工程水文学课程设计报告书
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一、基本资料拟在某河上修建蓄水工程。
坝址断面水文站内有1960-2006年的洪水流量观测资料,如表1所示。
历史洪水洪峰流量调查资料如下:1878年为m Q =14720m 3/s, 1901年为m Q =22100m 3/s ,为1901年以来的最大洪峰流量,1942年为8400m 3/s 。
1878-1900年间其他洪水未能查清。
分析选定的典型洪水过程如表2所示。
表1 实测历年洪水资料统计表年份 洪峰流量m 3/s 最大1d 洪量(m 3/s )h 最大3d 洪量(m 3/s )h 年份 洪峰流量m 3/s 最大1d 洪量 (m 3/s )h 最大3d 洪量(m 3/s )h 19609200 110300 187230 1984 9812 115840 211570 1961 8500 100020 183600 1985 3248 38830 70148 1962 7512 90110 152990 1986 8421 97810 178650 1963 6524 13048 139820 1987 3264 38650 70024 1964 2100 25200 45360 1988 5671 68500 40326 1965 6325 76216 138620 1989 5421 65420 115980 1966 5412 58340 116800 1990 6487 76840 140020 1967 5486 65600 118490 1991 9120 105420 189683 1968 2400 28560 51840 1992 8845 103110 191020 1969 3241 39000 68950 1993 6124 73450 132180 1970 6245 74230 135620 1994 2456 29400 52850 1971 980 10264 21152 1995 3210 37920 68936 1972 1600 18250 35310 1996 8451 101220 182540 1973 3245 37932 70005 1997 6243 74102 133980 1974 6328 12350 136420 1998 8515 102150 183682 1975 3261 39950 70420 1999 6278 75300 135800 1976 2369 27450 51124 2000 3164 36890 67842 1977 1620 18430 34820 2001 2489 28960 54160 1978 2458 27856 52852 2002 1189 14260 25640 1979 1540 17580 33240 2003 6120 72340 129806 1980 1200 13420 25860 2004 4832 58010 103740 1981 5412 64520 116583 2005 1006 12042 21560 1982 32143850068490200632163948068654表2 典型洪水过程日 时 流量m 3/s 日 时 流量m 3/s 日 时 流量m 3/s 日 时 流量m 3/s 7 0 1240 18 3980 14 4890 9 4 4890 4 1652 20 3420 15 5634 8 4560 8 2430 24 3146 16 6572 10 4235 12 2880 8 4 2653 17 6310 12 3980 13 3832 8 3130 18 6150 14 3674 14 4430 10 3582 20 5648 18 332516 4100124200245260243000二、设计任务根据以上资料推求百年一遇设计洪水的洪峰流量和洪水过程线。
三、设计内容和步骤1、分别选取洪峰流量和时段洪量组成计算样本,计算相应频率,绘制P-Ⅲ频率曲线;2、根据P-Ⅲ频率曲线推求设计洪峰流量和时段洪量;3、频率计算成果合理性检查;4、计算放大倍比;5、推求设计洪水过程线。
四、设计要求1、根据由流量资料推求设计洪水的方法进行相关计算分析。
2、设计报告层次清楚、语言通顺、用语规范,绘图正确、书写整洁。
3、设计时间:4月22——4月29日。
4月29日下午2:00提交设计报告,组织答辩。
五、提交成果每人提交计算说明书一份,用A4纸打印或手写。
六、成绩考核:综合成绩=设计报告书60%+设计答辩30%+出勤10%。
出现以下情况者设计成绩不及格:(1)没有完成设计任务;(2)没有按期提交报告;(3)抄袭他人设计报告;(4)答辩成绩为零者。
工程水文学课程设计一、设计洪峰流量的推求1.由题目可知,实测系列n为46年,调查考证期为129年,1878年和1901年洪水为N年中第一、第二大洪峰流量。
用独立样本法计算经验频率,计算结果见表1。
表1某坝址断面洪峰流量经验频率计算年份洪峰流量(m3/s)序号经验频率M(N=129年) m(n=46年) P M Pm1901 22100 1 0.771878 14720 2 1.541984 9812 1 2.13 1960 9200 2 4.26 1991 9120 3 6.38 1992 8845 4 8.51 1998 8515 5 10.64 1961 8500 6 12.77 1996 8451 7 14.89 1986 8421 8 17.02 1962 7512 9 19.15 1963 6524 10 21.28 1990 6487 11 23.40 1974 6328 12 25.53 1965 6325 13 27.66 1999 6278 14 29.79 1970 6245 15 31.91 1997 6243 16 34.04 1993 6124 17 36.17 2003 6120 18 38.30 1988 5671 19 40.43 1967 5486 20 42.55 1989 5421 21 44.68 1966 5412 22 46.81 1981 5412 23 48.94 2004 4832 24 51.06 1987 3264 25 53.19 1975 3261 26 55.32 1985 3248 27 57.451973 3245 28 59.57 1969 3241 29 61.70 2006 3216 30 63.83 1982 3214 31 65.96 1995 3210 32 68.09 2000 3164 33 70.21 2001 2489 34 72.34 1978 2458 35 74.47 1994 2456 36 76.60 1968 2400 37 78.72 1976 2369 38 80.85 1964 2100 39 82.98 1977 1620 40 85.11 1972 1600 41 87.23 1979 1540 42 89.36 1980 1200 43 91.49 2002 1189 44 93.62 2005 1006 45 95.74 19719804697.872.点绘洪峰流量经验频率曲线,从经验频率曲线上读取3点Q 5%=11400m 3/s,Q 50%=4010m 3/s,Q 95%=1250m 3/s ,按三点法公式计算洪峰系列的参数。
求得S=0.851。
由附表3 S=f (C s )关系得C s =3.42,由附表4 C s =f (Ф)关系得:Ф50%=-0.410,(Ф5%-Ф95%)=2.563。
35%95%5%95%1140012503960/2.563Q Q m s σ--===Φ-Φ350%50%40103960(0.410)5634/Q Q m s σ=-Φ=-⨯-= 39600.705634v C Q σ=== 3.选配理论频率曲线(1) 选定35634/Q m s =,0.70v C =,并假定 3.5s v C C =,查附录II p K 值表,得出相应于不同频率P 的p K 值,列入表2中第(2)栏,p K 乘以Q 得相应的m pQ值,列入表2中第(3)栏。
将表2中第(1)、(3)两栏的对应数值点绘在频率格纸上。
(2)改变参数,重新配线。
根据第一次适线结果,均值和v C 不变,减小s C 值。
取2s v C C =,再查p K 值表,计算m p Q 值,将p mp K Q 、列于表2中第(4)、(5)栏,再次点绘理论频率曲线,发现理论频率曲线与经验点据配合较好,即作为最后采用的理论频率曲线。
表2洪峰流量理论频率曲线选配计算表频率第一次适线第二次适线5634,0.70, 3.5v s v Q C C C === 5634,0.70,3v s v Q C C C === p Kp W p K p W ⑴ ⑵ ⑶⑷ ⑸ 1 3.68 20733.1 3.56 20057.0 5 2.41 13577.9 2.40 13521.6 10 1.88 10591.9 1.90 10704.6 20 1.37 7718.6 1.41 7943.9 50 0.75 4225.5 0.78 4394.5 75 0.53 2986.0 0.50 2817.0 90 0.45 2535.3 0.39 2197.3 95 0.44 2479.0 0.36 2028.2 99 0.432422.60.341915.6(3)由表2查得P=1%对应的设计洪峰流量为320057/m p Q m s =。
二、时段设计洪量的推求 1. 最大1d 设计洪量(1)用独立样本法计算最大1d 洪量的经验频率,计算结果见表3。
表3 最大1d 洪量经验频率计算年份最大1d 洪量(m3/s)h序号 经验频率m(n=46年)P m 198411584012.131960 110300 2 4.26 1991 105420 3 6.38 1992 103110 4 8.51 1998 102150 5 10.64 1996 101220 6 12.77 1961 100020 7 14.89 1986 97810 8 17.02 1962 90110 9 19.15 1990 76840 10 21.28 1965 76216 11 23.40 1999 75300 12 25.53 1970 74230 13 27.66 1997 74102 14 29.79 1993 73450 15 31.91 2003 72340 16 34.04 1988 68500 17 36.17 1967 65600 18 38.30 1989 65420 19 40.43 1981 64520 20 42.55 1966 58340 21 44.68 2004 58010 22 46.81 1975 39950 23 48.94 2006 39480 24 51.06 1969 39000 25 53.19 1985 38830 26 55.32 1987 38650 27 57.45 1982 38500 28 59.57 1973 37932 29 61.70 1995 37920 30 63.83 2000 36890 31 65.96 1994 29400 32 68.09 2001 28960 33 70.21 1968 28560 34 72.34 1978 27856 35 74.47 1976 27450 36 76.60 1964 25200 37 78.72 1977 18430 38 80.85 1972 18250 39 82.98 1979 17580 40 85.11 2002 14260 41 87.23 1980 13420 42 89.36 1963 13048 43 91.49 1974 12350 44 93.622005 12042 45 95.74 197110264 46 97.87(2)点绘最大1d 洪量经验频率曲线,从经验频率曲线上读取3点W 5%=107400(m 3/s)h ,W 50%=50000(m 3/s)h ,W 95%=12500(m 3/s)h ,按三点法公式计算参数。