设计洪水与及设计水位推算课件.ppt

1、桥 涵 水 文Hydrology of Bridge and Culvert第四章设计洪水与设计水位推算第一节第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法有观测资料的设计洪水流量推算方法第二节第二节 根据洪水调查资料推算（略）根据洪水调查资料推算（略）第三节第三节 根据暴雨资料推算（略）根据暴雨资料推算（略）第四节第四节 小流域设计洪水小流域设计洪水第五节第五节 设计洪水位的推求设计洪水位的推求 对公路桥梁工程来说，在发生洪水时，必须对公路桥梁工程来说，在发生洪水时，必须保证桥梁能安全宣泄洪水，公路能畅通。因此，保证桥梁能安全宣泄洪水，公路能畅通。因此，在规划设计公路桥梁时，桥涵的孔径、桥梁的高在

2、规划设计公路桥梁时，桥涵的孔径、桥梁的高度、墩台基础的埋置深度、调治构造物的尺寸等，度、墩台基础的埋置深度、调治构造物的尺寸等，都应根据洪水的大小来设计。都应根据洪水的大小来设计。 本章主要任务在于确定桥梁基本尺寸本章主要任务在于确定桥梁基本尺寸(桥孔长桥孔长度、桥面标高、墩台埋深度、桥面标高、墩台埋深)所依据的桥位河段的所依据的桥位河段的水水文要素文要素，即在桥渡设计使用期内可能出现的控制，即在桥渡设计使用期内可能出现的控制洪峰流量洪峰流量(设计流量设计流量)及其相应的水位及其相应的水位(设计水位设计水位)。 设计洪水设计洪水：在道路桥涵规划、设计中所指定：在道路桥涵规划、设计中所指定的各种

3、设计标准的洪水。的各种设计标准的洪水。 设计水位：设计水位：在规定的桥涵设计洪水频率标准在规定的桥涵设计洪水频率标准下的水位加上根据河流具体情况，即考虑壅水高下的水位加上根据河流具体情况，即考虑壅水高度、浪高、水拱、河湾超高、凹岸超高、局部股度、浪高、水拱、河湾超高、凹岸超高、局部股流涌高和桥墩冲高等影响的高度后的水位。流涌高和桥墩冲高等影响的高度后的水位。桥涵工程依据：桥涵工程依据： 交通部颁布的交通部颁布的公路工程技术标准（JTJ B01-2003）公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002） 首先根据首先根据公路工程技术标准公路工程技术标准确定公路的确定公路的等级和桥梁的大小，然

4、后按照等级和桥梁的大小，然后按照公路工程水文勘公路工程水文勘测设计规范测设计规范，确定设计洪水频率（或重现期），确定设计洪水频率（或重现期），最后推求相应于该频率的设计流量，以及相应的最后推求相应于该频率的设计流量，以及相应的设计水位、设计流速和过水断面面积。设计水位、设计流速和过水断面面积。 桥梁涵洞分类桥梁涵洞分类桥涵桥涵分类分类公路桥涵公路桥涵多孔跨径总长多孔跨径总长L L/m/m单孔跨径单孔跨径 /m/m特大桥特大桥L L10001000150150大桥大桥100 100 L L 1000 100040 15040 150中桥中桥3030 L L1001002020 4040小桥小桥8

5、 8 L L30305 5 2020涵洞涵洞- - 5 5KLKLKLKLKLKL构造物构造物名名 称称 公公 路路 等等 级级 高速公路高速公路 一一 二二 三三 四四 特大桥特大桥 1/300 1/300 1/300 1/300 1/100 1/100 1/100 1/100 1/100 1/100 大中桥大中桥 1/100 1/100 1/100 1/100 1/100 1/100 1/ 50 1/ 50 1/ 50 1/ 50 小小 桥桥 1/100 1/100 1/100 1/100 1/ 50 1/ 50 1/ 25 1/ 25 1/ 25 1/ 25涵洞及小涵洞及小型排水构型排水

6、构造物造物 1/100 1/100 1/100 1/100 1/ 50 1/ 50 1/ 25 1/ 25按具体情按具体情况确定况确定 路路 基基 1/100 1/100 1/100 1/100 1/ 50 1/ 50 1/ 25 1/ 25按具体情按具体情况确定况确定公路桥涵设计洪水频率公路桥涵设计洪水频率注：二级公路的特大桥及三、四级公路的大桥，在水势猛急、河床易于冲刷的情况下，可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。铁路铁路等级等级 设计洪水频率设计洪水频率检算洪水频率检算洪水频率 桥梁桥梁 涵洞涵洞特大桥（或大桥）属于技术特大桥（或大桥）属于技术 复杂、修复困难者或重要者复杂、修复困难者或

7、重要者、 1/100 1/1001/501/501/3001/3001/501/50 1/50 1/501/1001/100 铁路桥涵设计洪水频率铁路桥涵设计洪水频率 设计标准越高（频率越小），设计洪水越大，设计标准越高（频率越小），设计洪水越大，设计的工程越安全，被洪水破坏的风险就越小，但设计的工程越安全，被洪水破坏的风险就越小，但工程的造价越高；反之，标准越低（频率越大），工程的造价越高；反之，标准越低（频率越大），工程耗资较少，但安全程度也相应降低，被破坏的工程耗资较少，但安全程度也相应降低，被破坏的风险就较大。风险就较大。设计洪水的计算途径设计洪水的计算途径1、由实测流量资料推求；、由

8、实测流量资料推求；2、由洪水调查资料推求；、由洪水调查资料推求；3、由暴雨资料推求。、由暴雨资料推求。 实际工作中，对重要的工程，为保证计算成果实际工作中，对重要的工程，为保证计算成果的可靠性，应根据水文资料的情况，采用多种途径的可靠性，应根据水文资料的情况，采用多种途径计算，相互比较，充分论证，合理采用。计算，相互比较，充分论证，合理采用。第一节第一节 有观测资料的设计有观测资料的设计洪水流量推算方法洪水流量推算方法一、资料的选样与审查一、资料的选样与审查水文资料：桥位断面实测年最大洪峰流量系列及若干次水文资料：桥位断面实测年最大洪峰流量系列及若干次历史调查洪水资料；实测水位历史调查洪水资料

9、；实测水位- -流量关系、水位流量关系、水位- -流速关流速关系、水位系、水位- -过水断面关系等。过水断面关系等。1 1、选样、选样年最大值法：年最大值法：组成容量为组成容量为n n的年最大洪峰流量系列，以的年最大洪峰流量系列，以及若干次历史调查洪水资料。及若干次历史调查洪水资料。年超大值法：年超大值法：观测年数较少时采用。观测年数较少时采用。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法一、资料的选样与审查一、资料的选样与审查2 2、审查、审查n资料可靠性：资料可靠性：资料的正确与否资料的正确与否n资料一致性：资料一致性：是指组成该系列的流量资料，都是在同是指组成该系列的流量资料，都是在同样的气

10、候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面条件样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面条件下获得的下获得的n资料代表性：资料代表性：是指该洪水样本的频率分布与其总体概是指该洪水样本的频率分布与其总体概率分布的接近程度率分布的接近程度n资料独立性：资料独立性：水文资料彼此无关水文资料彼此无关第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法一、资料的选样与审查一、资料的选样与审查3 3、资料的插补与延长、资料的插补与延长（1 1）寻找参证站：采用水文统计方法推算设计流量时，）寻找参证站：采用水文统计方法推算设计流量时，如桥位附近水文站流量观测资料的观测年限较短或有缺如桥位附近水文站流量观测资料的观测年限较

11、短或有缺失年份，则应尽量利用参证站失年份，则应尽量利用参证站( (上、下游或邻近流域内上、下游或邻近流域内的水文站的水文站) )的观测资料，进行插补和延长，来提高可靠的观测资料，进行插补和延长，来提高可靠性。性。（2 2）用暴雨资料插补洪峰资料）用暴雨资料插补洪峰资料 插补和延长年数不宜超过实测洪水流量的年数插补和延长年数不宜超过实测洪水流量的年数，并，并应结合气象和地理条件作合理性分析。应结合气象和地理条件作合理性分析。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法二、设计洪峰流量的推求二、设计洪峰流量的推求连序系列：连序系列：即从大到小排位，序号是顺位连续排列即从大到小排位，序号是顺位连续排列的

12、系列。如：实测系列的系列。如：实测系列不连序系列：不连序系列：特大洪水加入系列后称为不连序系列，特大洪水加入系列后称为不连序系列，即从大到小排位，序号不连续，其中一部分属于漏即从大到小排位，序号不连续，其中一部分属于漏项、缺项位，其经验频率和统计参数计算与连序系项、缺项位，其经验频率和统计参数计算与连序系列不同。列不同。 第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法二、设计洪峰流量的推求二、设计洪峰流量的推求（1）连序系列）连序系列选取样本，一般采用选取样本，一般采用“年最大值法年最大值法”选取样本；选取样本；绘制经验频率曲线；绘制经验频率曲线；用适线法绘制理论频率曲线，并选定三个统计参数；用适线

13、法绘制理论频率曲线，并选定三个统计参数；用选定的三个统计参数计算设计洪水频率相应的设计用选定的三个统计参数计算设计洪水频率相应的设计流量；流量；审查计算结果。参照统计参数的地区经验值，审查所审查计算结果。参照统计参数的地区经验值，审查所选定参数值，并用其他方法推算设计流量，进行对比。选定参数值，并用其他方法推算设计流量，进行对比。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法（2）不连序系列）不连序系列 在水文站观测年份内，如果河流发生特大洪水，相在水文站观测年份内，如果河流发生特大洪水，相应地就会出现特大值。通过洪水调查和文献考证，往往应地就会出现特大值。通过洪水调查和文献考证，往往也会获得特大值

14、。这些特大值与其它数值之间有显著的也会获得特大值。这些特大值与其它数值之间有显著的脱节现象，是不连续的。在统计计算中，不能把这些特脱节现象，是不连续的。在统计计算中，不能把这些特大值与其它数值等同看待，需要进行适当处理，即所谓大值与其它数值等同看待，需要进行适当处理，即所谓特大值的处理特大值的处理。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法a1 个大洪水a2 个大洪水n实测期N调查期或考证期T2 T1 a1+ a2=a个大洪水什么是特大洪水？ 至今人们对特大洪水还没有一个明确的量的定义。至今人们对特大洪水还没有一个明确的量的定义。在概率格纸上，它的频率点与一般洪水的频率点有明在概率格纸上，它的频

15、率点与一般洪水的频率点有明显的脱节、不连续现象。在历史洪水中、在实测洪水显的脱节、不连续现象。在历史洪水中、在实测洪水中都有可能出现特大洪水，需提出作单独处理。中都有可能出现特大洪水，需提出作单独处理。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法（2）不连序系列）不连序系列（2）不连序系列）不连序系列 为什么要进行特大值的处理？u通过特大值处理，可以延长系列资料，增强系列的代通过特大值处理，可以延长系列资料，增强系列的代表性，减少各参数值的抽样误差，从而提高计算成果的表性，减少各参数值的抽样误差，从而提高计算成果的稳定性和可靠性。稳定性和可靠性。u一般同时采用三种来源的资料：水文站观测资料、参一般

16、同时采用三种来源的资料：水文站观测资料、参证站插补和延长资料、调查洪水和文献考证资料。证站插补和延长资料、调查洪水和文献考证资料。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法1) 独立样本法此法是把包括历史洪水的长系列此法是把包括历史洪水的长系列(N(N年年) )和实测的短和实测的短系列系列(n(n年年) )看作是从总体中随机抽取的两个独立样本，看作是从总体中随机抽取的两个独立样本，各项洪峰值可在各自所在系列中排位。因为两个样本来各项洪峰值可在各自所在系列中排位。因为两个样本来自同一总体，符合同一概率分布，故适线时仍可把经验自同一总体，符合同一概率分布，故适线时仍可把经验点据绘在一起，共同适线。点

17、据绘在一起，共同适线。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法不连续系列的经验频率计算不连续系列的经验频率计算xP(%)1001221100%,=112 31MMaNaPMN TT特大洪水的经验频率， ， ，22100%1,mmamPnan一般洪+1，+的经验2,水频率第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法【例例】某站自某站自19301930年至年至19781978年有年有4949个年头的连续实测资料，个年头的连续实测资料，另外还调查到另外还调查到19031903年和年和19211921年两个历史洪水资料，另知三个年两个历史洪水资料，另知三个历史洪水流量的排序历史洪水流量的排序1921194

18、91903QQQ实测期实测期考证期（调查考证期（调查期）期）第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法解：解：(1)(1)取取19031903年到年到19781978年年N=76N=76年作为一个系列。年作为一个系列。 根据调查考证，认为在此期间不会遗漏大于等于根据调查考证，认为在此期间不会遗漏大于等于19031903年年的洪水流量。那么在的洪水流量。那么在7676年为首的三项的频率为：年为首的三项的频率为：(2)(2)另取另取19301930年年-1978-1978年年n=49n=49年作为一个系列，按大小排队，年作为一个系列，按大小排队，各项频率为：各项频率为： 对于两个系列中都有的对于两个

19、系列中都有的19491949年流量，一般来说选取时期年流量，一般来说选取时期较长的系列所推算的经验频率。较长的系列所推算的经验频率。,1 2 376 1mPm、,12.,4949 1mPm， ，第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法2）统一样本法：将实测系列和特大洪水系列共同组成一将实测系列和特大洪水系列共同组成一个不连续系列，在考证期个不连续系列，在考证期( (或调查期或调查期) )内统一进行排队。内统一进行排队。 (1)(1)若在实测系列若在实测系列n n年之内，有年之内，有 个特大洪水，而在系列个特大洪水，而在系列之外又调查到在之外又调查到在N N年中有年中有 个历史洪水，则在个历史洪

20、水，则在N N年中为年中为首的首的a a个特大洪水可以按大小顺序排个特大洪水可以按大小顺序排, , 然后按维泊尔公然后按维泊尔公式求频率。式求频率。(2)(2)实测系列中所余下的项只有实测系列中所余下的项只有 个，它们作为个，它们作为总体中抽出来的样本，是有条件的，属于条件抽样，其总体中抽出来的样本，是有条件的，属于条件抽样，其频率为：频率为：121,2,. ,1MMPMaaaaN其中22(1)111mmaaaPNNna1a2a2()na第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法一般洪水的经验频率为:xP(%)100PMa最后一项的经验频率：剩下Na 项的频率范围为：1- PMa ，而实际只知n

21、-a2 项。先将 n-a2项在 0-1 内计算经验频率： 1MaaPN222(0 1)1,manaman+1，12100%112 3,MMaMPNa，特大洪水的经验频，率，第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法xP(%)100PMa 然后按（ 1- PMa ）为比例缩小，并接到 PMa 之后，最后得： 22222(1)1(1)111,mMaMamaPPPnamaaaNNnaman+1，第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法解：解：(1) (1) 在实测系列在实测系列n=49n=49中有中有1 1个特大洪水个特大洪水在实测期以外，又调查得到两个历史洪水在实测期以外，又调查得到两个历史洪水所以

22、：所以： 在在N=76N=76年中的序位是年中的序位是M=1M=1，2 2，3 3有：有：(2)(2)而在实测资料的而在实测资料的4949年中，因抽出年中，因抽出19491949年的流量后，尚余年的流量后，尚余4848项，各项的经验频率为：项，各项的经验频率为：192119491903123,777777PPP192119491903QQQ、1949Q19211903QQ、2 13a 331(1),2,.,49777749 1 1mmPm 第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法两种方法的比较：两种方法的比较：第一种显得方便，但没有坚强的理论基础，有时会出现经第一种显得方便，但没有坚强的理论基

23、础，有时会出现经验频率分布重叠的不合理现象。验频率分布重叠的不合理现象。第二种方法理论基础强，但所第二种方法理论基础强，但所要求调查的特大洪水个数要要求调查的特大洪水个数要准确可靠准确可靠，而这一点在有些情况下是不易做到的。当有特，而这一点在有些情况下是不易做到的。当有特大洪水遗漏时，将导致错误的计算结果。大洪水遗漏时，将导致错误的计算结果。 以上两种估算频率的方法已为以上两种估算频率的方法已为水利电力工程设计洪水利电力工程设计洪水计算规范水计算规范SD 122-79SD 122-79所采用。所采用。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法不连续系列的统计参数计算不连续系列的统计参数计算假定：

24、假定：缺测年份中的各最大值的平均数与连续缺测年份中的各最大值的平均数与连续n n年内年内除特大值之外的其它最大值的平均数及均方差均相等。除特大值之外的其它最大值的平均数及均方差均相等。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法a2 个大洪水a1 个大洪水n实测期N调查期或考证期T2 T1 22N an aN an axx2211211,NnN aiin ai ai axxxxNana 2112Nniii ai aNaxxna N年系列的均值为：111aNNjiji axxxN 21121(3 86)anjiji aNaxxNna第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法N年系列的CV值为：由：由此

25、可证明：即：第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法222N an a222211211()()NnN an aiii ai axxxxNana 22211211()()NnNNiii ai axxxxNana 第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法222112()()NnNNiii ai aNaxxxxna 222211221121()() 11()() 1aNNNNjiji aanNNjiji axxxxNNaxxxxNna 22211211()() (3 87)1anNNNVNjiNNji aNaCxxxxNnaxx三、成果合理性检查及安全保证值三、成果合理性检查及安全保证值对水文计算

26、的结果，可按下述的途径进行合理性检查：对水文计算的结果，可按下述的途径进行合理性检查：1.1.从洪峰及其参数随时间变化关系上分析从洪峰及其参数随时间变化关系上分析2.2.从洪峰及其参数的地区分布规律分析从洪峰及其参数的地区分布规律分析3 3、设计洪峰流量与国内外或地区最大洪水记录对比、设计洪峰流量与国内外或地区最大洪水记录对比4 4、与暴雨计算成果比较、与暴雨计算成果比较第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法【例例3-163-16】 某河水文站实测年最大洪峰流量资料某河水文站实测年最大洪峰流量资料30 30 年，历史年，历史特大洪水特大洪水2 2年，调查考证期年，调查考证期N = 102 N

27、 = 102 年。试求年。试求200200年一遇的设计年一遇的设计洪峰流量。洪峰流量。1 1、计算经验频率，点绘经验点据、计算经验频率，点绘经验点据 独立样本法独立样本法 特大洪水：特大洪水：a1 = 2a1 = 2，N = 102N = 102 一般洪水：一般洪水：n =30n =30， a2 = 0 a2 = 0 统一样本法统一样本法计算结果见下表计算结果见下表 。第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法序号序号 洪峰洪峰 流量流量 独立样本法独立样本法 统一样本法统一样本法 序号序号 洪峰洪峰 流量流量 独立样本法独立样本法 统一样本法统一样本法 PM Pm PM Pm PM Pm PM

28、 Pm 25200.0100.010 15 4800.4840.494 22000.0190.019 16 4700.5160.525 1 14000.0320.050 17 4620.5480.557 2 12100.0650.083 18 4400.5810.589 3 9600.0970.114 19 3860.6130.620 4 9200.1290.146 20 3680.6450.652 5 8900.1610.177 21 3400.6770.683 6 8800.1940.209 22 3220.7100.716 7 7900.2260.241 23 3000.7420.747

29、 8 7840.2580.272 24 2880.7740.778 9 6700.2900.303 25 2620.8060.810 10 6500.3230.336 26 2400.8390.842 11 6380.3550.367 27 2200.8710.873 12 5900.3870.399 28 2000.9030.905 13 5200.4190.430 29 1860.9350.936 14 5100.4520.462 30 1600.9680.969 某河洪峰流量经验频率计算（a = 2）2 2、参数估计、参数估计 矩法矩法68. 0/5873 VCsmx调整参数，最后采用：

30、 适线法适线法初试取：初试取：第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法3587/0.68VxmsC3587/0.703VSVxmsCCC3587/0.803.5VSVxmsCCC3 3、求设计值、求设计值T = 200T = 200年，年，P = 0.5% P = 0.5% ，C CV V =0.80 =0.80，C CS S =3.5C =3.5CV V =2.8 =2.8 查表，得查表，得桥位断面设计流量桥位断面设计流量：4.84p第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法314.87 5872859/PvpxCxms第二节第二节 根据洪水调查资料推算根据洪水调查资料推算被调查人被调查人年年

31、 龄龄职职 业业居居 住住 地地其它被调查人其它被调查人胡胡 车车 60 放羊官放羊官巴离村巴离村 胡胡 优优记述：记述： 我是当地生人，今年我是当地生人，今年6060岁，一直生活在这里。我记得我岁，一直生活在这里。我记得我2121岁那年蛤蟆河发大水，水很大，我很害怕，水面在这儿也岁那年蛤蟆河发大水，水很大，我很害怕，水面在这儿也到我腰这麽深（就地量测：到我腰这麽深（就地量测：1.11.1米），我记得那年老王家狗米），我记得那年老王家狗剩取的媳妇，但大水两天就退了。这场水还不是最大的，我剩取的媳妇，但大水两天就退了。这场水还不是最大的，我4848岁那年水更大，大水到我家房檐了，全村的人都跑后山

32、上岁那年水更大，大水到我家房檐了，全村的人都跑后山上去了，我可以领你们到河边的山坡再看，这里水深有去了，我可以领你们到河边的山坡再看，这里水深有1.31.3米。米。我一生就遇上这两场大洪水，但我听老一辈人说民国初还发我一生就遇上这两场大洪水，但我听老一辈人说民国初还发生过一场洪水，听它们讲的情景要比这两次洪水大得多，听生过一场洪水，听它们讲的情景要比这两次洪水大得多，听说那次洪水后这个村子房子全没了，人也死了说那次洪水后这个村子房子全没了，人也死了200200多。多。证明人：它说后两次的我也经历了，民国初还发生过的那场证明人：它说后两次的我也经历了，民国初还发生过的那场洪水我听说也是这样。洪水

33、我听说也是这样。结论：结论：被调查人记忆清晰，且有其它事实佐证，旁证也被调查人记忆清晰，且有其它事实佐证，旁证也证实事实准确。证实事实准确。调查人调查人 张张 三三 证明人证明人 李李 四四 洪 水 调 查 表洪水编号：洪1调查时间：99.6.5第三节第三节 根据暴雨资料推算根据暴雨资料推算第四节第四节 小流域设计洪水小流域设计洪水（无观测、无考证、无调查）（无观测、无考证、无调查）0.278(4 12)PpnSQF1）1958年水利科学研究院水文研究所推理公式1.推理公式pS 设计频率为P的24小时设计雨力（mm/h）；汇流时间（h）；暴雨强度递减指数；nF流域面积（km）； 设计频率为P的

34、洪峰流量（m/s）；pQ洪峰径流系数；注意：暴雨推理公式中的参数和指数采用各地区编制的暴雨径流图表值。2）、径流简化公式式中， ：地貌系数；与流域面积、地形、主河道比降有关； h ：设计径流深，mm； Z ：植物截流和填洼损失量，mm； ：洪峰传播中变形对洪峰流量影响的折减系数； ：流域降雨不均匀影响洪峰流量的折减系数； ：湖泊、塘堰、小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数。034520()(4 11)PQhZF 2、地区经验公式式中，QP：设计频率为P的设计洪峰流量，m3/s； F ：集水面积，km2； n，C：经验指数和经验系数，随地区和频率而变，可查各省的水文手册或设计手册。(4 13)n

35、PQCF地区经验公式地区经验公式 1979 1979年，交通部公路规划设计院组织全国各省市交通厅年，交通部公路规划设计院组织全国各省市交通厅局利用局利用17851785个水文站点资料汇总分析，制定了个水文站点资料汇总分析，制定了我国公路大我国公路大中桥流量经验公式汇总报告中桥流量经验公式汇总报告。报告中把全国分为。报告中把全国分为111111个分个分区，制定了区，制定了（1 1）全国水文分区流量计算参数表）全国水文分区流量计算参数表（2 2）全国水文分区）全国水文分区CvCv值表值表（3 3）全国水文分区）全国水文分区Cs/CvCs/Cv经验关系表。经验关系表。n1、全国水文分区流量计算参数表

36、在此表中，给出了111个分区的三项资料：i)平均流量（年最大流量系列的均值）ii)频率P=2%的流量iii)Q1%/Q2%，根据此值，可由Q2%算出Q1%n2、全国水文分区Cv值表表中给出111个分区流域面积从100平方公里到5万平方公里范围内的Cv值，或者建议采用Cv等值线取值，其等值线可从相关水文手册获得。从表中Cv值可以看出，流域面积越大，Cv值越小。n3、全国水文分区Cs/Cv经验关系表nQCF,2%nQKF全国水文分区流量计算参数表计算方法：计算方法： 1.1.由全国水文分区流量计算参数表：由全国水文分区流量计算参数表：2.2.计算计算 查表查表 （表（表3-2-23-2-2） 查表

37、查表 （表（表3-2-33-2-3）2%nQKF1%2%QQ2%1%QQ、nQCFP曲线vC/svCC%PQ使用范围：使用范围：一般用于流域面积小于一般用于流域面积小于50 000k50 000k的中等流域的的中等流域的 桥位。桥位。使用方法：使用方法：首先在地图上勾绘出桥位以上的流域面积首先在地图上勾绘出桥位以上的流域面积F F，视，视 流域大部分在哪一个分区中，就可采用该分区流域大部分在哪一个分区中，就可采用该分区 公式。公式。第五节第五节 设计洪水位的推求设计洪水位的推求 设计流量往往是根据水文站观测资料或洪水调查资设计流量往往是根据水文站观测资料或洪水调查资料推算，其流量是根据水文站的

38、测流断面或桥位附近的料推算，其流量是根据水文站的测流断面或桥位附近的形态断面计算而得，与桥位断面通常是不重合的，因而形态断面计算而得，与桥位断面通常是不重合的，因而需要换算到桥位断面的流量或水位。需要换算到桥位断面的流量或水位。水文测站，形态断面距桥位断面很近，流域面积相差水文测站，形态断面距桥位断面很近，流域面积相差5%5%时，可以直接采用测站或形态断面处的设计流量，不用换时，可以直接采用测站或形态断面处的设计流量，不用换算。算。水文站或形态断面与桥位断面的流量相差小于水文站或形态断面与桥位断面的流量相差小于10%10%时，可时，可直接采用测站或形态断面处的设计流量，不必作换算。直接采用测站

39、或形态断面处的设计流量，不必作换算。当流域面积相差不超过当流域面积相差不超过20%20%，可按下式换算，可按下式换算: :1122()nAQQA321132220.5 0.70.7QAQAnnn、分析站的流量(m /s)和流域面积(km )；、参证站的流量(m /s)和流域面积(km )；经验指数，可根据已有的实测资料反求，或者一般大中河流采用，较小河流采用。当流域面积相差超过当流域面积相差超过20%20%，按上式计算的结果误差较大，按上式计算的结果误差较大，应结合实际情况，从多方面比较后确定。应结合实际情况，从多方面比较后确定。复习复习 第一章第一章 概述（了解）概述（了解）水文学？水文学？

40、桥涵水文学？桥涵水文学？桥与水的关系？桥与水的关系？桥涵水文学的研究内容及意义桥涵水文学的研究内容及意义第二章第二章 河川径流（理解）河川径流（理解）河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法河流形态与河流水情河流形态与河流水情河流的泥沙运动与河床演变河流的泥沙运动与河床演变复习复习第三章第三章 水文统计基本原理和方法（熟练掌握）水文统计基本原理和方法（熟练掌握）水文经验频率曲线水文经验频率曲线水文理论频率曲线水文理论频率曲线水文频率计算适线法水文频率计算适线法复习复习第四章第四章 设计洪水与设计水位推算（熟练掌握）设计洪水与设计水位推算（熟练掌握）有观测资料

41、的设计洪水流量推算方法有观测资料的设计洪水流量推算方法小流域设计洪水（缺少或无观测资料）小流域设计洪水（缺少或无观测资料）例例 ： 某桥位附近有水文站，能搜集到某桥位附近有水文站，能搜集到2020年连续的流量观测资料，通过洪年连续的流量观测资料，通过洪水文献考证知，从水文献考证知，从17841784年至年至19821982年期间，曾有年期间，曾有8 8年发生过较大洪水。其中：年发生过较大洪水。其中：18801880年、年、19481948年和年和19551955年能调查到历史洪水位，可推算得洪水流量；年能调查到历史洪水位，可推算得洪水流量；19751975年在实测期内，有实测资料；其余年在实测

42、期内，有实测资料；其余4 4年未能获得流量资料，只知年未能获得流量资料，只知17841784年洪水年洪水大于大于18801880年，另年，另3 3年洪水均小于年洪水均小于19481948年，试求洪水流量年，试求洪水流量Q Q1%1%。 关键词：考证期、调查期、实测期、经验频率、经验频率曲线、理论频率关键词：考证期、调查期、实测期、经验频率、经验频率曲线、理论频率曲线曲线 重点参数和公式：重点参数和公式：Q Q、C CV V、C CS S、 P P 曲线和公式曲线和公式 Q QP%P% = Q(1+ = Q(1+ P PC CV V) ) 解：解： 1 1，经验频率分析方法：，经验频率分析方法：

43、 （1 1）独立样本法：可分为）独立样本法：可分为3 3个独立系列：个独立系列：1) 1) 考证期（考证期（17841784年年19821982年）年）N N2 2为为199199年，年，17841784年洪水频率为：年洪水频率为：P P1 1/(N+1)= 1/200 = 0.5%/(N+1)= 1/200 = 0.5%；2)2)调查期（调查期（18801880年年19821982年）年）N N1 1为为103103年，包括年，包括18801880年、年、19481948年、年、19551955年和年和19751975年（在实测期内）年（在实测期内）4 4个特大值。频率分别为：个特大值。频率

44、分别为：P=P=M M/(103+1),/(103+1),M M取取1 1、2 2、3 3、4 4。3)3)实测期（实测期（19631963年年19821982年）年）n n为为2020年，频率为：年，频率为：P=m/(n+1),mP=m/(n+1),m取取1 1、2 2、3 3、2020，其中，其中19751975年为特大洪水，则年为特大洪水，则a2a2=1=1。 （2 2）统一样本法：在考证期内）统一样本法：在考证期内199199年中各流量统一排位：年中各流量统一排位：考证期：考证期：N N199199年，年，,M,M=1,1784=1,1784年的流量年的流量, , 调查期调查期: n

45、=103: n =103年，年，a a1 14 4，包括，包括18801880年、年、19481948年、年、19551955年和年和19751975年年 的特大洪水。的特大洪水。a2a21 1，即，即19751975年洪水。年洪水。实测期：实测期：n=20n=20年，包括特大值年，包括特大值19751975年流量，应在调查期内按特大值排位。水文年流量，应在调查期内按特大值排位。水文 站观测资料只有站观测资料只有2020年，年限较短，代表性不强，年，年限较短，代表性不强， 采用第二种方法的计算结果。采用第二种方法的计算结果。195519751948188017841963实测期n = 20调查

46、期N1=103考证期N2=199按年份顺序排列按年份顺序排列按流量大小排列按流量大小排列经验频率经验频率 P P（）（）经验频率经验频率 P P（）（）方法二方法二经验频率经验频率 P P（）（）采用值采用值年份年份流量流量(m(m/s)/s)年份年份流量流量(m(m/s)/s)方法一方法一178417843800380017841784380038000.500.500.500.500.50.5188018803800380018801880380038001.001.000.960.961.001.001.01.0194819483350335019551955355035501.921.

47、921.961.962.02.0195519553350335019751975347034702.882.884.764.762.922.922.92.9196319632570257019481948335033503.853.853.883.883.93.9196419643025302519641964302530259.529.528.698.698.78.71965196517501750197019702805280514.2914.2913.4913.4913.513.51966196616001600196319632570257019.0519.0518.3018.3018

48、.318.31967196714901490196819682270227023.8123.8123.1023.1023.123.11968196822702270197419741960196028.5728.5727.9127.9127.927.91969196912801280197919791840184033.3333.3332.7232.7232.732.71970197028502850196519651750175038.1038.1037.5237.5237.537.5经 验 频 率 计 算 表1971197116801680197219721710171042.8642.8

49、642.3342.3342.342.31972197217101710197119711680168047.6247.6247.1347.1347.147.11973197315801580196619661600160052.3852.3851.9451.9451.951.91974197419601960197319731580158057.1457.1456.7556.7556.756.71975197534703470197819781550155061.9061.9061.5561.5561.661.61976197611001100198119811510151066.6766.6

50、766.3666.3666.466.41977197713101310196719671490149071.4371.4371.1671.1671.271.21978197815501550198219821460146076.1976.1975.9775.9776.076.01979197918401840197719771310131080.9580.9580.8780.8780.880.819801980840840196919691280128085.7185.7185.5885.5885.685.61981198115101510197619761100110090.4890.489