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案例一水文统计频率曲线图

案例一 水文统计频率曲线图某站有24年的实测年径流量资料,见表1,使用目估线推求年径流量平率曲线(1)经验频率计算①将原始资料填入表2,并且将原始资料按从小到大的排序也填入表2中。

②用公式100%1m Pn 计算经验频率,并将其列入表2中,并将x 和p 对应的点绘制在频率格纸上(图1),本案例分析中n=24.③计算序列的多年平均流量ni 1()/366.395i X x n平 (m 3/s)④计算各项的模比系数按供公式ilx K x 平计算,并计入表2中,其总和应等于n 。

⑤计算各项(K i -1),列入表2中,其总和应为零。

⑥计算(K i -1)2,并列入表2中,可以求C v,,i 1(1)(K 1)0.261i i vK C n⑦计算(K i -1)3,并列入表2中,可求C s ,1(1)^30.05(3)^3ni i sv k C n C如下表2. KiKi-1(2)频率格纸绘制及适线根据表2计算出来的 Cv =0.28,Cs的经验取值为2.5Cv,查《工程水文》教材的附表3根据两次配线结果,选取拟合较好的配线数组:第一次的配线,所画出的曲线偏离经验频率点较大,则重新配线;最后选取第二次配线C v =0.31,C s =2.5C v =0.8,配线的频率图如下图1.图1.年流量频率曲线案例二 设计年径流分析资料:某水利工程的设计站,有1954-1971年的实测径流资料。

其下游有一参证站,有1939-1971年的年径流系列资料,如表1所示,其中1953-1954年、1957-1978年和1959-1960年,分别被选定为P=50%、P=75%和P=95%的代表年,其年内表1.设计站与参证站年径流系列要求:(1)根据参证站系列,将设计站的年径流系列延长至1939-1971年。

(2)根据延长前后的设计站年径流系列,分别绘制年径流频率曲线,并比较有和差异,(3)根据设计代表年的逐月径流分配,计算P=50%、P=75%和P=95%的年径流表2.设计站代表年月径流分配(1)根据参证站系列,将设计站的年径流系列延长至1939-1971年。

根据表1,。

中的数据绘制出设计站与参证站流量相关图,其二者的的流量相关关系如图1,所示。

图1.设计站与参证站流量相关关系(2)根据延长前后的设计站年径流系列,分别绘制年径流频率曲线,并比较有和差异,1)绘制延展后的年径流频率曲线根据图1中设计站与参证站流量的线性关系,可以从图中查得设计站1939-1953年的年平均流量。

①将查的1939-1953年的年平均流量和设计站实测的1954-1971年的年平均流量一起进行从大到小的排序并列入表中,如表3所示。

②用公式100%1m Pn 计算经验频率,并将其列入表3中,并将x 和p 对应的点绘制在频率格纸上(图2),本案例分析中n=33.③计算序列的多年平均流量ni 1()/672i X x n平 (m 3/s)④计算各项的模比系数按供公式平x x K il 计算,并计入表3中,其总和应等于n 。

⑤计算各项(K i -1),列入表3中,其总和应为零。

⑥计算(K i -1)2,并列入表3中,可以求C v,,i 1(1)(K 1)0.211i i vK C n⑦计算(K i -1)3,并列入表3中,可求C s ,1(1)^30.3(3)^3ni i sv k C n C如下表3.(Ki-1)^2⑧频率格纸绘制及适线根据表2,所计算出来的 Cv =0.21和Cs的经验取值为2.5 Cv,和查《工程水文》表4.延展后频率曲线选配计算表 根据以上两次配线选取拟合更好的配线数组,第一次的配线,所画出的曲线偏离经验频率点较大,则重新配线。

最后选取第二次配线C v =0.23 C s =2.5 C v =0.6,其配线的频率图如下图,图2图2.延展后年径流量频率曲线 2)绘制延展前的年径流频率曲线①根据原始设计站实测的1954-1971年的年平均流量的资料,将其流量进行从大到小的排序并列入表中,如表5所示。

②用公式100%1m Pn 计算经验频率,并将其列入表5中,并将x 和p 对应的点绘制在频率格纸上(图3),本案例分析中n=18.③计算序列的多年平均流量ni 1()/675i X x n平 (m 3/s)④计算各项的模比系数按供公式ilx K x 平计算,并计入表5中,其总和应等于n 。

⑤计算各项(K i -1),列入表5中,其总和应为零。

⑥计算(K i -1)2,并列入表5中,可以求C v,,i 1(1)(K 1)0.241ni i vK C n⑦计算(K i -1)3,并列入表5中,可求C s ,1(1)^30.3(3)^3ni i sv k C n C如下表5.Ki Ki-1表5.⑧频率格纸绘制及适线根据表2,所计算出来的 C v =0.24和C s 的经验取值为2.5 C v ,和查《工程水文》根据以上两次配线选取拟合更好的配线数组,第一次的配线,所画出的曲线偏离经验频率点较大,则重新配线。

最后选取第二次配线C v =0.3 C s =1,其配线的频率图如下图,图3图3.延展后年径流量频率曲线(3)根据设计代表年的逐月径流分配,计算P=50%、P=75%和P=95%的年径流量逐月径流分配过程。

在设计代表年的逐月径流分配时,所采用的是同倍比法,即pQ K Q 年,年年,代,且在前面的延展后的频率曲线图(图2)中可以查出设计保证率在P=50%、P=75%和P=95%的设计流量分别为656.54 m 3/s ,560.83 m 3/s ,448 m 3/s 。

再根据同倍比法案例四设计洪水过程线资料:某水库设计标准P=1%的洪峰和1天、3天、7天、的洪量,以及典型洪水过程线的洪峰和1天、3天、7天洪量列于表1,典型洪水过程列于表2。

要求:用同频率放大法推求P=1%的设计洪水线。

①根据书表1中数据,计算放大倍比。

1)洪峰的放大倍比,利用公式3530 2.181620mp qmdQ k Q ,结果列于表3中。

2)同样最大1天111 2.10p dW k W 最大3天中313131 2.72pp DdW W k W W最大7天中737373 1.71P P ddW W k W W3中。

/s) 起止日期4)将各时段的时间列于表4中第一列,流量列于第二列,放大比例列于第三列。

5)放大后的流量=i i Q k 计算后将结果列入表4中最后一列。

18日14:00144 1.71246.2418日20:00127 1.71217.1719日2:00123 1.71210.3319日14:00111 1.71189.8119日17:00127 1.71217.1719日19:00171 1.71292.4119日20:00171 1.71292.4119日21:00180 2.72 489.4219日22:00250 2.72 679.7419日24:00337 2.72 916.3020日8:00331 2.72 899.9820日17:00200 2.72 543.8020日23:00142 2.72 386.0921日5:00125 2.72 339.8721日8:00420 2.10 881.8121日9:001380 2.10 2897.3921日9:401620 2.18 3531.621日10:001590 2.10 3338.2921日24:00473 2.10 993.0922日4:00444 2.10 932.2022日8:00334 2.10 701.2522日12:00328 2.72 891.8222日18:00276 2.72 750.4422日21:00250 2.72 679.7422日24:00236 1.71403.5623日2:00215 1.71367.6523日7:00190 1.71324.9(6)以时间累计小时数为横轴,流量为纵轴将数据点绘于图3中并连成曲线,修匀后即得到设计的洪水过程线于图1中。

图1.P=1%的设计洪水线案例五 由暴雨和产、汇流方案设计洪水已知设计暴雨和产、汇流计算方案推求P=1%的设计洪水。

资料:已知平坦站上流域(F=992km 2)P=1%的最大24h 设计面雨量为152mm ,其时过程分配按1969年7月4日13时至5日13时的实测暴雨进行(表1),δt取3h 。

且本流域为湿润地区,用同频率法求得设计P A =82mm ,I M =100mm ,稳渗f c =1.5mm/h 。

地面径雨采用大洪水分析得来的单位线(表2)进行地面汇流计算,地下采用三角形过程的地下汇流计算。

要求:(1)推求设计暴雨过程及地面、地下净雨过程表2.3h 10mm 的单位线由原始资料F=992km 2,P=1%的最大24h 设计面雨量为h i =152mm 及表1,δt =3h 。

和用同频率法求得设计P A =82mm ,I M =100mm ,稳渗f c =1.5mm/h 。

可以推求出设计暴雨过程及地面、地下净雨过程,起推求的数据如下表3。

①计算占最大一日的百分比100%iih m h 典典,并列入表3. ②计算每一时段的设计雨量i i m h h ,并列入表3。

③设计净雨过程的推求,用同频率法求得设计P A =82mm ,I M =100mm ,降雨损失18mm ,求得的设计净雨过程见表3.④由设计净雨过程中扣除地下净雨(等于稳定渗率*净雨历时)的地面净雨过程(2)推求设计洪水过程①根据表2中的单位线和表3中的设计地面净雨过程推求的到设计地面径流过程,其计算结果见表4和表5。

②把地下净流概化为等腰三角形,其峰值出现在设计地面径流停止的时刻(第19时段),地下径流过程的底边为地面径流底长的2倍,即T 下=2T 面=2*19*3=114h ,则:1000100022.499222220800W h F 下下m 32222220800108.31143600m W Q T 下下下 (m 3/s) 3Δ3600918.83360010.0()99210q t mm F地下径流过程见表5.③再加基深40s m 3,叠加得设计洪水过程线。

计算结果列于表5中最后一列。

表41:校核单位线净雨深Δ10i uq t h Fmm2:核算地面径流总量ΔsisQ thF111.6 mm案例六表一(1)首先不考虑损失,计算各时段的蓄水量。

(2)考虑水量损失,用列表法进行调节计算。

各栏说明如下:表一中第(7)栏V平=(V1+V2)/2即各时段初、末蓄水量平均值。

表一中第(8)栏A平=(A1+A2)/2即各时段初、末蓄水面积平均值,可由V平查水库的Z~F曲线和Z~V曲线得出。

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