案例一水文统计频率曲线图

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案例一 水文统计频率曲线图某站有24年的实测年径流量资料,见表1,使用目估线推求年径流量平率曲线的三个(1)经验频率计算①将原始资料填入表2,并且将原始资料按从小到大的排序也填入表2中。

②用公式100%1mP n =?+计算经验频率,并将其列入表2中,并将x 和p 对应的点绘制在频率格纸上(图1),本案例分析中n=24.③计算序列的多年平均流量ni 1()/366.395i X x n ===å平 (m 3/s)④计算各项的模比系数按供公式i l x K x =平计算,并计入表2中,其总和应等于n 。

⑤计算各项(K i -1),列入表2中,其总和应为零。

⑥计算(K i -1)2,并列入表2中,可以求C v,,0.26v C ==⑦计算(K i -1)3,并列入表2中,可求C s ,1(1)^30.05(3)^3ni i s v k C n C =-==-å(2)频率格纸绘制及适线根据表2计算出来的 Cv =,Cs的经验取值为,查《工程水文》教材的附录1,进行配线,根据两次配线结果,选取拟合较好的配线数组:第一次的配线,所画出的曲线偏离经验频率点较大,则重新配线;最后选取第二次配线C v =,C s ==,配线的频率图如下图1.图1.年流量频率曲线案例二 设计年径流分析资料:某水利工程的设计站,有1954-1971年的实测径流资料。

其下游有一参证站,有1939-1971年的年径流系列资料,如表1所示,其中1953-1954年、1957-1978年和分配如表2所示。

表1.设计站与参证站年径流系列要求:(1)根据参证站系列,将设计站的年径流系列延长至1939-1971年。

(2)根据延长前后的设计站年径流系列,分别绘制年径流频率曲线,并比较有和差异, (3)根据设计代表年的逐月径流分配,计算P=50%、P=75%和P=95%的年径流量逐(1)根据参证站系列,将设计站的年径流系列延长至1939-1971年。

根据表1,。

中的数据绘制出设计站与参证站流量相关图,其二者的的流量相关关系如图1,所示。

图1.设计站与参证站流量相关关系(2)根据延长前后的设计站年径流系列,分别绘制年径流频率曲线,并比较有和差异, 1)绘制延展后的年径流频率曲线根据图1中设计站与参证站流量的线性关系,可以从图中查得设计站1939-1953年的年平均流量。

①将查的1939-1953年的年平均流量和设计站实测的1954-1971年的年平均流量一起进行从大到小的排序并列入表中,如表3所示。

②用公式100%1mP n =?+计算经验频率,并将其列入表3中,并将x 和p 对应的点绘制在频率格纸上(图2),本案例分析中n=33. ③计算序列的多年平均流量ni 1()/672i X x n ===å平 (m 3/s)④计算各项的模比系数按供公式平x x K il 计算,并计入表3中,其总和应等于n 。

⑤计算各项(K i -1),列入表3中,其总和应为零。

⑥计算(K i -1)2,并列入表3中,可以求C v,,0.21v C ==⑦计算(K i -1)3,并列入表3中,可求C s ,1(1)^30.3(3)^3ni i s v k C n C =-==-å⑧频率格纸绘制及适线根据表2,所计算出来的 Cv =和Cs的经验取值为 Cv,和查《工程水文》教材的附录1,根据以上两次配线选取拟合更好的配线数组,第一次的配线,所画出的曲线偏离经验频率点较大,则重新配线。

最后选取第二次配线C v = C s = C v =,其配线的频率图如下图,图2图2.延展后年径流量频率曲线 2)绘制延展前的年径流频率曲线①根据原始设计站实测的1954-1971年的年平均流量的资料,将其流量进行从大到小的排序并列入表中,如表5所示。

②用公式100%1mP n =?+计算经验频率,并将其列入表5中,并将x 和p 对应的点绘制在频率格纸上(图3),本案例分析中n=18. ③计算序列的多年平均流量ni 1()/675i X x n ===å平 (m 3/s)④计算各项的模比系数按供公式i l x Kx =平计算,并计入表5中,其总和应等于n 。

⑤计算各项(K i -1),列入表5中,其总和应为零。

⑥计算(K i -1)2,并列入表5中,可以求C v,,0.24v C ==⑦计算(K i -1)3,并列入表5中,可求C s ,1(1)^30.3(3)^3ni i s v k C n C =-==-å表5.⑧频率格纸绘制及适线根据表2,所计算出来的 C v =和C s 的经验取值为 C v ,和查《工程水文》教材的附录1,根据以上两次配线选取拟合更好的配线数组,第一次的配线,所画出的曲线偏离经验频率点较大,则重新配线。

最后选取第二次配线C v = C s =1,其配线的频率图如下图,图3图3.延展后年径流量频率曲线(3)根据设计代表年的逐月径流分配,计算P=50%、P=75%和P=95%的年径流量逐月径流分配过程。

在设计代表年的逐月径流分配时,所采用的是同倍比法,即pQ K Q =年,年年,代,且在前面的延展后的频率曲线图(图2)中可以查出设计保证率在P=50%、P=75%和P=95%的设计流量分别为 m 3/s , m 3/s ,448 m 3/s 。

再根据同倍比法和查的的实际流量,计算出逐案例四设计洪水过程线资料:某水库设计标准P=1%的洪峰和1天、3天、7天、的洪量,以及典型洪水过程线的洪峰和1天、3天、7天洪量列于表1,典型洪水过程列于表2。

要求:用同频率放大法推求P=1%的设计洪水线。

①根据书表1中数据,计算放大倍比。

1)洪峰的放大倍比,利用公式35302.181620mp q mdQ k Q ===,结果列于表3中。

2)同样最大1天111 2.10p dW k W == 最大3天中313131 2.72p p D dW W k W W --==-最大7天中737373 1.71P Pd dW W k W W --==-4)将各时段的时间列于表4中第一列,流量列于第二列,放大比例列于第三列。

5)放大后的流量=i i Q k 计算后将结果列入表4中最后一列。

(6)以时间累计小时数为横轴,流量为纵轴将数据点绘于图3中并连成曲线,修匀后即得到设计的洪水过程线于图1中。

图=1%的设计洪水线案例五 由暴雨和产、汇流方案设计洪水已知设计暴雨和产、汇流计算方案推求P=1%的设计洪水。

资料:已知平坦站上流域(F=992km 2)P=1%的最大24h 设计面雨量为152mm ,其时过程分配按1969年7月4日13时至5日13时的实测暴雨进行(表1),δt取3h 。

且本流域为湿润地区,用同频率法求得设计P A =82mm ,I M =100mm ,稳渗f c =h 。

地面径雨采用大洪水分析得来的单位线(表2)进行地面汇流计算,地下采用三角形过程的地下汇流计算。

要求:(1)推求设计暴雨过程及地面、地下净雨过程 月日时 ,13-16 16-19 19-22 22-5,1 1‐4 4‐7 7‐10 10‐13合计面雨量(mm) 34表 10mm 的单位线由原始资料F=992km 2,P=1%的最大24h 设计面雨量为h i =152mm 及表1,δt =3h 。

和用同频率法求得设计P A =82mm ,I M =100mm ,稳渗f c =h 。

可以推求出设计暴雨过程及地面、地下净雨过程,起推求的数据如下表3。

①计算占最大一日的百分比100%ii h m h =?典典,并列入表3. ②计算每一时段的设计雨量i i m h h n n =?,并列入表3。

③设计净雨过程的推求,用同频率法求得设计P A =82mm ,I M =100mm ,降雨损失18mm ,求得的设计净雨过程见表3.④由设计净雨过程中扣除地下净雨(等于稳定渗率*净雨历时)的地面净雨过程见表3,月日时 ,13-16 16-19-222-5,1‐4 4‐7 7‐10 10‐合计时段数(δt=3h) 0 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 合计 q (m 3/s) 0 237 258 184(2)推求设计洪水过程①根据表2中的单位线和表3中的设计地面净雨过程推求的到设计地面径流过程,其计算结果见表4和表5。

②把地下净流概化为等腰三角形,其峰值出现在设计地面径流停止的时刻(第19时段),地下径流过程的底边为地面径流底长的2倍,即T 下=2T 面=2*19*3=114h ,则:1000100022.499222220800W h F =贩=贩=下下m32222220800108.31143600m W Q T ·===·下下下 (m 3/s) 3Δ3600918.83360010.0()99210q t mm F创创==´å地下径流过程见表5.③再加基深40s m 3,叠加得设计洪水过程线。

计算结果列于表5中最后一列。

表41:校核单位线净雨深Δ10iuq thF==åmm2:核算地面径流总量ΔsisQ thF==åmm案例六表一(1)首先不考虑损失,计算各时段的蓄水量。

(2)考虑水量损失,用列表法进行调节计算。

各栏说明如下:表一中第(7)栏V平=(V1+V2)/2即各时段初、末蓄水量平均值。

表一中第(8)栏A平=(A1+A2)/2即各时段初、末蓄水面积平均值,可由V平查水库的Z~F曲线和Z~V 曲线得出。

表一中第(9)栏蒸发损失标准由当年的实测蒸发资料计算得出。

表一第(10)栏蒸发损失水量=(8)*(9)/10.表一第(11)栏渗漏损失标准,据库区地质及水文条件按当月蓄水量的1%计算。

表一第(12)栏渗漏损失水量=(7)*(11)表一第(13)栏损失水量总和=(10)+(12)表一第(14)栏考虑水库水量损失后的用水量M=(3)+(12)表一第(15)栏多余水量:(2)-(14)为正时,填入此栏。

表一第(16)栏不足水量:(2)-(14)为负时,填入此栏。

(3)求水库的年调节库容。

从(15)、(16)栏可以看出,水库为两次运用的情况,求得兴利库容V兴=4681万m3。

总库容=4681+300=4981万m3。

有总库容查Z~V曲线得Z正=(4)求各时段水库蓄水及弃水情况。

用早蓄方案。

表一第(17)栏为加上死库容后的各时段水库蓄水量,反映水库的蓄、泄水过程。

表一第(18)栏为水库的弃水量。

(5)校核:∑W来-∑W用-∑W损-∑W弃=48-1449=0说明计算无误。

Z~F曲线图Z~V曲线图案例7要求:(1)推求供水期和蓄水期的调节流量(不计损失);(2)水电站的保证出力; (3)水电站的装机容量(发电机功率为100KW 的倍数);(4)三月份的发电量资料: 某以发电为主的年调节的水电站,其设计枯水年各月来水量如下表1,该水库的兴利库容为110(m3/s ).月,供水期上游水位40m,下游平均水位20m ,A=7,出力倍比系数C=。