水文水利分析计算实验报告书
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课程设计报告学院资源环境学院学生姓名寇青青专业水文与水资源工程学号 ***************年级 2012级指导教师靳军英老师教务处制表二Ο一五年四月三十日课程名称:水文分析与计算实习周数:1周目录课程设计(一):设计年径流分析计算 (2)一、实验目的: (2)二、实验题目: (2)三、实验过程: (3)1、经验频率的计算和经验点据的绘制 (3)2、理论频率的计算和理论曲线的绘制 (4)3、添加标题和网格线 (8)4、代表年的选择 (8)5、设计年径流年内分配计算 (9)四、实验结果: (10)课程设计(二):考虑历史特大洪水的设计年径流分析计算 (10)一、实验目的: (10)二、实验题目: (10)三、实验过程: (11)1、计算经验频率和绘制经验频率点据 (11)2、计算理论频率和绘制理论频率曲线与经验点据配线 (14)3、独立样本法与统一样本法对经验频率计算的影响分析 (19)四、实验结果: (20)课程设计(三):设计洪水过程线的计算 (20)一、实验目的: (20)二、实验题目: (20)三、实验过程: (21)1、同频率放大法: (21)2、同倍比放大法 (25)3、同频率放大法与同倍比放大法的比较 (28)四、实验结果: (28)课程设计收获与感想 (28)课程设计(一):设计年径流分析计算一、实验目的:1、学习掌握代表年的选取方法;2、学习掌握查询Cs-ΦP-P(%)表,计算不同保证率下的设计径流;3、学习掌握P-III型频率曲线的绘制方法;4、学习掌握设计年径流的分析计算方法;5、学习掌握设计年径流年内分配的计算方法。
二、实验题目:下表是某站1958~1976年各月径流量资料,根据所给资料推求P=20%的设计丰水年、P=50%的设计平水年、P=80%的设计枯水年的设计年径流量;并分别推求P=20%丰水年、P=50%平水年、P=80%枯水年的径流年内分配过程。
要求:理论频率曲线采用PIII型分布,由矩法作参数无偏估计,并以估计值为初值,用目估适线法选配理想的理论频率曲线,注意比较验证均值X a、变差系数C V、偏态系数C S对频率曲线的影响效果。
检查所选最终的理论频率曲线的合理性,并计算所求设计频率的相应设计年径流,年径流分配过程采用典型年同倍比放大法。
表1.某站1958~1976年各月径流量资料59~60 7.25 8.69 16.3 26.1 7.15 7.5 6.81 1.86 2.67 2.73 4.2 2.03 7.78 60~61 8.21 19.5 26.4 24.6 7.35 9.62 3.2 2.07 1.98 1.9 2.35 13.2 10 61~62 14.7 17.7 19.8 30.4 5.2 4.87 9.1 3.46 3.42 2.92 2.48 1.62 9.64 62~63 12.9 15.7 41.6 50.7 19.4 10.4 7.48 2.97 5.3 2.67 1.79 1.8 14.4 63~64 3.2 4.98 7.15 16.2 5.55 2.28 2.13 1.27 2.18 1.54 6.45 3.87 4.73 64~65 9.91 12.5 12.9 34.6 6.9 5.55 2 3.27 1.62 1.17 0.99 3.06 7.87 65~66 3.9 26.6 15.2 13.6 6.12 13.4 4.27 10.5 8.21 9.03 8.35 8.48 10.4 66~67 9.52 29 13.5 25.4 25.4 3.58 2.67 2.23 1.93 2.76 1.41 5.3 10.2 67~68 13 17.9 33.2 43 10.5 3.58 1.67 1.57 1.82 1.42 1.21 2.36 10.9 68~69 9.45 15.6 15.5 37.8 42.7 6.55 3.52 2.54 1.84 2.68 4.25 9 12.6 69~70 12.2 11.5 33.9 25 12.7 7.3 3.65 4.96 3.18 2.35 3.88 3.57 10.3 70~71 16.3 24.8 41 30.7 24.2 8.3 6.5 8.75 4.52 7.96 4.1 3.8 15.271~72 5.08 6.1 24.3 22.8 3.4 3.45 4.92 2.79 1.76 1.3 2.23 8.76 7.24 72~73 3.28 11.7 37.1 16.4 10.2 19.2 5.75 4.41 4.53 5.59 8.47 8.89 11.3 73~74 15.4 38.5 41.6 57.4 31.7 5.86 6.56 4.55 2.59 1.63 1.76 5.21 17.7 74~75 3.26 5.48 11.8 17.1 14.4 14.3 3.84 3.69 4.67 5.16 6.26 11.1 8.41 75~76 22.4 37.1 58 23.9 10.6 12.4 6.26 8.51 7.3 7.54 3.12 5.56 16.9三、实验过程:1、经验频率的计算和经验点据的绘制表2.理论频率计算表m Q 理论频率P=m/(n+1) m Q 理论频率P=m/(n+1)1 17.7 5.26% 10 10.3 52.63%2 16.9 10.53% 11 10.2 57.89%3 15.2 15.79% 12 10 63.16%4 14.4 21.05% 13 9.64 68.42%5 12.6 26.32% 14 8.41 73.68%6 11.9 31.58% 15 7.87 78.95%7 11.3 36.84% 16 7.78 84.21%8 10.9 42.11% 17 7.24 89.47%9 10.4 47.37% 18 4.73 94.74%(1).将年平均径流量从大到小排列,并对它进行编号,从大到小,再根据经验频率计算公式P=m/(n+1)计算经验频率。
(2).将经验频率以不显示百分号的数值复制在左列,将平均径流的数值复制在右列,两列数据另存为文本命名为经验频率。
(3).打开绘图软件Grapher,按照使用说明将经验点据绘制在软件里,并更改横纵坐标,并添加图例:经验点据。
得到如图所示的经验点据图。
图1.经验频率点据图2、理论频率的计算和理论曲线的绘制(1).特征值计算表3.特征值表特征值平均值方差标准差Cs Cv数值10.97 11.59 3.40 0.43 0.31(2).第一次适线:假设Cs=0.60,即Cs/Cv=1.9。
查离势系数表,找到Cs=0.6时候不同频率P下的ΦP值。
再根据公式=X p= X ×(1+C v×ΦP)表4.第一次适线法计算表第一次:适线法计算表频率P%C S/C V=1.9,C S=0.60 频率P%C S/C V=1.9,C S=0.60 ΦP X PΦP X P0.01 5.047 28.15 30 0.444 12.48 0.02 4.727 27.06 40 0.156 11.5 0.05 4.293 25.59 50 -0.099 10.63 0.1 3.956 24.44 60 -0.342 9.81 0.2 3.609 23.26 70 -0.588 8.970.5 3.132 21.63 75 -0.718 8.531 2.755 20.35 80 -0.857 8.052 2.359 19 90 -1.2 6.893 2.117 18.18 95 -1.458 6.015 1.797 17.09 97 -1.613 5.4810 1.329 15.49 99 -1.88 4.5720 0.799 13.69 99.5 -2.016 4.1125 0.609 13.04 99.9 -2.268 3.25(3).同理经验频率点距的绘制,先以左边为频率右边为径流量复制粘贴保存新的文本。
(4).在绘图软件上,添加新的线,将第一次适线的数据添加到Grapher中,添加图例:理论曲线1,C s=0.60。
图2.理论曲线1与经验点据配线图(5).经分析,该理论曲线与经验点距在平水年和枯水年拟合得不是很好,因此适当调大Cs,第二次适线,令C s=0.75,,即C S/C V=2.4。
表5.第二次适线法计算表第二次:适线法计算表频率P%C S/C V=2.4,C S=0.75 频率P%C S/C V=2.4,C S=0.75 ΦP X PΦP X P0.01 5.388 29.31 30 0.421 12.4 0.02 5.029 28.09 40 0.131 11.42 0.05 4.546 26.45 50 -0.124 10.550.2 3.79 23.87 70 -0.6 8.930.5 3.268 22.1 75 -0.724 8.511 2.857 20.7 80 -0.857 8.052 2.43 19.24 90 -1.175 6.973 2.17 18.36 95 -1.406 6.185 1.829 17.2 97 -1.542 5.7210 1.335 15.52 99 -1.769 4.9520 0.785 13.64 99.5 -1.881 4.5725 0.59 12.98 99.9 -2.078 3.9(6).同理,绘制理论曲线2。
图3.理论曲线2与经验点据配线(7).经分析,为了将经验点据与理论曲线的平水期和枯水期拟合得更好,需要再增大一点Cs,所以再次调试,令Cs=0.8,C S/C V=2.7。
表6.第三次适线法计算表第三次:适线法计算表频率P%C S/C V=2.7,C S=0.8 频率P%C S/C V=2.7,C S=0.8 ΦP X PΦP X P0.01 5.501 29.7 30 0.413 12.38 0.02 5.13 28.43 40 0.122 11.39 0.05 4.631 26.74 50 -0.132 10.520.2 3.85 24.08 70 -0.604 8.910.5 3.312 22.25 75 -0.726 8.51 2.891 20.81 80 -0.856 8.062 2.453 19.32 90 -1.166 73 2.187 18.42 95 -1.389 6.245 1.839 17.23 97 -1.518 5.810 1.336 15.52 99 -1.733 5.0720 0.78 13.63 99.5 -1.837 4.7225 0.583 12.96 99.9 -2.017 4.1(8).去掉第一条曲线,添加绘制第三条理论曲线:图4.理论曲线3与经验点据拟合情况(9).用目估法分析2号和3号理论曲线和经验点据的拟合情况,在我看来,虽然差距不大,但是当Cs=0.8时,在干旱年拟合得更好,能更好的反映该站的径流情况。