由暴雨资料推求设计洪水课件.ppt
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1、第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水第第9 9章章 由暴雨资料推求设计洪水由暴雨资料推求设计洪水9.1 9.1 概述概述9.2 9.2 设计面暴雨量设计面暴雨量9.3 9.3 设计暴雨时空分配计算设计暴雨时空分配计算9.4 9.4 由设计暴雨推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水9.5 9.5 小流域设计洪水计算小流域设计洪水计算第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水9.1 9.1 概述概述9.1.1问题的提出问题的提出l 设计设计流域流域实测实测流量资料流量资料不足或缺乏不足或缺乏,难以用相关法插补延,难以用相关法插补延,需用需用暴雨资料暴雨资料推求推求设计洪水
2、设计洪水;l 人类活动人类活动破坏破坏了洪水系列的一致性了洪水系列的一致性;l 多种方法多种方法,互相印证互相印证,合理选定合理选定;l PMP和小和小流域流域设计洪水常用设计洪水常用暴雨资料暴雨资料推求;推求;l 无资料地区的小流域设计洪水。无资料地区的小流域设计洪水。第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水9.1 9.1 概述概述9.1.2由暴雨资料推求设计洪水的步骤由暴雨资料推求设计洪水的步骤l 按照按照暴雨洪水暴雨洪水的形成过程,推求设计的形成过程,推求设计洪水洪水可分三步进行。可分三步进行。l推求推求设计暴雨设计暴雨: 用用频率频率分析法求不同历时指定频率的设计分析法求
3、不同历时指定频率的设计雨量雨量及及暴雨暴雨过程。过程。l推求推求设计净雨设计净雨:设计暴雨扣除损失就是设计暴雨扣除损失就是设计净雨设计净雨。l推求推求设计洪水设计洪水:应用应用单位线单位线法等对设计净雨进行法等对设计净雨进行汇流汇流计算,计算,即得流域出口断面的设计即得流域出口断面的设计洪水过程洪水过程。l 主要步骤:主要步骤:暴雨选样暴雨选样 设计暴雨设计暴雨 设计净雨设计净雨 设计洪水设计洪水基本假定:是设计暴雨与设计洪水是基本假定:是设计暴雨与设计洪水是同频率同频率的的第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水9.2 9.2 设计面暴雨量设计面暴雨量设计面雨量是指设计断面以上
4、流域的设计面暴雨量。设计面雨量是指设计断面以上流域的设计面暴雨量。l直接法直接法:雨量站多、分布较均匀、各站又有长期的同期雨量站多、分布较均匀、各站又有长期的同期资料资料、能求出比较可靠的流域平均面雨量时,就可、能求出比较可靠的流域平均面雨量时,就可直接选直接选取每年指定统计时段的最大面暴雨量取每年指定统计时段的最大面暴雨量,进行频率计算求得,进行频率计算求得设计面暴雨量。设计面暴雨量。l间接法间接法:雨量站稀少、或观测系列甚短,或同期观测资:雨量站稀少、或观测系列甚短,或同期观测资料很少甚至没有,无法直接求得设计面暴雨量,料很少甚至没有,无法直接求得设计面暴雨量,可先求流可先求流域中心附近代
5、表站的设计点暴雨量,然后通过暴雨点面关域中心附近代表站的设计点暴雨量,然后通过暴雨点面关系系,求相应的设计面暴雨量。,求相应的设计面暴雨量。第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水l暴雨资料收集暴雨资料收集:主要向水文、气象部门刊印的:主要向水文、气象部门刊印的水文年水文年鉴鉴、气象月报收集;主管部门的网站查阅;也可收集特、气象月报收集;主管部门的网站查阅;也可收集特大大暴雨图集暴雨图集和特大暴雨的调查资料。和特大暴雨的调查资料。l暴雨资料的审查暴雨资料的审查:可靠性可靠性审查:重点审查特大或特小值,审查:重点审查特大或特小值,记错、遗漏,自记器故障等;记错、遗漏,自记器故障等;
6、一致性一致性审查:不同类型暴雨;审查:不同类型暴雨;代表性代表性审查:临近长系列雨量、大洪水,偏丰、偏枯。审查:临近长系列雨量、大洪水,偏丰、偏枯。l统计选样统计选样:固定:固定时段时段选取年最大值法。习惯上取单数天选取年最大值法。习惯上取单数天,如如1、3、7、15天等。选取天等。选取23个个控制时段控制时段。9.2 9.2 设计面暴雨量设计面暴雨量9.2.1直接法推求设计面暴雨量直接法推求设计面暴雨量1. 暴雨资料的收集、审查和统计选样暴雨资料的收集、审查和统计选样例例P227表表91第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水2. 面雨量资料的插补展延面雨量资料的插补展延GFE
7、DBCAA站站B站站C站站E站站D站站F站站G站站19501960197019801990A、C、D、G19681990年平均年平均第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水 系列中是否含有特大暴雨直接影响系列的代表性。系列中是否含有特大暴雨直接影响系列的代表性。 一般暴雨变幅不很大,若不出现特大暴雨,统计参数均值、一般暴雨变幅不很大,若不出现特大暴雨,统计参数均值、C Cv v往往会往往会偏小偏小,但加入特大暴雨,未作特大暴雨处理,又会使,但加入特大暴雨,未作特大暴雨处理,又会使统计参数统计参数偏大偏大。 判断大暴雨资料判断大暴雨资料是否属于特大值是否属于特大值,一般可从经验频率
8、点据,一般可从经验频率点据偏离偏离频率曲线频率曲线的程度、的程度、模比系数模比系数K K的大小、暴雨的大小、暴雨量级量级在地区上在地区上是否很突出,以及论证暴雨的重现期等方面进行分析判断。是否很突出,以及论证暴雨的重现期等方面进行分析判断。 特大值处理的关键是确定特大值处理的关键是确定重现期重现期。一般认为,当流域面积。一般认为,当流域面积较小时,流域较小时,流域平均雨量平均雨量的重现期与相应洪水的重现期相近。的重现期与相应洪水的重现期相近。3.特大值的处理特大值的处理第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水4.面雨量频率计算
9、面雨量频率计算l适线法:适线法:l线型:(线型:(P-P-型)。型)。l参数:一般地区参数:一般地区C Cs s3.5C3.5Cv v。 C Cv v0.60.6,C Cs s3.0Cv3.0Cv;C Cv v0.45 I Im m时,则取时,则取P Papap= =I Im m。 上述三种方法中,上述三种方法中,扩展暴雨过程法用得扩展暴雨过程法用得较多较多,第一中方法仅,第一中方法仅适用于湿润地区。同适用于湿润地区。同频率法往往误差较大,频率法往往误差较大,常出现一些不合理得常出现一些不合理得现象。现象。第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水简化的降雨径流相关图简化的降雨径流
10、相关图9.5 9.5 由设计暴雨推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水9.3.2产汇流方案的应用产汇流方案的应用 设计暴雨属于稀遇的大暴雨,往往超过实测暴雨很多,设计暴雨属于稀遇的大暴雨,往往超过实测暴雨很多,在推求设计洪水时,必须外延有关的产流、汇流方案。在推求设计洪水时,必须外延有关的产流、汇流方案。常采用常采用x+Pa与与y形式形式的相关图法,关系的相关图法,关系线上部为线上部为45线,线,外延比较方便外延比较方便。 1.外延问题外延问题 产流方案产流方案图图9-9 PaiI0相关图相关图多采用初损后损法多采用初损后损法,对有关相关图在,对有关相关图在外延时必须考虑设外延时必须考虑设计暴雨的
11、雨强因素计暴雨的雨强因素的影响。的影响。 湿润地区湿润地区干旱地区干旱地区第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水 由单位线的两个假定可知,汇流方案都属于由单位线的两个假定可知,汇流方案都属于“线性系统线性系统”。对于实测暴雨,精度可以满足要求,对于罕见的大暴雨,线。对于实测暴雨,精度可以满足要求,对于罕见的大暴雨,线性假定可能导致相当大的误差。性假定可能导致相当大的误差。 因此必须注意汇流方案在特大暴雨条件下的适用性。尽量因此必须注意汇流方案在特大暴雨条件下的适用性。尽量选用选用实测大洪水资料实测大洪水资料分析得到的分析得到的汇流方案汇流方案(单位线),避免外(单位线),避免外
12、延过远而扩大误差。延过远而扩大误差。 用用一般常遇洪水一般常遇洪水分析得到的单位线推求设计洪水,与由分析得到的单位线推求设计洪水,与由特特大洪水资料大洪水资料分析的单位线推流,成果可能相差很大,其差值可分析的单位线推流,成果可能相差很大,其差值可达达20%20%左右。左右。汇流方案汇流方案单位线单位线第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水 如果设计流域缺乏实测降雨径流资料,无法直接分析产流如果设计流域缺乏实测降雨径流资料,无法直接分析产流、汇流方案,就得解决移用问题。、汇流方案,就得解决移用问题。 产流方案一般采用分区综合法产流方案一般采用分区综合法,如山东水文手册上就有适,如
13、山东水文手册上就有适用于不同地区的用于不同地区的1414条次降雨径流相关线,供各个分区查用,条次降雨径流相关线,供各个分区查用,汇汇流方案一般采用单位线的综合成果流方案一般采用单位线的综合成果。 2.移用问题移用问题9.5 9.5 由设计暴雨推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水9.3.2产汇流方案的应用产汇流方案的应用第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水9.5 9.5 由设计暴雨推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水9.3.3由设计暴雨推求设计洪水步骤由设计暴雨推求设计洪水步骤由暴雨资料推求设计洪水的步骤:由暴雨资料推求设计洪水的步骤:暴雨选样;暴雨选样;推求设计暴雨;推求设计暴雨
14、;推求设计净雨;推求设计净雨;推求设计洪水过程线。推求设计洪水过程线。 【例例9-39-3】某中型水库,集水面积为某中型水库,集水面积为341km341km2 2,为了防洪复核,为了防洪复核,根据实测雨洪资料,拟采用暴雨资料来推求根据实测雨洪资料,拟采用暴雨资料来推求P P=2=2的设计洪水。的设计洪水。第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水1. 设计暴雨计算设计暴雨计算 设计暴雨时段采用设计暴雨时段采用1天天。首先根据雨量站的实测资。首先根据雨量站的实测资料,推求料,推求设计点暴雨量设计点暴雨量,频率计算结果为:,频率计算结果为: =110mm、Cv=0.58、Cs=3.5C
15、v 求得求得P=2%的最大的最大1日设计点暴雨量为日设计点暴雨量为296mm。 通过通过动点动面动点动面的暴雨点面关系图,查得暴雨点面折的暴雨点面关系图,查得暴雨点面折减系数为减系数为0.92,则,则P=2%的最大的最大1日日面设计暴雨量面设计暴雨量为:为: x面面1日日=2960.92=272mm 按该地区的暴雨时程分配,求得设计暴雨过程按该地区的暴雨时程分配,求得设计暴雨过程,见,见表表9-5。日1x第第9章由暴雨资料推求设计洪水章由暴雨资料推求设计洪水时段数(t =6h)1234合计占最大1日的百分数()1163179100设计暴雨(mm)29.9171.346.224.6272设计净雨
16、(mm)7.9171.346.224.6250地下净雨(mm)2.49.09.09.029.4地面净雨(mm)5.5162.337.215.6220. 6表表9-5 P=2%9-5 P=2%设计暴雨过程分配设计暴雨过程分配2.2.设计净雨过程的推求设计净雨过程的推求 用用同频率法同频率法求得设计求得设计P Pa a=78mm=78mm,本流域本流域I Im m=100mm=100mm,所以所以降雨损失为降雨损失为22mm22mm,可求得设计净雨过程(设计暴雨减去损可求得设计净雨过程(设计暴雨减去损失的雨量失的雨量22mm22mm)。)。 分割地面净雨和地下净雨。分割地面净雨和地下净雨。f fc
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