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1、第七章由暴雨资料推求设计洪水第一节概述第二节直接法推求设计面暴雨量第三节间接法推求设计面暴雨量第四节设计暴雨时空分配的计算第五节由设计暴雨推求设计洪水11第六节小流域设计洪水的计算1526小结课前指导 课程要求要求学员建立设计暴雨的基本概念，掌握设计面暴雨量推求及设计暴雨时空分配的计算 方法，认识由设计暴雨推求设计洪水以及小流域设计洪水计算的基本原理。课时安排共需6个课内学时，12个课外学时课前思考设计暴雨与设计洪水的关系设计暴雨的时空分配计算与设计洪水有何不同小流域设计洪水的计算为什么要单独考虑 学习重点由设计暴雨推求设计洪水的基木原理及主要方法 难点北京水科院推理公式的应用知识点设计暴雨的
2、定义暴雨资料的收集、审查与统计选样设计面暴雨量推求的方法设计暴雨时空分配的计算设计Pa的计算小流域设计洪水的特点小流域设计暴雨计算方法北京水科院推理公式的应用第一节概述我国大部分地区的洪水主耍由暴雨形成。在实际工作中，中小流域常因流量资料不足无 法直接川流量资料推求设计洪水，而暴雨资料一般较多，因此口J用暴雨资料推求设计洪水, 特别是：（1）在中小流域上兴建水利工程，经常遇到流屋资料不足或代表性差的情况，难于使 用相关法来插补延长，因此，需用暴用资料推求设计洪水。（2）由于人类活动的影响，使径流形成的条件发生显著的改变，破坏了洪水资料系列 的一致性。因此，可以通过暴雨资料，用人类活动后新的径流
3、形成条件推求设计洪水。（3）为了用多种方法推算设计洪水，以论证设计成果的合理性，即使是流最资料充足 的情况下，也要用暴雨资料推求设计洪水。（4）无资料地区小流域的设计洪水，一般都是根据暴用资料推求的。（5）可能最人降水/洪水是用眾雨资料推求的。暴雨资料推求设计洪水的主要内容有:（1）推求设计暴雨。根据实测资料，用统计分析和典型放大法求得。（2）推求设计洪水过程线。由求得的设计暴雨，利用产流方案推求设计净雨过程，利用流 域汇流方案由设计净用过程求得设计洪水过程。由暴雨资料推求设计洪水，具基本假定是设计暴雨与设计洪水是同频率的。但这一假定 在很多情况下并不成立。木章将着重介绍适用于不同流域的、由暴
4、用资料推求设计洪水的方法，以及小流域设计 洪水计算的-些特殊方法。第二节直接法推求设计面暴雨量一、暴雨资料的收集、审查与统计选样(3) 暴雨资料的收集暴雨资料的主要來源是国家水文、气象部门所刊印的雨量站网观测资料，但也要注意收 集有关部门专用用量站和社队群众南量站的观测资料。强度特人的暴西中心点i何量，往往不 易为雨量站测到，因此必须结合调查收集暴雨中心范围和历史上特大暴雨资料，了解当时雨 情，尽可能估计出调杏地点的暴i*j量。(4) 暴雨资料的审査我国暴雨资料按其观测方法及规测次数的不同，分为日雨量资料、自记雨量资料和分段 雨量资料三种。日用量资料一般是指当天& 00到次日8： 00所记录的
5、用量资料。自记用量 资料是以分钟为单位记录的雨量过程资料。分段雨量资料一般以1、3、6、12h等不同的时 间间隔记录的雨量资料。暴雨资料应进行可靠性审杳，重点审查特大或特小雨量观测记录是否真实，有无错记或 漏测情况，必要吋可结合实际调査，了以纠正，检査自记雨量资料有无仪器故障的影响， 并与相应定时段雨量观测记录比较，尽对能审定其准确性。眾雨资料的代表性分析，可通过与邻近地区长系列雨量或具他水文资料，以及本流域或 邻近流域实际人洪水资料进行对比分析，注意所选用暴雨资料系列是否冇偏丰或偏枯等情 况。暴雨资料一致性市查，对于按年最大值选样的情况，理应加以考虑，但实际上有怵I难。 对于求分期设计暴雨时
6、，要注意暴雨资料的一致性，不同类型暴雨特性是不一样的，如我国 南方地区的梅雨与台风雨，宜分别考虑。(5) 统计选样在收集流域内和附近雨量站的资料并进行分析审杳的基础上，先根据当地雨量站的分布 情况，选定推求流域平均（而）雨量的计算方法（如算术平均法、泰森多边形法或等雨量线 图法等），计算每年各次大暴雨的逐日面雨量。然后选定不同的统计时段，按独立选样的原 则，统计逐年不同时段的年最大面雨量。对于大、中流域的暴雨统计时段，一般収1、3、7、15、30 H,其中1、3、7日暴雨是 一次暴雨的核心部分，是直接形成所求的设计洪水部分；而统计更长时段的雨量则是为了分 析暴雨核心部分起始吋刻流域的蓄水状况。
7、某流域有3个南量站，分布均匀，町按算术平均法计算面南量。选择结果为：最大1日 面幽量 口二 129. 9min （7 月 4 口），最人 3 U 面用量 %3 日二 166. 5mm （8 月 22-24 ,最 大7日面雨量Y7 H = 234. 0mm （7月1-7 H）, 1、3、7 FI的最人面雨量选白两场暴雨。 详见表7-1 o表7-1最大1、3、7日面雨量统计（1986年）时间（月日）点雨量面平均雨量最大1、3、7日雨量及起讫日期A站B站c站6. 307. 17.27.37.457.67.77.87.9 & 18& 19& 20& 2122& 23& 24& 255.350.411.
8、5134.832. 55.635.53.711. 1 6.622.742.660. 181.82.3016742001254二）890.225.314.7124.010.04.727.61.49. 7 6.95.454.853. 532.30. 11.834.212.3129.921. 36.929.44. 1& 9 4.610.249. 760.756. 11. 17月4日为年最大1 H, xl日=129. 9mm;8刀22-24日为年最大三日，x3日= 165. 5mm;7月17 FI为年最大7 R, x7日=234. 0mm二、面雨量资料的插补展延在统计各年的而雨量资料吋，经常遇到这样的
9、情况：设计流域内早期（如50年代以询 及50年代初期）雨量站点稀少，近期雨疑站点多、密度人，如图7-1所示。一般来说，以 多站雨量资料求得的流域平均雨量，其精度较少站雨量资料求得的为高。为捉高面雨量资料 的精度，需设法插补展延较短系列的多站血雨量资料。一般可利用近期的多站平均雨量x 多与同期少站平均雨虽x少建立关系。若相关关系好，可利用相关线展延多站平均雨量作为流域而雨量。若少诂平均雨量计算采用流域内或附近均匀分布的二三个雨量站资料，则多 站平均雨量与少站平均雨量的相关关系一般鮫好，这是因为两者具有相似的影响因素。为了 解决同期观测资料较短、相关点据綾少的问题，在建立相关关系时，可利用一年多次
10、法选样, 以增添一些相关点据，更好地确定相关线。/1950i96019701980（年 |图7-1雨量站位豈和观测年限三、特大值的处理实践证明，暴南资料系列的代表性与系列中是否包含有特大暴雨有直接关系。一般的暴 雨变幅不很大，若不出现特大暴雨，统计参数匚、匚往往会偏小。若在用期资料系列中， 一旦出现一次罕见的特大暴雨，就可以使原频率计算成果完全改观。例如，福建长汀县四都 站,根据1972年以前的最大一日雨量系列计算，其均值 阳二102mm,二二0.35，匚二3. 5匚 （频率曲线如图7-2中1线），据此计算求得万年一遇最大1 H雨量为332mm。而四都站， 1973年出现一次特大暴雨，实测最人
11、1 口用量达33加m,恰好相当于万年一辿的数值，在四 都站年最大1 H雨量的经验频率分布图上，1973年的暴雨量点据高悬于其他点据Z上（特 大值未作处理，适线后得出图8-2中3线），3俏高达1.10,与周围各站的Cv相差县殊。 这些方而均说明，原参数值偏小，而1973年暴雨参加计算后，参数值又明显偏高，由此可见，特大值对统计参数工、Cv值影响很大，如果能够利用其他资料信息，止确估计出特大 值的重现期，对以提高系列代表性，起到展延系列的作用。0 O 0.1 J 5 20 20 30 4050070 E0 P0 959&999施率）o o o O3 o M O4 3 2 1 UIUOH图7-2福建
12、四都站最人1 口雨最频率曲线判断大暴雨资料是否属特大值，般可从经验频率点据偏离频率Illi线的程度、模比系数 Kp的大小、眾雨量级在地区上是否很突出，以及论证暴雨的重现期等方而进行分析判断。 近40年来,我国各地区出现过的特大暴雨,如河北省的“63.8”暴雨、河南省的“75.8”暴雨、内蒙古的“77.8”暴雨等均可作特大值处理。此外，国内外暴雨量历史授大值记 录，也可供判断暴雨时参考。若本流域没有特人暴雨资料，则可进行暴雨调杳，或移用邻近流域已发牛过的特人的暴 雨资料。移用时，要进行暴雨、天气资料的统计分析，当表明形成暴雨的气象因素基木一致, 口地形的彫响又不足以改变天气系统的性质时，才能把邻
13、近流域的特大暴雨移用到设计流 域，并在数量上加以修正。特大值处理的关键是确定重现期。対特大暴雨的重现期必须作深入细致的分析论证， 若没有充分的依据，就不宜作特大值处理。若谋将一般人暴雨作为特大值处理，会使频率计 算成來偏低，影响工程安全。五、设计面暴雨量计算成果的合理性检査以上计算成果可从下列各方面进行检查,分析比较其是否合理，而后确定设计面暴雨量。（1）对各种历时的点血暴雨最统计参数，如均值、C、值等进行分析比较，暴雨量的这 些统计参数应随而积增大而逐渐减小。（2）将直接法计算的而暴雨量与间接法计算的结果进行比较。(3) 将邻近地区已出现的特大暴雨的历时、面积、雨深资料与设计面暴雨量进行比较
14、。第三节间接法推求设计面暴雨量一、设计点暴雨量的计算推求设计点暴雨量，此点最好在流域的形心处，如果流域形心处或附近有一观测资料系 列较长的雨量站，则可利川该站的资料进行频率计算，推求设计暴雨量。若长系列的站不在 流域中心或其附近，这时，可先求出流域内各测站的设计点暴雨量，然后绘制设计暴雨量等 值线图，用地理插值法 推求流域中心站的设计暴雨屋。进行点暴雨系列的统计时，-般采用定吋段年最大法选样。暴雨时段长的选収与而暴雨 量情况一样。如样本系列中缺少大暴雨资料，则系列的代表性不足，频率计算成果的稳定性 差，应尽可能延长系列，町将气彖一致区内的暴雨移置于设计地点，同时要估计特大暴雨的 重现期，以便合
15、理计算其经验频率。由于暴雨的局地性，点暴雨资料一般不宜采用相关法插补。设计洪水规范建议采用以下 方法插补展延。距离较近时，可直接借用邻站某些年份的资料。一般年份，当相邻地区测站雨量相差不大时，可采川邻近各站的平均值插补。人水年份，当邻近地区测站较多时，可绘制次暴雨或年最人值等值线图进行插补。大水年份缺测，用其他方法插补较困难，而邻近地区已出现特大暴雨，从气象 条件分析有可能发生在木地区时，可移用该特人暴用资料。如与洪水的峰量关系较好，可建立暴南和洪水峰或量的相关关系，插补大水年份 缺测的暴雨资料。绘制设计暴用等值线时，应考虑暴雨特性与地形的关系。进行插值推求流域中心设计暴 雨时，亦应尽可能考虑地区暴雨特性，在直线内插的基础上可以适当调整。在暴雨资料十分缺乏的地区，可利用各地区的水文手册中的各时段年最人暴用量的均值 及G
