第七章由流量资料推求设计洪水

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1、第七章第七章 由流量资料推求设计洪水由流量资料推求设计洪水上章要点：上章要点：资料的资料的“三性三性”审查审查不同长度资料时的设计年径流计算方法不同长度资料时的设计年径流计算方法本章要点：本章要点：由流量资料推求规定频率的、用于水库由流量资料推求规定频率的、用于水库规划及水工建筑设计的洪水过程线。规划及水工建筑设计的洪水过程线。设计洪峰、洪量的推求设计洪峰、洪量的推求不连续样本频率及统计参数计算不连续样本频率及统计参数计算同频率放大法推求设计洪水过程线同频率放大法推求设计洪水过程线第一节第一节 概概 述述一一 、洪水、洪水 定义：定义：暴雨或融雪产生大量径流汇入河中，产生暴雨或融雪产生大量径流

2、汇入河中，产生 峰高量大而稀遇的水文现象。峰高量大而稀遇的水文现象。 洪水三要素：洪水三要素： 洪峰洪峰、洪量洪量和和洪水过程线洪水过程线 洪水超过江河、湖、海、水库等水体的洪水超过江河、湖、海、水库等水体的承受承受或或容纳能力容纳能力而泛滥成灾，则形成灾害性洪水。而泛滥成灾，则形成灾害性洪水。 二、洪水灾害二、洪水灾害19541954年长江年长江19631963年海河年海河19751975年淮河年淮河19911991年江淮年江淮19941994年珠江年珠江19951995年湘资沅水及赣江年湘资沅水及赣江19981998年长江及松花江等年长江及松花江等1975年河南板桥水库溃坝年河南板桥水库溃

3、坝 台风雨：台风雨：1975.8.71975.8.7日日一日最大雨量达到一日最大雨量达到10051005毫米，毫米，8.58.58.78.7三天的降雨量达三天的降雨量达16051605毫米。毫米。水库总库容有水库总库容有5 5亿，而三天进入水库水量有亿，而三天进入水库水量有6.976.97亿立方。亿立方。板桥水库最大溃坝流量达到板桥水库最大溃坝流量达到7820078200立方米秒立方米秒(1954(1954年长年长江洪水宜昌站的洪峰流量江洪水宜昌站的洪峰流量6680066800立方米秒立方米秒) )最直接的原因：水库泄洪道闸门锈死，不能开启而造成最直接的原因：水库泄洪道闸门锈死，不能开启而造成

4、 失事。失事。 2323万人死亡，京广线中断万人死亡，京广线中断1818天，影响正常通车天，影响正常通车4848天，直天，直 接经济损失约为接经济损失约为100100亿。亿。 酿成洪灾的原因在于两方面：酿成洪灾的原因在于两方面： 1 1、降水集中，河流流量、降水集中，河流流量峰高量大峰高量大； 2 2、河道泄量受限，容纳不下，、河道泄量受限，容纳不下，宣泄不及宣泄不及， 造成漫溢或冲决堤防，泛滥成灾。造成漫溢或冲决堤防，泛滥成灾。三、洪灾原因三、洪灾原因 按按照照规规定定防防洪洪标标准准，因因地地制制宜宜采采取取恰恰当当的的工工程程措措施施和和非非工工程程措措施施，以以削削减减洪洪峰峰流流量量

5、，或或者者加加大大河河床床过过水水能能力力，并并加加固固堤堤防防，使使遇遇不不超超过过设设计计标标准准的的洪洪水水时时，下下泄泄洪洪水水流流量量不不超超过过河河道道允允许许泄泄量量，达到尽可能地减少洪灾损失。，达到尽可能地减少洪灾损失。 四、防洪任务四、防洪任务 五、设计标准五、设计标准如何推算工程的设计洪水，涉及一个如何推算工程的设计洪水，涉及一个设计标准设计标准问题。问题。定义：定义：工程或防护区抗御洪水能力，反映防洪安全要求，工程或防护区抗御洪水能力，反映防洪安全要求，以洪水发生以洪水发生频率频率或或重现期重现期表示。表示。标准选用：标准选用：设计标准定得过高，工程投资增大而不经济，但工

6、程设计标准定得过高，工程投资增大而不经济，但工程比较安全；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。的风险增大。根据部颁标准，结合实际选用。根据部颁标准，结合实际选用。 主要防洪标准主要防洪标准规范规范中的主要标准包括：中的主要标准包括：水工建筑物防洪标准：水工建筑物防洪标准：设计标准设计标准、校核标准校核标准正常运用标准正常运用标准设计洪水设计洪水：确定水库的设计洪水位、设计泄洪流：确定水库的设计洪水位、设计泄洪流量等。不超过这种标准洪水来临时，水库枢纽一切工作维持正常状态。量等。不超过这种标准洪水来临时，水库枢纽一切

7、工作维持正常状态。非常运用标准非常运用标准校核洪水校核洪水：确定水库的校核洪水位。这种标准的：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。损毁，但主要建筑物必须确保安全。防护对象的防洪标准：防护对象的防洪标准： 下下游游遭遭遇遇这这种种标标准准洪洪水水时时，通通过过水水库库及及其其它它防防洪洪措措施施的的调蓄，使控制点的洪水不超过河道允许的安全泄量。调蓄，使控制点的洪水不超过河道允许的安全泄量。水利水电枢纽工程分等指标水利水电枢纽工程分等指标水工建筑物

8、级别划分水工建筑物级别划分水工建筑物防洪标准水工建筑物防洪标准下游防护对象的防洪标准下游防护对象的防洪标准 六、设计洪水六、设计洪水定义：定义：工程规划设计依据的洪水，或符合防洪标工程规划设计依据的洪水，或符合防洪标 准的洪水。准的洪水。为了保证工程安全，规划设计时，为了保证工程安全，规划设计时，以某一标以某一标准的洪水作为防御对象，使建筑的工程遇到不超准的洪水作为防御对象，使建筑的工程遇到不超过这种标准的洪水时不会被破坏过这种标准的洪水时不会被破坏。工程规划设计。工程规划设计中所依据的一定标准的洪水，即为设计洪水。中所依据的一定标准的洪水，即为设计洪水。 七、设计洪水计算途径七、设计洪水计算

9、途径 资资料料三三性性审审查查选选样样，组组成成洪洪峰峰、洪洪量量统统计计系系列列考考虑虑特特大大洪洪水水进进行行频频率率分分析析计计算算，推推求求设设计计洪洪峰峰、洪洪量量选选典典型型洪洪水水过过程程放放大大，求求设设计计洪洪水水过过程线。程线。与年径流频率计算区别：一个与年径流频率计算区别：一个内插内插，一个，一个外延外延。八、推求设计洪水基本程序八、推求设计洪水基本程序一、洪水资料审查一、洪水资料审查 “三性三性”审查：可靠性、一致性、代表性审查：可靠性、一致性、代表性（1 1）资料可靠性的审查与改正）资料可靠性的审查与改正实测洪水资料：实测洪水资料： 对测验和整编进行检查，对测验和整编

10、进行检查，重点放在观测与整编质量较差重点放在观测与整编质量较差的年份的年份。包括水位观测、流量测验、水位流量关系等。包括水位观测、流量测验、水位流量关系等。历史洪水资料：历史洪水资料： 一是调查计算的洪峰流量可靠性；一是调查计算的洪峰流量可靠性；二是审查洪水发生的年份的准确性。二是审查洪水发生的年份的准确性。第二节第二节设计洪峰、洪量的推求设计洪峰、洪量的推求一、洪水资料审查一、洪水资料审查（2 2） 资料一致性的审查与还原资料一致性的审查与还原 所谓洪水资料的一致性，就是产生各年洪水的所谓洪水资料的一致性，就是产生各年洪水的流域产流和汇流条件流域产流和汇流条件在调查观测期中应基本相同。在调查

11、观测期中应基本相同。 如果发生了较大的变化，需要将变化后的资料如果发生了较大的变化，需要将变化后的资料还原还原到原先天然状态的基础上，以保证抽样的随机到原先天然状态的基础上，以保证抽样的随机性（减少人为的干扰），和历史资料组成一个具有性（减少人为的干扰），和历史资料组成一个具有一致性的系列。一致性的系列。 例如上游建了比较大的水库，则应把建库后的例如上游建了比较大的水库，则应把建库后的资料通过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪资料通过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。水。一、洪水资料审查一、洪水资料审查（3 3）资料代表性的审查与插补延长）资料代表性的审查与插补延长 当洪水资料的频率分

12、布能近似反映洪水的总体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，则认为缺乏代分布时，则认为具有代表性；否则，则认为缺乏代表性。表性。实际工作中要求连续实测的洪水年数一般不实际工作中要求连续实测的洪水年数一般不少于少于3030年，并有一定数量的历史洪水调查资料。年，并有一定数量的历史洪水调查资料。审查常用方法：审查常用方法：长系列参证变量对比法长系列参证变量对比法 当实测洪水资料缺乏代表性时，应插补延长和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延长主要是采用相关分析

13、相关分析的方法。的方法。（4 4）洪水资料审查小结）洪水资料审查小结 洪水资料：洪水资料：实测洪水、历史洪水实测洪水、历史洪水 资料审查：资料审查：可靠性可靠性改正改正 一致性一致性还原还原 代表性代表性展延展延 历史洪水：历史洪水：大小、发生年份考证大小、发生年份考证 资料要求：资料要求：3030年以上实测资料，年以上实测资料， 若干历史特大洪水。若干历史特大洪水。一、洪水资料审查一、洪水资料审查二、选二、选 样样1 1、选样方法、选样方法河流上一年内要发生多次洪水，每次洪水具有河流上一年内要发生多次洪水，每次洪水具有不同历时的流量变化过程，不同历时的流量变化过程，如何从历年洪水系列资如何从

14、历年洪水系列资料中选取表征洪水特征值的样本，是洪水频率计算料中选取表征洪水特征值的样本，是洪水频率计算的首要问题。的首要问题。 目前采用目前采用年最大值法选样年最大值法选样：即从资料中逐年选：即从资料中逐年选取一个最大值分别组成取一个最大值分别组成洪峰流量、不同历时洪量系洪峰流量、不同历时洪量系列列。它们可以发生在年内同次或不同次洪水中。它们可以发生在年内同次或不同次洪水中。2 2、样本系列、样本系列 选样原则：选样原则：年最大值法，分别独立选取年最大值法，分别独立选取样本：样本：洪峰流量系列、不同历时洪量系列洪峰流量系列、不同历时洪量系列 固定时段：固定时段：一般采用一般采用l l、3 3、

15、5 5、7 7、1515、3030天天三、特大洪水处理三、特大洪水处理根据资料代表性审查的要求，必须引入特大洪根据资料代表性审查的要求，必须引入特大洪水资料。水资料。那么那么什么是特大洪水、为什么一定要加入特大什么是特大洪水、为什么一定要加入特大洪水、加入特大洪水后的频率计算与前面介绍的方洪水、加入特大洪水后的频率计算与前面介绍的方法一样吗？如果不一样又该如何进行处理？法一样吗？如果不一样又该如何进行处理？1 1、什么是特大洪水？、什么是特大洪水？定定义义：实实测测系系列列和和调调查查到到的的历历史史洪洪水水中中，比比一一般般洪洪水水大大得得多多的的稀稀遇遇洪洪水水，通通过过历历史史洪洪水水调

16、调查查，能能知知其数量大小和重现期的洪水。其数量大小和重现期的洪水。类型：类型：实测特大洪水实测特大洪水、历史特大洪水历史特大洪水注注释释：历历史史上上的的一一般般洪洪水水是是没没有有文文字字记记载载和和留留下下洪洪水水痕痕迹迹，只只有有特特大大洪洪水水才才有有文文献献记记载载和和洪洪水水痕痕迹迹可可供供查查证证，所所以以调调查查到到的的历历史史洪洪水水一一般般就就是是特特大大洪水。洪水。特大洪水类型特大洪水类型类型：实测特大洪水、历史特大洪水类型：实测特大洪水、历史特大洪水2 2、为什么要考虑特大洪水？、为什么要考虑特大洪水？ 在样本系列不长时，一般频率计算方法的成果变动很在样本系列不长时，

17、一般频率计算方法的成果变动很大大。系列愈短，抽样误差愈大。若用于推求千年一遇、万。系列愈短，抽样误差愈大。若用于推求千年一遇、万年一遇的稀遇洪水，根据就很不足。年一遇的稀遇洪水，根据就很不足。 如果能调查到如果能调查到 N N年（年（NnNn）中的特大洪水，就相当于中的特大洪水，就相当于把把n n年资料展延到了年资料展延到了N N年年，提高了系列的代表性，使计算结，提高了系列的代表性，使计算结果更果更合理、准确、稳定合理、准确、稳定。 如如n n1818年，第年，第1919年发生特大洪水，年发生特大洪水，p p5 53 3、特大洪水的考察、特大洪水的考察特大洪水大小及重现期确定特大洪水大小及重

18、现期确定大小：大小：根据实测或调查的洪痕资料计算根据实测或调查的洪痕资料计算重现期：重现期：通过调查考证等，获知它在整个调查期通过调查考证等，获知它在整个调查期 系列中的系列中的排位排位确定。确定。 如：如：18701870年历史特大洪水是年历史特大洪水是11531153年至年至20022002年最年最 大的洪水：大的洪水： N = 2002N = 20021153+11153+1 = 850 = 850（年）（年）4 4、加入特大洪水后的系列特征、加入特大洪水后的系列特征连续样本：连续样本：洪水系列中洪水系列中没有特大洪水值没有特大洪水值，频率计算时，各项，频率计算时，各项数值直接按大小次序

19、统一排位，各项之间数值直接按大小次序统一排位，各项之间没有空位没有空位，序数，序数m m是是连序连序的。的。不连续样本：不连续样本：系列中系列中有特大洪水值有特大洪水值，其重现期，其重现期 N N必大于实测必大于实测系列年数系列年数 n n，而在，而在N Nn n年内各年洪水数值无法查得，中间存年内各年洪水数值无法查得，中间存在一些在一些空位空位，由大到小是，由大到小是不连序不连序的。的。 所谓所谓“连序连序”与与“不连序不连序”，不是指时间上连续与否，不是指时间上连续与否，只是说所构成的样本中间有无空位。只是说所构成的样本中间有无空位。5 5、特大洪水的处理、特大洪水的处理定定义义：不不连连

20、序序系系列列的的经经验验频频率率和和统统计计参参数数的的计计算算与与连连序序系系列列不不同同。这这样样就就要要研研究究有有特特大大洪洪水水时时的的经经验验频频率率和和统统计计参参数数的的有有别别于于一一般般洪洪水水的的频频率率计计算算方方法法，称称为为特大洪水处理特大洪水处理。目的：目的：提高计算成果稳定性提高计算成果稳定性方方法法：采采用用将将特特大大洪洪水水的的经经验验频频率率与与一一般般洪洪水水的的经经验验频频率率分分别别计计算算的的方方法法。目目前前国国内内有有两两种种计计算算特特大大洪洪水水与与一一般般洪洪水水经经验验频频率率的的方方法法：独独立立样样本本法法、统统一一样样本本法法。

21、6 6、频率计算方法、频率计算方法变量说明变量说明设：设：N N 历史调查期年数；历史调查期年数；n n 实测系列的年数；实测系列的年数；l l n n年中的特大洪水项数年中的特大洪水项数； a a N N年中能够确定排位的特大洪水项数（含资料内年中能够确定排位的特大洪水项数（含资料内特大洪水特大洪水l l项）；项）；m m 实测系列在实测系列在n n中由大到小排列的序号，中由大到小排列的序号，m m= =l l+1 +1 ，l l+2+2，.，n n；P Pm m 实测系列第实测系列第m m项的经验频率；项的经验频率；P PM M 特大洪水第特大洪水第M M序号的经验频率，序号的经验频率，M

22、 M=1,2,.,a=1,2,.,a频率计算方法的变量说明频率计算方法的变量说明 频率计算方法频率计算方法独立样本法独立样本法思路：思路：实测和特大值系列分别作为实测和特大值系列分别作为独立样本独立样本，各，各 项洪水在各自样本中项洪水在各自样本中分别连续排位分别连续排位计算。计算。实测系列：实测系列：特大值参与排位特大值参与排位，只取一般洪水成果，只取一般洪水成果特大系列：特大系列：仅计算特大洪水仅计算特大洪水 特点：特点：出现出现重叠重叠 取频率较小值取频率较小值 实例分析实例分析 某站有某站有1930193019721972实测资料，另调查实测资料，另调查19031903、1921192

23、1两项两项历史洪水，历史洪水，7070年中未漏掉比年中未漏掉比19031903大的洪水，前三项洪水排大的洪水，前三项洪水排序为序为19491949、19211921、19031903， 计算各项洪水频率。计算各项洪水频率。频率计算方法频率计算方法统一样本法统一样本法思路：思路：实测与特大值共同组成一实测与特大值共同组成一不连续系列不连续系列，代表，代表 总体一个样本，各项在调查期总体一个样本，各项在调查期统一排位统一排位。条件：条件：特大洪水：特大洪水：一般洪水：一般洪水： 特点：特点： 特大洪水排位无遗漏特大洪水排位无遗漏 统一样本法公式说明统一样本法公式说明统一样本法理论说明统一样本法理论

24、说明实例分析实例分析频率计算方法频率计算方法实例比较实例比较 例例 某某站站自自1935193519721972年年的的3838年年中中，有有5 5年年因因战战争争缺缺测测，故故实实有有洪洪水水资资料料3333年年。其其中中19491949年年为为最最大大，并并考考证证应应从从实实测测系系列列中中抽抽出出作作为为特特大大值值处处理理。另另外外，查查明明自自19031903年年以以来来的的7070年年间间，为为首首的的三三次次大大洪洪水水，其其大大小小排排位位为为19211921、19491949、19031903年年，并并能能判判断断在在这这7070年年间间不不会会遗遗漏漏掉掉比比190319

25、03年年更更大大的的洪洪水水。同同时时，还还调调查查到到在在19031903年年以以前前，还还有有三三次次大大于于19211921年年的的特特大大洪洪水水，其其序序位位是是18671867、18521852、18321832年年，但但因因年年代代久久远远，小于小于19211921年洪水则无法查清。现按上述两种方法估算各项经验频率。年洪水则无法查清。现按上述两种方法估算各项经验频率。独立样本法：独立样本法： 18521852年年18321832年年19211921年年18671867年年调查期调查期N N2 2=141=141：统一样本法：统一样本法：同独立样本法同独立样本法计算分析计算分析独立

26、样本法：独立样本法： 19491949年年19031903年年19211921年年 已抽到上面排序已抽到上面排序调查期调查期N N1 1=70=70：统一样本法：统一样本法： 计算分析计算分析独立样本法：独立样本法： 19401940年年19681968年年19491949年年 已抽到上面排序已抽到上面排序实测期实测期n=33n=33：统一样本法：统一样本法： .计算分析计算分析计算分析计算分析 上述两种方法，我国目前都在使用。一般说，独立样上述两种方法，我国目前都在使用。一般说，独立样本法把特大洪水与实测一般洪水视为相互独立，这在理论本法把特大洪水与实测一般洪水视为相互独立，这在理论上有些不

27、合理，但比较简单。在特大洪水排位可能有错漏上有些不合理，但比较简单。在特大洪水排位可能有错漏时，因不互相影响，这方面讲则是比较合适的。当特大洪时，因不互相影响，这方面讲则是比较合适的。当特大洪水排位比较准确时，理论上说，用统一样本法更好一些。水排位比较准确时，理论上说，用统一样本法更好一些。方法比较方法比较7 7、洪水统计参数的矩法初估、洪水统计参数的矩法初估 思路：思路：对于不连序系列，假定对于不连序系列，假定n-ln-l年系列的均年系列的均值和均方差与除去特大洪水后的值和均方差与除去特大洪水后的N-N-年系列的年系列的均均值和均方差相等值和均方差相等，即，即N1l矩法公式均值推导矩法公式均

28、值推导矩法公式矩法公式CV值推导值推导矩法公式矩法公式CS值的假定值的假定四、推求设计洪峰、洪量四、推求设计洪峰、洪量方法：方法：根据经验频率和初估参数，根据经验频率和初估参数，目估适线目估适线凑出凑出 洪峰和不同时段洪量的理论频率曲线，由洪峰和不同时段洪量的理论频率曲线，由设计频率设计频率查得设计值。查得设计值。目估配线原则：目估配线原则： （1 1）尽量照顾）尽量照顾点群趋势点群趋势，侧重考虑中上部侧重考虑中上部； （2 2）尽量靠近）尽量靠近精度较高点据精度较高点据； （3 3）不可机械通过特大洪水点据不可机械通过特大洪水点据，而偏离点群，而偏离点群 太远，应在特大洪水误差范围内调整；太

29、远，应在特大洪水误差范围内调整； （4 4）统计参数应与）统计参数应与地区变化相协调地区变化相协调。五、设计洪水成果的合理性分析五、设计洪水成果的合理性分析 分析检查的原则：分析检查的原则： （1 1）水量平衡）水量平衡 （2 2）雨洪径流形成规律）雨洪径流形成规律 （3 3）水文现象随时空变化规律）水文现象随时空变化规律 （4 4）其它因素对洪水影响）其它因素对洪水影响1、随时间变化规律分析、随时间变化规律分析u 随历时增加，随历时增加， W W7 7W W3 3W W1 1 Cv Cv7 7CvCv3 3CvCv1 1u 各种曲线在使用范围各种曲线在使用范围 内不能内不能相交相交。2、随地

30、区变化规律分析、随地区变化规律分析u 从上下游站分析从上下游站分析 一般一般洪峰、洪量均值从上游向下游增加洪峰、洪量均值从上游向下游增加，C CV V 值从上游向下游变小值从上游向下游变小 下游站、干流站下游站、干流站频率曲线高于上游、支流站频率曲线高于上游、支流站u 从水文相似区分析从水文相似区分析 洪峰、洪量均值，一般大流域大于小流域洪峰、洪量均值，一般大流域大于小流域 C CV V 值一般小流域大，大流域小值一般小流域大，大流域小3 3、从形成洪水的暴雨方面分析、从形成洪水的暴雨方面分析 洪水洪水径流深应小径流深应小于相应天数的暴雨深于相应天数的暴雨深 洪水洪水CvCv值应大值应大于相应

31、暴雨的于相应暴雨的CvCv值。值。4 4、与国内外极大洪水记录对比分析、与国内外极大洪水记录对比分析第三节设计洪水过程线的推求第三节设计洪水过程线的推求设计洪水过程线：设计洪水过程线：具有某一设计标准的洪水过具有某一设计标准的洪水过 程线。程线。思路：思路：选择典型洪水选择典型洪水 （按设计峰、量放大）（按设计峰、量放大） 设计洪水过程线设计洪水过程线1、典型洪水过程线的选择、典型洪水过程线的选择主要考虑因素：主要考虑因素： 1）洪水（尤其是特大洪水）的）洪水（尤其是特大洪水）的形成规律形成规律和天和天气条件；气条件； 2）洪水）洪水过程过程，如大洪水出现的时间、季节、，如大洪水出现的时间、季

32、节、峰型（单峰、双峰或连续峰）、主峰位置、洪水峰型（单峰、双峰或连续峰）、主峰位置、洪水上涨历时、洪量集中程度等。上涨历时、洪量集中程度等。1、典型洪水过程线的选择、典型洪水过程线的选择选择原则：选择原则：1 1、峰高、量大、峰高、量大接近设计值接近设计值的洪水；的洪水；2 2、具有、具有代表性代表性，能反映流域大洪水特性；，能反映流域大洪水特性；3 3、对工程不利对工程不利（峰形集中、主峰靠后）洪水；（峰形集中、主峰靠后）洪水；4 4、与下游洪水、与下游洪水遭遇情况最不利遭遇情况最不利的典型。的典型。2、典型洪水过程线的放大、典型洪水过程线的放大 典型洪水一般峰、量都达不到设计要求，必典型洪

33、水一般峰、量都达不到设计要求，必须进行须进行放大放大，使其符合设计标准使其符合设计标准，即推求的设计，即推求的设计洪水过程线。洪水过程线。 放大方法：放大方法： （1 1）同倍比放大法）同倍比放大法方法：方法：按峰或量同一个倍比放大典型洪水。按峰或量同一个倍比放大典型洪水。 以峰控制：以峰控制： 以量控制：以量控制： 设计过程：设计过程：优点：优点：简单、工作量小，适用于峰量关系较好，简单、工作量小，适用于峰量关系较好， 峰或量控制的水利工程峰或量控制的水利工程。缺点：缺点：峰、量无法同时达到设计值。峰、量无法同时达到设计值。 同倍比放大法说明同倍比放大法说明特点：特点：用同一放大倍比放大典型

34、过程。用同一放大倍比放大典型过程。注意：注意：1 1）用峰控制还是用量控制，要看峰、量哪个起主）用峰控制还是用量控制，要看峰、量哪个起主要作用；要作用；2 2）设计洪水过程线的峰或量偏离设计值。）设计洪水过程线的峰或量偏离设计值。“以峰以峰控制控制”，则洪峰等于设计值，洪量不一定等于设，则洪峰等于设计值，洪量不一定等于设计值；计值；“以量控制以量控制”，则时段洪量等于设计值，则时段洪量等于设计值，而洪峰不一定等于设计值。而洪峰不一定等于设计值。 （2 2）同频率放大法）同频率放大法方法方法：采用洪峰和洪量的采用洪峰和洪量的不同倍比值不同倍比值，分别将典型，分别将典型过程过程放大放大，使放大后的

35、峰，使放大后的峰和不同时段洪量均分别等和不同时段洪量均分别等于设计值，即于设计值，即峰和量同时峰和量同时达到设计值达到设计值。放大倍比及设计过程的确定放大倍比及设计过程的确定洪峰：洪峰：1 1日洪量：日洪量：3 3日洪量：日洪量： 设计过程：设计过程：同频率放大法的适用范围同频率放大法的适用范围优点：优点：比较符合设计标准，计算成果较少受所选比较符合设计标准，计算成果较少受所选 典型不同的影响。典型不同的影响。缺点：缺点：改变原有典型的雏形，可能相差较远。改变原有典型的雏形，可能相差较远。改善：改善：尽量减少放大层次，尽量减少放大层次，控制历时控制历时不宜过多。不宜过多。适用范围：适用范围：峰

36、量均对水工建筑物防洪安全起控制峰量均对水工建筑物防洪安全起控制 作用的工程。作用的工程。同频率放大法说明同频率放大法说明特点：特点：放大后的过程线，其放大后的过程线，其洪峰流量和各时段的洪量洪峰流量和各时段的洪量都符合同一设计频率。都符合同一设计频率。注意：注意：对于放大后过程线的对于放大后过程线的不连续现象，徒手不连续现象，徒手修匀修匀，修匀后仍应保持洪峰和各修匀后仍应保持洪峰和各时段洪量等于设计值。时段洪量等于设计值。设计过程线的修匀方法设计过程线的修匀方法 不同历时不同历时衔接处衔接处，由于倍比不同产生，由于倍比不同产生突变突变，需要在需要在保持设计洪峰及各控制时段洪量不变保持设计洪峰及

37、各控制时段洪量不变原则原则下，将放大洪水过程线下，将放大洪水过程线修匀修匀为光滑过程线。为光滑过程线。3 3、算、算 例例已知：已知：Q QmPmP=3530=3530，W W1P1P=42600=42600，W W3P3P=72400, W=72400, W7P7P=118000=118000 Q QmDmD=1620=1620，W W1D1D=20290=20290，W W3D3D=31250, W=31250, W7D7D=57620=57620计算：计算：同频率放大法推求设计洪水过程线。同频率放大法推求设计洪水过程线。求解：求解：计算放大倍比计算放大倍比放大典型过程及修匀放大典型过程及

38、修匀看表看表7 71212本章小结本章小结 由流量资料推求设计洪水，主要包括由流量资料推求设计洪水，主要包括峰量频峰量频率计算率计算和和典型过程放大典型过程放大两部分。重点内容包括：两部分。重点内容包括： 洪水资料选样。洪水资料选样。包括峰和量的选样方法。包括峰和量的选样方法。 特大洪水处理。特大洪水处理。不连续样本及其经验频率计不连续样本及其经验频率计算方法：独立样本法、统一样本法。算方法：独立样本法、统一样本法。 推求设计洪水过程线。推求设计洪水过程线。同倍比、同频率放大同倍比、同频率放大 资料资料“三性三性”审查，成果审查，成果“合理性分析合理性分析”。课堂讨论课堂讨论思考思考1 1、分

39、析设计洪水和设计年径流频率计算的主要、分析设计洪水和设计年径流频率计算的主要异同点异同点。 2 2、某河段已查明在、某河段已查明在N N年中有年中有a a项特大洪水，其中项特大洪水，其中l l个发生在实个发生在实测系列测系列n n年内。在特大洪水处理时，对这种不连续系列年内。在特大洪水处理时，对这种不连续系列的统计参数的计算，我国广泛采用考虑特大洪水情况的的统计参数的计算，我国广泛采用考虑特大洪水情况的矩法公式。矩法公式。该公式包含了哪些假定？这些假定与实际情该公式包含了哪些假定？这些假定与实际情况符合吗？为什么？况符合吗？为什么？3 3、由流量资料推求设计洪水，为何要考虑特大洪水？为什、由流

40、量资料推求设计洪水，为何要考虑特大洪水？为什么还要进行特大洪水处理？如何处理？么还要进行特大洪水处理？如何处理？课堂讨论课堂讨论选择选择1 1、对设计流域历时特大洪水调查考证的目的是、对设计流域历时特大洪水调查考证的目的是 。 A A提高系列的一致性；提高系列的一致性；B B提高系列的可靠性；提高系列的可靠性；C C提高系列的代表性；提高系列的代表性；D D使洪水系列延长一年。使洪水系列延长一年。2 2、用典型洪水同频率放大法推求设计洪水，则放大后、用典型洪水同频率放大法推求设计洪水，则放大后 。 A A峰不一定等于设计洪峰，量等于设计洪量；峰不一定等于设计洪峰，量等于设计洪量；B B峰等于设

41、计洪峰，量等于设计洪量；峰等于设计洪峰，量等于设计洪量；C C峰等于设计洪峰，量不一定等于设计洪量；峰等于设计洪峰，量不一定等于设计洪量；D D峰和量都不等于设计值。峰和量都不等于设计值。3 3、对放大后的设计洪水进行修匀是依据、对放大后的设计洪水进行修匀是依据 。A A过程线光滑；过程线光滑； B B过程线与典型洪水相似；过程线与典型洪水相似；C C水量平衡；水量平衡； D D典型洪水过程线的变化趋势。典型洪水过程线的变化趋势。课堂讨论课堂讨论判断判断1 1、某一历史洪水从发生年份以来为最大，则该特某一历史洪水从发生年份以来为最大，则该特大洪水的重现期发生年份大洪水的重现期发生年份- -设计

42、年份。设计年份。 2 2、一般来说，设计洪水的径流深应小于相应天数一般来说，设计洪水的径流深应小于相应天数的设计暴雨深，洪水的的设计暴雨深，洪水的CvCv值应小于相应暴雨值应小于相应暴雨的的CvCv值。值。课堂讨论课堂讨论计算题计算题1、某水文站有、某水文站有19502001年的实测洪水资料，其中最大的三年洪年的实测洪水资料，其中最大的三年洪峰流量依次为：峰流量依次为：2680 m3/s，1050 m3/s，900 m3/s。其中。其中1998年的年的洪峰流量为实测期内的特大洪水。另根据洪水调查，洪峰流量为实测期内的特大洪水。另根据洪水调查，1870年发生的年发生的洪峰流量为洪峰流量为3500

43、 m3/s和和1932年发生洪峰流量为年发生洪峰流量为2400 m3/s的洪水，的洪水，是是1850年以来仅有的两次历史特大洪水。年以来仅有的两次历史特大洪水。用统一样本法推求上述五用统一样本法推求上述五项洪峰流量的经验频率。项洪峰流量的经验频率。现已根据现已根据19502001年的实测洪水资料序年的实测洪水资料序列（不包括列（不包括1998年洪峰）求得实测洪峰流量系列均值为年洪峰）求得实测洪峰流量系列均值为560 m3/s，变差系数为变差系数为0.95。试用矩法公式推求试用矩法公式推求1850年以来的不连续洪峰流量年以来的不连续洪峰流量序列的均值和变差系数。序列的均值和变差系数。课堂讨论课堂

44、讨论计算题计算题2 2某水库坝址处有某水库坝址处有1954195419841984年实测洪水资料，其中最年实测洪水资料，其中最大的四年洪峰流量依次为：大的四年洪峰流量依次为：15080m15080m3 3/s/s、9670m9670m3 3/s/s、8320m8320m3 3/s/s、7780m7780m3 3/s/s。此外，调查到。此外，调查到19241924年发生过一次洪峰流量为年发生过一次洪峰流量为16500m16500m3 3/s/s的大洪水，是的大洪水，是18831883年以来最大的一次洪水，且年以来最大的一次洪水，且1883188319531953年间其余洪水的洪峰流量均在年间其余洪水的洪峰流量均在10000m10000m3 3/s/s以下。以下。试考虑特大洪水处理，试考虑特大洪水处理，用独立样本法和统一样本法分别推用独立样本法和统一样本法分别推求上述五项洪峰流量的经验频率（取小数点后四位）。求上述五项洪峰流量的经验频率（取小数点后四位）。课外作业课外作业4教材教材P115P115：复习思考题：复习思考题7 74 4课堂作业课堂作业洪水频率计算中，为什么必洪水频率计算中，为什么必须考虑特大洪水和对特大洪须考虑特大洪水和对特大洪水进行处理？水进行处理？