根据暴雨推求设计洪水课件.ppt

1、第九章第九章 由暴雨资料推求设计洪水由暴雨资料推求设计洪水研究目的：研究目的：（1 1）为什么要采用由暴雨资料推求设计洪水）为什么要采用由暴雨资料推求设计洪水（2 2）不同资料情况下设计暴雨的计算方法）不同资料情况下设计暴雨的计算方法（3 3）设计条件下将设计暴雨转化为设计净雨的方法）设计条件下将设计暴雨转化为设计净雨的方法（4 4）选择适合设计要求的汇流方案进而求出设计洪水的计算方法）选择适合设计要求的汇流方案进而求出设计洪水的计算方法重点内容：重点内容：（1 1）资料充分、不充分时如何推求设计暴雨）资料充分、不充分时如何推求设计暴雨（2 2）如何根据产汇流知识，将设计暴雨转化为设计洪水）如

2、何根据产汇流知识，将设计暴雨转化为设计洪水第一节第一节 概述概述 二二.主要内容主要内容1.1.推求设计暴雨推求设计暴雨：频率分析法频率分析法推求不同历时指定频率的推求不同历时指定频率的设计雨量，设计雨量，典型放大法典型放大法推求设计暴雨过程。推求设计暴雨过程。2.2.推求设计净雨推求设计净雨：拟定：拟定产流方案产流方案，成因分析法成因分析法推求设计推求设计净雨。净雨。3.3.推求设计洪水推求设计洪水：拟定：拟定汇流方案汇流方案，对设计净雨进行，对设计净雨进行汇流汇流计算计算。频率计算频率计算产流计算产流计算汇流计算汇流计算三三.基本假定基本假定基本假定基本假定：暴雨与洪水同频率暴雨与洪水同频

3、率一些研究成果表明，对于比较大的洪水，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大体上可以认为，某一频率的暴雨将形成同一频率的洪水频率的洪水，因此因此规范规范规定：规定：设计暴雨即是与设计暴雨即是与设计洪水同频率的暴雨设计洪水同频率的暴雨。四四.计算方法计算方法根据资料条件不同，选择相应计算方法：根据资料条件不同，选择相应计算方法：（1 1）暴雨资料）暴雨资料充分充分时时面暴雨计算面暴雨计算（2 2）暴雨资料）暴雨资料不足不足时时点暴雨计算、点面转换点暴雨计算、点面转换（3 3）暴雨资料）暴雨资料缺乏缺乏时时推理公式法推理公式法资料条件：资料条件：流域上雨量站

4、较多，分布均匀，且具有较长同流域上雨量站较多，分布均匀，且具有较长同 期观测资料，足以计算长系列的流域平均雨量（称期观测资料，足以计算长系列的流域平均雨量（称面面雨量雨量）时，就可直接选取每年指定统计时段的最大暴）时，就可直接选取每年指定统计时段的最大暴雨量，进行频率计算求得设计暴雨量。雨量，进行频率计算求得设计暴雨量。计算方法：计算方法：目前我国暴雨量频率计算的方法、线型、经验目前我国暴雨量频率计算的方法、线型、经验频率公式、特大暴雨处理等频率公式、特大暴雨处理等与洪水频率计算相同与洪水频率计算相同。第二节第二节暴雨资料充分时设计暴雨推求暴雨资料充分时设计暴雨推求思路：思路：资料资料收集与审

5、查收集与审查选样选样 每年各历时最大面雨量每年各历时最大面雨量系列系列频率计算频率计算 各种历时面暴雨量理论频率曲各种历时面暴雨量理论频率曲线线设计频率设计频率 各种历时的设计面雨量各种历时的设计面雨量几点说明：几点说明：1 1、资料收集、资料收集：水文年鉴、水文数据库、暴雨图集等：水文年鉴、水文数据库、暴雨图集等2 2、资料审查、资料审查：“三性三性”审查审查3 3、系列选样、系列选样：年最大值法独立选取年最大值法独立选取，固定时段一般取，固定时段一般取一、一、设计面暴雨量的计算设计面暴雨量的计算示例示例几点说明：几点说明：4 4、资料插补延长、资料插补延长：选择：选择参证站参证站作相关展延

6、，如作相关展延，如P P参参P P5 5、特大暴雨处理、特大暴雨处理：流域内，通过：流域内，通过历史洪水调查历史洪水调查确定确定流域外，流域外，移植移植6 6、成果合理性分析、成果合理性分析：（1 1）各种历时频率曲线在综合图上）各种历时频率曲线在综合图上不应相交不应相交（2 2）历时越长，均值越大，历时越长，均值越大，CvCv越小越小（3 3）统计参数应与地区影响参数变化相协调）统计参数应与地区影响参数变化相协调（4 4）与实测或临近地区特大暴雨比较）与实测或临近地区特大暴雨比较典型暴雨选择原则典型暴雨选择原则：（各年面雨量过程中选取）（各年面雨量过程中选取）（1 1）可能可能（代表性）：雨

7、量接近设计值（代表性）：雨量接近设计值雨型出现几率大雨型出现几率大（2）不利不利：雨量比较集中、主雨峰比较靠后：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）为了简便，也可选择单站暴雨过程放大方法：放大方法：同频率控制放大法。同频率控制放大法。二、二、设计面暴雨过程的推求设计面暴雨过程的推求三、算例三、算例第三节第三节暴雨资料不足时设计暴雨推求暴雨资料不足时设计暴雨推求1 1、第一种情况、第一种情况 如果流域中心附近有一个如果流域中心附近有一个具有长期雨量资料具有长期雨量资料的测站，的测站，那么可依据该站点资料进行那么可依据该站点资料进行频率计算频率计算，求得各种历时的，求

8、得各种历时的设设计点雨量计点雨量。2 2、第二种情况、第二种情况如果流域上如果流域上完全没有长系列雨量资料完全没有长系列雨量资料，则查各省水文，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。点雨量。一、设计点雨量计算一、设计点雨量计算思路：思路：流域面积很小时，可近似将流域中心设计点雨量作流域面积很小时，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，需研究点为流域设计面雨量；对于较大面积流域，需研究点雨量

9、与面雨量之间的关系（称雨量与面雨量之间的关系（称暴雨点面关系暴雨点面关系），进），进而将设计点雨量转化为设计面雨量。而将设计点雨量转化为设计面雨量。暴雨点面关系种类：暴雨点面关系种类：定点定面关系；动点动面关系。定点定面关系；动点动面关系。转换公式：转换公式：P P面面,T,T=P P点点,T,T二、设计面雨量的推求二、设计面雨量的推求含义：含义：流域中心点雨量与面雨量的关系流域中心点雨量与面雨量的关系点面系数：点面系数：=P P面面,T,T/P P点点,T ,T 平均平均地区综合：地区综合：一个水文分区中各流一个水文分区中各流域的点面关系域的点面关系综合综合为定点定为定点定面关系面关系a a

10、 T T F F。应用：应用：可在相当大地区内使用可在相当大地区内使用1 1、定点定面关系、定点定面关系(0.92)(0.92)P=0.92P=0.92*300=276300=276流域面积流域面积含义：含义：暴雨中心点雨量与各等雨量线包围面积上的面雨量暴雨中心点雨量与各等雨量线包围面积上的面雨量间的关系间的关系点面系数：点面系数：=P PF,TF,T/P P雨心点雨心点,T,T（应用时作为定点应用时作为定点使用使用）地区综合：地区综合：形式上与定点定面关系图完全相同，但纵横坐形式上与定点定面关系图完全相同，但纵横坐标含义却有实质性区别。标含义却有实质性区别。假定假定：(1)(1)设计暴雨中心

11、一定发生在流域中心设计暴雨中心一定发生在流域中心 (2)(2)设计暴雨的点面关系符合平均的点面关系设计暴雨的点面关系符合平均的点面关系 (3)(3)流域周界与设计暴雨的某一等雨量线相重合流域周界与设计暴雨的某一等雨量线相重合2 2、动点动面关系、动点动面关系典型过程选择：典型过程选择：(1)(1)点雨量典型点雨量典型（有长期观测资料的单站中选取）（有长期观测资料的单站中选取）(2)(2)概化的综合雨型概化的综合雨型（多次大暴雨的综合）（多次大暴雨的综合）放大方法：放大方法：典型暴雨过程典型暴雨过程同频率控制放大同频率控制放大三、设计暴雨过程的确定三、设计暴雨过程的确定算例一：算例一：【例例】鱼

12、龙溪流域位于某省第二水文分区，试推求鱼龙溪流域位于某省第二水文分区，试推求p=1%p=1%的的设计暴雨过程。设计暴雨过程。解：解：计算计算1 1、6 6、24h24h流域设计雨量，內插出流域设计雨量，內插出3h3h雨量雨量算例二算例二（101.2101.265.465.4）*38/10038/100第六节由第六节由设计暴雨推求设计洪水设计暴雨推求设计洪水一、由设计暴雨推求设计净雨一、由设计暴雨推求设计净雨 设计暴雨扣除相应的损失，即得设计净雨。设计暴雨扣除相应的损失，即得设计净雨。1 1、拟定设计流域的产流计算方案、拟定设计流域的产流计算方案 设计流域到底应选择什么样的产流计算方法，应根据设计

13、流域到底应选择什么样的产流计算方法，应根据本流域特点、资料情况、过去经验和设计上的要求等进行本流域特点、资料情况、过去经验和设计上的要求等进行综合考虑。综合考虑。l有暴雨径流资料时：径流系数法、有暴雨径流资料时：径流系数法、降雨径流相关图法降雨径流相关图法、初初损后损法损后损法等。等。l缺乏暴雨径流资料时：采用省水文手册等缺乏暴雨径流资料时：采用省水文手册等规定的方法。规定的方法。2 2、确定设计暴雨的前期影响雨量、确定设计暴雨的前期影响雨量P Pa,pa,p统计年最大暴雨量统计年最大暴雨量P P时，同时计算时，同时计算PaPa，并求出，并求出(P+Pa)(P+Pa)；对对P P和和（P+Pa

14、P+Pa）两个系列，分别进行两个系列，分别进行频率频率计算，由前者求得计算，由前者求得设计暴雨量设计暴雨量P Pp p，由后者求得同频率的，由后者求得同频率的(P+Pa)(P+Pa)p p。（P PP Pa a）P PP PP PPP+Pa 根据根据Pa,pPa,p和拟定的产流计算方案，便可由设计和拟定的产流计算方案，便可由设计暴雨过程推求设计净雨过程。暴雨过程推求设计净雨过程。3 3、推求设计净雨过程、推求设计净雨过程二、由设计净雨推求设计洪水二、由设计净雨推求设计洪水 1.1.拟定地面汇流计算方案。一般采用时段单位线法。拟定地面汇流计算方案。一般采用时段单位线法。2.2.按地面汇流方案，将

15、地面净雨转化为地面径流过程按地面汇流方案，将地面净雨转化为地面径流过程 3.3.选定地下汇流计算方案，确定地下径流过程。选定地下汇流计算方案，确定地下径流过程。4.4.将地面、地下径流叠加，即得设计洪水过程。将地面、地下径流叠加，即得设计洪水过程。地面、地下汇流计算方案地面、地下汇流计算方案地面汇流方案：地面汇流方案：有雨洪资料时有雨洪资料时：等流时线法、时段单位线法、瞬时：等流时线法、时段单位线法、瞬时单位线法等。单位线法等。雨洪资料缺乏时雨洪资料缺乏时：综合单位线法、推理公式法、地区：综合单位线法、推理公式法、地区经验公式法等。经验公式法等。地下汇流方案：地下汇流方案：对于设计洪水而言，地

16、面径流是主体，地对于设计洪水而言，地面径流是主体，地下径流相对很小，常常按经验取大洪水的基流作为设下径流相对很小，常常按经验取大洪水的基流作为设计洪水的地下径流，或其它计洪水的地下径流，或其它简化计算方法简化计算方法。算例算例时段时段（t=12ht=12h）123456合合计计设计暴雨设计暴雨P Pi i（mmmm）10155508040200P+Pa(mm)P+Pa(mm)90105160160240280累积净雨累积净雨（mmmm）4135050110140设计净雨设计净雨R Rs,is,i(mm)(mm)493706030140一、设计暴雨及设计净雨推求（一、设计暴雨及设计净雨推求（P1

17、70）二、推求设计洪水过程线二、推求设计洪水过程线本章小结本章小结课堂讨论课堂讨论1 1、暴雨动点动面关系是指、暴雨动点动面关系是指 。A A流域中心点雨量与流域平均雨量之间的关系；流域中心点雨量与流域平均雨量之间的关系；B B各站雨量与流域平均雨量之间的关系；各站雨量与流域平均雨量之间的关系；C C暴雨中心点雨量与相应的面雨量之间的关系；暴雨中心点雨量与相应的面雨量之间的关系；D D暴雨与其相应洪水之间的相关关系。暴雨与其相应洪水之间的相关关系。2 2、由暴雨资料推求设计洪水的基本假定是、由暴雨资料推求设计洪水的基本假定是。3 3、推求设计暴雨过程时，典型暴雨过程的放大计算一般采、推求设计暴雨过程时，典型暴雨过程的放大计算一般采用用 法。法。4 4、由暴雨资料推求设计洪水，主要包括哪些计算环节？、由暴雨资料推求设计洪水，主要包括哪些计算环节？课堂作业课堂作业简述由暴雨资料推求设计洪水的简述由暴雨资料推求设计洪水的基本思路和方法。基本思路和方法。