《第4章+由暴雨推求设计洪水》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章+由暴雨推求设计洪水（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、内容概述内容概述 第四章第四章 由暴雨推求设计洪水由暴雨推求设计洪水 （1）流量资料较短时，直接推求设计洪水有困难）流量资料较短时，直接推求设计洪水有困难 （2）暴雨资料相对较长，受人类影响较小）暴雨资料相对较长，受人类影响较小,间接法间接法 有其优势有其优势 （3）直接法和间接法相互检验）直接法和间接法相互检验 设计暴雨设计暴雨 过程过程Xp(t) 产汇流计算产汇流计算 设计洪水设计洪水 过程过程Qp(t) 推求设计洪水推求设计洪水间接法间接法 第一节第一节 暴雨特性分析暴雨特性分析 一、大暴雨形成一、大暴雨形成 1、雨量等级的划分、雨量等级的划分 24小时小时 雨量雨量 （mm） 200
2、等级等级 微量微量 小雨小雨 中雨中雨 大雨大雨 暴雨暴雨 大暴雨大暴雨 特大特大 暴雨暴雨 2、形成条件、形成条件 （1）充分的水汽条件（供应不断）充分的水汽条件（供应不断） （2）强烈的上升运动（对流、地形抬升）强烈的上升运动（对流、地形抬升） （3）较长的降水持续时间）较长的降水持续时间 二、暴雨的时空分布二、暴雨的时空分布 1、时间分布、时间分布 降雨强度降雨强度it 时程分配曲线时程分配曲线 (柱状图柱状图) 以以t为时段的雨强为时段的雨强 反映时程上分布的集中程度反映时程上分布的集中程度 i t 1 2 3 4 5 i t 1 2 3 4 5 2、空间分布、空间分布 （1）决定因素
3、）决定因素 A）产生暴雨的）产生暴雨的 天气系统天气系统 B）与地形条件有关）与地形条件有关 （2）分析方法）分析方法 A）等值线图）等值线图 场次降雨累积雨量等值线图场次降雨累积雨量等值线图 历时最大雨量等值线图历时最大雨量等值线图 .113 1 2 3 4 60 80 100 做法：中心点（编号做法：中心点（编号1）f1=0，Xf1=113 等值线（编号等值线（编号2）：）：f2=200，D Df1-2=200， XD Df2-1=（113+100）/2=107 Xf2=（ XD Df2-1* D Df1-2+ Xf1* f1）/ f2=107 等值线（编号等值线（编号3）：）：f3=48
4、0， D Df3-2=280， XD Df3-2=（100+80）/2=90 Xf3=（ XD Df3-2* D Df3-2+ Xf2* f2）/ f3=97 等值线（编号等值线（编号4）：）：f4=700， D Df4-3=220， XD Df4-3=（80+60）/2=70 Xf4=（ XD Df4-3* D Df4-3+ Xf3* f3）/ f4=89 fi第第i条等值线面积（条等值线面积（KM2） Xfi雨量深（雨量深（mm） 编号编号 1 2 3 4 面积面积 fi 0 200 480 700 雨量雨量Xfi 113 100 80 60 求：不同等值线包求：不同等值线包 围面积平均雨
5、量围面积平均雨量 A D 7d 3d 1d B）历）历时时面面积积雨雨深深（DAD ）曲线）曲线 线的陡缓，表明降雨空线的陡缓，表明降雨空 间分布的均匀程度间分布的均匀程度 移用于无资料地区移用于无资料地区 75.8 暴雨暴雨DAD关系关系 整体上，重现期整体上，重现期=400Yrs 设计暴雨设计暴雨 过程过程Xp(t) 产汇流计算产汇流计算 设计洪水设计洪水 过程过程Qp(t) 推求设计洪水推求设计洪水间接法：间接法： 频率计算频率计算 面暴雨频率面暴雨频率 点暴雨频率点暴雨频率 第二节第二节 点暴雨频率计算点暴雨频率计算 研究点暴雨的原因：研究点暴雨的原因： （1）在小流域，以点代面）在小
6、流域，以点代面 （2）在中等流域，仅有中心点雨量）在中等流域，仅有中心点雨量X0，P，则通过点面关，则通过点面关 系转换，得系转换，得Xf，P。 一、方法一、方法 （一）统计选样（一）统计选样 （1）选样方法）选样方法 年最大值法：年最大值法：适用于所有水利工程。（资料条件较好）适用于所有水利工程。（资料条件较好） 年多次法：年多次法：一年多次。（资料系列较短）一年多次。（资料系列较短） 超定量法：超定量法：规定一个门限值，从历史资料中挑出大于该门规定一个门限值，从历史资料中挑出大于该门 限值限值 的所有样本。主要用于城市排水工程及资料系列较短。的所有样本。主要用于城市排水工程及资料系列较短。
7、 （2）选样时段）选样时段 一般以日为界一般以日为界 大中流域：大中流域：T=1、3、7、15、30d 小流域：小流域：T300mm,T=20 400mm,T=50100 500mm,T100 （四）频率计算经验适线法（四）频率计算经验适线法 1、同站、同站、 不同不同 历时间协调历时间协调 1）频率曲线不交叉（适用范围内）频率曲线不交叉（适用范围内） 2）不同历时的频率曲线变化平缓，）不同历时的频率曲线变化平缓， 避免避免突变。突变。 所有点据总体拟合最优所有点据总体拟合最优 （五）合理性分析（五）合理性分析 地区地区 Cv0.6地区地区 Cv0.45地区地区 一般地区一般地区 Cs/Cv
8、3.0 4.0 3.5 2、单站成果在区域上协调、单站成果在区域上协调 与所在区域或邻近地区观测的特大暴雨资料及设计成果对与所在区域或邻近地区观测的特大暴雨资料及设计成果对 比，量级上应协调一致。比，量级上应协调一致。 CvD关系关系 一般为铃形分布：一般为铃形分布： 较小和较长较小和较长D-Cv小小 中间历时中间历时-Cv大大 干旱区：干旱区：CvmaxD1h 中部地区：中部地区：CvmaxD6h 沿海地区：沿海地区：CvmaxD 1d 二、地区综合法推求点暴雨频率曲线二、地区综合法推求点暴雨频率曲线 地区综合法：地区综合法： 将将同同一地区站群的暴雨资料综合在一起一地区站群的暴雨资料综合在
9、一起 1、统计参数等值线图法、统计参数等值线图法（大范围、站点密、资料多）（大范围、站点密、资料多） EX、CV、CS等值线等值线 Xp=Ex(1+Cv) 中国暴雨统计参数图集中国暴雨统计参数图集，中国水利水电出版社，中国水利水电出版社，2006 均值由东南向西北内陆递减均值由东南向西北内陆递减 中国暴雨统计参数图集中国暴雨统计参数图集 Cv：东南低，西北内陆高，沿海地区较大：东南低，西北内陆高，沿海地区较大 2、分区综合法、分区综合法（小范围，气候、地形基本一致）（小范围，气候、地形基本一致） 条件：条件：分区内各站来自同一总体，分区要求在一个经分区内各站来自同一总体，分区要求在一个经 纬度
10、内（符合气候条件、地形条件基本相似）。纬度内（符合气候条件、地形条件基本相似）。 （1）站年法）站年法 基本假定：分区内各站的暴雨资料，属于同一总体的基本假定：分区内各站的暴雨资料，属于同一总体的 独立随机抽样。独立随机抽样。 （很少使用）（很少使用） （2）均值法（中值法）均值法（中值法） 假设：各站同分布，并不要求独立。假设：各站同分布，并不要求独立。 在我国应用较为广泛在我国应用较为广泛 做法：做法：1）将各站的经验点据点到一张图上）将各站的经验点据点到一张图上 0.1% 1% p X1日，日，P 2）求同一频率）求同一频率P下，各站下，各站XP的均值的均值 或中值（有时需要初或中值（有
11、时需要初 步确定各站经验频率曲线）。步确定各站经验频率曲线）。 pX3）将点）将点 点绘到同一张图上点绘到同一张图上 p)X(P,4）根据）根据 经验适线，确定的频率曲线就是区内各经验适线，确定的频率曲线就是区内各 点的暴雨频率曲线。点的暴雨频率曲线。 p)X(P,(3) (3) 指标暴雨法（指标暴雨法（indexindex- -rainfallrainfall） 在国外应用比较广泛在国外应用比较广泛 假设：假设：气候一致区内各站暴雨的模比系数（变量）同分布；气候一致区内各站暴雨的模比系数（变量）同分布； （各站均值不同，但（各站均值不同，但Cv，Cs/Cv相同。）相同。） ijiixxK/,
12、模比系数变量，模比系数变量， iK个站mi,.,1jix,.,1inj 第第i站样本系列，站样本系列， 样本容量in对模比系数变量对模比系数变量Ki，用均值法（或中值法）推求出该，用均值法（或中值法）推求出该 分区综合模比系数频率曲线；分区综合模比系数频率曲线； 乘以各站均值，转换成各站频率曲线乘以各站均值，转换成各站频率曲线 第四节第四节 面暴雨量频率计算面暴雨量频率计算 资料充分：根据面（平均）雨量系列直接计算。资料充分：根据面（平均）雨量系列直接计算。 一、设计面雨量的直接计算一、设计面雨量的直接计算 选样选样-插补展延插补展延-三性审查三性审查-频率分析频率分析-合理性检查合理性检查
13、资料短缺：资料短缺： 以点代面以点代面 （小流域（小流域F=0.110 km2） 点面关系转换点面关系转换 时时 间间 （年（年 月月 日）日） 逐日点雨量逐日点雨量 逐日逐日 面雨量面雨量 最大最大137日面雨量日面雨量 A A站站 B B站站 C C站站 最大最大1日日 最大最大3日日 最大最大7日日 19691969 6 30 7 7 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1010 19691969 8 18 1919 2020 2121 2222 2323 2424 2525 5.35.3 50.450.4 11.511.5 134.8134.8 32.5
14、32.5 5.65.6 35.535.5 3.73.7 11.111.1 6.66.6 22.722.7 42.042.0 60.160.1 81.881.8 26.926.9 10.810.8 125.9125.9 21.421.4 10.510.5 25.225.2 7.17.1 5.85.8 0.20.2 2.42.4 51.751.7 68.668.6 54.154.1 0.20.2 25.325.3 14.714.7 124.0124.0 10.010.0 4.74.7 27.627.6 1.41.4 9.79.7 6.96.9 5.45.4 54.854.8 53.553.5 32
15、.332.3 1.81.8 34.234.2 12.312.3 129.9129.9 21.321.3 6.96.9 29.429.4 4.14.1 8.98.9 4.04.0 10.210.2 49.749.7 60.760.7 56.156.1 129.9129.9 166.5166.5 234.0234.0 二、设计面雨量的间接计算二、设计面雨量的间接计算 图图 4 4- -14 14 流域内少站长系列和多站短系列情况图流域内少站长系列和多站短系列情况图 （一）定点定面点面关系（一）定点定面点面关系 1、X0Xf关系关系 条件：条件：有相应的资料，如短期面雨量资料有相应的资料，如短期面雨量资料 2、Xf/X0f关系关系 条件：条件：适用于本流域除中心点外无其他资料。适用于本流域除中心点外无其他资料。 做法：做法：1）在邻近地区找有资料流域（资料充分）。）在邻近地区找有
