河海大學(xué)水文分析與計(jì)算專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、word可編輯河海大學(xué)水文分析與計(jì)算專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告.word可編輯水文分析計(jì)算課程設(shè)計(jì)報(bào)告書學(xué) 院： 水文水資源 專 業(yè)： 水文與水資源工程 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 梁忠民、李國芳 2022年06月12日 南 京目 錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)12、流域概況13、資料情況及計(jì)算方案擬定14、計(jì)算步驟及主要成果241 設(shè)計(jì)暴雨Xp(t)計(jì)算2411 區(qū)域降雨資料檢驗(yàn)2412 頻率分析與設(shè)計(jì)雨量計(jì)算342計(jì)算各種歷時(shí)同頻率雨量Xt,P943 選典型放大推求XP (t)944 產(chǎn)匯流計(jì)算9441 徑流劃分及穩(wěn)滲值率定12442 地表匯流1745 由設(shè)計(jì)暴雨XP(t)推求QP(t)18451 產(chǎn)流計(jì)算18

2、452 地面匯流18453地下匯流計(jì)算19454 設(shè)計(jì)洪水過程線205、心得體會22.word可編輯1、設(shè)計(jì)任務(wù) 推求江西良田站設(shè)計(jì)洪水過程線,本次要求做P校,%(t)。2、流域根本概況 良田是贛江的支流站。，屬于小流域，如右圖所示。年降水均值在15001600mm之內(nèi)，即該地區(qū)降雨充分，年際變化小，地處濕潤地區(qū)。暴雨集中。暴雨多為氣旋雨、臺風(fēng)雨，季節(jié)為38月，暴雨歷時(shí)為23日。3、資料情況及計(jì)算方案擬定 設(shè)計(jì)站良田流量資料缺乏，鄰近站雨量資料相對充分，具體如表3-1：表3-1 良田站及鄰近地區(qū)的實(shí)測暴雨系列、歷時(shí)洪水、特大暴雨資料站名實(shí)測暴雨流量系列特大暴雨、歷史洪水良田7578 4年Q=2

3、16m3/s，N=80轉(zhuǎn)化成X1日，移置峽江站峽江5380 28年吉安3680 45年桑莊5780 24年X1日=416mm，N=10015074.8.11寨頭5780 24年沙港特大暴雨X1日=396mm，N=10015069.6.30移置到寨頭站 設(shè)計(jì)站(良田)流量資料缺乏，鄰近站雨量資料相對充分。 方案擬定 本次課設(shè)采用間接法推求設(shè)計(jì)洪水，即是由推求的設(shè)計(jì)暴雨，經(jīng)過產(chǎn)匯流計(jì)算得到設(shè)計(jì)洪水。示意圖如下：4、設(shè)計(jì)暴雨XP(t)的計(jì)算 設(shè)計(jì)暴雨Xp(t)計(jì)算 為推求該區(qū)域設(shè)計(jì)面降雨量，選取吉安、桑莊、寨頭與峽江四站降雨檢驗(yàn)該區(qū)降雨是否選同一總體。選擇四站19812022年數(shù)據(jù)74年出現(xiàn)極值暴雨

4、，不參加檢驗(yàn)，對各站數(shù)據(jù)取自然對數(shù)，對轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)進(jìn)行均值與方差檢驗(yàn)，各站轉(zhuǎn)換后系列的均值及方差見表4-1。 表4-1 吉安、桑莊、寨頭與峽江站最大一日降雨資料均值、方差情況 1） 均值檢驗(yàn)選取均值差異最大的吉安站X 1 和峽江站X 2兩站進(jìn)行檢驗(yàn)。假設(shè)H : X 1 = X 2 構(gòu)造統(tǒng)計(jì)變量： = 取=，查得 |t/2| = |t|，接受假設(shè)H，即可認(rèn)為吉安、桑莊、寨頭與峽江站均值相等。2） 方差檢驗(yàn)選取方差差異最大的桑莊站S1和寨頭站S2兩站進(jìn)行檢驗(yàn)。假設(shè)H : S 1 = S 2構(gòu)造統(tǒng)計(jì)變量： =查得F/2(55,55)= ,F1-/2(55,55)=,所以接受域?yàn)?,那么可以認(rèn)為統(tǒng)計(jì)量F

5、滿足接受域,即認(rèn)為四個(gè)站的降雨量數(shù)據(jù)滿足方差相等。綜上所述，可認(rèn)為區(qū)域降雨資料來自同一總體，可以進(jìn)行綜合。1特大值處理峽江站特大暴雨由良田站歷史洪水轉(zhuǎn)換而來，那么良田站峽江站的X1日=。公式如下其中，Q為地表凈峰流量m3/s，m為匯流參數(shù)，F(xiàn)為流域面積km2，L為出口斷面沿主河道至分水嶺的最長距離km，J為沿L的坡面和河道平均比降，tc為凈雨歷時(shí)h，為匯流歷時(shí)h，R為地表徑流深mm，n為暴雨參數(shù)，為穩(wěn)滲率mm/h，用良田站計(jì)算： 沙港站特大暴雨取重現(xiàn)期N=150年，放置寨頭站進(jìn)行頻率計(jì)算。桑莊站最大一日暴雨取重現(xiàn)期N=150年。2排位分析及頻率計(jì)算先對吉安、峽江、桑莊、寨頭四個(gè)站進(jìn)行頻率計(jì)算，

6、要考慮各站可能存在的特大暴雨系列值。各站的頻率計(jì)算見表4-2 表4-2 各站頻率計(jì)算序號吉安峽江桑莊寨頭雨量值頻率雨量值頻率雨量值頻率雨量值頻率mmmmmmmm11.3 1.2 1.0 3961.0 22.6 2.8 4.4 4.4 31613.8 4.4 6.1 170.8 6.1 45.1 6.0 7.8 163.0 7.8 56.4 7.6 9.5 155.1 9.5 67.7 9.2 11.2 11.2 79.0 10.8 12.9 146.2 12.9 812810.3 12.4 14.6 14.6 911.5 14.0 16.4 140.7 16.4 1012.8 13915.6

7、18.1 135.4 18.1 1114.1 17.2 19.8 133.3 19.8 1215.4 12918.8 21.5 126.6 21.5 1312016.7 20.4 12123.2 23.2 1417.9 12521.9 11524.9 116.9 24.9 1519.2 23.5 26.6 11426.6 1620.5 25.1 28.3 113.3 28.3 1721.8 26.7 30.0 30.0 1823.1 28.3 31.7 110.0 31.7 1911424.4 11229.9 33.4 33.4 2025.6 31.5 35.1 35.1 2126.9 33.

8、1 36.8 106.0 36.8 2228.2 34.7 38.5 104.7 38.5 2329.5 36.3 40.3 104.5 40.3 2430.8 37.9 42.0 9942.0 2532.1 39.5 43.7 97.6 43.7 2633.3 41.1 45.4 97.5 45.4 2710534.6 10342.7 47.1 97.2 47.1 2835.9 44.2 9448.8 48.8 2937.2 45.8 50.5 50.5 3038.5 9947.4 52.2 95.4 52.2 3139.7 49.0 53.9 90.2 53.9 3241.0 50.6 5

9、5.6 55.6 3342.3 52.2 57.3 88.1 57.3 349543.6 53.8 59.0 59.0 3544.9 55.4 60.7 60.7 3646.2 57.0 62.4 62.4 3747.4 8658.6 64.2 83.4 64.2 3848.7 60.2 65.9 82.8 65.9 398650.0 61.8 7867.6 82.2 67.6 4051.3 63.4 69.3 69.3 4152.6 65.0 71.0 79.1 71.0 4253.8 66.5 72.7 78.5 72.7 4355.1 68.1 74.4 76.5 74.4 4456.4

10、 69.7 76.1 75.6 76.1 4557.7 7871.3 77.8 77.8 4659.0 72.9 79.5 70.6 79.5 4760.3 74.5 81.2 81.2 487961.5 76.1 7082.9 69.7 82.9 4962.8 7577.7 6984.6 84.6 507664.1 7479.3 86.3 86.3 5165.4 80.9 88.1 88.1 5266.7 82.5 89.8 62.0 89.8 5367.9 84.1 91.5 59.7 91.5 5469.2 85.7 93.2 59.0 93.2 5570.5 87.3 94.9 58.

11、4 94.9 5671.8 88.8 96.6 96.6 5773.1 90.4 98.3 98.3 5874.4 92.0 597075.6 93.6 6076.9 95.2 6178.2 96.8 626979.5 98.4 6380.8 6482.1 6583.3 6684.6 676385.9 6887.2 6988.5 7089.7 7191.0 7292.3 7393.6 7494.9 755696.2 7697.4 7798.7 3四站適線結(jié)果圖 吉安站： 峽江站：桑莊站：寨頭站：（4） 四站均值計(jì)算結(jié)果及其適線圖 圖4-2 5個(gè)雨量站年最大雨量頻率曲線5 推求X1日，P=% 由

12、上表查處X1日，P=%=，那么X24h，P=%=*X1日，P=%=。42計(jì)算各種歷時(shí)同頻率雨量Xt,P 由暴雨公式推算t=3h，6h，9h，12h，15h，18h，21h，24h的設(shè)計(jì)暴雨值，結(jié)果如表4-3。 表4-3 各短歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨43 選典型放大推求XP (t)44 產(chǎn)匯流計(jì)算在設(shè)計(jì)暴雨中，由于稀遇頻率的設(shè)計(jì)暴雨量很大，損失相對較小，因此，一般采用簡化模型。即前段降雨盡量滿足土壤蓄水量，即初損，而后假定穩(wěn)滲率，算定地面徑流深R上和地下徑流深R下，再列表求出，如與假定的相符，那么假定的即為所求值。徑流分割、。利用平割法計(jì)算Rt，利用斜線分割法進(jìn)行水源劃分。先尋找洪水過程的直接徑流終止點(diǎn)B，

13、然后用斜線連接起漲點(diǎn)A與終止點(diǎn)B，將實(shí)測流量過程線分為兩局部，斜線AB上局部為直接徑流RS，下局部為地下徑流RG。本次課設(shè)先采用梯形面積法求得RG，再用Rt-RG求得RS。計(jì)算初損 ，其中,x為總降雨量，R為總徑流，R=Rt。率定1、假定，計(jì)算R下和R上。時(shí)段取t=1h。假設(shè)時(shí)段的降雨量累積和小于初損量，那么全部雨量補(bǔ)充初損值。當(dāng)累積降雨量大于初損值時(shí)，開始產(chǎn)生徑流。當(dāng)Xt時(shí)，全部產(chǎn)生底下徑流，那么R下t=，R上t=0；當(dāng)Xt時(shí)，R下t=，R上t=Xt-。2、判斷值的正確性。假設(shè)RS=R上，RG=R下，；否那么重新假定，轉(zhuǎn)1。441 徑流劃分及穩(wěn)滲值率定1良田站76年6月17日 表4-4 良田

14、站1976年6月17日次洪值率定2毛背站75年5月13日 表4-5 毛背站1975年5月13日次洪值率定3毛背站76年7月9日 表4-6 毛背站1976年7月9日次洪值率定 4毛背站77年6月26日 表4-7 毛背站1977年6月26日次洪值率定 5各場次洪水的徑流分割結(jié)果及率定所得值表4-8 各場次洪水的徑流分割結(jié)果及率定所得值 442 地表匯流地面匯流的計(jì)算方法有經(jīng)驗(yàn)公式法如單位線、經(jīng)驗(yàn)公式等和推理公式法如等流時(shí)線法、水科院推理公式法、推理過程線法、匯流系數(shù)法等。本次采用八省一院公式。 1 2其中，Q為地表洪峰流量m3/s，m為匯流參數(shù)，F(xiàn)為流域面積km2，L為出口斷面沿主河道至分水嶺的最

15、長距離km，J為沿L的坡面和河道平均比降，tc為凈雨歷時(shí)h，為匯流歷時(shí)h，R為地表徑流深mm，n為暴雨參數(shù)，為穩(wěn)滲率mm/h，。對于良田流域，因此采用式2。1m初值確實(shí)定表4-9 m初值確定 故四站綜合, =(+)/4=2m值的檢驗(yàn)計(jì)算步驟1根據(jù)表18中計(jì)算的初值m、八省一院公式，對該次的降雨過程的每個(gè)推求，2對每個(gè)Qi，假定過程線為三角形，底寬為Qi出現(xiàn)在處。3將各時(shí)段的三角形過程進(jìn)行疊加，與實(shí)測洪水扣除地下徑流比照。如相差太大重新假定m，重新計(jì)算。表4-10 m= 表4-11 m= 毛背站1976年7月9日地表徑流過程線m= 表4-12 m= 表4-13 m= 毛背站1976年7月9日地表

16、徑流過程線m= 可以看出m=。3m值綜合點(diǎn)繪各次洪水的 Q/Fm圖，取上端趨于穩(wěn)定的m值，為設(shè)計(jì)暴雨之m值。表4-14 各場次洪水Qs/F m關(guān)系統(tǒng)計(jì) 由各次洪水的 Q/Fm圖，取上端趨于穩(wěn)定的m值，設(shè)計(jì)暴雨之m值實(shí)際運(yùn)用時(shí)，選用通過檢驗(yàn)后的四站m值進(jìn)行綜合，。45 由設(shè)計(jì)暴雨XP(t)推求QP(t)451 產(chǎn)流計(jì)算，mm/h，再按前面過程分水源，I=0。計(jì)算結(jié)果見表20。表4-15 產(chǎn)流計(jì)算及分水源 452 地面匯流。取m=。表4-16 Qs、Ti計(jì)算 表4-17 地表匯流計(jì)算 453地下匯流計(jì)算Tst=1h為37，那么Tgt=1h為74，Rgmm，Qgm(m3/s)。具體計(jì)算表格如表4-17。 表4-17 地下匯流計(jì)算表格 454 設(shè)計(jì)洪水過程線計(jì)算結(jié)果見表4-18。表4-18 設(shè)計(jì)洪水過程線5、心得體會一周的水文分析計(jì)算課設(shè)很快結(jié)束了。由于剛結(jié)束水利計(jì)算枯燥的課程設(shè)計(jì)，本以為水文分析的工作量應(yīng)該會有所減少，但事實(shí)證明其過程并不如預(yù)想的美好。由于種種原因，我第一天都沒有進(jìn)行課設(shè)，所以直到第二天開始入手后，始終有一種追趕者的感覺?？晌也]有敷衍過程，每一步都是經(jīng)過了自己的認(rèn)真計(jì)算。在具體計(jì)算分析過程中，我遇到了以下幾點(diǎn)問題或收獲：1)利用斜線法進(jìn)行徑流分割時(shí)，更多地是靠自我感覺，而并沒有定量地算出應(yīng)選擇某一段，所以每個(gè)人會存在選取誤差；