依据暴雨资料推算设计洪水的方法课件.ppt

1、1 概述 2 设计暴雨的计算 3 由设计暴雨推求设计洪水 4 可能最大暴雨及可能最大洪水的估算 适用条件：适用条件：（1）流量资料不足；）流量资料不足；（2）径流系列的一致性受到破坏；）径流系列的一致性受到破坏；（3）与其它方法推求设计洪水结果相互验证。）与其它方法推求设计洪水结果相互验证。计算程序：计算程序：（1）推求设计雨量；）推求设计雨量；（2）拟定设计暴雨过程；）拟定设计暴雨过程；（3）由设计暴雨推求设计洪水）由设计暴雨推求设计洪水 1 概述 一、设计雨量一、设计雨量 有充分长度面雨量资料：流域点雨量资有充分长度面雨量资料：流域点雨量资料充分并可以推求足够长度的流域面平均雨量料充分并可

2、以推求足够长度的流域面平均雨量系列。系列。有充分长度点雨量资料：少数点雨量资料有充分长度点雨量资料：少数点雨量资料系列较长，但无法推求足够长度流域面平均雨系列较长，但无法推求足够长度流域面平均雨量系列。量系列。点雨量资料缺乏或不足：点雨量资料长点雨量资料缺乏或不足：点雨量资料长度不足以点绘点雨量频率曲线。度不足以点绘点雨量频率曲线。2 设计暴雨的计算流域具有充流域具有充 分雨量资料分雨量资料流域具有流域具有 点雨量资料点雨量资料流域点雨量资料流域点雨量资料 不足或缺乏不足或缺乏计算流域计算流域 面平均雨量面平均雨量统计各时段统计各时段 最大面雨量最大面雨量流域雨量流域雨量 点面关系点面关系内插

3、并统计流域中心内插并统计流域中心 时段最大点雨量时段最大点雨量流域各时段设计面雨量流域各时段设计面雨量根据区域综合资料根据区域综合资料 流域中心雨量统计参数流域中心雨量统计参数 mx、Cv、Cs查算流域中心查算流域中心 设计时段点雨量设计时段点雨量点绘流域中心点绘流域中心 点雨量频率曲线点雨量频率曲线点绘时段面雨量点绘时段面雨量频率曲线频率曲线计算流域中心计算流域中心 设计时段点雨量设计时段点雨量地区综合地区综合 动点动面关系动点动面关系三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图三种资料条件下推求流域设计面雨量计算框图二、设计暴雨过程拟定二、设计暴雨过程拟定 1、选择典型暴雨过程的原则、选择典型

4、暴雨过程的原则 （1）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，）暴雨强度高、降水总量大（接近设计条件，放大后变形小）；放大后变形小）；（2）降雨过程有足够的代表性（易出现）；）降雨过程有足够的代表性（易出现）；（3）主雨峰偏后（对工程不利）主雨峰偏后（对工程不利）2、放大方法、放大方法 （1）同频率法（常用）；）同频率法（常用）；（2）同倍比法）同倍比法3、由设计暴雨推求设计洪水、由设计暴雨推求设计洪水 （一）设计净雨（一）设计净雨 1、产流方案制定、产流方案制定 （1）有一定的流量资料：直接流域制定产）有一定的流量资料：直接流域制定产流方案（分析外延的其合理性）流方案（分析外延的其合理性）（2

5、）缺乏流量资料：移用相邻相似流域产）缺乏流量资料：移用相邻相似流域产流方案流方案（进行必要的修正和可行性论证）（进行必要的修正和可行性论证）2 2、设计、设计P Pa a 的推求的推求 扩展暴雨法；扩展暴雨法；同频率法；同频率法；分析法；分析法；典型暴雨法。典型暴雨法。扩展暴雨法：扩展暴雨法：在统计暴雨资料时在统计暴雨资料时,加长统计加长统计时段以包括前期降雨。例如根据设计需要只统时段以包括前期降雨。例如根据设计需要只统计计7天暴雨天暴雨,但由于要计算但由于要计算Pa,就得在就得在7天暴雨前天暴雨前增添增添30天统计时段天统计时段,得出得出37天的设计暴雨过程天的设计暴雨过程,其中最后其中最后

6、7天核心暴雨是用来计算设计洪水的天核心暴雨是用来计算设计洪水的,前前30天的雨量仅用于计算设计天的雨量仅用于计算设计Pa。同频率法：同频率法：同时进行同时进行和和两种系列的频率两种系列的频率计算，由设计频率的计算，由设计频率的值减去同一值减去同一频率的频率的 值值,差额作为所求的设计差额作为所求的设计值：值：（）。分析法：分析法：根据流域水文气象和地理根据流域水文气象和地理特性、设计条件、经验分析或查手册得出特性、设计条件、经验分析或查手册得出设计设计Pa。在湿润地区，当设计标准较高。在湿润地区，当设计标准较高时，可取时，可取PaIm。典型暴雨法：典型暴雨法：如果所采用的实际典型如果所采用的实

7、际典型年降雨量的频率接近设计频率，可以采年降雨量的频率接近设计频率，可以采用实际前期降雨作为计算设计用实际前期降雨作为计算设计Pa的依据。的依据。（二）由设计净雨推求设计洪水（二）由设计净雨推求设计洪水 有流量资料：单位线法（注意分析外有流量资料：单位线法（注意分析外延的可靠性）延的可靠性）无流量资料：地区综合单位线法无流量资料：地区综合单位线法【算例【算例】某流域某流域F4200km2，推求百年一，推求百年一遇设计洪水。流域具有遇设计洪水。流域具有19591962四年流量四年流量资料和资料和19501979三十年面雨量资料。三十年面雨量资料。1、设计暴雨计算、设计暴雨计算（1）设计暴雨统计时

8、段：根据工程要求选择）设计暴雨统计时段：根据工程要求选择为为1、3、7天；天；（2）设计雨量：雨量频率计算得）设计雨量：雨量频率计算得 P1p108.0mm；P3p182.0mm；P7p270.0mm（3）典型雨量：选择）典型雨量：选择1955年一次暴雨过程，年一次暴雨过程，计算典型雨量计算典型雨量 P1D63.2mm；P3D108.5mm；P7D148.6mm（4）计算同频率放大倍比）计算同频率放大倍比 71.12.631081K63.12.635.1081081823K20.25.1086.1481822707K表表 43 设设计计暴暴雨雨过过程程 日日次次 1 2 3 4 5 6 7 典

9、典型型暴暴雨雨 13.8 6.1 20.0 0.2 0.9 63.2 44.4 放放大大倍倍比比 2.20 2.20 2.20 2.20 1.63 1.71 1.63 设设计计暴暴雨雨 30.4 13.4 44.0 0.4 1.5 108.0 72.4 （5）同频率法推求得设计暴雨过程）同频率法推求得设计暴雨过程0204060801001201234567典型暴雨设计暴雨同频率法推求得设计暴雨过程同频率法推求得设计暴雨过程2、设计净雨推求、设计净雨推求（1）绘制降雨径流相关图）绘制降雨径流相关图，产流参数：产流参数：Em8.0mm；Im100mm；（2）分析稳定入渗率：）分析稳定入渗率：fc1

10、2mm/d；（3）土壤含水量：）土壤含水量：Pa,0100mm；Pa,t+10.92PatPtRt 表表 44 设设计计净净雨雨过过程程 日日 1 2 3 4 5 6 7 合合计计 P 30.4 13.4 44.0 0.4 1.5 108.0 72.4 270.1 Pa 100 100 100 100 92.4 86.5 100 h 22.4 5.4 36.0 0 0 87.6 64.4 215.8 hg 12.0 5.4 12.0 0 0 12.0 12.0 53.4 hs 10.4 0 24.0 0 0 75.6 52.4 162.4 （4）由降雨径流相关图查算设计净雨过）由降雨径流相关图

11、查算设计净雨过程程；(5）划分地表、地下净雨）划分地表、地下净雨过程过程0204060801001201234567设计暴雨设计净雨地下净雨地表净雨地表、地下净雨推求地表、地下净雨推求3、推求设计洪水过程、推求设计洪水过程（1）分析单位线，由地表净雨推求地表径流）分析单位线，由地表净雨推求地表径流过程过程Qs；（2）地下径流过程简化为等腰三角形，峰）地下径流过程简化为等腰三角形，峰位于地表径流停止点。由地下净雨推求地位于地表径流停止点。由地下净雨推求地下径流过程下径流过程Qg；（3）地表径流与地下径流相加，得设计洪）地表径流与地下径流相加，得设计洪水过程线水过程线Qp。表表 45 设设计计洪洪

12、水水过过程程线线 Q(m/3s)日日 时时 hs(mm)q(m/3s)10.4 24.0 75.6 52.4 Qs(m3/s)Qg(m3/s)Q(m3/s)1 8 0 0 0 0 2 8 10.4 220 229 229 21 250 3 8 0 170 177 0 177 43 220 4 8 24.0 70 72.8 528 601 64 665 5 8 0 22 22.9 408 431 86 517 6 8 0 0 0 168 0 168 107 275 7 8 75.6 52.8 1663 0 1716 129 1845 8 8 52.4 0 1285 1153 2438 150 2

13、588 9 8 529 891 1420 172 1592 10 8 166 367 533 193 726 11 8 0 115 115 215 330 12 8 0 0 236 236 13 8 215 215 14 8 193 193 15 8 172 172 16 8 150 150 17 8 129 129 23686402112100042004.53gQQgii 236/11 i 21.45050010001500200025003000123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23地表径流地下径流总径流推求设计洪水过程线推

14、求设计洪水过程线4 可能最大暴雨及可能最大洪水的估算 在现代气候条件下在现代气候条件下,一个地区或一个特一个地区或一个特定流域定流域 ,从物理成因上说从物理成因上说,一定时段内有其一定时段内有其可能最大雨量可能最大雨量,称为可能最大降水称为可能最大降水,用用 PMP PMP 表示表示 ,即即Probable Maximum Probable Maximum PrecipitationPrecipitation。可能最大降水所形成的洪。可能最大降水所形成的洪水称为可能最大洪水水称为可能最大洪水,用用PMFPMF表示表示,即即Probable Maximum FloodProbable Maxim

15、um Flood。目前目前,用水文气象法推求用水文气象法推求PMPPMP的基本的基本思路是对典型暴雨进行极大化推求思路是对典型暴雨进行极大化推求PMPPMP。选择典型暴雨时，应注意选择强度大、选择典型暴雨时，应注意选择强度大、历时长、暴雨时空分布对流域产生洪水历时长、暴雨时空分布对流域产生洪水峰、量及过程线均恶劣的暴雨典型。峰、量及过程线均恶劣的暴雨典型。表示区域内一定历时、一定面积表示区域内一定历时、一定面积PMPPMP地地理变化的等值线图称为理变化的等值线图称为PMPPMP等值线图。等值线图。PMPPMP等等值线图的绘制是利用前述推求值线图的绘制是利用前述推求PMPPMP的计算方的计算方法

16、计算选定地点的法计算选定地点的PMPPMP值，经过时值，经过时-面面-深、深、地区等项修匀，再勾绘成等值线图。一般仅地区等项修匀，再勾绘成等值线图。一般仅绘制绘制24h PMP24h PMP等值线图等值线图,然后利用长短历时暴然后利用长短历时暴雨关系、点面关系推求其它历时、面积的雨关系、点面关系推求其它历时、面积的PMPPMP值。值。本章小结：（1 1）熟练掌握降雨径流相关法，初损后损法产流）熟练掌握降雨径流相关法，初损后损法产流方案的建立，及有关参数计算。方案的建立，及有关参数计算。掌握不同资料下设计洪水的推求方法，掌握设计掌握不同资料下设计洪水的推求方法，掌握设计条件下应用，产、汇流方案。条件下应用，产、汇流方案。（2 2）在深刻理解单位线定义及其基本概念的基础）在深刻理解单位线定义及其基本概念的基础上，熟练地分上，熟练地分 析单位线和由拟定的单位线推流。析单位线和由拟定的单位线推流。（3 3）了解）了解“蓄满产流蓄满产流”“”“超流产流超流产流”两种模式，两种模式，了解河流时线的汇流概念，瞬时单位线概念；要了解河流时线的汇流概念，瞬时单位线概念；要了解为什么要采用暴雨资料推求设计洪水，了解为什么要采用暴雨资料推求设计洪水，（4 4）重点难点：产、汇流方案的建立及应用）重点难点：产、汇流方案的建立及应用