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9、由暴雨资料推求设计洪水解析

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(完整版)工程水文及水利计算简答题及答案

(完整版)工程水文及水利计算简答题及答案

1． 简述暴雨资料充分时，由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤。

（1）暴雨资料的三性审查；（2）暴雨资料年最大值法选样；（3）特大暴雨移植；（4）暴雨系列平率计算；（5）成果合理性分析；（6）由设计暴雨推求设计净雨；（7）单位线法由设计净雨推求设计洪水。

①暴雨选样；②推求设计暴雨；③推求设计净雨；④推求设计洪水过程线2． 什么是单位线？单位线有哪些假定？时段单位线的定义：“流域上单位时段内均匀降单位净雨在流域出口断面所形成的地面径流过程线”。

基本假定有二：⑴倍比假定：同一流域上，如两次净雨历时相等，且相应流量成比例，其比值等于相应的净雨深之比。

⑵叠加假定：如净雨历时不是一个时段而是多个时段，则各时段净雨在流域出口形成的径流过程互不干扰，出口断面的流量过程等于各时段净雨所形成的流量过程相叠加。

3．简述采用适线法推求水文变量统计参数均值、Cv 、Cs 的步骤？将实测资料由大到小排列，算出各项的经验频率，在频率纸上点绘经验点据（纵坐标为变量的取值，看横坐标为对应的经验频率）；2)选定水文频率分布线型（一般选用皮尔逊Ⅲ型）；3)假定一组参数均值、Cv 和Cs ，可用矩法、三点法等来估计；4)根据假定的均值、，查表计算x p 值，并做出相应的频率曲线。

查看与经验点据配合的情况，若不理想，则修改参数再次进行计算，主要调整Cv 和Cs ；5) 最后根据频率曲线与经验点据的配合情况，从中选择一条与经验点据配合较好的曲线作为采用曲线，相应于曲线的参数便看作是总体参数的估值；6)求指定频率的水文变量设计值3． 对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1？因为流域出口的径流过程是相应的降雨扣除损失后的净雨形成的，显然，其径流量必然比相应的降雨量小，所以径流系数必然小于1。

4． 日平均水位是如何通过观测数据计算的？通过观测数据来计算日平均水位有两种方法：（1）算术平均法计算：若一日内水位变化缓慢，或水位变化较大，但系等时距人工观测或从自记水位计上摘录，可采用算术平均法计算。

工程水文与水利计算复习题-专升本(1)

工程水文与水利计算复习题-专升本(1)

《工程文学与水利计算》复习题B一、名词解释1、蒸发能力通常，将处在特定气象环境中，具有充分供水条件的可能达到的最大蒸发量，称为蒸发能力，又称潜在蒸发量或最大可能蒸发量。

2、调节周期调节周期是指水库由库容到蓄满,再由蓄满到放空,循环一次所经历的时间。

3、设计洪水位当遇到大坝设计标准洪水时,水库经调洪后(坝前)达到的最高水位,称为设计洪水位。

二、选择题1、在河流某断面，反映径流量多少的参数是（）。

A、均值；B、偏态系数；C、变差系数；D、模比系数；2、对降雨量实测资料进行检查的目的是：A、检查暴雨的一致性；B、检查暴雨量的大小；C、检查暴雨的代表性；D、检查暴雨的可靠性；3、为了水库安全，其设计标准要比校核标准（）。

A、高；B、低；C、一样；D、不能确定；4、可能最大洪水是指（）。

A、流域上发生过的最大洪水；B、可能最大暴雨对应的洪水；C、历史上的特大洪水；D、稀遇设计频率的洪水；5、当水库溢洪道设闸门时，汛前限制水位一般是（）。

A、高于正常蓄水位；B、高于设计洪水位；C、高于防洪高水位；D、高于堰顶高程；6、径流是由降雨形成的，故年径流量与年降雨量的关系（）。

A、密切；B、不密切；C、湿润地区密切；D、干旱地区密切；7、如果设计频率（标准）为0.5%时，则洪水重现期为（）年。

A、500B、300C、200D、1008、在配线过程中，当调大样本的均值时，频率曲线将（）A、上移变缓；B、下移变缓；C、上移变陡；D、下移变陡9、某一地区的暴雨点面关系，对于同一历时而言，点面折算系数（）。

A、随流域面积的增大而增大；B、随流域面积的增大而减小；C、随流域面积的变化时大时小；D、不随流域面积变化；10、年径流量的C V等值线图大多是根据中等流域资料绘制的，所以应用于小流域时，一般情值（）。

况下查得的CVA、偏大；B、偏小；C、相等；D、不确定三、填空题1、时段为5小时、单位线纵坐标之和为1000m3/s, 其流域面积为18,000,000 km2 。

第8章由暴雨资料推求设计洪水

第8章由暴雨资料推求设计洪水

式中 ， —— 洪峰径流系数 ， 即形成洪峰的净雨量与降雨量
部分产流Qm=k(i-u)FO
Qm= k(i-u)PF
当t=τ时 ， 由暴雨公式有 ， 代入式（8-7） 中得： （ 8-8）其中 ， 未知参数为： Sp、n、F 、 、τ。
二 、水文所公式Qm=0.278ΨiF （ 8-7）式中 ， i为平均降雨强度（ mm/h） ;其余同前 。我国水利部门广泛采用的推理公式。
暴雨特性（强度 、历时）流域几何形特征（河长 、 比降 、集水面积）地质地貌特征（植被 、土壤 、地质）
8.4 计算洪峰流量的地区经验公式
洪峰影响因素
例如湖南 、江西的Cp、n值表
高丘区(C=0.0239) 、低丘区(C=0.0194) 。
同时把山区分为4类： 深山区(C=0.0514) 、浅山区(C=0.0285)、
(2) m的估算m与流域特征因素θ存在密切的关系,一般 关系图。 流域特征因素θ与流域特征存在下列关系：
小流域4类下垫面条件下相应的m值 。见表8- 1 。
1. 、Cv、Cs、n1 、n2 SF Sp=P24,p ·24n2 -12. L、J、F θ m
将（8- 1） 式两边取对数得：
（8-3）
（ 1） n(n1、n2)的获取a 、 由实测暴雨资料分析得到 ;b 、从水文手册中的n值分区图上查取。（2）Sp的计算a 、地区水文手册中的Sp等值线图插t取· t,P=Pt,p=Sp ·t1-nb 、 由式（8-2） 知： Sp=Pt,p ·tn-1 ∵ P24,p 已知（ t=24h） ∴ Sp=P24,p ·24n2 -1
Sp查等值线图或由暴雨公式可求 ， 即：
未知参数： Sp、n、F 、 、τ。
三 、设计洪峰流量计算
由设计暴雨推求设计洪水

由设计暴雨推求设计洪水

WUHEE
汇流方案——单位线：
由单位线的两个假定可知，汇流方案都属于“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 。尽量选用实测大洪水资料分析得到的汇流方案（单 位线），避免外延过远而扩大误差。
用一般常遇洪水分析得到的单位线推求设计洪水， 与由特大洪水资料分析的单位线推流，成果可能相差 很大，其差值可达20%左右。
WUHEE
二、产流方案和汇流方案的应用
设计暴雨属于稀遇的大暴雨，往往超过实测暴雨很多 ，在推求设计洪水时，必须外延有关的案：
湿润地区常采用降雨径流相关图法， 关系线上部为45°线，外延比较方便。
WUHEE
干旱地区多采用初损后损法，就需要对有关相关图 在外延时必须考虑设计暴雨的雨强因素的影响。
x面1日=296×0.92=272mm 按该地区的暴雨时程分配，求得设计暴雨过程。
WUHEE
2. 设计净雨过程的推求
用同频率法求得设计Pa=78mm，本流域Im=100mm， 所以降雨损失为22mm，可求得设计净雨过程。
分割地面净雨和地下净雨。fc=1.5mm/h
WUHEE
第一时段净雨历时：tc=7.9/29.9×6≈1.6h， 地下净雨h下=fc×tc=1.5×1.6=2.4mm。
WUHEE
WUHEE
地下径流过程视为等腰三角形出流过程，其总量等于设 计断面径流停止时刻（第13时段），地下径流过程的底 长为地面径流底长的2倍，即：
T下=2×T面=2×13×6=156h
Q
地面径流
地下径流
T面
t
T下
WUHEE
W下=0.1h下F=0.1×29.4×341×104=1000×104m3
由暴雨资料推求设计洪水课件

由暴雨资料推求设计洪水课件


最 大 1日 最 大 3日 最 大 5日 最 大 7日
EX= 90.7 EX=151.7 EX=186.6 EX=224.0
CV= 0 . 4 4 CV= 0 . 4 1 CV= 0 . 4 1 CV= 0 . 4 1
CS /CV=4.0 CS /CV=4.0 CS /CV=4.5 CS /CV=4.5
(3)利用点面关系将设计点雨量转换成设计面雨量 根据设计流域面积F在Xf /X0～f 线上查出(Xf /X0) F ， 则XF，P=X0，P* (Xf /X0) F
9.3 设计暴雨时空分配的计算
一、设计暴雨时程分配计算 1、典型暴雨的选择和概化 原则： 能够反映设计地区的暴雨特性； 雨量大，强度大，雨峰偏后。
9.1 概述
一、采用设计暴雨的原因 （1）流量资料较短时，直接推求设计洪水有困难。 （2）直接法和间接法相互检验洪水是由暴雨产生的(为主要条
件)，从本质上讲由洪水资料直接推求洪水，与由暴雨资料间接推 求，两者应该是一致的。
（3）暴雨资料相对较长，受人类影响较小，为间接法提供了 可能。
若流量资料充分，一般多用流量资料，其可靠性较高
2、方法 主要有：经验公式法、推理公式、综合单位线及流域 水文模型等。主要介绍：推理公ห้องสมุดไป่ตู้、经验公式。
二、小流域设计暴雨
不考虑暴雨在流域面上的不均匀性，以点代面。
1、X24h，P的计算
（1）由X1d，P 推求X24h，P X24h，P=h.X1d，P
h=1.1～1.2
(2）用X24h的参数等值线图 先查出X24h的参数(均值、CV 和CS /CV 值)。再计算：
时的频率曲线突变的情况，否则要调整； （3）对所有点据总体拟合最优。
第五章_由暴雨资料推求设计洪水详解

第五章_由暴雨资料推求设计洪水详解


由暴雨资料推求设计洪水的步骤： 按照暴雨洪水的形成过程，推求设 计洪水可分三步进行。 1、推求设计暴雨：用频率分析法求 不同历时指定频率的设计雨量及暴雨过 程。 2、推求设计净雨：设计暴雨扣除损 失就是设计净雨。 3、推求设计洪水：应用单位线法等 对设计净雨进行汇流计算，即得流域出 口断面的设计洪水过程。
2、由暴雨点面关系推求设计面雨量
（1）当流域面积较小时（在几十平 方公里以内），可直接用点设计暴雨代 替面设计暴雨。 （2）当流域面积较大时，面平均雨 量随流域面积的增大而减小，采用点面 折算系数将点雨量转换为面雨量。
暴雨点面关系通常有以下二种：
（1）定点定面关系 点面关系由于其点雨量位置和流域边 界历年中都是固定不变的，故称为定点定 面关系。 点面折算系数 利用同期观测资料按下 式计算： =PA/Po 式中， ——固定点面折算系数； PA——某时段固定流域面雨量； Po——某时段固定点（流域中心 点附近）雨量
特大值处理的关键是确定特大暴雨的重 现期，由于历史暴雨不能直接考证，一般只 能通过洪水调查并结合历史文献中有关灾情 资料来分析判断。一般认为，当流域面积不 大时，流域平均降雨量的重现期与相应的洪 水的重现期相近。 如上述的 1973 年特大暴雨的重现期就是 通过洪水调查了解到1915年洪水是120年以来 最大的，1973年的洪水是120年以来第二大， 据此判断 1973 年的暴雨重现期约为 60～ 70年。 按此次的暴雨为 60 年一遇计，重新适线 计算得 CV=0.58，与邻近各站（ CV=0.4~0.6） 较为协调。
X7=234.0
8
X3=166.5
56.1 1.1
3、特大暴雨的处理 暴雨的特大值系指实测特大暴雨或历 史调查特大暴雨（暴雨量级在地区上比较 突出），一旦系列中出现罕见的特大暴雨， 会使频率计算结果大大的改观。 判断大暴雨是否属于特大值，一般可 以从经验频率点据偏离频率曲线的程度、 模比系数 KP 的大小、暴雨在地区上是否很 突出以及论证暴雨的重现期等方面进行分 析确定。
09第九章 由暴雨资料推求设计洪水

09第九章 由暴雨资料推求设计洪水

第九章由暴雨资料推求设计洪水内容简介研究对象本章研究由暴雨资料推求设计洪水。

研究内容1.暴雨资料的选样；2.暴雨资料充分、不充分时如何推求设计暴雨；3.可能最大暴雨的推求；4.小流域设计洪水的计算。

研究目的了解由暴雨资料推求设计洪水的方法，掌握不同资料情况下设计暴雨的计算方法和在设计条件下将设计暴雨转化为设计净雨及设计洪水的方法，以解决短缺流量资料时，水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。

掌握可能最大暴雨及可能最大洪水、小流域设计洪水的计算方法。

第8.1节概述内容提要1.为什么要用暴雨资料推求设计洪水；2.用暴雨资料推求设计洪水的基本假设；3.用暴雨资料推求设计洪水的方法步骤。

学习要求掌握在什么条件下用暴雨资料推求设计洪水，由暴雨推求洪水的主要方法步骤。

8.1.1 问题的提出为什么要由暴雨资料推求设计洪水, 即这种方法的适用条件是什么?(1) 设计流域实测流量资料不足或缺乏时就有必要研究由暴雨资料推求设计洪水的问题。

(2)人类活动破坏了洪水系列的一致性;(3)多种方法,互相印证,合理选定;(4)PMP和小流域设计洪水常用暴雨资料推求。

8.1.2 由暴雨资料推求设计洪水的步骤按照暴雨洪水的形成过程，推求设计洪水可分三步进行。

①推求设计暴雨: 用频率分析法求不同历时指定频率的设计雨量及暴雨过程。

②推求设计净雨:设计暴雨扣除损失就是设计净雨。

③推求设计洪水:应用单位线法等对设计净雨进行汇流计算，即得流域出口断面的设计洪水过程。

主要步骤：暴雨选样设计暴雨设计净雨设计洪水8.1.3 基本假定基本假定：洪水与暴雨同频率关于设计暴雨，一些研究成果表明，对于比较大的洪水，大体上可以认为某一频率的暴雨将形成同一频率的洪水，即假定暴雨与洪水同频率。

因此，推求设计暴雨就是推求与设计洪水同频率的暴雨。

复习思考题1. 用暴雨资料推求设计洪水的原因是（ C ）A. 用暴雨资料推求设计洪水精度高B. 用暴雨资料推求设计洪水方法简单C. 流量资料不足或要求多种方法比较D. 大暴雨资料容易收集2. 由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定（ C ）。

第八章 由暴雨资料推求设计洪水的条件和步骤及直接法推求设计暴雨

第八章 由暴雨资料推求设计洪水的条件和步骤及直接法推求设计暴雨


2、设计面暴雨过程的推求
典型暴雨选择原则：（各年面雨量过程中选取） （1）可能（代表性）：雨量接近设计值 雨型出现几率大 （2）不利：雨量比较集中、主雨峰比较靠后 （3）为了简便，也可选择单站暴雨过程
放大方法：同频率控制放大法。
实例分析 某流域具有充分雨量资料，已求得百年一遇设计暴雨量，并
选择出典型暴雨过程，是推求其设计暴雨过程。
实例分析 已求得某流域百年一遇1d、3d、7d设计暴雨分别为108mm、182mm、
270mm。经对流域内各次大暴雨资料分析比较后，选定暴雨核心部分出 现较迟的1993年的一次大暴雨作为典型，其暴雨过程如表。按同频率控 制放大法推求设计暴雨过程。
时段（d） 雨量x(mm)
1
2
3
4
13.8 6.1 20.0 0.2
（1）第一种情况 如果流域中心附近有一个具有长期雨量资料的测站，那么可依据该站 点资料进行频率计算，求得各种历时的设计点雨量。
（2）第二种情况 如果流域上完全没有长系列雨量资料，则查各省水文手册等文献中刊 载的暴雨统计参数等值线图。得到流域中心处各种历时暴雨的统计参 数，进而求得各种历时的设计点雨量。
直接法推求设计暴雨 主讲 马细霞
一、概述
1、由暴雨资料推求设计洪水的条件 (1) 设计流域实测流量资料不足或缺乏时,有必要研究由暴雨资 料推求设计洪水的问题；(2) 人类活动破坏了洪水系列的一致性; (3) 多种方法,互相印证,合理选定; (4) 无资料地区小流域的 设计洪水，一般都是根据暴雨资料推求； (5) 可能最大降水/洪 水是用暴雨资料推求的。
2、设计面雨量的推求
思路：流域面积很小时，可近似将流域中心设计点雨量作为流域 设计面雨量；对于较大面积流域，需研究点雨量与面雨量之间 的关系（称暴雨点面关系），进而将设计点雨量转化为设计面 雨量。
第八章 由暴雨资料推求设计洪水

第八章 由暴雨资料推求设计洪水

（4）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，且从气象条件分析有可能发生在本地区时，可移用该特大暴雨资料。
（5）如与洪水的峰量关系较好，可建立暴雨和洪水峰或量的相关关系，插补大水年份缺测的暴雨资料。
6，根据动点～动面关系来换算设计面雨量，实质上引进了3项假定：
,（1）设计Leabharlann 雨中心与流域中心重合； 比较容易发生
首先是从量上来考虑，应使典型暴雨的雨量接近设计暴雨的雨量；
其次是要使所选典型的雨峰个数、主雨峰位置和实际降雨时数是大暴雨中常见的情况，即这种雨型在大暴雨中出现的次数较多。
所谓对工程不利
一是指雨量比较集中，例如七天暴雨特别集中在三天，三天暴雨特别集中在一天等；
二是指主雨峰比较靠后。这样的降雨分配过程所形成的洪水洪峰较大且出现较迟，对水库安全将是不利的。
日雨量资料一般是指当天8：00到次日8：00所记录的雨量资料。
自记雨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。
暴雨资料的审查 ：可靠性审查 代表性分析 一致性审查,
4特大暴雨的处理：特大值处理的关键是确定重现期。对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。若误将一般大暴雨作为特大值处理，会使频率计算成果偏低，影响工程安全。
面雨量统计参数的估计，我国一般采用适线法
进行点暴雨系列的统计时，一般采用定时段年最大法选样
5，设计洪水规范建议采用以下方法插补展延：
（1）距离较近时，可直接借用邻站某些年份的资料。
（2）一般年份，当相邻地区测站雨量相差不大时，可采用邻近各站的平均值插补。
由暴雨资料推求设计洪水

由暴雨资料推求设计洪水


WUHEE
三、算例 集水面积341km2，由暴雨资料推求P=2%的设计洪水。
1. 设计暴雨计算
设计暴雨时段采用1天。首先根据雨量站的实测了， 推求设计点暴雨量，频率计算结果为： x1日=110mm、Cv=0.58、Cs=3.5Cv 求得P=2%的最大1日设计点暴雨量为296mm。 通过动点动面的暴雨点面关系图，查得暴雨点面折 减系数为0.92，则P=2%的最大1日面设计暴雨量为： x面1日=296×0.92=272mm 按该地区的暴雨时程分配，求得设计暴雨过程。
WUHEE
3. 同频率法 假如设计暴雨历时为t日，分别对t日暴雨量xt系列和每 次暴雨开始时的Pa与暴雨量xt之和即xt+Pa系列进行频 率计算，从而求得xtp和(xt+Pa)p，则与设计暴雨相应的 设计Pa值可由两者之差求得，即
Pap ( xt Pa ) p xtp
当得出Pap>Im时，则取Pap=Im。
WUHEE
WUHEE
地下径流过程视为等腰三角形出流过程，其总量等于设 计断面径流停止时刻（第13时段），地下径流过程的底 长为地面径流底长的2倍，即：
T下=2×T面=2×13×6=156h Q
地面径流 地下径流
T面 T下
WUHEE
t
W下=0.1h下F=0.1×29.4×341×104=1000×104m3
第八章 由暴雨资料推求设计洪水
第一节
概述
原因： 1. 中小流域常常流量资料不足或代表性差，无 法直接用流量资料推求设计洪水，需用暴雨资 料。 2. 人类活动对径流的影响，使径流形成条件发 生显著变化，破坏了洪水资料系列的一致性。 3. 为了对比论证设计成果的合理性。 4. 无资料地区小流域的设计洪水，一般都通过 暴雨资料推求。 5. 可能最大降水/洪水是暴雨资料推求。
由暴雨资料推求设计洪水概述培训课件

由暴雨资料推求设计洪水概述培训课件


第二节 直接法推求设计面暴雨量
• 判断大暴雨资料：一般可从经验频率点据偏离频率曲 线的程度、模比系数的大小、暴雨量级在地区上是否 很突出，以及论证暴雨的重现期等方面进行分析判断 。
若没有特大暴雨资料，则可进行暴雨调查，或移用临 近流域已发生过的特大暴雨资料。移用时，注意分析 暴雨和天气资料的统计分析。
1、距离较近时，可直接借用邻站某些年份的资 料。
2、一般年份，当相邻地区测站雨量相差不大时 ，可采用临近各站的平均值插补。
3、大水年份，当临近地区测站较多时，可绘制 次暴雨或年最大值等值线图进行插补。
4、大水年份缺测，可移用气象条件分析可能发 生的临近地区的特大暴雨资料。注意移植订正。
5、与洪水的峰量关系较好时，可建立暴雨与洪 水峰或量的相关关系，插补大水年份缺测的暴雨 资料。
点雨量
B站
26.9
10.8 125.9 21.4 10.5 25.2
7.1 5.8
⁞ 0.2 2.4
51.7 68.6 54.1 1.0
C站
0.2 25.3
14.7 129.0 10.0
4.7 27.6 1.4 9.7
⁞ 6.9 5.4
54.8 53.5 32.3 0.1
面平均 最大1日、最大3日、最 雨 量 大7日面雨量及起讫时间
•第三节 间接法推求设计面暴雨量
缺乏雨量资料时设计点暴雨量的计算
设计暴雨的推求可利用暴雨等值线图或参数的分区综 合成果：暴雨洪水图集或手册 （如1d、3d、7d及1h、6h、24h等）的暴雨均值及 Cv值和Cs/Cv的分区数值表）
经分区综合分析所得各种历时暴雨地区综合统计参数 成果
•一般推求出的设计暴雨量精度不高
放大倍比k

依据暴雨资料推算设计洪水的方法


同频率法：
同时进行Ｐ和Ｐ＋Ｐａ两种系列的频率 计算，由设计频率的Ｐ＋Ｐａ值减去同一 频率的Ｐ 值,差额作为所求的设计Ｐａ值：
Ｐａｐ＝（Ｐ＋Ｐａ）ｐ－Ｐｐ。
分析法：根据流域水文气象和地理 特性、设计条件、经验分析或查手册得出 设计Pa 。在湿润地区，当设计标准较高 时，可取Pa＝Im 。
典型暴雨法：如果所采用的实际典型 年降雨量的频率接近设计频率，可以采 用实际前期降雨作为计算设计Pa的依据。
流域各时段设计面雨量
三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图
二、设计暴雨过程拟定
1、选择典型暴雨过程的原则 （1）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，
放大后变形小）； （2）降雨过程有足够的代表性（易出现）； （3）主雨峰偏后（对工程不利）
2、放大方法 （1）同频率法（常用）； （2）同倍比法
3、由设计暴雨推求设计洪水
＝1.63
K7＝14287.60
182 108.5
＝2.20
（5）同频率法推求得设计暴雨过程
日次
1
典型暴雨 13.8
放大倍比 2.20
设计暴雨 30.4
表 4－3 设计暴雨过程
2
3
4
5
6
7
6.1 20.0 0.2
0.9 63.2 44.4
2.20 2.20 2.20 1.63 1.71 1.63
10.4 0
24.0 0 0
75.6 52.4
q (m/3s)
220 170 70 22
0
表 4－5 设计洪水过程线 Q(m/3s)
10.4 24.0 75.6 52.4
0
229
177
0
72.8 528

河海大学《工程水文与水利计算》复习思考题及试卷讲解

《工程水文及水利计算》工程水文学部分章复习思考题1．水文循环的外因和内因各是什么？什么是大循环、小循环？2．水文现象有哪些基本规律？相应地有哪些水文学的研究方法？3．描述降水特征的量有哪些？时-面-深曲线的特点。

4．计算流域面平均雨量的方法有哪些？各方法的适用条件。

5．水文观测项目主要有哪些？根据测站的性质，水文测站可分为哪几类？6．流速仪测流量包括哪些内容？如何用实测流速推算断面流量？7．描述径流的物理量有哪些？每个物理量分别是什么含义？相互之间有什么关系？8．径流的天然补给来源有哪些？我国大部分河流汛期、枯期的主要径流补给分别是什么？9．什么是径流形成过程？一般将其分解为哪几个子过程？10．什么叫闭合流域？写出闭合流域多年平均的水量平衡方程，全球多年平均的水量平衡方程。

11．土壤蒸发有什么样的规律？为什么？流域蒸发包括哪几部分？12．什么是下渗率？什么是下渗能力？降雨情况下，雨强、下渗率和超渗地面径流三者之间的关系怎样？13．蓄满产流的产流条件是什么？如何将其产流量划分成地面和地下两部分？14．超渗产流的产流条件是什么？如何用初损后损法计算超渗产流的产流量？15．如何进行前期影响雨量Pa的连续计算？降雨径流关系曲线有什么规律？16．单位线的概念和单位线的基本假定。

怎样用单位线进行地面净雨的汇流计算？17．如何用分析法推求流域单位线？为什么相同流域各次洪水分析得到的单位线不相同？18．什么是总体，什么是样本？19．什么是重现期？重现期与频率之间是什么关系？百年一遇洪水是什么含义？20．我国常用的水文变量概率分布线型哪种线型？包含哪几个参数？目估适线法估计水文变量P-3型分布参数包括哪些步骤？21．在P-Ⅲ型分布参数x、C V和C S已知的情况下，如何求指定频率P的水文设计值x p？22．什么是年径流量？什么是设计年径流量?23．水文资料审查包括哪几个方面？各自的含义是什么？24．什么是设计洪水？简述由流量资料推求设计洪水的主要步骤。

水文水利计算第八章-由暴雨资料推求设计洪水

第八章由暴雨资料推求设计洪水8.1 概述我国大部分地区的洪水主要由暴雨形成。

在实际工作中，中小流域常因流量资料不足无法直接用流量资料推求设计洪水，而暴雨资料一般较多，因此可用暴雨资料推求设计洪水，主要包括以下情况：（1）在中小流域上兴建水利工程，经常遇到流量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，需用暴雨资料推求设计洪水。

（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，即使流量资料充足的情况下，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，一般都是根据暴雨资料推求的。

（5）可能最大降水、洪水是用暴雨资料推求的。

由暴雨资料推求设计洪水的主要程序为：（1）推求设计暴雨。

用频率分析法求不同历时制定频率的设计雨量及暴雨过程，或使用可能最大暴雨图集求可能最大暴雨（PMP）。

（2）推求设计净雨。

采用降雨径流相关图法、初损后损法或其他方法推求设计净雨。

（3）推求设计洪水过程线。

应用时段单位线法或瞬时单位线法进行汇流计算，即得流域出口断面的设计洪水过程。

由暴雨资料推求设计洪水，其基本假定是设计暴雨与设计洪水是同频率的。

因此，推求设计暴雨就是推求与设计洪水同频率的暴雨。

流域上某一指定频率的设计暴雨，可用由流量资料推求设计洪水相类似的方法推求。

即根据实测降雨资料，先用频率分析方法求得设计频率的设计雨量，然后按典型暴雨进行缩放，即得设计暴雨过程。

在计算方法上，依照暴雨资料情况分为直接法和间接法两类。

本章重点介绍由暴雨资料推求设计洪水的方法，以及小流域设计洪水计算的一些特殊方法。

8.2设计面暴雨量的推求设计面暴雨量是指设计断面以上流域的符合设计标准的面平均暴雨量及其过程。

推求设计洪水需要求出流域上的设计面暴雨过程。

根据流域资料条件和流域面积大小，设计面暴雨的分析方法有直接计算和间接计算两种。

第四章由暴雨推求设计洪水


那么可选为固定点（代表站），推求该点的设计点暴雨量，具体步
骤同设计面暴雨量的直接计算法。 主要的区别在于：插补延长的方法不同 由于暴雨的局地性，使得相邻站暴雨资料的相关性比较差，所
以不宜采用相关法来插补展延点暴雨系列。而是采用如下几种方法。 a、与邻站距离很近时，可直接借用邻站某些年份的资料 b、一般年份当相邻站雨量相差不大时，可移用邻近各站的平均值
建立相关关系的方法： 点面关系。
年最大值法
；
一年多次法
改进的方法：从大到小重新排列建立同序号（同频率）雨量的 优点：统计意义较强，便于将某一频率的点雨量转换成相同频
率的面暴雨量以满足设计要求。
缺点：不能反映暴雨的自然特性，缺乏物理成因依据，物理意 义不明确。 （2）暴雨中心点面关系（动点动面关系） 建立的具体步骤： （a）根据一场暴雨绘制其指定时段的等雨量线图（例如最大一日） （b）量算各条等雨量线所包围的面积F及其面平均雨量 xF ，其中 暴雨中心的点雨量为 x 0 ，然后计算各个面平均雨量与暴雨中心点 雨量的比值 xF x ——点面系数。 0
Q p (t )
由此可见，由暴雨资料推求设计洪水的主要内容有三个主要环
节：设计暴雨的计算、设计净雨的计算、设计洪水的计算。
本章的学习方法：与前面的两章对比起来学，找出它们的相同 点与不同点。
第二节
设计暴雨的分析与计算
所谓设计暴雨是指符合设计标准的某一频率的暴雨量及其时空
分布。它应包括三个方面的内容：设计暴雨量、设计暴雨量的时
计参数的等值线图或暴雨统计参数的分区综合成果求出固定点的暴
雨参数，最后用公式计算。
xp k p x
a、点暴雨统计参数等值线图法 分区性因素——随着地理坐标呈连续性（渐近性）变化的因素 非分区性因素——随着地理坐标呈突变性变化的因素 凡是随着地理坐标呈连续性变化的量都可以绘制其等值线图表 示其在地区上的分布规律，并可以用线性内插法（地理内插法）内 插出任何一点的这个量值。 b、分区综合法 主要依据——水文现象的变化具有地区性。 具体方法：根据气候条件、地形条件的一致性将所研究的地区

第7章 由暴雨资料推求设计洪水PPT课件

1.如果流域中心或附近有雨量站，且有长系列观测资料 ，可采用频率计算方法直接计算。
2.实际上很少这种情况，一般是求出流域各站的设计点 暴雨，绘制设计点暴雨量等值线图，用地理插值法求出 流域形心的设计点暴雨量。
3.当暴雨资料十分缺乏时,可利用地区水文手册中各时 段年最大暴雨量的均值、Cv等值线图，查算流域中心处 的各时段暴雨的均值和Cv值，Cs=3.5Cv。
E
1. 先求出流域中心出 的设计点暴雨量;
2. 建立点雨量与面雨 量之间的关系曲线(即 点面关系);P101图7-3 。
3. 通过点面关系,由设 计点面雨量推求设计面 雨量。
1950
1960
1970
A
A D E F
1980（年）
WUHEE
(二)设计点雨量的计算
设计点雨量是流域形心处的设计点暴雨量。
2. 间接法：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。可先求流 域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过点雨量与面 雨量关系（暴雨点面关系），求得相应设计面暴雨量。即 暴雨资料不充分时，设计面暴雨推求。
WUHEE
二、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
2. 间接法：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。可先求流 域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过点雨量与面 雨量关系（暴雨点面关系），求得相应设计面暴雨量。即 暴雨资料不充分时，设计面暴雨推求。
WUHEE
三、间接法推求设计面暴雨量 F
(一)步骤
D
净雨R(t)
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
1. 由暴雨资料推求设计暴雨

由暴雨资料推求设计洪水

习题三：由暴雨资料推求设计洪水1、己知某流域中心点暴雨统计参数和产汇流计算方案，推式P=2 %的设计洪水。

资料及计算步骤如下：1）设计暴雨计算：该设计流域集水面积F=341 km2，由点暴雨频率计算及参数的地区协调，求得该流域中心最大24小时点暴雨量统计参数x̅24=115 mm，C V=0.56，C S/C V=3.5，点面折算系数α=0.94，设计暴雨的时程分配百分比见下表。

2）设计净雨计算：本流域位于湿润地区，用同频率法求得P a=82 mm，I m=100 mm，稳渗f c=1.5 mm/h，由设计暴雨过程扣损，得地面、地下净雨过程（列表进行）。

3）设计洪水计算：设计地面径流过程由设计地面净雨用单位线进行地面汇流计算。

已知本流域综合瞬时单位线的参数n=3.5，K=4.0 h；设计地下径流过程，采用三角形过程汇流计算，再加深层基流30 m3/s。

两者叠加得设计洪水过程（列表进行）。

表1设计暴雨时程分配解：1）设计暴雨计算由点暴雨频率计算及参数分析（已求得该流域中心最大24小时点暴雨量统计参数x̅24=115 mm，C V=0.56，C S/C V=3.5）得C S=1.96，根据P-Ⅲ型分布离均系数ФP值表查出P=2 %，C S=1.95时，φp=2.897；C S=2.00时，φp=2.912。

线性内插得C S=1.96时，φp=2.900。

K p=φp C V+1=2.900×0.56+1=2.624x p=K p x̅=2.624×115=301.76即P=2 %的最大24小时点暴雨量为302 mm。

已知设计流域集水面积F=341 km2，点面折算系数为0.94，则P=2 %的最大24小时设计面暴雨量=302×0.94=284 mm。

按该地区的暴雨时程分配，求得设计暴雨过程，见表2。

2）设计净雨计算本流域位于湿润地区，用同频率法求得P a=82 mm，I m=100 mm，则初损I0=I m-P a=18 mm，求得设计净雨过程，见表2。

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点绘流域中心 点雨量频率曲线 查算流域中心 设计时段点雨量 流域雨量 点面关系
根据区域综合资料 流域中心雨量统计参数 xm、Cv、Cs
计算流域中心 设计时段点雨量 地区综合 动点动面关系
流域各时段设计面雨量
三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图
9.3 设计暴雨时空分配的计算
9.3.1
选择典型暴雨过程的原则
sp tn
式中，Sp－雨力，单位历时暴雨平均强度，随重现期和地区而变。 n－暴雨递减指数，随地区和时而变。 按雨量表示：
xt , p s pt1n
2．暴雨公式参数推求及综合
对有雨量资料站点进行24小时内各时段（一般取t＝0.2、 0.5、1、3、6、12、24h）雨量频率计算
由频率曲线查算时段雨量并计算雨强ap＝xp / t， （一般取p=5%、2%、1%）
（5）划分地表、地下净雨过程
3、推求设计洪水过程
（1）分析单位线，由地表净雨推求地表径流过 程Qs； （2）地下径流过程简化为等腰三角形，峰位于 地表径流停止点。由地下净雨推求地下径流过 程Qg； （3）地表径流与地下径流相加，得设计洪水过 程线Qp
9.6
特点：
小流域设计洪水
（1）工程规模小，对洪水的调节能力小；
(5) 同频率法推求得设计暴雨过程
同频率法推求得设计暴雨过程
2、设计净雨推求
（1）绘制降雨径流相关图，产流参数： Em＝8.0mm； Im＝100mm；
（2）分析稳定入渗率： fc＝12mm/d； （3）土壤含水量： Pa,0＝100mm； Pa,t+1＝0.92Pa,t＋Pt－Rt ；
（4）由降雨径流相关图查算设计净雨过程；
计Pa的依据。
9.5.2 产流方案与汇流方案的应用
1、产流方案制定 （1）有一定的流量资料：直接制定流域产流方
案（分析外延的其合理性）
（2）缺乏流量资料：移用相邻相似流域产流方
案 （进行必要的修正和可行性论证）
2、汇流方案制定
有流量资料：单位线法（注意分析外 延的可靠性）
无流量资料：地区综合单位线法
（1）设计暴雨统计时段：根据工程要求选择为1、 3、7天； （2）设计雨量：雨量频率计算得 P1p＝108.0mm；P3p＝182.0mm；P7p＝ 270.0mm （3）典型雨量：选择1955年一次暴雨过程，计 算典型雨量 P1D＝63.2mm；P3D＝108.5mm；P7D＝ 148.6mm
（4）计算同频率放大倍比
3
4 5 6
r3
r4
f3
r1 f3
r2 f2
r2 f3
r3 f1
有充分长度点雨量资料：少数点雨量资料系列较长， 但无法推求足够长度流域面平均雨量系列。 点雨量资料缺乏或不足：点雨量资料长度不足以 绘点雨量频率曲线。
流域具有充 分雨量资料 计算流域 面平均雨量 统计各时段 最大面雨量 点绘时段面 雨量频率曲线
流域具有 点雨量资料
流域点雨量资料 不足或缺乏
内插并统计流域中心 时段最大点雨量
对ap~t点据配以公式 aP=SP /tn，按离差最小为原则 率定参数Sp和n（常假定n不随p而变）
根据多站的参数Sp和n进行地区综合 （可以是等值线图或综合表形式）
（二）设计暴雨过程
同频率过程线 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 t 7 8 9 10 11 12 系列1
同频率法：同时进行Ｐ和Ｐ＋Ｐａ两种 系列的频率计算，由设计频率的Ｐ＋Ｐ ａ值减去同一频率的Ｐ 值,差额作为所 求的设计Ｐａ值：
Ｐａ,ｐ＝（Ｐ＋Ｐａ）ｐ－Ｐｐ
分析法：根据流域水文气象和地理 特性、设计条件、经验分析或查手 册得出设计Pa 。在湿润地区，当设 计标准较高时，可取Pa＝Im
典型暴雨法：如果所采用的实际典 型年降雨量的频率接近设计频率， 可以采用实际前期降雨作为计算设
（2）缺乏水文资料，尤其是流量资料； （3）计算方法简单易行，适用无水文资料条件,一般借 助水文手册即能完成。 方法： 采用由设计暴雨推求设计洪峰的简化方法。
一、设计暴雨计算
（一）暴雨公式 1．暴雨公式形式 暴雨强度 ip与暴雨历时 t 之间的关系称暴雨公式，水利部 门常用形式为：
at , p
二、推求设计流量过程
1．综合时段单位线法 2．综合瞬时单位线法
三、推求设计洪峰
（一）推理公式法 1．基本假定 （1）流域产流强度在时间和空间分布均匀； （2）流域汇流符合线性规律； （3）流域汇流面积随汇流时间的增加而均 匀增加。
2．推理公式的导出
全流域汇流
m r 1 2 r1 r2 f f1 f2 q1 r1 f1 r1 f2 r2 f1 q2 q3 q4 Q r1 f1 r1 f2+ r2 f1 =rf =2rf Qm
（1）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，
放大后变形小）；
（2）降雨过程有足够的代表性（易出现）；
（3）主雨峰偏后（对工程不利）
9.3.2 放大方法
（1）同频率法
（2）同倍比法
9.5 由设计暴雨推求设计洪水
9.5.1
设计Pa 的推求
扩展暴雨法； 同频率法； 分析法； 典型暴雨法。
扩展暴雨法：在统计暴雨资料时,加长统 计时段以包括前期降雨。例如根据设计 需要只统计7天暴雨,但由于要计算Pa,就 得在7天暴雨前增添30天统计时段, 得出 37天的设计暴雨过程,其中最后7天核心 暴雨是用来计算设计洪水的,前30天的雨 量仅用于计算设计Pa。
第9章 由暴雨资料推求设计洪水
9.1 概述 适用条件： 流量资料不足或代表性差 洪水一致性被破坏 校核流量计算成果 无资料地区
设计暴雨推求设计洪水的方法步骤
推求设计雨量；
拟定设计暴雨过程； 由设计暴雨推求设计洪水。
9.2
设计面暴雨
一、设计雨量 有充分长度面雨量资料：流域点雨量资料充分并可 以推求足够长度的流域面平均雨量系列。
9.5.3
合理性检查
面积越大，均值、Cv越小。 不同历时的雨量频率曲线在适用范 围内不相交。 直接法与间接法结果相互比较。 与邻近地区特大暴雨比较。
【算例】某流域F＝4200km2，推求百 年一遇设计洪水。流域具有1959－ 1962四年流量资料和1950－1979三
十年面雨量资料。
1、设计暴雨计算