河海大学水文分析与计算课程设计报告

水文分析计算课程设计报告书

学院：水文水资源

专业：水文与水资源工程

学号：

姓名：

指导老师：梁忠民、国芳

2015年06月12日

南京

目录

1、设计任务 (1)

2、流域概况 (1)

3、资料情况及计算方案拟定 (1)

4、计算步骤及主要成果 (2)

4．1 设计暴雨X p(t)计算 (2)

4．1．1 区域降雨资料检验 (2)

4．1．2 频率分析与设计雨量计算 (3)

4．2计算各种历时同频率雨量X t,P (9)

4．3 选典型放大推求X P (t) (9)

4．4 产汇流计算 (9)

4．4．1 径流划分及稳渗μ值率定 (12)

4．4．2 地表汇流 (17)

4．5 由设计暴雨X P(t)推求Q P(t) (18)

4．5．1 产流计算 (18)

4．5．2 地面汇流 (18)

4．5．3地下汇流计算 (19)

4．5．4 设计洪水过程线 (20)

5、心得体会 (22)

1、设计任务

推求良田站设计洪水过程线,本次要求做P校,即推求Q0.01%(t)。

2、流域基本概况

良田是赣江的支流站。良田站以上控

制的流域面积仅为44.5km2，属于小流域，

如右图所示。年降水均值在1500～1600mm

之，变差系数Cv为0.2，即该地区降雨充

沛，年际变化小，地处湿润地区。暴雨集

中。暴雨多为气旋雨、台风雨，季节为3～

8月，暴雨历时为2～3日。

3、资料情况及计算方案拟定

3.1资料情况

设计站（良田）流量资料缺乏，邻近站雨量资料相对充分，具体如表3-1：

表3-1 良田站及邻近地区的实测暴雨系列、历时洪水、特大暴雨资料

站名实测暴雨流量系列特大暴雨、历史洪水

良田75～78 （4年）Q=216m3/s，N=80（转化成X1日，移置峡江站）峡江53～80 （28年）

36～80 （45年）

桑庄57～80 （24年）X1日=416mm，N=100～150（74.8.11）

寨头57～80 （24年）

沙港特大暴雨X1日=396mm，N=100～150（69.6.30）（移置到寨头站）

（设计站(良田)流量资料缺乏，邻近站雨量资料相对充分。）

3.2 方案拟定

本次课设采用间接法推求设计洪水，即是由推求的设计暴雨，经过产汇流计算得到设计洪水。示意图如下：

4、设计暴雨XP(t)的计算

4.1 设计暴雨X p(t)计算

4.1.1区域降雨资料检验

为推求该区域设计面降雨量，选取、桑庄、寨头与峡江四站降雨检验该区降雨是否选同一总体。选择四站1981～2013年数据（74年出现极值暴雨，不参加检验），对各站数据取自然对数，对转换后数据进行均值与方差检验，各站转换后系列的均值及方差见表4-1。

表4-1 、桑庄、寨头与峡江站最大一日降雨资料均值、方差情况

1）均值检验

选取均值差异最大的站（X 1 ）和峡江站（X 2）两站进行检验。假设H : X 1 = X 2

构造统计变量：

= 0.78 取α=0.10，查得 |tα/2| =1.68 > |t|，接受假设H，即可认为、

1/2

1/2

22

12

11

()/()

()/(2)

X Y

m n

t

ms ns m n

-+

=

⎡⎤

++-

⎣⎦

统计量

桑庄、寨头与峡江站均值相等。

2）方差检验

选取方差差异最大的桑庄站（S1）和寨头站（S2）两站进行检验。假设H : S 1 = S 2

构造统计变量：

=1.19

查得Fα/2(55,55)=1.567 ,F1-α/2(55,55)=0.638,所以接受域为（0.638,1.567）,则可以认为统计量F满足接受域,即认为四个站的降雨量数据满足方差相等。

综上所述，可认为区域降雨资料来自同一总体，可以进行综合。

4.1.2频率分析与设计雨量计算

（1）特大值处理

峡江站特大暴雨由良田站历史洪水转换而来，则良田站（峡江站）的X1日=293.9mm。公式如下（其中，Q为地表净峰流量（m3/s），m为汇流参数，取0.7，F为流域面积（km2），L为出口断面沿主河道至分水岭的最长距离（km），J为沿L的坡面和河道平均比降，t c为净雨历时（h），为汇流历时（h），R为地表径流深（mm），n为暴雨参数，取0.6，为稳渗率（mm/h），取4.5，用良田站计算）：

沙港站特大暴雨取重现期N=150年，放置寨头站进行频率计算。

桑庄站最大一日暴雨取重现期N=150年。

（2）排位分析及频率计算

先对、峡江、桑庄、寨头四个站进行频率计算，要考虑各站可能存在的特大暴雨系列值。各站的频率计算见表4-2

表4-2各站频率计算

序号

峡江桑庄寨头

雨量值频率雨量值频率雨量值频率雨量值频率mm ％mm ％mm ％mm ％

（3）四站适线结果图站：

峡江站：

桑庄站：寨头站：

（4）四站均值计算结果及其适线图

图4-2 5个雨量站年最大雨量频率曲线

（5）推求X1日，P=0.01%

由上表查处X（1日，P=0.01%）=461.9mm，则X（24h，P=0.01%）=1.1*X（1日，P=0.01%）=508.09mm。

4．2计算各种历时同频率雨量X t,P

由暴雨公式推算t=3h，6h，9h，12h，15h，18h，21h，24h的设计暴雨值，结果如表4-3。

表4-3 各短历时设计暴雨

4．3 选典型放大推求X P (t)

4．4 产汇流计算

在设计暴雨中，由于稀遇频率的设计暴雨量很大，损失相对较小，因此，一般采用简化模型。即前段降雨尽量满足土壤蓄水量，即初损，而后假定稳渗率，算定地面径流深R 上和地下径流深R下，再列表求出，如与假定的相符，则假定的即为所求值。

径流分割

点绘良田站76.6、毛背站75.5、76.7以及77.6的流量和雨量过程。利用平割法计算R t，利用斜线分割法进行水源划分。先寻找洪水过程的直接径流终止点B，然后用斜线连接起涨点A与终止点B，将实测流量过程线分为两部分，斜线AB上部分为直接径流RS，下部分为地下径流RG。本次课设先采用梯形面积法求得RG，再用R t-RG 求得RS。