工程水文学_第六章

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最新《工程水文学》第6章 由流量资料推求设计洪水

最新《工程水文学》第6章 由流量资料推求设计洪水
我国:SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分及设 计标准(山区、丘陵区部分)(试行)》 GB50201-94《防洪标准》
WUHEE
水工建筑物的防洪标准:
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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。
设计洪水定义:为解决各类防洪问题,所提供的 作为规划设计依据的各种设计标准的洪水。
WUHEE
如何选择水工建筑物的设计洪水,涉及一个标准问 题,即设计标准。
设计标准定得过高,工程投资增大而不经济,但工 程比较安全;
设计标准定得过低,工程造价降低,但工程遭受破 坏的风险增大。
确定设计标准是一个非常复杂的问题。
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(3)水文气象法
因频率计算缺乏成因概念,如果资料太短, 用于推求稀遇洪水根据就很不足。且近年来, 我国一再出现超标准的特大洪水,设计标准一 再提高。水文气象法从物理成因入手,根据水 文气象要素推求一个特定流域在现代气候条件 下,可能发生的最大洪水作为设计洪水。
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2. 设计洪水的内容
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3. 资料代表性的审查与插补延长
当洪水资料的频率分布能近似反映洪水的总体分布时 ,则认为具有代表性;否则,则认为缺乏代表性。实 际工作中要求连续实测的洪水年数一般不少于20~30 年,并有特大洪水加入。
当实测洪水资料缺乏代表性时,应插补延长和补充历 史特大洪水,使之满足代表性的要求。插补延长主要 是采用相关分析的方法。
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工程水文学

工程水文学

工程水文学
《工程水文学》考试范围参照书目
第 2 章流域径流形成过程;河流与流域;降水、下渗、蒸发散、径流观点。

第 3 章水文信息收集与办理;测站与站网;降水观察、水位观察、流量测试泥
沙测试及计算;
第 4 章流域产流与汇流计算;流域降雨径流因素计算;蓄满产流计算;流域汇
流计算;河流汇流计算。

第 5 章水文预告;短期洪水预告;水文预告精度评定
第 6 章水文频次计算;有关剖析
第 7 章设计年径流剖析及径流随机模拟;拥有长久实测径流资料时设计年径流计算;拥有短期实测径流资料时设计年径流计算;缺少实测径流资料时设计年径流计算;设计枯水径流量剖析计算
第 8 章由流量资料推求设计洪水。

洪水资料的剖析办理;设计洪峰流量及洪量
的推求;设计洪水过程线的制定;设计洪水的地域构成;
第 9 章由暴雨资料推求设计洪水。

设计面暴雨量;设计暴雨时空分派的计算;
可能最大降水计算;由设计暴雨推求设计洪水;小流域设计洪水的计算。

参照书目:《工程水文学》(第四版)主编:詹道江、徐朝阳、陈元芳,中国水利水电第一版社, 2010
1 / 1。

第 六章 工程水文学

第 六章 工程水文学

1980
1983 1989 1995 1994 1982 1993 1986
7980
7945 7456 7005 6581 6524 6241 6147
1992
5961
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1996
1985 1987 1978 1990 1997 1981 1984
5238
5168 4986 4925 4625 4567 3500 3200
三、水文统计
随机现象的统计规律采用概率论和数理统计进行研究。 将概率论和数理统计引入水文学,研究水文现象的统计变 化规律的学科,被称为水文统计。 水文统计的基本任务是,利用所获得的水文、气象资料, 研究和分析随机水文现象(如河川径流)的统计变化规律,并 以此为基础对其未来长期变化作出概率意义下的定量预估,为 水利工程的规划、设计、施工和运行管理提供水文依据。 例 1 某流域修建一水库,其规模取决于水库运行期间 (未来100年)的径流和洪水的大小。未来100年径流和洪水多大? 我们必须做出估计。 2 3 南水北调工程西线方案中,要调多少水量? 某水电站装机容量和多年平均发电量是多少?
4.3
一 1 概念
随机变量的概率分布及其统计参数
随机变量(Random variable)
随机试验结果的一个数量,一般用大写变量表示,如 X,Y,
Z等。水文统计研究的是水文随机变量。 例:(1)抛硬币 (2)掷骰子 (3)年降雨量 X={正面},X={反面} X={1},X={2},X={3},X={4},X={5},X={6} X={x1},X={x2},…,X={xn-1}, X={xn}
与数学上的定义恰恰相反。数学上定义为:F2(x)=P(Xxp1)=p1。 它们之间的关系为: F2(X)=1-F1(X) b. 概率分布描述形式 或 p1=1-p

工程水文学-总复习(提纲版)

工程水文学-总复习(提纲版)

《工程水文学》总复习第1章 绪论1、水文学概念;2、水资源包括哪几方面内容?3、工程水文学包括哪几方面内容?第2章 水文循环与径流形成1、概念:水文循环,水文小循环,水文大循环,水量平衡原理,水系,流域,闭合流域,非闭合流域,流域面积,流域长度,降水,降水强度,土壤含水量,下渗,下渗率,下渗能力,蒸发,蒸发率,径流,净雨,日降雨量。

2、计算:水量平衡方程;河道纵比降;3、径流的表示方法及其表示单位:径流流量,径流总量,径流深,径流模数,径流系数(简答或者计算)4、河流沿水流方向,可分为哪几段?5、我国降水及径流自东南向西北有什么样的特点?6、流域总蒸发包括哪几种蒸发面的蒸发?7、河川径流有哪三个特性?第3章 水文信息采集与处理1、概念:水位,输沙率,含沙量2、水文站观测项目有哪些?3、根据测站的性质,河流水文站可以分为哪两种?4、日平均水位计算方法?5、流速仪法测算断面流量的步骤?6、浮标法测流,测得的流量要经过怎么样处理得到实际流量?第4章 流域产汇流计算1、降雨包括那些方面的内容?2、降雨强度过程线,降雨量累积过程线,降雨强度~历时曲线3、降雨强度过程线与累积雨量有什么样的关系?4、流域平均降雨量的计算(重点掌握垂直平分法,也就是泰森多边形法)5、前期影响雨量的计算 :公式、消退系数计算、计算出t a P ,大于流域蓄水容量时,前期影响雨量应如何选取?、起算值如何确定?6、已知降雨径流相关图时,会由降雨推求径流。

7、流域修建水库时,流域蒸发如何改变,流域径流又如何改变?那么围垦湖泊时,流域蒸发及径流是如何变化?第6章 水文统计1、概念:事件,概率,频率,随机变量,适线法2、概率和频率有什么区别和联系?3、统计参数的计算:包括均值x ,均方差σ,变差系数xCv σ=,偏态系数(一般选取nCv Cs =),统计参数对频率曲线的影响:均值,Cv ,Cs 4、频率与重现期的关系:5、经验频率曲线的绘制步骤。

6.6_波浪的浅水变形:水深变浅引起的波浪变形

6.6_波浪的浅水变形:水深变浅引起的波浪变形

6.8 波浪浅水变形
波浪的浅水变形
前面推出的波浪要素,是深水波要素,或离港址仍有一段距离 的测波浮筒所在水深处的波浪要素。以此作为原始波,继续向 港址传播,进入浅水区后将发生显著变化,考虑这种变化的计 算,通常称为波浪的浅水变形计算。
6.8 波浪浅水变形
引起波浪浅水变形的因素
1、水深变浅引起的浅水变形; 2、等深线分布不规则导致的波浪折射(大部计算时考虑底摩 阻); 3、障碍物引起的波浪绕射; 4、较强水流引起的波浪变形; 5、近岸浅水的波浪破碎等;
研究假设
1、各种因素的影响用系数表示,线性相乘得到综合结果; 2、涌浪、规则波 3、海床不透水,忽略渗透作用 4、线性波理论
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起的波浪变形
波浪正向从深水区传入浅水 区(d/L0<1/2),周期不变。 (1)波长减小,波速减小
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起பைடு நூலகம்波浪变形
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起的波浪变形
(2)波高先略减小,然后逐渐增大
浅水系数:Ks
(2)波高变化 根据波能流守恒:
其中:
单位面积水柱的波动能量: 波能传逑率: 波向线间隔:
浅水系数
6.8 波浪浅水变形
一、水深变浅引起的波浪变形
(2)波高变化
浅水区初期:波高略有减小 d/L0<0.163:波高逐渐增大,直至波陡 过大而破碎
两种浅水系数计算方法: ①查图/表; ②迭代计算得到浅水波长L,直接带入公 式计算
《工程水文学》精品课程
《工程水文学》
Engineering Hydrology
冯卫兵 冯曦 谭亚 倪兴也等
港口海岸与近海工程学院

工程水文学复习整理

工程水文学复习整理

工程水文学期末复习整理第一章 绪论1.水文现象的基本规律: 周期性、随机性、地区性。

2、工程水文学的研究方法: 成因分析法、数理统计法和地理综合法。

第二章 水循环与径流形成1.海洋向内陆输送水汽, 内陆向海洋注入径流。

水量平衡方程:2、式中 ——给定时段内输入、输出该区域的总水量。

——时段内区域蓄水量的变量, 可正可负。

3、若河床切割较深, 地面分水线与地下分水线相重合, 这样的流域成为闭合流域。

由于地质构造原因, 地面分水线与地下分水线并不完全一致, 这种流域称为非闭合流域。

4、凋萎含水量(凋萎系数), 植物根系无法从土壤中吸取水分, 开始凋萎, 此时土壤含水量称为凋萎含水量。

5、田间持水量, 指土壤中能保持的最大毛管悬着水时的土壤含水量。

当土壤含水量超过这一限度时, 多余的水分不能被土壤所保持, 以自由重力水的形式向下渗透。

6、当土壤孔隙被下渗水充满, 下渗趋于稳定, 此时的下渗率称为稳定下渗率。

7、降雨损失包括: 植物截留、填洼、入渗和蒸发。

8、径流的表示方法和度量单位(1)流量 , 是指单位时间内通过河流某一断面的水量, 单位为 。

径流总量 , 是指时段 内通过某一断面的总水量, 常用单位为 , 万 , 亿 , 有时也用其时段平均流量与时段的乘积表示。

其单位为 或 。

径流深 , 是指将径流总量平铺在整个流域面积上所得水层深度, 单位为 。

FT Q F W R 10001000== 径流模数 , 是流域出口断面流量与流域面积 的比值, 单位为 。

FQ M 1000= 第三章 径流系数 , 是指某一时段的径流深度 与相应降雨深度 的比值。

即第四章 因 , 故 。

第五章 水文资料的观测、收集与处理1、日平均水位的计算将当日 内水位过程线所包围的面积, 除以一日时间。

第四章 水文统计基本知识1、把数理统计方法应用在水文学上, 称为水文统计。

2、概率是理论值, 而频率是经验值。

在试验中事件发生的频率通常不等于概率。

工程水文学第六章

工程水文学第六章
P
P(X x)
P(X>x+ x)
x x+ x
X
P(X x)=P(X > x+x)+P(x+ x > X x) P(x+ x > X x)= P(X x)-P(X > x+x) =F(x)-F(x+ x)
60%-15% = 45%
(1)
则,降雨量落在900和500mm的可能性为:
概率密度函数:
平均概率密度:
随机变量落在区间(x, x+x)的概率与该区
F ( x ) F ( x x ) x 变量落在区间(x, x+x)平均概率。
间长度的比值
称作随机
当 x 0,取极限得:
F ( x ) F ( x Δx ) F ( x Δx ) F ( x ) lim lim Δx 0 Δx 0 Δx Δx F ( x ) f ( x )
样本
从总体中不带主观成分任意抽取的一部分,
称为样本。样本所包含的项数,称为样本容量。
如实测的水文资料是有限的,是一样本。
随机变量的表示: 它是指随机试验结果的一个数量。在水文
学中,常用大写字母表示,记作X,而随机变
量的可能取的值记作x,即:
X = x1, X = x2, X = xn
有一定的关系,其表达式为:
4 2 cs
2 xcv c s
2cv a0 x(1 ) cs
可见,当以上三个参数确定后,P-III型密度函 数亦完全确定。
P-III型曲线的特点:
一端有限另一端无限的不对称单峰正偏曲线
一般称之为随机系列或随机数列。

工程水文学总复习

工程水文学总复习
工程水文学总复习
《工程水文学》总复习
第一章 绪论 第二章 水文循环与河川径流的形成 第三章 水文测验及水文资料的收集与处理 第四章 流域产流、汇流分析与计算 第五章 水文预报 第六章 水文模型简介 第七章 水文统计 第八章 设计年径流及年输沙量的分析与计算 第九章 由流量资料推求设计洪水 第十章 由暴雨资料推求设计洪水
水文调查包括洪、枯水及暴雨调查。
根据洪水痕迹高程确定洪峰流量的常用方法有:水位流量关系法、
比降法(曼宁公式)和水面曲线法。
14
6、水文资料处理
(1)水位流量关系的确定
稳定的水位流量关系曲线: 同一张图上绘制 Z~A、Z~V和Z~Q 关系曲线。
不稳定的水位流量关系曲线:临时曲线法和连时序法。
不同影响因素下水位流量关系:受洪水涨落影响、受河槽冲淤影响、 受变动回水影响及受综合因素影响。
22
3、产流面积的变化
蓄满产流情况:用流域蓄水容量面积分配曲线来表示。随着降雨量 的增加产流面积也增加;产流面积与降雨强度无关。
超渗产流情况:用流域下渗容量面积分布曲线来表示,该曲线与初 始流域蓄水容量有关。随着降雨历时的增长,产流面积时大时小;产流 面积与时段流域蓄水容量和降雨强度有关。
f F
A
大循环与小循环:海陆间的水分交换过程称为大循环;局部地区的 水文循环称为小循环。小循环又分为海洋小循环和内陆小循环。当内陆 距海洋很远时(如我国的西北地区) ,内陆小循环成了内陆地区的主要 水汽来源。
水文循环的作用:联系大气圈、岩石圈和生物圈,塑造地貌形态, 影响气候变迁,决定水资源分布和生物种群的分布,促进全球能量再分 配,侵蚀和搬运泥沙等。
2
第一章 绪论
1、水文学、水资源、应用水文学和工程水文学及它们之间的关系

工程水文学智慧树知到答案章节测试2023年河海大学

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第一章测试1.地球上的水循环主要包括()A:蒸发B:水汽输送C:冷凝降落D:下渗E:形成径流答案:ABCDE2.地球表层可供人类利用的水称为水资源。

A:错B:对答案:B3.中国水能资源的特点是东多西少,主要集中在东部。

A:对B:错答案:B4.全球的淡水占总水量的()A:2.53%B:1.72%C:3.43%D:3.81%答案:A5.水资源是陆地上由大气降水补给的各种地表和地下淡水水体的()A:存量B:动态水C:总量答案:B第二章测试1.形成降水的条件是空气具有()。

A:足够的水汽和较高的温度B:足够的水汽和上升运动C:较高的温度和上升运动答案:B2.山区河流的流速一般比平原河流的流速(),易()。

A:相当,冲刷B:小,淤积C:大,冲刷D:小,冲刷答案:C3.流域总蒸发包括()。

A:水面蒸发B:土壤蒸发C:植物蒸散发D:陆面蒸发答案:ABC4.在重力作用下沿着土壤孔隙流动的水称为重力水。

A:对B:错答案:A5.径流量总是小于降雨量。

A:错B:对答案:B第三章测试1.蓄满产流地区的产流面积比等于()A:R/PB:Rg/RC:RS/RD:F答案:A2.初损后损法中流域产流后的损失包括()A:填洼B:植物截留C:产流前的下渗D:产流后的下渗答案:D3.用于地表径流汇流计算的时段单位线法的基本假定是()。

A:相似假定B:线性假定C:倍比假定D:叠加假定答案:CD4.蓄满产流模型认为,在湿润地区,降雨使包气带未达到田间持水量之前不产流。

A:错B:对答案:B5.流域汇流经历坡面汇流、河网汇流两个阶段,两者汇流速度不同,但可采取流域平均汇流速度计算。

A:对B:错答案:B第四章测试1.水文预报是对()内的水文情势作出预报A:任一时期内B:某一时刻C:预见期内答案:C2.由上断面洪峰水位预报下断面洪峰水位,预见期为两断面间的()A:洪水传播时间B:洪水涨洪历时C:洪水退水历时答案:A3.相应水位方法可以预报河段内任意断面的水位A:对B:错答案:B4.枯季径流预报方法有()A:前后期径流相关法B:退水曲线法C:河网蓄水量法答案:ABC5.洪水预报方案要求使用样本数量不少于10年的水文气象资料A:对B:错答案:A第五章测试1.在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件。

工程水文学ppt精选课件

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精选ppt课件2021
55
时段降雨量(mm)
1. 降雨过程线 降雨在时程上的分配可用降雨强度过程线表示
。 常以时段雨量为纵坐标,时段时序为横坐标,采用 柱状图表示。
40
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ห้องสมุดไป่ตู้
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时段(Δt=6h)
降雨过程线
精选ppt课件2021
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2. 降雨累积曲线 降雨过程也可用降雨量累积曲线表示。此曲线
河源
上游
中游
下游
河口
河源
中游
河口
上游
黄河分段示意图 精选ppt课件2021
下游
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2、河流的基本特征
河流 断面
河流 比降
河流的 基本特征
河流 长度
l 河流长度——从河源到河口的距离。 l 河流比降——单位长度河段的落差。
i H 2 H 1 /l H /l
i —— 河底或水面比降。
H2, H1 —— 河段上游端和下游端水面或河底的高程。
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52
3) 降雨强度i
降雨强度表示单位时间内的降雨量, 以mm/min或mm/h计,简称雨强。雨强大 小反映了一次降雨的强弱程度,故常用雨 强进行降雨分级,常见分级标准见下表:
4) 降雨面积指降雨笼罩的水平面积,以 km2计。
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53
降 雨 强 度 分 级(mm)
1/6
一、世界水资源存在形式及比例
地球的总储水量约1386×10^7亿立方米,其中 海洋水为1338×10^7亿立方米,约占全球总水 量的97%。人类主要利用的淡水约35×10^7亿 立方米,在全球总储水量中只占2.5%。

【免费下载】工程水文学习题 由流量资料推求设计洪水

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第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义: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。

设计洪水包含三个要素,即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。

按工程性质不同,设计洪水分为:水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。

推求设计洪水有多种途径,本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。

本章习题内容主要涉及:防洪标准及其选择;洪峰、洪量样本系列的选样,资料的可靠性、一致性、代表性审查;特大洪水的处理,即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法;典型洪水的选择及放大方法;入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。

一、概 念 题(一)填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障的防洪标准;第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。

2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准;第二类为确保的洪水标准。

3.设计洪水的标准高时,其相应的洪水数值就;则水库规模亦,造价亦;水库安全所承担风险则。

4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定,再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。

5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准,通常称前者为设计标准,后者为校核标准。

6.目前计算设计洪水的基本途径有三种,它们分别是、、。

7.通常用、及三要素描述洪水过程。

8.洪水资料系列有两种情况:一是系列中没有特大洪水值,称为系列;二是系列中有特大洪水值,称为系列。

9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时,假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( 次)后构成的(n-)年系列的和 与除去特大洪水后的(N-a)年系列l l 的相等。

10.在设计洪水计算中,洪峰及各时段洪量采用不同倍比,使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值,此种放大方法称为 法。

工程水文学第六章

工程水文学第六章
第六章 水文统计
• 概述 • 概率的基本概念 • 随机变量及其概率分布 • 水文频率计算 • 相关分析
1

一、概述
• 水文现象是一种自然现象,在其发生和演变 过程中,包含着必然性的一面,也包着偶然 性的一面。
• 必然现象是在一定条件下,事物在发展、变 化中必然出现或不出现的现象。偶然现象是 在一定条件下,事物在发展、变化中可能出 现也可能不出现的现象,也称随机现象。
44
四、水文频率计算
• 样本参数的均方误(相对误差,%)
• 由表中可见,当n=100时,CS的误差在40~126% 之间。水文资料一般都很短(n<100),按矩法公 式算得的CS值,抽样误差太大。
45
四、水文频率计算
• 适线法是根据估计的频率曲线和样本经验点 据分布配合最佳来优选参数的方法。
• 适线法的实质是通过样本的经验分布去探求 总体的分布。
14
二、概率的基本概念
• 解:记河流的甲泛滥为事件A,河流乙泛滥为事件 B。这个地区被淹没的概率为:
P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB) =P(A)+P(B)-P(B/A)P(A)
=0.1+0.2+0.3×0.1 =0.27
• 由于 P(A/B)P(B)=P(B/A)P(A),
故当河流乙泛滥时,河流甲泛滥的概率为
年份 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965
年降雨量x 2014 1211 1728 1157 1257 1029 1306 1029 1310 1356 1266 1052
年径流量y 1362 728 1369 695 720 534 778 337 809 929 796 383

第六章 由流量资料推求设计洪水

第六章  由流量资料推求设计洪水
23/62
特大洪水的调查、考证与计算: 调查和考证方式—— 以历史文字记载、洪水 痕迹调查、走访等形式。
Z
计算方法—— 水位~流量关系曲线法
和比降法。
1 Q = AR 2/3 I1/3 n
Q
河流纵断面 L
特大洪水处理的关键:
24/62
Z
特大洪水重现期的确定和经验频率的计算。
特大洪水的重现期: 重现期—— 指某随机变量的取值在长时期内平均多
13/62
设计洪水分析和计算的三种途径:
直接途径—— 由流量资料直接推求设计洪水的方 法。 间接途径—— 由暴雨资料间接推求设计洪水的方 法。
水文气象途径—— 由水文气象资料推求可能最大洪
水的方法,即PMP/PMF方法。
14/62
6.2 设计洪峰流量及设计洪量的推求 由流量资料推求设计洪水的计算步骤如下: 1)洪水资料的收集和审查; 2)根据水利工程的重要性,确定防洪设计标准P; 3)通过洪峰流量Qm和各种时段洪量Wt (t=1d, 3d, 7d)的洪水频率计算,分别求出满足设计标准P的 设计洪峰流量QmP和各种时段设计洪量WtP; 4)推求设计洪水过程线。
6/62
6.1.3 设计洪水与设计标准 设计洪水—— 在水利工程规划中,为确保工程本 身及其下游安全,而确定拦洪、泄洪设备能力(工程 规模)所依据的洪水(包括洪峰、洪量、过程线)。 水利水电工程规划和设计中所指定的作各种设计 标准的洪水,可分为:设计洪水和校核洪水两种。
7/62
设计标准—— 根据工程的重要性,所选定作为设计依 据的洪水频率。P.125 表 6-1 设计标准定得过高,工程投资增大而不经济,但工程比 较安全;设计标准定得过低,工程造价降低,但工程遭受破 坏的风险增大。

工程水文学 第6章答案_由流量资料推求设计洪水

工程水文学 第6章答案_由流量资料推求设计洪水

第六章由流量资料推求设计洪水一、概念题(一)填空题1. 防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准2. 水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准3. 大,大,高,小4. 设计频率,设计频率5.正常运用标准,非常运用标准6.由流量资料推求设计洪水,由暴雨资料推求设计洪水,小流域用推理公式法、地区经验公式法。

7.洪峰流量,洪水总量,洪水过程线8.连续系列,不连续系列9.均值,均方差10.同频率放大法11.包含特大值的矩法公式,三点法12.年最大值法13.独立样本法,统一样本法14.同倍比放大法,同频率放大法15.大,产流过程,汇流过程16.小于,大于17.入库断面洪水,区间洪水,库面洪水18.大,提前19.设计流域洪水季节性变化规律和工程要求20.分期内的年最大值法21.大22.典型年法,同频率法23.相交,合理24.大25.大26.历史洪水调查和考证27.大28.洪峰,短历时洪量,长历时洪量29.设计流域洪水特性和水库的调节性能30. 0.01%(二)选择题1.[b] 2.[a] 3.[d] 4.[a] 5. [c] 6. [b] 7. [b] 8. [d]9. [c] 10.[a] 11.[c] 12.[d] 13.[a] 14.[b] 15.[a] 16.[c]17.[a] 18.[b] 19.[a] 20.[b] 21.[b] 22.[c] 23.[c] 24.[a]25.[c] 26.[d] 27.[c] 28.[a] 29.[c] 30.[a] 31.[b] 32.[a]33.[b] 34.[d](三)判断题1.[T] 2.[T] 3.[T] 4.[F] 5. [T] 6. [F] 7. [F] 8. [F]9. [F] 10.[T] 11.[F] 12.[T] 13.[F] 14.[T] 15.[F] 16.[F]17.[T] 18.[F] 19.[T] 20.[T] 21.[F] 22.[T] 23.[F] 24.[F]25.[T] 26.[T] 27.[T] 28.[T] 29.[F] 30.[F](四)问答题1、答:一次洪水,涨水期短,落水期长。

6.5_海浪谱基础知识

6.5_海浪谱基础知识
S, SG,
方向谱函数=频率谱函数×方向分布函数
1.5 海浪谱的基础知识
谱与海浪要素的关系
波谱零阶矩:


m0 0Sd Sd
0
0
已知某一经验谱,计算出谱曲线 不轴包围的面积m0 以及
m1,m2,就可求得各特征波高及特征周期。
H 2.506 m0
波浪内部能量结构
=2 f
S f =2 S S =S f /2
1.5 海浪谱的基础知识
海浪谱形式举例
一般形式: 式中:
S


A
p
exp

B
q

A、B ——包含风要素(风速、风时、风距)
或波要素(波高、周期)的参量;
p、q ——指数,p 常取4-6;q常取2-4。
海浪谱的概念
以频率 为横坐标,S 为纵坐标,绘得波能量相对于频率
的分布图。
1.5 海浪谱的基础知识
海浪谱的概念
波面纵坐标 t 的方差 2 比例于波动总能量:

2 S d m0, r 0 0
式中: m0——谱的零阶矩;
r ——阶矩数
S
波浪的外观表现

4.勃列斯奈德-光易谱(风浪成长阶段)
S f 0.257H s2Ts Ts f 5 exp 1.03Ts f 4
5.文圣常谱
1.5 海浪谱的基础知识
海浪的方向谱
在时刻t的波面,三维海浪场由具有各种方向角 ( m )
和各种频率 n(0 n ) 的无限个组成波叠加而成。
方向谱密度函数 S(, ) 为:
12an2 S(, )dd
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P(%) p Cs 0.0
Cs ~ P ~ P
P
P-III型曲线离均系数
0.01 3.72 0.1 3.09
值表
1 10 1.28 50 0.00
2.33
0.1
0.2
3.94
4.16
3.23
3.38
2.40
2.47
1.29
1.30
0.02
0.03
注:详表见附表1, P269
第四节
水文频率曲线线型
mr E( X r ) (r 1,2,...,n)
r=1时,就是算术平均数
第三节 随机变量及其概率分布
(2)中心矩 随机变量X 对分布中心E(X)离差的r次幂 的数学期望,称为随机变量X的r 阶原点矩。
r E X E( X )r


2
(r 1,2,...,n)
r=1时,一阶中心矩为0
0.10
1.0 9
1.0 7
1.0 4
1.0 0
0.9 7
0.9 4 … …
0.53
0.9 2 … …
0.70
0.8 9 … …
0.89
(二)CS=1.5CV
0.05
(三) CS=2CV 。。。。。。 (三) CS=6CV
第五节
频率曲线参数估计
用有限的样本观测资料估计总体分布线型中的 参数,称为参数估计如P—Ⅲ型的 x 、Cv、 Cs。 1、矩法 用样本矩估计总体矩,并通过矩与参数之间的关 系,来估计频率曲线的参数。 均值 x 的无偏估计:
随机变量的分类:
1、离散型随机变量
随机变量仅取得区间内某些间断的离散值,则称 为离散型随机变量。如洪峰次数,只能取0, 1, 2…, 不能取相邻两数值之间的任何值。
2、连续型随机变量 随机变量可以取得一个有限区间内的任何数 值,则称为连续型随机变量。如某河流断面的流 量可以取0 ~ 极限值之间的任何实数值。
f ( x)
2
e
( x )
第四节
a.单峰;
水文频率曲线线型
正态分布曲线的特点:
b.对于平均数对称, Cs= 0;
c.曲线二端趋于〒≦ ,
并以x 轴为渐近线; f (x)
d.



f ( x )dx 1
x
x
x
正态分布的应用
通过积分计算可知:曲线通 过( 50% , 0 )、( 0.01% , 3.72 ) 两点,连接两点并适当延长,即 为绘在格纸上的标准正态分布频 率曲线。
5,10,15 Cv=0.48 995,1000,1005 Cv=0.0048
Cv
x=10
x=1000
2 K 1 i i 1 n
σ=4.08
σ=4.08

x

n
变差系数越大,表示系列的离散程度越大。
(四)偏态系数(Cs) 反映系列在均值两边的对称程度。
xi x
n i 1
A.必然事件
B.不可能事件 C.随机事件
第一节 概述
二、总体、样本、样本容量
系列
续型系列(江河中的水位和流量值) 离散型系列(掷骰子)
总体
样本
在某个随机实验中,若存在 一个变量,依试验的结果 (即事件中出现的基本事件) 而取不同的数值,就称这一 变量为随机变量
第一节 概述
三、数理统计法对水文资料的要求
X E ( X ) 2 E r=2时,
3 E X E ( X ) r=3时, 3
2
Cv

x


Cs
3
3
第四节 水文频率曲线线型
我国水文统计中广泛应用的水文频率曲线有两种: 正态分布和皮尔逊Ⅲ型分布 一、正态分布
1
2 x x 2 2
a0
x
M 0( x ) M e (x )
xP
在水文计算中,一般要求出指定概率 P 所相应的随 机变量的取值 xP ,即求出的 xP 满足下列等式:

P P( X xP ) ( x a 0 ) 1 e ( x a ) dx ( ) x
0 P
按上式计算相当复杂,故实用中,采用标准化变换:取标 准变量(离均系数),
求解:由 CS =1.0及P =1%,查附表1得p = 3.02
x P x1% (ΦP CV 1) x (3.02 0.5+ 1) 1000 = 2510 mm
另一种求解方法:
引入模比系数:
K P xP / x
由 x P (Φ P CV 1) x
由此建立 的 C ~ K ~ P V P
第二节
概率的基本概念
【例1】:某地区位于甲乙两河的汇合点附近。若任一河流 泛滥,则该地区就会被淹没。设在某个时期内,甲河泛滥 的概率为0.3,乙河泛滥的概率为0.2,在甲河泛滥的条件 下乙河泛滥的概率为0.3. 求(1)这个时期该地区被淹没的概率;
(2)当乙河泛滥时,甲河泛滥的概率。 解:设事件A表示甲河泛滥,B表示乙河泛滥, (1) P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB) =P(A)+P(B)- P(A)P(B|A) =0.41 (2) P(AB)= P(A)P(B|A)= P(B)P(A|B) P(A|B)=0.45
因此,由给定的CS及P,从P-III型曲线离均系
数 值表,查出P ,再由下式求:
x P ( P CV 1) x
即求出指定概率 P 所相应的随机变量的取值 xP
【算例】
已知: 某地年平均降雨量
x
=1000 mm, CV =0.5, CS
=1.0,若年降雨量符合P - III型分布
试求:P=1% 的年降雨量。
1 n x xi n i 1
Cv的无偏估计量:
Cv n n 1
( K i 1)
i 1
n
2
n
n

2 ( K 1 ) i i 1
n
n 1
( x x ) 即 x x (1 C ) V xCV 代入上式,, , a0
关系式表示,简化后得:
以相应的
x , CV 和 C S
P ( P )


f ( , C s )d
P
被积函数含有参数 , Cs ,而
x , CV 包含在
对应关系表:
( x x ) 中,制成 xCV
x

Hale Waihona Puke 【例2】、某水文站具有104年实测年降水量资料, 试分布年降水量的概率分布规律。
次数(年) 序号 年降水量区间 组 内
(3) 1 1 13 21 39 25 4 104
频率(%) 组内∆P
(5) 0.95 0.95 12.5 20.20 37.50 24.00 3.90 100.00
累计
(4) 1 2 15 36 75 100 104
K P Φ P CV 1
对应
数值关系[P-III型曲线模比系数 KP 值表
解法:
由 CV = 0.5, CS = 1.0=2 CV ,P = 1%查附表得:
K P 2.51
x1% K P x 2.51 1000 2510mm
P-III型曲线模比系数 KP 值表
P(%) CV
三、随机变量的统计参数 (一)均值
x1 x2 ... xn 1 n x xi n n i 1
模比系数:ki=
xi x
(二)均方差
反映系列中各变量值集中或离散的程度

xi
n i 1
x

2
n
5,10,15 1,10,19
σ= 4.08 σ=7.35
(三)变差系数(Cv)
3、概率分布曲线与概率密度曲线
概率分布曲线 水文学上习惯研究随机变量的取值等于或大于某个 值的概率,表示为:F(x)=P(Xx)
表示随机变量 X 大于或等于值 x 的概率,其几何曲线 称作随机变量的概率分布曲线(水文学上通常称累计频率曲 线,简称频率曲线)。
概率密度函数: 当 x 0,取极限得:
累计频 率P
(6) 0.95 1.90 14.40 34.60 72.10 96.10 100.00
组内平均频率 密度∆P/∆x (10-4/mm)
(7) 0.475 0.475 6.250 10.100 18.750 12.000 1.950
(1) 1 2 3 4 5 6 7 8
(2) 1500~1300.1 1300~1100.1 1100~900.1 900~700.1 700~500.1 500~300.1 300~100.1 合计
(1)检查资料的可靠性
(2)检查资料的一致性
(3)检查资料的代表性
(4)检查资料的随机性
(5)检查资料的独立性
第二节
一、概率和频率
概率的基本概念
1、机率: 又称概率:表示随机事件在客观上发生 的机遇性。 2、频率: 在若干次实验中A事件出现的次数与总实 验数之比 f W(A)= n
f A事件出现的次数 n – 实验的总次数
0.0 1 0.1 0.2 0.3 3 0.5 1 2 5 10 20 50 75 90 95 99
(一) CS=CV
0.05 … … 1.50 1.1 9 … … 11. 6 1.1 6 … … 8.8 5 8.0 2 7.3 6 6.8 7 6.0 0 1.1 5 1.1 4 1.1 3 1.1 2 1.1 1 … … 5.1 1 3.9 2 3.0 0 2.0 4 0.6 4
3 3 ( K 1 ) i i 1 n
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