武汉水电学院讲义：根据暴雨推求设计洪水ppt

第九章由暴雨资料推求设计洪水研究目的：（1）为什么要采用由暴雨资料推求设计洪水（2）不同资料情况下设计暴雨的计算方法（3）设计条件下将设计暴雨转化为设计净雨的方法（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重点内容：（1）资料充分、不充分时如何推求设计暴雨（2）如何根据产汇流知识，将设计暴雨转化为设计洪水第一节概述二.主要内容1.推求设计暴雨：频率分析法推求不同历时指定频率的设计雨量，典型放大法推求设计暴雨过程。2.推求设计净雨：拟定产流方案，成因分析法推求设计净雨。3.推求设计洪水：拟定汇流方案，对设计净雨进行汇流计算。频率计算产流计算汇流计算三.基本假定基本假定：暴雨与洪水同频率一些研究成果表明，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频率的洪水，因此规范规定：设计暴雨即是与设计洪水同频率的暴雨。四.计算方法根据资料条件不同，选择相应计算方法：（1）暴雨资料充分时面暴雨计算（2）暴雨资料不足时点暴雨计算、点面转换（3）暴雨资料缺乏时推理公式法资料条件：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（称面雨量）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。计算方法：目前我国暴雨量频率计算的方法、线型、经验频率公式、特大暴雨处理等与洪水频率计算相同。第二节暴雨资料充分时设计暴雨推求思路：资料收集与审查→[选样]→每年各历时最大面雨量系列→[频率计算]→各种历时面暴雨量理论频率曲线→[设计频率]→各种历时的设计面雨量几点说明：1、资料收集：水文年鉴、水文数据库、暴雨图集等2、资料审查：“三性”审查3、系列选样：年最大值法独立选取，固定时段一般取一、设计面暴雨量的计算示例几点说明：4、资料插补延长：选择参证站作相关展延，如P参～P5、特大暴雨处理：流域内，通过历史洪水调查确定流域外，移植6、成果合理性分析：（1）各种历时频率曲线在综合图上不应相交（2）历时越长，均值越大，Cv越小（3）统计参数应与地区影响参数变化相协调（4）与实测或临近地区特大暴雨比较典型暴雨选择原则：（各年面雨量过程中选取）（1）可能（代表性）：雨量接近设计值雨型出现几率大（2）不利：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放大方法：同频率控制放大法。二、设计面暴雨过程的推求三、算例第三节暴雨资料不足时设计暴雨推求1、第一种情况如果流域中心附近有一个具有长期雨量资料的测站，那么可依据该站点资料进行频率计算，求得各种历时的设计点雨量。2、第二种情况如果流域上完全没有长系列雨量资料，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。一、设计点雨量计算思路：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，需研究点雨量与面雨量之间的关系（称暴雨点面关系），进而将设计点雨量转化为设计面雨量。暴雨点面关系种类：定点定面关系；动点动面关系。转换公式：P面,T=αP点,T二、设计面雨量的推求含义：流域中心点雨量与面雨量的关系点面系数：α=P面,T/P点,T平均地区综合：一个水文分区中各流域的点面关系综合为定点定面关系aTF。应用：可在相当大地区内使用1、定点定面关系(0.92)P=0.92*300=276流域面积含义：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点面系数：α=PF,T/P雨心点,T（应用时作为定点α使用）地区综合：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。假定：(1)设计暴雨中心一定发生在流域中心(2)设计暴雨的点面关系符合平均的点面关系(3)流域周界与设计暴雨的某一等雨量线相重合2、动点动面关系典型过程选择：(1)点雨量典型（有长期观测资料的单站中选取）(2)概化的综合雨型（多次大暴雨的综合）放大方法：典型暴雨过程同频率控制放大三、设计暴雨过程的确定算例一：【例】鱼龙溪流域位于某省第二水文分区，试推求p=1%的设计暴雨过程。解：计算1、6、24h流域设计雨量，內插出3h雨量算例二（101.2－65.4）*38/100第六节由设计暴雨推求设计洪水一、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。1、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。有暴雨径流资料时：径流系数法、降雨径流相关图法、初损后损法等。缺乏暴雨径流资料时：采用省水文手册等规定的方法。2、确定设计暴雨的前期影响雨量Pa,p统计年最大暴雨量P时，同时计算Pa，并求出(P+Pa)；对P和（P+Pa）两个系列，分别进行频率计算，由前者求得设计暴雨量Pp，由后者求得同频率的(P+Pa)p。（P＋Pa）P－PPPP+Pa根据Pa,p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。3、推求设计净雨过程二、由设计净雨推求设计洪水1.拟定地面汇流计算方案。一般采用时段单位线法。2.按地面汇流方案，将地面净雨转化为地面径流过程3.选定地下汇流计算方案，确定地下径流过程。4.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汇流方案：有雨洪资料时：等流时线法、时段单位线法、瞬时单位线法等。雨洪资料缺乏时：综合单位线法、推理公式法、地区经验公式法等。地下汇流方案：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计洪水的地下径流，或其它简化计算方法。算例时段（∆t=12h）123456合计设计暴雨Pi（mm）10155508040200P+Pa(mm)90105160160240280累积净雨（mm）4135050110140设计净雨Rs,i(mm)493706030140一、设计暴雨及设计净雨推求（P170）二、推求设计洪水过程线本章小结课堂讨论1、暴雨动点动面关系是指［]。A．流域中心点雨量与流域平均雨量之间的关系；B．各站雨量与流域平均雨量之间的关系；C．暴雨中心点雨量与相应的面雨量之间的关系；D．暴雨与其相应洪水之间的相关关系。2、由暴雨资料推求设计洪水的基本假定是。3、推求设计暴雨过程时，典型暴雨过程的放大计算一般采用法。4、由暴雨资料推求设计洪水，主要包括哪些计算环节？课堂作业简述由暴雨资料推求设计洪水的基本思路和方法。