第四章由暴雨推求设计洪水
(3)经验频率公式、线型和参数估计
经验频率计算
①统一处理法 ②分别处理法
线型 参数估计
皮尔逊Ⅲ型曲线
适线法(矩法估计初值)
(4)成果的合理性检查
§4.3.2 地区综合法推求点暴雨频率曲线
将同一地区站群的暴雨资料综合在一起分析, 降低单站计算成果的抽样误差
参数等值线图法
适用于气候条件有所变化的大范围,要求站点较密、资料较多
(2)合理性检查
检查方法: 绘制暴雨特征和 统计参数随月份 的变化图
§4.6.3 分期暴雨参数的地区综合
原因:分期暴雨的分析站数较少,系列较短,Cv值 较大,所以应注意分期暴雨参数的地区综合。 地 区 综 合 方 法
分区平均法
对一些不稳定的参数,如Cs/Cv
断面分析法
断面分析法
将分期暴雨变化最为明显的地带划一个断面, 在断面附近选取一批测站分析分期暴雨参数,投影
量与各分期最大雨量的频率线,再对各个分
期的最大雨量及该分期内所包含的各个月的
月最大暴雨频率先进行比较分析和协调。
主要检查内容
①在需使用的最大重现期范围内,分期最大雨量频 率线与总时期以及年最大雨量频率线不应相交,分
期设计雨量不应超过同频率总时期以及年最大设计
雨量;否则应予调整。 ②各分期最大雨量的统计参数应相互协调。不同分 期的参数具有一定的相对关系,并随月份有逐变趋 势。
(2)人类活动破坏了洪水系列的一致性。 (3)多种方法,互相印证,合理选定。
§4.1.2由暴雨资料推求设计洪水的步骤
推求设计暴 雨
推求设计净 雨
推求设计洪 水
洪水与暴雨同频率
§4.2.1 特大暴雨的形成
水 汽
特别充分的水气供应
动 力
特别强烈的上升运动
§4.2.2 暴雨的时空分布特性
(1)暴雨的时间分配特性
量和固定面雨量之间的关系,称定点定面关系。
(1)定点定面关系
x fp xf x0 x0 p
Xf—流域面平均雨量 x0—控制中心点雨量
X0p—控制中心设计点雨量
Xfp—流域设计面雨量
(2)动点动面关系
动点动面关系反映的是暴雨中心地点的点 雨量,与以暴雨中心周围各条闭合等雨深线包 围的面积内的平均面雨量之间的点面关系,亦 称暴雨中心点面关系或暴雨图点面关系。 动点动面关系是按照各次暴雨的中心与暴雨 等值线图计算求得,因各次暴雨的中心和暴雨分 布都不尽相同,所以称为动点动面关系。
(2)特大暴雨的处理
判断大暴雨资料是否属于特大值,一般可从经验频率
点据偏离频率曲线的程度、模比系数K的大小、暴雨量级 在地区上是否很突出,以及论证暴雨的重现期等方面进行 分析判断。 特大值处理的关键是确定重现期。由于历史暴雨无法
直接考证,特大暴雨的重现期只能通过小河洪水调查,并
结合当地历史文献有关灾情资料的记载分析估计。
§4.5 设计暴雨量的时程分配
典型暴雨同倍比放大法或同频率放大法
§4.5.1设计暴雨量的时程分配 (1)选择典型暴雨
暴雨总量大,强度也大,主雨峰集中在雨期最后 ①从设计流域年最大雨量过程中选择 ②资料不足时,可选用流域内或附近的点雨量过程
③无资料时,可查水文手册或各省暴雨径流查算图
表, 选用地区综合概化的典型暴雨过程。
雨在流域上的分布。
典型暴雨图法
同频率控制法
计算目的
水利工程分 期蓄水调度 运用
施工期间的 来水估计
§4.6.1 分期暴雨
(1)分期暴雨选样
选样原则:各分期内独立选用年最大暴雨
选样方法:首先划定分期的日界,然后在各 个分期内,每年选出一个最大雨量,不同分期各 自独立选样,不受相邻分期的影响。
(2)分期日期的确定
主要内容
§4.1 概 述 §4.2 暴雨特性分析
§4.3 点暴雨量频率计算
§4.4 面暴雨量频率计算
§4.5 设计暴雨量的时空分布计算
§4.6 分期设计暴雨
§4.7 由设计暴雨推求设计洪水
§4.1.1 问题的提出
(1) 设计流域实测流量资料不足或缺乏时就有必要
研究由暴雨资料推求设计洪水的问题。
一般K=0.5~0.8;设计标准较低的干旱地区K=0。例如黑龙 江省取0.57~0.79,陕西省取0.23~0.67,湖北、湖南、 浙江省取0.75。
(2)扩展设计暴雨过程法 在拟定设计暴雨过程时,加长暴雨历时,把核 心暴雨的前面一段包括在内(一般长达15~30天),
逐步推算核心暴雨部分的Pa值。
②分别处理法
线型
参数估计
皮尔逊Ⅲ型曲线 适线法(矩法估计初值)
§4.4 面暴雨量频率计算
(4) 设计成果的合理性检查
①统计参数 : T 长,则均值大, CV 小 ,CS 大;地区协调。 ②不同历时暴雨频率曲线的对比; ③与实测大暴雨或邻近地区特大暴雨比较。
§4.4.2 设计面暴雨的间接计算
当设计流域内雨量资料系列太短,或各站系列虽
(3)同频率法
对于某统计历时,在从实测暴雨资料摘录年最
大暴雨量x时,还同时计算x的前期影响雨量Pa,并
求出(x+ Pa),于是有x和(x+ Pa)两个系列,通过频 率计算, 由前者求得设计暴雨量PP, 由后者求得 同频率的(x+ Pa)P,则设计暴雨相应的Pa,P为 Pa,p=(X+Pa)p-Xp≤Im
长但互不同期,或站数太少,分布不均,不能控制全
流域面积,无法提供面雨量的长期系列,不能直接计 算设计面雨量。
先求出流域中心处指定频率的设计点雨量, 再通过点雨量与面雨量之间的关系,将设计点 雨量转化成所要求设计面雨量。
点面关系—流域中心点雨量与相应的流域面雨量之间的关系
(1)定点定面关系
定点定面关系为一个地区内不同面积的多 个流域或具有固定边界小区的面平均雨深的统 计参数与流域或小区面积的关系 定点指流域中心点或其附近有长系列点雨量资料 的雨量站, 定面是把流域作为固定面,建立固定点雨
3. 推求设计净雨过程
根据设计的Pa,P和拟定好的产流计算方案,便 可像由实际暴雨推求净雨一样,将设计暴雨过程转
化为设计净雨过程。
必须注意: 设计暴雨,尤其是可能最大暴雨往往比 实测的暴雨大得多,因此,应用降雨地面径流相关图法
和初损后损法时,将有一个向设计条件外延的问题。
计算过程概述
①拟定地面汇流计算方案。 ②按拟定的地面汇流计算方案,计算设计地面净雨的 地面径流过程。RS(t)───QS(t) ③选定地下径流汇流计算方案,计算设计地下净雨的 地下径流过程。Rg (t)───Qg (t) 即得设计洪水过程线。当设计暴雨为PMP时, 计算的设计 洪水便是PMF。 Q(t)=QS(t)+Qg(t)
研究对象:研究由暴雨资料推求设计洪水。 研究内容:⑴暴雨资料的选样;
⑵暴雨资料充分、不充分时如何推求设计暴雨。 研究目的:了解由暴雨资料推求设计洪水的方法,掌握不 同资料情况下设计暴雨的计算方法和在设计条件下将设计
暴雨转化为设计净雨及设计洪水的方法,以解决短缺流量
资料时,水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
(2)同频率放大
分时段控制放大,控制时段划分不宜过细,一 般是取1日、3日、7日控制
(3)暴雨的时程分配
给出日内各时段的雨量分配,一般按典型暴雨的 百分比进行分配
§4.5.2 设计暴雨量在地区上的分布
水库或梯级水库承担下游防洪任务时,需要拟
定流域上各分区的洪水过程,因此需要给出设计暴
到断面上,绘制断面的参数与水平距离关系线,检
查沿断面参数的变化规律。
断面分析法
1.拟定产流计算方案
(1)流域水文模型 (2)暴雨径流相关图法 (3)初损后损法
2.确定设计暴雨的前期影响雨量Pa
(1)经验法
因Pa变化在0~Im之间,设计情况下取:Pa,P=K*Im
式中: K=0~1.0, 设计标准较高的湿润地区K=1.0,
②施工设计暴雨分期
结合施工进度要求划分 一般先由施工部门提出几个时段的起讫时间,
据此进行分期设计暴雨分析,将各时期暴雨频率分
析成果进行比较,选择其中施工期较长、而暴雨洪 水又相对较小的时期作为施工期。当施工期较长时, 还需进一步安排短期计划,则需计算分月设计暴雨。
③跨期选样
分期的起讫日期划定后,由于个别年份天气异 常,在主汛期或主要大暴雨月份以外不太远的日期
日期划定:依据设计流域暴雨季节分布特性 和பைடு நூலகம்利工程运行和施工的要求
水库分期蓄水
施工洪水计算
①水库分期蓄水
一般只需划分主汛期和一般汛期 方法:先制作单站历时暴雨日期散布图,以日期
(月、日)为横坐标,以历年各月最大若干次暴雨
(一般可用一日暴雨,也可用其他历时)雨量为纵 坐标,点绘散布图,以雨量大小划分。
(2)动点动面关系
计算方法:
选择几场大暴雨资料,绘出给定时段的暴雨等
值线图,计算各等雨深线所包围面积f及其面平均雨
量xf’,暴雨中心点雨量x0’就相当于f=0的雨量,根据
各等雨深线相应的数据绘制xf’/ x0’~f的关系。
(2)动点动面关系
动点动面暴雨点面关系包含了三个假定:
①假定设计暴雨的中心一定发生在流域中心
①暴雨资料收集 气象月报收集;也可在主管部门的网站查阅;也可收集特
暴雨资料主要向水文、气象部门刊印的《水文年鉴》、 大暴雨图集和特大暴雨的调查资料。
②暴雨资料的审查 可靠性审查、一致性审查和代表性审查。
③暴雨资料的统计选样
选样方法:固定时段年最大值法
设计时段T (1)习惯上取单数天,如1、3、7、15天等。 (2)设计历时的长短与当地暴雨特性、流域大小、 水 库调蓄能力与调洪方式有关。 (3)选取2~3个控制时段。