
根据我国现有水文观测资料情况,SL44—93规定坝址或其上下游具有较长期的实测水资料(一般需要30年以上),并有历史洪水调查和考证资料时,可用频率分析法计算计洪水。
二、样本选取河流上一年内要发生多次洪水,每次洪水具有不同历时的流量变化过程,如何从历洪水系列资料中选取表征洪水特征值的样本,是洪水频率计算的首要问题。
根据SL44—93规定,应采用年最大值原则选取洪水系列,即从资料中逐年选取一个大流量和固定时段的最大洪水总量,组成洪峰流量和洪量系列。
固定时段一般采用l、3、5、7、15、30天。
大流域、调洪能力大的工程,设计时段可以取得长一些;小流域、调洪能力小的工程,可以取得短一些。
在设计时段以内,还必须确定一些控制时段,即洪水过程对工程调洪后果起控制作用的时段,这些控制时段洪量应具有相同的设计频率。
同一年内所选取的控制时段洪量,可发生在同一次洪水中,也可不发生在同一次洪水中,关键是选取其最大值。
小流域洪峰流量计算的公式
小流域洪峰流量计算的公式1、推理公式f Q n sm τψ278.0=当τ≥c t ,时,n su τψ-=1 当τc t ,时,nc t n -⎪⎭⎫ ⎝⎛=1τψn H s -=12424n--=410ψττ()nnnsF L mJ ----⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=414431410278.0τ()nc s n t 11⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=μm Q ——设计频率的洪峰流量(m 3/s )ψ——洪峰径流系数τ——汇流历时(h)S ——暴雨雨力(mm/h)n ——暴雨衰减指数,其分界点为1小时,当t<1,取n=n 1,当t 1,取n=n 2μ——产流历时内流域内的平均入渗率(mm/h )c t ——产流历时24H ——设计频率的最大24小时雨量(mm )计算步骤1、根据地形图确定流域的特征参数F 、L 、J2、由公式4131FJ L =θ计算θ值,并根据相关公式计算汇流参数m3、由暴雨μ的参数等值线图确定设计流域的暴雨参数特征值24H 、C V 、C S 、n 1或n 2,并由皮尔逊Ⅲ型,结合频率查表,确定指定频率下的K p 值,由()241224H K s K S n p p p -== 4、有《四川省水文手册》,查出n-44的值,并根据ns m -⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=44410383.0θτ计算0τ值5、查表确定μ值,并计算n sτμ,查图由n 、n sτμ两坐标的焦点值,确定洪峰径流系数ψ6、根据《四川省水文手册》,查出n-41的值,计算流域汇流时间n--=41ψττ,计算τ值2、水利水电科学研究院的经验公式 适用于流域面积小于100km 2.32ksFQ m =洪峰流量参数K 可有下表3、公路科学研究所nm kFQ =指数n 为面积指数,当101≤≤F 时,K 值如下表梯形断面830)'(189.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=i m m nQ h ,)1(2200m m h b -+=,212'm m +=。
水文学设计洪水计算
灌溉 面积 (104 亩)
150 150 ~ 50 50 ~ 5 5 ~ 0.5
0.5
GB50201-94《防洪标准》,1995年1月1日起实施
水电站装 机容量 (104KW)
120 120 ~ 30 30 ~ 5
5~1 1
其次根据工程的等级、作用和重要性确定建筑物 的级别(1~5):
工程等别
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):
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;
2)推求设计洪水的途径:
有以下四种方法: 由流量资料推求设计洪水; 由暴雨资料推求设计洪水; 由水文气象资料推求设计洪水; 利用暴雨等值线图和一些简化公式 估算设计洪水
10. 3. 1 由流量资料推求设计洪水
当设计流域具有一定数量(n30)的实测洪水 资料时,可采用该法推求设计洪水,其推求的思 路和步骤大体与推求设计年径流类似:
洪水资料的审查,以保证资料的可靠性、 一致性和代表性;
洪量计算
0.278
1 3 4
3 4 n2 1
mj 4 n2 ( ) ( S p F ) 4 n2 L
n
1.832
五
联立τ =τ 0Ψ -1/4-n Ψ =1-u/Sp*τ 求解
1.855 0.960
六 七 八 九
洪峰流量值 设计洪水总量 总历时T 概化五边形过程线 原点 上涨拐点 洪峰 下落拐点 终点
mm
Cs=3.5Cv mm mm H24=H24(Φ Cv+1) Sp=H24/24
0.5 (
1-n2
95.3 2 47.7 ) 3.94 H 24 p H 24 p
mm
hR=α H24p
u (1 n) n ( sp
n hR
)
1 1 n
1.890 0.700
四
计算τ 0
0
洪峰流量公式 Qm=0.278ΨSpF/τn
式中 Qm为设计洪峰流量 Ψ 为洪峰径流系数 Sp为最大一小时雨量 n为暴雨指数,广西地区n2=0.6-0.7 Sp=H24p/241-n2 H24p为设计频率的24小时暴雨量 τ 为集流时间 F为集雨面积 τ =τ 0Ψ 1/4-n2
基 本 式中 公 式
0 7.90 79.02 15.80 0
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6
时间
流量
8
10
12
白色的请输入数值 1000 500 300 200 100 50 20 10 5 式中
广西中小河流设计洪 水计算方法研究 P45
100年一遇 广西水文手册 24降雨量变差系数
0
0.278
1 3 4
3 4 n2 1
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
洪峰流量的计算
洪峰流量的计算3.4设计洪⽔3.4.1暴⾬洪⽔特性鸭嘴河流域洪⽔主要由暴⾬形成。
流域内暴⾬⼀般出现在6~9⽉,且多连续降⾬,受地形影响,降⾬量不⼤。
据⽊⾥县⽓象站1970~2002年33年实测资料统计,最⼤⼀⽇降⽔量为77.4mm(1997年8⽉15⽇)、最⼤三⽇降⽔量111.6mm (1981年7⽉14⽇~16⽇)、最⼤五⽇降⽔量144.8mm(1981年7⽉14⽇~18⽇)。
鸭嘴河洪⽔出现时间与暴⾬⼀致,洪⽔最早出现在5⽉,最迟出现在11⽉,但量级和强度较⼤的洪⽔⼀般出现在6~9⽉。
据邻近流域九龙河乌拉溪⽔⽂站1985~2004年20年实测资料统计,年最⼤流量最早出现在6⽉20⽇,最迟出现在9⽉4⽇,年最⼤洪⽔出现在6~7⽉的次数占全年的70%。
鸭嘴河流域的洪⽔具有峰不⾼、量较⼤、洪⽔历时长的特点。
⼀次洪⽔过程约2~3天,但洪⽔总量主要集中在⼀天。
鸭嘴站1990~1992年3年实测资料中,最⼤洪⽔发⽣在1991年,最⼤⼀⽇降⽔量58.5mm,洪峰流量为150m3/s,最⼤⼀⽇洪量1123万m3,三⽇洪量2809万m3,最⼤⼀⽇洪量占三⽇洪量的40%。
3.4.2设计洪⽔鸭嘴站仅有1990~1992年3年实测⽔⽂资料,且⽆法插补延长其洪⽔系列。
故采⽤推理公式法由设计暴⾬推求布西⽔库设计洪⽔。
3.4.2.1布西⽔库坝址设计洪峰流量计算推理公式法洪峰流量计算公式:Q=0.278ψ(s/τn)F式中:Q——最⼤流量,m3/s;ψ——洪峰径流系数;s——暴⾬⾬⼒,mm/h;τ——流域汇流时间,h;n——暴⾬公式指数;F——流域⾯积,km2。
(1)流域特征值在1/50000的地形图上,量算鸭嘴河布西⽔库坝址的流域特征值,见表3.7。
表3.7 鸭嘴河布西⽔库坝址流域特征值表(2)设计暴⾬1)设计点⾬量由于流域内缺乏短历时暴⾬资料,本次蓄⽔安全鉴定各时段设计暴⾬参数采⽤四川省⽔⽂局2006年出版的《四川省暴⾬统计参数等值线图集》查算。
后河设计洪峰流量计算
后河设计洪峰流量计算后河线路跨越断面处流域面积为F=1789.57km2,流域长度为L=78km,流域比降为J=2.64‰。
1 地区经验公式查《内蒙古自治区水文手册》得,C=3.64,n=0.55,Cv=1,Cs=2.5Cv,K p=1%=4.85,K p=2%=4.04,K p=20%=1.52。
Q m=CF n=3.64*1789.570.55=223.9m3/s。
Q1%= K p=1%* Q m=1086 m3/s;Q2%= K p=2%* Q m=905m3/s;Q20%= K p=20%* Q m=340m3/s;2 面积比法计算兴和水文站位于二道河上,位于线路跨越断面下游约20km,流域面积为F水文站=2019km2,其间有较大支流前河汇入。
2.1由兴和水文站实测流量计算根据收集兴和水文站1979年~2010年共32年实测历年最大洪峰流量系列,采用P-III型频率计算得,Q均=180,C V=1,Cs=2.5Cv;Q1%= K p=1%* Q m=872 m3/s;Q2%= K p=2%* Q m=729m3/s;Q20%= K p=20%* Q m=273m3/s;2.2 线路跨越处面积比法计算洪峰流量根据公式Q线1%=Q水文站(F线/F水文站)nQ1%=872*(1789.57/2019)0.55=816 m3/s;Q2%=729*(1789.57/2019)0.55=682 m3/s;Q20%=273*(1789.57/2019)0.55=255 m3/s;3 根据《内蒙古河流湖泊资料统计》计算得查《内蒙古河流湖泊资料统计》得知,根据兴和水文站采用1959~1960年和1963~1974年共14年实测最大洪峰流量计算得,Q均=239,C V=1,Cs=2.5Cv;Q1%=1160 m3/s;Q2% =966m3/s。
采用面积比法计算:Q线1%=Q水文站(F线/F水文站)nQ1%=1160*(1789.57/2019)0.55=1086 m3/s;Q2%=966*(1789.57/2019)0.55=904m3/s。
工程水文学第九章小流域暴雨洪峰流量计算
试算:
假设 Qmp=100 代入(1) τ=1.023
τ=1.023 代入(2) Qmp=101.7
假设 Qmp=101.7 代入(1) τ=1.019
τ=1.019 代入(2) Qmp =102
损失参数
降雨过程与入渗过程示意图
是指产流历时tc内的平均损失强度。
R=P-I0-ftc
–
6.3 流域汇流
流域上各点的净雨,经过坡面汇入河网,再由河网流达出口断面,总称汇流。从坡面和土壤表层汇入河网的,称为坡面汇流,其历时较短,一般只有几十分钟至几小时;另一部分渗入地下,经由地下途径注入河网的,称为地下汇流,历时可长达几天或几十天。
i2 f2
i1 f3 +i2 f2=2if
iFtc
4
i2 f3
i2 f3 =if
Qm=KiFtc=Kifm
结论:
tc≥τ Qm=KiF
tc<τ Qm=Kifm
6.3.4 暴雨洪峰流量公式
基本原理: 推理公式是从成因概念出发,认为降落在流域上的暴雨经过产流和汇流,按等流时线的原理,形成流域出口的洪峰流量。
按Cs=3.5Cv=1.4,查离均系数表得φ1%=3.27
计算得
P24,1% = (φ1%Cv+1)
=120(0.4×3.27+1)
=277(mm)
A1% = P24,1% / t 1-n2
=277 / 241-0.76
02
=6.31
03
m=0.54θ0.15
04
=0.54×6.310.15
05
=0.71
06
(4)流域汇流参数
设计洪峰流量与水位计算
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
x N a xnl
N a nl
1a N a n 则可导出: x x j xi N j 1 n j i l 1
1 Cv x
2 2 1 a N a n xj x xi x N 1 j 1 n l i l 1
解算设计洪峰流量1试算法tt2图解法三经验公式法计算设计洪峰流量四综合瞬时单位线法推求设计洪水过程根据地区内其他中小流域实测暴雨径流资料分析单位线建立决定单位线形状的一些要素例如瞬时单位线的nk值与流域特征和暴雨特征的综合关系称综合单位线
第四章
设计洪峰流量与水位计算
第一节 概述 一、设计洪水的意义及内容 为了保证工程安全,规划设计时,以某一 标准的洪水作为防御对象,使建筑的工程遇到 不超过这种标准的洪水时不会被破坏。
WUHEE
水工建筑物的防洪标准:
WUHEE
正常运用标准——设计洪水:确定水库的设计洪水位、 设计泄洪流量等。不超过这种标准的洪水来临时,水库枢纽 一切工作维持正常状态。 非常运用标准——校核洪水:确定水库的校核洪水位。 这种标准的洪水来临时,水库枢纽的某些正常工作可以暂时 破坏,次要建筑物允许损毁,但主要建筑物必须确保安全。
WUHEE
三、设计洪水的计算途径 1.由流量资料推求设计洪水
用EXCEL进行洪峰流量计算说明
用EXCEL进行洪峰流量计算一、前言在水利工作中,经常需要计算设计洪水的洪峰流量,如水库的调洪演算、防洪堤的高度、拦沙坝的大小等等许许多多方面,都要知道洪峰流量的大小,推求洪峰流量一般有4种方法,一种是根据流量资料,通过频率的分析计算来求出设计洪水的洪峰流量;第二种是根据暴雨资料,通过频率计算求出设计暴雨,再通过流域的产流和汇流计算,推求出设计洪水的洪峰流量;第三种是经验公式法,利用简化的经验公式来估算设计洪水的洪峰流量;第四种是推理公式法。
在缺乏资料的小流域内,利用推理公式是推求洪峰量的主要方法。
由推理公式计算设计洪峰流量,需要计算三个方程:从以上的公式可看出,要求得洪峰流量Qm,必须求得Ψ和τ的值,而Ψ和τ互为参变,传统的方法是通过图解法和诺模图法求解,图解法需要画图,比较麻烦,诺模图法需要查图,容易出错,精度也不高。
还有没有快捷而又精准的方法呢答案是肯定的,这就是用EXCEL来计算洪峰流量。
EXCEL是我们常用的软件,其简洁的界面、丰富的函数、可编程的宏语言常常使我们事半功倍,工作轻松而更有效率。
下面就用推理公式法推求洪峰流量为例,介绍EXCEL在其中的应用。
二、计算方法为使叙述清晰易懂,下面以用编辑好的表格为例,介绍在EXCEL表格中用推理公式计算洪峰流量的方法。
见图1。
图1首先,在1至10行输入要用到的基本公式,目的是让人一目了然,了解计算的来龙去脉,也便于以后的理解。
@在14至18行输入基本数据,包括流域面积、河流长度、河道平均坡降、暴雨衰减指数、流域中心最大24小时降雨量,其中暴雨衰减指数和最大24小时降雨量可以从水文手册上查取,有条件的最好将之扫描下来,保存到表格文件的同一目录下,在计算表格中用超级链接将之链接起来,今后查算就十分方便了,再也不用东翻西找,鼠标一点超级链接就可查算。
第20至24行是计算雨力的值,最大24小时降雨量变差系数可由水文手册上查取,偏差系数一般采用变差系数的倍值,离均系数与设计频率有关,可查表计算,将离均系数表全部录入,放入另一张工作表中,见图2:图2我们一般常用的频率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇,为实现离均系数自动查算,还需要动一番脑筋,离均系数表的横列为频率,纵列是Cs值,在离均系数表的N3和N4单元格中分别填入“=推理公式法!E21”、“=100/推理公式法!F22”,在N9单元格中填入:“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(AD DRESS(4,14,)),2:2,1)))+(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1)+ 1,MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1)))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRE SS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1))))*(N3-INDIRECT(ADDRESS (MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1)))/(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(AD DRESS(3,14,)),A:A,1)+1,1))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A, 1),1)))”,这个算式的作用是用提供的频率和Cs值通过内插法得出离均系数的值,其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三个函数,其用法可以参看EXCEL的帮助。
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2899
2.4
2911
2.41
2923
10
1.86
2256
1.92
2329
1.9
2305
1.85
2244
20
1.44
1747
1.46
1771
1.41
1710
1.32
1601
50
0.83
1007
0.81
983
0.78
946
0.73
885
75
0.53
643
0.5
607
0.5
607
0.55
667
90
7
1463
21.9
1983
493
8
1117
25.0
1984
372
9
1104
28.1
1985
214
10
1077
31.2
1986
1117
11
1033
34.4
1987
761
12
1029
37.5
1988
980
13
980
40.6
1989
1029
14
929
43.8
1990
1463
15
920
46.9
1991
540
8
540
80
2006
1104
9
188
90
平均流量
1213
均方差
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ809
离差系数
0.67
理论频率曲线选配计算表
频率P
(%)
第一次配线
第二次配线
第三次配线
第四次配线
平均流量1213
平均流量1213
平均流量1213
平均流量1213
Cv=0.65
Cv=0.70
Cv=0.70
Cv=0.70
Cs=2.5Cv=1.625
第二次配线
第三次配线
平均流量959
平均流量959
平均流量959
Cv=0.65
Cv=0.70
Cv=0.70
Cs=2.5Cv=1.625
Cs=2.5Cv=1.75
Cs=3Cv=2.1
Kp
Qp
Kp
Qp
Kp
Qp
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
1
3.21
3078
3.43
3289
3.56
3414
2
2.81
316
0.39
374
95
0.3
288
0.27
259
0.36
345
99
0.23
221
0.22
211
0.34
326
从经验曲线可以看出,50年一遇的洪峰流量为2840立方米每秒;20年一遇的洪峰流量为2280立方米每秒。
从适线法的理论频率曲线得出,50年一遇的洪峰流量为2858立方米每秒;20年一遇的洪峰流量为2292立方米每秒
25
413
78.1
2001
540
26
372
81.2
2002
188
27
343
84.4
2003
920
28
214
87.5
2004
660
29
214
90.6
2005
1945
30
196
93.8
2006
1104
31
188
96.9
平均降雨量
959
均方差
638
离差系数
0.66
理论频率曲线选配计算表
频率P
(%)
第一次配线
水文学第一次作业
表1某处最大洪峰流量频率统计表
年份
流量(立方米每秒)
序号
特征值
经验频率P(%)
1998
2589
1
2589
10
1999
2100
2
2100
20
2000
872
3
1945
30
2001
540
4
1104
40
2002
188
5
920
50
2003
920
6
872
60
2004
660
7
660
70
2005
1945
2695
2.98
2858
3.05
2925
5
2.27
2177
2.39
2292
2.4
2302
10
1.86
1784
1.92
1841
1.9
1822
20
1.44
1381
1.46
1400
1.41
1352
50
0.83
796
0.81
777
0.78
748
75
0.53
508
0.5
480
0.5
480
90
0.36
345
0.33
0.36
437
0.33
400
0.39
473
0.51
619
95
0.3
364
0.27
328
0.36
437
0.5
607
99
0.23
279
0.22
267
0.34
412
0.5
607
从经验曲线可以看出,50年一遇的洪峰流量为4400立方米每秒;20年一遇的洪峰流量为3320立方米每秒。
从适线法的理论频率曲线得出,50年一遇的洪峰流量为3857立方米每秒;20年一遇的洪峰流量为2923立方米每秒。
Cs=2.5Cv=1.75
Cs=3Cv=2.1
Cs=4Cv=2.8
Kp
Qp
Kp
Qp
Kp
Qp
Kp
Qp
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
1
3.21
3894
3.43
4161
3.56
4318
3.78
4585
2
2.81
3409
2.98
3615
3.05
3700
3.18
3857
5
2.27
2754
表2某处最大洪峰流量频率统计表
年份
流量Q立方米每秒
序号
由大到小排列流量Q立方米每秒
经验频率P(%)
1976
540
1
2589
3.1
1977
214
2
2100
6.2
1978
196
3
1995
9.4
1979
929
4
1945
12.5
1980
1828
5
1840
15.6
1981
343
6
1828
18.8
1982
413
16
880
50.0
1992
1077
17
872
53.1
1993
571
18
761
56.2
1994
1995
19
660
59.4
1995
1840
20
571
62.5
1996
880
21
540
65.6
1997
1033
22
540
68.8
1998
2589
23
540
71.9
1999
2100
24
493
75.0
2000
872