第四章由暴雨推求设计洪水

相当于容量为Kn的样本。 b、均值法（或中值法） 基本假定——分区内各站暴雨具有相同的总体概率分布函数，
并不要求各站资料之间相互独立。
2、暴雨点面关系的建立 暴雨点面关系有两种： 定点定面关系 ；暴雨中心点面关系 （1）定点定面关系 定点——设计流域的几何中心或其附近的某一个雨量站 定面——设计流域 定点定面关系——定点的点雨量与流域面雨量之间的相关关系
是作为工程设计所需要的应是能反映一个地区暴雨特性的点面关系，
为此必须将各次暴雨的点面关系线进行地区综合，概化成一条线。
一般是取各条线的平均线或为了安全起见取其上包线作为概化线。 （f）最终将各种历时的概化线点绘在同一张图上，就得到以历时 为参数的暴雨点面关系。
动点动面关系的优点：概念明确，制作简单，综合方便，能反 映暴雨分布的自然特性，是传统的点面关系，被广泛应用。
等暴雨称为长历时暴雨，而24、12、6、3、1小时暴雨称为短历时
暴雨。 2、资料的审查与订正
x24 h kx1日
3、面雨量资料的插补延长 方法：相关法——建立少站面雨量与多站面雨量之间的相关关系。 建立相关关系的方法：年最大值法或一年多次法
4、特大暴雨的调查与处理
5、频率计算及成果的合理性分析 二、设计面暴雨量的间接计算法 所谓设计面暴雨量的间接计算法是指在设计流域中寻找一个固 定点推求该点的设计点暴雨量，然后由暴雨点面关系将设计点暴雨
量转换成设计面暴雨量。
设计点暴雨量
暴雨点面关系
设计面暴雨量
固定点的选择：一般选在设计流域的几何中心处或其附近的某 一个雨量站。
1、设计点暴雨量的推求
固定点选择好以后，其设计点暴雨量的计算方法又分为两种情况：
有较充分的点雨量资料 ； 缺乏点雨量资料
（1）有较充分的点雨量资料时设计点暴雨量的计算
若设计流域中心或其附近有雨量站并且有较长的点雨量资料，
设计面暴雨量直接计算法的具体步骤与前面介绍的设计洪峰流
量以及设计洪量的推求步骤是相似的。
暴雨资料的选样、 审查、插补延长 特大值处理（历史暴 雨的调查考证）
频率计算
成果的合理 性分析
1、暴雨资料的统计选样 具体的选样过程是： 点雨量 逐日面平均雨量 统计各种历时的年最大面雨量
水文上习惯以一日作为长短历时暴雨的分界，将一、三、七日
计参数的等值线图或暴雨统计参数的分区综合成果求出固定点的暴
雨参数，最后用公式计算。
xp k p x
a、点暴雨统计参数等值线图法 分区性因素——随着地理坐标呈连续性（渐近性）变化的因素 非分区性因素——随着地理坐标呈突变性变化的因素 凡是随着地理坐标呈连续性变化的量都可以绘制其等值线图表 示其在地区上的分布规律，并可以用线性内插法（地理内插法）内 插出任何一点的这个量值。 b、分区综合法 主要依据——水文现象的变化具有地区性。 具体方法：根据气候条件、地形条件的一致性将所研究的地区
第四章
一、适用条件
由暴雨资料推求设计洪水
第一节 概述
1、工程所在地缺乏流量资料，但流域内有较多的雨量资料。 2、工程所在地具有流量资料，但流量资料的一致性遭到了破
坏，而逐年还原计算工作量很大，并且还原精度也不高。
3、既没有流量资料，也没有暴雨资料的中小流域。暴雨资料 受人类活动的影响比较小，其统计参数易于进行地区综合，从而应 用于无资料的中小流域推求设计洪水。 4、对于大型工程以及重要的中型工程，设计洪水规范要求采取 多种方法、综合分析、合理选定的途径来最终确定设计洪水。
段包括在内推求扩展的设计暴雨过程。例如原来的设计时段为3天， 为了推求扩展的设计暴雨过程，可将时段增长到30天，不仅求得最
大3天的设计暴雨过程，还同时求得最大30天的扩展暴雨过程。
3、同频率法 在进行暴雨频率计算求得
x p 的同时，计算
Im
。
( x Pa ) p ，而
Pa，设 ( x Pa ) p x p
C、出现大暴雨的年份，当邻近地区测站较多时，可绘制该次 暴雨或该年最大值等值线图进行插补。 d、个别大暴雨年份缺测，用其它方法插补比较困难，而邻近 地区已观测到特大暴雨，可进行移置可能性分析，根据具体情况直
接移用或进行修正以后移用。 e、如与洪水的峰（或量）关系较好，可建立暴雨和洪水峰
（或量）的相关关系，利用实测的或调查的洪水资料插补缺测的暴 雨资料。 （2）缺乏点雨量资料时设计点暴雨量的推求 当设计流域内没有点雨量资料或只有少量的雨量资料时，可以 将固定点选在设计流域的几何中心处，然后利用各地的点暴雨量统
可根据具体情况取不同的数值：
1
。
在湿润地区，汛期雨量充沛，汛期土壤长期处于蓄满或接近蓄
满的状态，在工程设计时，为了安全和简化，可取
例如江苏省暴雨洪水图集中当三日暴雨量大于等于250mm时，
0.65 ；当三日暴雨量小于250mm时， 0.50 。
2、扩展暴雨过程法
在拟定设计暴雨过程时，加长暴雨历时，将暴雨核心的前面一
当得出的 Pa I m 时，则取为
在上面所介绍的三种方法中，经验系数法、扩展暴雨过程法 用
二、产流方案的应用 在水文预报课程中所介绍过的产流方案都是根据实测的雨洪资
料分析制作的，将它们应用于设计条件下会遇到两个问题：
外延问题、移用问题。 1、外延问题 因为设计暴雨都是稀遇的大暴雨，往往超过实测暴雨很多，在 推求设计净雨时必须外延产流方案，降雨径流经验相关图的外延比 较容易，而超渗产流的产流方案外延比较困难，此时尽量选择大暴 雨洪水资料分析。 2、移用问题 如果设计流域缺乏实测的雨洪资料，无法分析本流域的产流方 案，可采用两种方法移用： （1）移用相邻流域的产流方案（2）利用产流方案的分区综合成果
关于动点动面关系地区综合的方法在前面已介绍过，下面只简 要地介绍定点定面关系地区综合的方法。 4、成果的合理性分析
成果的合理性分析方法与直接法基本相同，另外还需要检查点
面关系的合理性——可以与直接法的计算成果相对比或与附近地区 的点面关系相互比较。 二、设计暴雨量时空分布的计算 （一）设计暴雨量时程分配的计算 设计暴雨的时程分配是指设计暴雨的降雨过程，简称雨型。暴 雨量相同，如果时程分配不同，那么所形成的洪水过程线就不同。 所以还需拟定合适的设计暴雨的时程分配，以便用于推求设计洪水 过程线。
划分成许多分区，每个分区内的气候条件和地形条件相似，所以可
以将同一个分区内的所有资料放在一起进行综合，从而得出该分区 内暴雨的统计参数。 综合资料的方法有： “站年法”；
“中值法”（均值法）
a、站年法 基本假定——分区内各站的暴雨资料是属于同一总体的独立
随机抽样，所以若区内有K个雨量站，每个站有n年资料，则认为有
（c）以
点绘
~ F 。这条关系线就称为暴雨中心点面关系。
为纵坐标，F为横坐标，由各对相应的 与F值就可以
~ F ，但
（d）对每一场暴雨都可以按上述步骤绘出相同时段的
是各次暴雨绘制出的线是不同的，由于各次暴雨的暴雨中心和等雨
深线的位置是变动的，所以这种点面关系也称为动点动面关系。 （e）上面所得到的各条点面关系线只能反映各次暴雨的特性，但
程分配、设计暴雨量的空间分布。 一、设计面暴雨量的分析计算 设计面暴雨量的分析计算根据其资料条件有两种方法： 直接计算法、间接计算法。 （一）设计面暴雨量的直接计算法 所谓设计面暴雨量的直接计算法是指对流域面暴雨量系列直接 进行频率计算从而推求出设计面暴雨量。所以此种方法的适用条件
是：流域内有比较多的雨量站；各雨量站的同步资料系列比较长。
建立相关关系的方法： 点面关系。
年最大值法
；
一年多次法
改进的方法：从大到小重新排列建立同序号（同频率）雨量的 优点：统计意义较强，便于将某一频率的点雨量转换成相同频
率的面暴雨量以满足设计要求。
缺点：不能反映暴雨的自然特性，缺乏物理成因依据，物理意 义不明确。 （2）暴雨中心点面关系（动点动面关系） 建立的具体步骤： （a）根据一场暴雨绘制其指定时段的等雨量线图（例如最大一日） （b）量算各条等雨量线所包围的面积F及其面平均雨量 xF ，其中 暴雨中心的点雨量为 x 0 ，然后计算各个面平均雨量与暴雨中心点 雨量的比值 xF x ——点面系数。 0
2、缺乏实测暴雨资料时，设计暴雨时程分配的计算
当设计流域内没有实测暴雨资料时，可借用邻近暴雨特性相似
流域的典型暴雨过程或利用各省（区）暴雨洪水图集中按地区综合 概化成的典型概化雨型推求设计暴雨的时程分配。 （二）设计暴雨量的空间分布的计算 为了推求设计洪水的地区组成，需要给出设计暴雨量在地区上 的分布。即计算当下游设计断面以上流域发生设计暴雨时，上游各
二、基本假定 暴雨与所形成的洪水同频率。即某一频率的洪水是由相同频率
的暴雨所形成。
三、主要内容 依据河川径流的形成过程，由暴雨资料推求设计洪水的主要
内容可以用如下的框图来说明。
输入暴雨资料
x (t )
设计暴 雨计算
设计暴雨
x p (t )
流域产 流计算
设计净雨
hp (t )
流域汇 流计算
输出设计洪水
动点动面关系的缺点：综合动点动面关系的制作和应用过程，
可以发现在应用动点动面关系求设计面雨量时，实质上引进了如下 三个假定：
（1）设计暴雨中心与流域的中心相重合
（2）设计暴雨的点面关系符合平均或上包的点面关系 （3）流域的边界与某一根等雨深线相重合。 3、由设计点暴雨量推求设计面暴雨量 当设计流域具有一定的资料可以建立上述点面关系时，应尽可 能根据本流域的点面关系将设计点暴雨量转换成设计面暴雨量。 当设计流域缺乏实测暴雨资料难以建立本流域的点面关系时， 可以借用邻近相似流域的点面关系或直接应用地区综合成果。
初损后损法一般是流计算，都需要提供设计的前期影响雨量，即设 计的Pa。