設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件

橋涵水文HydrologyofBridgeandCulvert第四章設(shè)計(jì)洪水與設(shè)計(jì)水位推算

橋涵水文第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第二節(jié)根據(jù)洪水調(diào)查資料推算（略）第三節(jié)根據(jù)暴雨資料推算（略）第四節(jié)小流域設(shè)計(jì)洪水第五節(jié)設(shè)計(jì)洪水位的推求第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法

對(duì)公路橋梁工程來說，在發(fā)生洪水時(shí)，必須保證橋梁能安全宣泄洪水，公路能暢通。因此，在規(guī)劃設(shè)計(jì)公路橋梁時(shí)，橋涵的孔徑、橋梁的高度、墩臺(tái)基礎(chǔ)的埋置深度、調(diào)治構(gòu)造物的尺寸等，都應(yīng)根據(jù)洪水的大小來設(shè)計(jì)。本章主要任務(wù)在于確定橋梁基本尺寸(橋孔長度、橋面標(biāo)高、墩臺(tái)埋深)所依據(jù)的橋位河段的水文要素，即在橋渡設(shè)計(jì)使用期內(nèi)可能出現(xiàn)的控制洪峰流量(設(shè)計(jì)流量)及其相應(yīng)的水位(設(shè)計(jì)水位)。

對(duì)公路橋梁工程來說，在發(fā)生洪水時(shí)，必須保證橋

設(shè)計(jì)洪水：在道路橋涵規(guī)劃、設(shè)計(jì)中所指定的各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水。

設(shè)計(jì)水位：在規(guī)定的橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)下的水位加上根據(jù)河流具體情況，即考慮壅水高度、浪高、水拱、河灣超高、凹岸超高、局部股流涌高和橋墩沖高等影響的高度后的水位。設(shè)計(jì)洪水：在道路橋涵規(guī)劃、設(shè)計(jì)中所指定的各種橋涵工程依據(jù)：交通部頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJB01-2003）《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGC30-2002）

首先根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》確定公路的等級(jí)和橋梁的大小，然后按照《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，確定設(shè)計(jì)洪水頻率（或重現(xiàn)期），最后推求相應(yīng)于該頻率的設(shè)計(jì)流量，以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)水位、設(shè)計(jì)流速和過水?dāng)嗝婷娣e。

橋涵工程依據(jù)：橋梁涵洞分類橋涵分類公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑/m特大橋L≥1000≥150大橋100≤L≤100040≤≤150中橋30＜L＜10020＜

＜40小橋8≤L≤305≤＜20涵洞-

＜5橋梁涵洞分類橋涵公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑/m構(gòu)造物名稱

公路等級(jí)高速公路

一

二

三

四

特大橋1/3001/3001/1001/1001/100

大中橋1/1001/1001/1001/501/50

小橋1/1001/1001/501/251/25涵洞及小型排水構(gòu)造物1/1001/1001/501/25按具體情況確定

路基1/1001/1001/501/25按具體情況確定公路橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率注：二級(jí)公路的特大橋及三、四級(jí)公路的大橋，在水勢(shì)猛急、河床易于沖刷的情況下，可提高一級(jí)洪水頻率驗(yàn)算基礎(chǔ)沖刷深度。構(gòu)造物公路鐵路等級(jí)

設(shè)計(jì)洪水頻率檢算洪水頻率

橋梁

涵洞特大橋（或大橋）屬于技術(shù)復(fù)雜、修復(fù)困難者或重要者Ⅰ、Ⅱ1/1001/501/300Ⅲ1/501/501/100

鐵路橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)越高（頻率越?。?，設(shè)計(jì)洪水越大，設(shè)計(jì)的工程越安全，被洪水破壞的風(fēng)險(xiǎn)就越小，但工程的造價(jià)越高；反之，標(biāo)準(zhǔn)越低（頻率越大），工程耗資較少，但安全程度也相應(yīng)降低，被破壞的風(fēng)險(xiǎn)就較大。鐵路設(shè)計(jì)洪水頻率檢算洪水頻率橋梁涵洞特大橋（或大橋設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算途徑1、由實(shí)測(cè)流量資料推求；2、由洪水調(diào)查資料推求；3、由暴雨資料推求。實(shí)際工作中，對(duì)重要的工程，為保證計(jì)算成果的可靠性，應(yīng)根據(jù)水文資料的情況，采用多種途徑計(jì)算，相互比較，充分論證，合理采用。設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件一、資料的選樣與審查水文資料：橋位斷面實(shí)測(cè)年最大洪峰流量系列及若干次歷史調(diào)查洪水資料；實(shí)測(cè)水位-流量關(guān)系、水位-流速關(guān)系、水位-過水?dāng)嗝骊P(guān)系等。1、選樣年最大值法：組成容量為n的年最大洪峰流量系列，以及若干次歷史調(diào)查洪水資料。年超大值法：觀測(cè)年數(shù)較少時(shí)采用。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一、資料的選樣與審查第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件一、資料的選樣與審查2、審查資料可靠性：資料的正確與否資料一致性：是指組成該系列的流量資料，都是在同樣的氣候條件、同樣的下墊面條件和同一測(cè)流斷面條件下獲得的資料代表性：是指該洪水樣本的頻率分布與其總體概率分布的接近程度資料獨(dú)立性：水文資料彼此無關(guān)第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一、資料的選樣與審查第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方一、資料的選樣與審查3、資料的插補(bǔ)與延長（1）尋找參證站：采用水文統(tǒng)計(jì)方法推算設(shè)計(jì)流量時(shí)，如橋位附近水文站流量觀測(cè)資料的觀測(cè)年限較短或有缺失年份，則應(yīng)盡量利用參證站(上、下游或鄰近流域內(nèi)的水文站)的觀測(cè)資料，進(jìn)行插補(bǔ)和延長，來提高可靠性。（2）用暴雨資料插補(bǔ)洪峰資料

插補(bǔ)和延長年數(shù)不宜超過實(shí)測(cè)洪水流量的年數(shù)，并應(yīng)結(jié)合氣象和地理?xiàng)l件作合理性分析。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一、資料的選樣與審查第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求連序系列：即從大到小排位，序號(hào)是順位連續(xù)排列的系列。如：實(shí)測(cè)系列不連序系列：特大洪水加入系列后稱為不連序系列，即從大到小排位，序號(hào)不連續(xù)，其中一部分屬于漏項(xiàng)、缺項(xiàng)位，其經(jīng)驗(yàn)頻率和統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算與連序系列不同。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求連序系列：即從大到小排位，序號(hào)是順位連二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求（1）連序系列選取樣本，一般采用“年最大值法”選取樣本；繪制經(jīng)驗(yàn)頻率曲線；用適線法繪制理論頻率曲線，并選定三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)；用選定的三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)洪水頻率相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量；審查計(jì)算結(jié)果。參照統(tǒng)計(jì)參數(shù)的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值，審查所選定參數(shù)值，并用其他方法推算設(shè)計(jì)流量，進(jìn)行對(duì)比。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求（1）連序系列選取樣本，一般采用“年最（2）不連序系列

在水文站觀測(cè)年份內(nèi)，如果河流發(fā)生特大洪水，相應(yīng)地就會(huì)出現(xiàn)特大值。通過洪水調(diào)查和文獻(xiàn)考證，往往也會(huì)獲得特大值。這些特大值與其它數(shù)值之間有顯著的脫節(jié)現(xiàn)象，是不連續(xù)的。在統(tǒng)計(jì)計(jì)算中，不能把這些特大值與其它數(shù)值等同看待，需要進(jìn)行適當(dāng)處理，即所謂特大值的處理。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（2）不連序系列在水文站觀測(cè)年份內(nèi)，如果河流發(fā)生特大洪a1個(gè)大洪水a(chǎn)2個(gè)大洪水n實(shí)測(cè)期N調(diào)查期或考證期T2T1a1+a2=a個(gè)大洪水a(chǎn)1個(gè)大洪水a(chǎn)2個(gè)大洪水n實(shí)測(cè)期N調(diào)查期或考證期T2T什么是特大洪水？至今人們對(duì)特大洪水還沒有一個(gè)明確的量的定義。在概率格紙上，它的頻率點(diǎn)與一般洪水的頻率點(diǎn)有明顯的脫節(jié)、不連續(xù)現(xiàn)象。在歷史洪水中、在實(shí)測(cè)洪水中都有可能出現(xiàn)特大洪水，需提出作單獨(dú)處理。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（2）不連序系列什么是特大洪水？第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（（2）不連序系列

為什么要進(jìn)行特大值的處理？通過特大值處理，可以延長系列資料，增強(qiáng)系列的代表性，減少各參數(shù)值的抽樣誤差，從而提高計(jì)算成果的穩(wěn)定性和可靠性。一般同時(shí)采用三種來源的資料：水文站觀測(cè)資料、參證站插補(bǔ)和延長資料、調(diào)查洪水和文獻(xiàn)考證資料。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（2）不連序系列第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算獨(dú)立樣本法

此法是把包括歷史洪水的長系列(N年)和實(shí)測(cè)的短系列(n年)看作是從總體中隨機(jī)抽取的兩個(gè)獨(dú)立樣本，各項(xiàng)洪峰值可在各自所在系列中排位。因?yàn)閮蓚€(gè)樣本來自同一總體，符合同一概率分布，故適線時(shí)仍可把經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)繪在一起，共同適線。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法不連續(xù)系列的經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算獨(dú)立樣本法

此法是把包括歷史洪水的長系列(N年)和實(shí)測(cè)的xP(%)100第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法xP(%)100第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法【例】某站自1930年至1978年有49個(gè)年頭的連續(xù)實(shí)測(cè)資料，另外還調(diào)查到1903年和1921年兩個(gè)歷史洪水資料，另知三個(gè)歷史洪水流量的排序?qū)崪y(cè)期考證期（調(diào)查期）第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法【例】某站自1930年至1978年有49個(gè)年頭的連續(xù)實(shí)測(cè)資料解：(1)取1903年到1978年N=76年作為一個(gè)系列。根據(jù)調(diào)查考證，認(rèn)為在此期間不會(huì)遺漏大于等于1903年的洪水流量。那么在76年為首的三項(xiàng)的頻率為：(2)另取1930年-1978年n=49年作為一個(gè)系列，按大小排隊(duì)，各項(xiàng)頻率為：

對(duì)于兩個(gè)系列中都有的1949年流量，一般來說選取時(shí)期較長的系列所推算的經(jīng)驗(yàn)頻率。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法解：(1)取1903年到1978年N=76年作為一個(gè)系列。第2）統(tǒng)一樣本法：將實(shí)測(cè)系列和特大洪水系列共同組成一個(gè)不連續(xù)系列，在考證期(或調(diào)查期)內(nèi)統(tǒng)一進(jìn)行排隊(duì)。(1)若在實(shí)測(cè)系列n年之內(nèi)，有

個(gè)特大洪水，而在系列之外又調(diào)查到在N年中有個(gè)歷史洪水，則在N年中為首的a個(gè)特大洪水可以按大小順序排,然后按維泊爾公式求頻率。(2)實(shí)測(cè)系列中所余下的項(xiàng)只有個(gè)，它們作為總體中抽出來的樣本，是有條件的，屬于條件抽樣，其頻率為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法2）統(tǒng)一樣本法：將實(shí)測(cè)系列和特大洪水系列共同組成一個(gè)不連續(xù)系一般洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率為:xP(%)100PMa最后一項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率：剩下N–a項(xiàng)的頻率范圍為：1-PMa

，而實(shí)際只知n-a2

項(xiàng)。先將n-a2項(xiàng)在0-1內(nèi)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一般洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率為:xP(%)100PMa最后一項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻xP(%)100PMa

然后按（1-PMa

）為比例縮小，并接到PMa之后，最后得：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法xP(%)100PMa然后按（1-PMa）為比例縮小解：(1)在實(shí)測(cè)系列n=49中有1個(gè)特大洪水在實(shí)測(cè)期以外，又調(diào)查得到兩個(gè)歷史洪水所以：在N=76年中的序位是M=1，2，3有：(2)而在實(shí)測(cè)資料的49年中，因抽出1949年的流量后，尚余48項(xiàng)，各項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法解：(1)在實(shí)測(cè)系列n=49中有1個(gè)特大洪水第一節(jié)有觀兩種方法的比較：第一種顯得方便，但沒有堅(jiān)強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)頻率分布重疊的不合理現(xiàn)象。第二種方法理論基礎(chǔ)強(qiáng)，但所要求調(diào)查的特大洪水個(gè)數(shù)要準(zhǔn)確可靠，而這一點(diǎn)在有些情況下是不易做到的。當(dāng)有特大洪水遺漏時(shí)，將導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。以上兩種估算頻率的方法已為《水利電力工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》SD122-79所采用。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法兩種方法的比較：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法不連續(xù)系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算假定：缺測(cè)年份中的各最大值的平均數(shù)與連續(xù)n年內(nèi)除特大值之外的其它最大值的平均數(shù)及均方差均相等。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法a2個(gè)大洪水a(chǎn)1個(gè)大洪水n實(shí)測(cè)期N調(diào)查期或考證期T2T1不連續(xù)系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算假定：缺測(cè)年份中的各最大值的平均數(shù)與N年系列的均值為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法N年系列的均值為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法N年系列的CV值為：由：由此可證明：即：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法N年系列的CV值為：由：由此可證明：即：第一節(jié)有觀測(cè)資料第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法三、成果合理性檢查及安全保證值對(duì)水文計(jì)算的結(jié)果，可按下述的途徑進(jìn)行合理性檢查：1.從洪峰及其參數(shù)隨時(shí)間變化關(guān)系上分析2.從洪峰及其參數(shù)的地區(qū)分布規(guī)律分析3、設(shè)計(jì)洪峰流量與國內(nèi)外或地區(qū)最大洪水記錄對(duì)比4、與暴雨計(jì)算成果比較第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法三、成果合理性檢查及安全保證值第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水【例3-16】某河水文站實(shí)測(cè)年最大洪峰流量資料30年，歷史特大洪水2年，調(diào)查考證期N=102年。試求200年一遇的設(shè)計(jì)洪峰流量。1、計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)①獨(dú)立樣本法特大洪水：a1=2，N=102

一般洪水：n=30，a2=0②統(tǒng)一樣本法計(jì)算結(jié)果見下表。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法【例3-16】某河水文站實(shí)測(cè)年最大洪峰流量資料30年，歷序號(hào)

洪峰流量

獨(dú)立樣本法

統(tǒng)一樣本法

序號(hào)

洪峰流量

獨(dú)立樣本法

統(tǒng)一樣本法PMPmPMPmPMPmPMPm

Ⅰ25200.0100.010154800.4840.494

Ⅱ22000.0190.019164700.5160.525114000.0320.050174620.5480.557212100.0650.083184400.5810.58939600.0970.114193860.6130.62049200.1290.146203680.6450.65258900.1610.177213400.6770.68368800.1940.209223220.7100.71677900.2260.241233000.7420.74787840.2580.272242880.7740.77896700.2900.303252620.8060.810106500.3230.336262400.8390.842116380.3550.367272200.8710.873125900.3870.399282000.9030.905135200.4190.430291860.9350.936145100.4520.462301600.9680.969

某河洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算（a=2）序號(hào)洪峰獨(dú)立樣本法統(tǒng)一樣本法序號(hào)洪峰獨(dú)立樣2、參數(shù)估計(jì)①矩法調(diào)整參數(shù)，最后采用：②適線法初試?。旱谝还?jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法2、參數(shù)估計(jì)調(diào)整參數(shù)，最后采用：②適線法第一節(jié)有觀測(cè)資3、求設(shè)計(jì)值T=200年，P=0.5%，CV=0.80，CS=3.5CV=2.8查表，得橋位斷面設(shè)計(jì)流量：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法3、求設(shè)計(jì)值第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第二節(jié)

根據(jù)洪水調(diào)查資料推算第二節(jié)

根據(jù)洪水調(diào)查資料推算被調(diào)查人年齡職業(yè)居住地其它被調(diào)查人胡車60

放羊官巴離村

胡優(yōu)記述：

我是當(dāng)?shù)厣?，今?0歲，一直生活在這里。我記得我21歲那年蛤蟆河發(fā)大水，水很大，我很害怕，水面在這兒也到我腰這麼深（就地量測(cè)：1.1米），我記得那年老王家狗剩取的媳婦，但大水兩天就退了。這場(chǎng)水還不是最大的，我48歲那年水更大，大水到我家房檐了，全村的人都跑后山上去了，我可以領(lǐng)你們到河邊的山坡再看，這里水深有1.3米。我一生就遇上這兩場(chǎng)大洪水，但我聽老一輩人說民國初還發(fā)生過一場(chǎng)洪水，聽它們講的情景要比這兩次洪水大得多，聽說那次洪水后這個(gè)村子房子全沒了，人也死了200多。證明人：它說后兩次的我也經(jīng)歷了，民國初還發(fā)生過的那場(chǎng)洪水我聽說也是這樣。結(jié)論：被調(diào)查人記憶清晰，且有其它事實(shí)佐證，旁證也證實(shí)事實(shí)準(zhǔn)確。調(diào)查人

張三

證明人

李四洪水調(diào)查表洪水編號(hào)：洪1調(diào)查時(shí)間：99.6.5被調(diào)查人年齡職業(yè)居設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件第三節(jié)

根據(jù)暴雨資料推算第三節(jié)

根據(jù)暴雨資料推算第四節(jié)

小流域設(shè)計(jì)洪水

（無觀測(cè)、無考證、無調(diào)查）第四節(jié)

小流域設(shè)計(jì)洪水

（無觀測(cè)、無考證、無調(diào)查）1）1958年水利科學(xué)研究院水文研究所推理公式1.推理公式——設(shè)計(jì)頻率為P的24小時(shí)設(shè)計(jì)雨力（mm/h）；——匯流時(shí)間（h）；——暴雨強(qiáng)度遞減指數(shù)；——流域面積（km2）；——設(shè)計(jì)頻率為P的洪峰流量（m3/s）；——洪峰徑流系數(shù)；注意：暴雨推理公式中的參數(shù)和指數(shù)采用各地區(qū)編制的暴雨徑流圖表值。1）1958年水利科學(xué)研究院水文研究所推理公式1.推理公式2）、徑流簡(jiǎn)化公式式中，

：地貌系數(shù)；與流域面積、地形、主河道比降有關(guān)；

h

：設(shè)計(jì)徑流深，mm；

Z

：植物截流和填洼損失量，mm；

β：洪峰傳播中變形對(duì)洪峰流量影響的折減系數(shù)；

γ：流域降雨不均勻影響洪峰流量的折減系數(shù)；

δ：湖泊、塘堰、小水庫調(diào)節(jié)作用影響洪峰流量的折減系數(shù)。2）、徑流簡(jiǎn)化公式式中，：地貌系數(shù)；與流域面積、地形、主2、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式式中，QP：設(shè)計(jì)頻率為P的設(shè)計(jì)洪峰流量，m3/s；

F

：集水面積，km2；

n，C：經(jīng)驗(yàn)指數(shù)和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，隨地區(qū)和頻率而變，可查各省的《水文手冊(cè)》或設(shè)計(jì)手冊(cè)。2、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式式中，QP：設(shè)計(jì)頻率為P的設(shè)計(jì)洪峰流量，m3地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式

1979年，交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院組織全國各省市交通廳局利用1785個(gè)水文站點(diǎn)資料匯總分析，制定了《我國公路大中橋流量經(jīng)驗(yàn)公式匯總報(bào)告》。報(bào)告中把全國分為111個(gè)分區(qū)，制定了（1）全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表（2）全國水文分區(qū)Cv值表（3）全國水文分區(qū)Cs/Cv經(jīng)驗(yàn)關(guān)系表。地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件1、全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表在此表中，給出了111個(gè)分區(qū)的三項(xiàng)資料：i)平均流量（年最大流量系列的均值）ii)頻率P=2%的流量iii)Q1%/Q2%，根據(jù)此值，可由Q2%算出Q1%2、全國水文分區(qū)Cv值表表中給出111個(gè)分區(qū)流域面積從100平方公里到5萬平方公里范圍內(nèi)的Cv值，或者建議采用Cv等值線取值，其等值線可從相關(guān)水文手冊(cè)獲得。從表中Cv值可以看出，流域面積越大，Cv值越小。3、全國水文分區(qū)Cs/Cv經(jīng)驗(yàn)關(guān)系表1、全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件計(jì)算方法：

由全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表：計(jì)算查表（表3-2-2）查表（表3-2-3）使用范圍：一般用于流域面積小于50000k㎡的中等流域的橋位。使用方法：首先在地圖上勾繪出橋位以上的流域面積F，視流域大部分在哪一個(gè)分區(qū)中，就可采用該分區(qū)公式。計(jì)算方法：使用范圍：一般用于流域面積小于50000k㎡的第五節(jié)設(shè)計(jì)洪水位的推求第五節(jié)設(shè)計(jì)洪水位的推求

設(shè)計(jì)流量往往是根據(jù)水文站觀測(cè)資料或洪水調(diào)查資料推算，其流量是根據(jù)水文站的測(cè)流斷面或橋位附近的形態(tài)斷面計(jì)算而得，與橋位斷面通常是不重合的，因而需要換算到橋位斷面的流量或水位。水文測(cè)站，形態(tài)斷面距橋位斷面很近，流域面積相差＜5%時(shí)，可以直接采用測(cè)站或形態(tài)斷面處的設(shè)計(jì)流量，不用換算。水文站或形態(tài)斷面與橋位斷面的流量相差小于10%時(shí)，可直接采用測(cè)站或形態(tài)斷面處的設(shè)計(jì)流量，不必作換算。當(dāng)流域面積相差不超過20%，可按下式換算:設(shè)計(jì)流量往往是根據(jù)水文站觀測(cè)資料或洪水調(diào)查資料推算，當(dāng)流域面積相差超過20%，按上式計(jì)算的結(jié)果誤差較大，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，從多方面比較后確定。當(dāng)流域面積相差超過20%，按上式計(jì)算的結(jié)果誤差較大，應(yīng)結(jié)合實(shí)復(fù)習(xí)第一章概述（了解）水文學(xué)？橋涵水文學(xué)？橋與水的關(guān)系？橋涵水文學(xué)的研究內(nèi)容及意義第二章河川徑流（理解）河川水文現(xiàn)象的特點(diǎn)與橋涵水文的研究方法河流形態(tài)與河流水情河流的泥沙運(yùn)動(dòng)與河床演變復(fù)習(xí)第一章概述（了解）復(fù)習(xí)第三章水文統(tǒng)計(jì)基本原理和方法（熟練掌握）水文經(jīng)驗(yàn)頻率曲線水文理論頻率曲線水文頻率計(jì)算適線法復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)第四章設(shè)計(jì)洪水與設(shè)計(jì)水位推算（熟練掌握）有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法小流域設(shè)計(jì)洪水（缺少或無觀測(cè)資料）復(fù)習(xí)例：某橋位附近有水文站，能搜集到20年連續(xù)的流量觀測(cè)資料，通過洪水文獻(xiàn)考證知，從1784年至1982年期間，曾有8年發(fā)生過較大洪水。其中：1880年、1948年和1955年能調(diào)查到歷史洪水位，可推算得洪水流量；1975年在實(shí)測(cè)期內(nèi)，有實(shí)測(cè)資料；其余4年未能獲得流量資料，只知1784年洪水大于1880年，另3年洪水均小于1948年，試求洪水流量Q1%。關(guān)鍵詞：考證期、調(diào)查期、實(shí)測(cè)期、經(jīng)驗(yàn)頻率、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線、理論頻率曲線重點(diǎn)參數(shù)和公式：Q、CV、CS、PⅢ

曲線和公式

QP%

=Q(1+ФPCV)

解：1，經(jīng)驗(yàn)頻率分析方法：（1）獨(dú)立樣本法：可分為3個(gè)獨(dú)立系列：1)考證期（1784年～1982年）N2為199年，1784年洪水頻率為：P＝1/(N+1)=1/200=0.5%；2)調(diào)查期（1880年～1982年）N1為103年，包括1880年、1948年、1955年和1975年（在實(shí)測(cè)期內(nèi)）4個(gè)特大值。頻率分別為：P=M/(103+1),M取1、2、3、4。3)實(shí)測(cè)期（1963年～1982年）n為20年，頻率為：P=m/(n+1),m取1、2、3、……20，其中1975年為特大洪水，則a2=1。設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件

（2）統(tǒng)一樣本法：在考證期內(nèi)199年中各流量統(tǒng)一排位：考證期：N＝199年，,M=1,1784年的流量,調(diào)查期:n=103年，a1＝4，包括1880年、1948年、1955年和1975年的特大洪水。a2＝1，即1975年洪水。實(shí)測(cè)期：n=20年，包括特大值1975年流量，應(yīng)在調(diào)查期內(nèi)按特大值排位。水文站觀測(cè)資料只有20年，年限較短，代表性不強(qiáng)，采用第二種方法的計(jì)算結(jié)果。195519751948188017841963實(shí)測(cè)期n=20調(diào)查期N1=103考證期N2=199195519751948188017841963實(shí)測(cè)期n按年份順序排列按流量大小排列經(jīng)驗(yàn)頻率P（％）經(jīng)驗(yàn)頻率

P（％）方法二經(jīng)驗(yàn)頻率

P（％）采用值年份流量(m3/s)年份流量(m3/s)方法一1784>38001784>38000.500.500.518803800188038001.000.961.001.019483350195535501.921.962.019553350197534702.884.762.922.919632570194833503.853.883.919643025196430259.528.698.7196517501970280514.2913.4913.5196616001963257019.0518.3018.3196714901968227023.8123.1023.1196822701974196028.5727.9127.9196912801979184033.3332.7232.7197028501965175038.1037.5237.5經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算表按年份順序排列按流量大小排列經(jīng)驗(yàn)頻率經(jīng)驗(yàn)頻率經(jīng)驗(yàn)頻率年份流197116801972171042.8642.3342.3197217101971168047.6247.1347.1197315801966160052.3851.9451.9197419601973158057.1456.7556.7197534701978155061.9061.5561.6197611001981151066.6766.3666.4197713101967149071.4371.1671.2197815501982146076.1975.9776.0197918401977131080.9580.8780.819808401969128085.7185.5885.6198115101976110090.4890.9390.419821460198084095.2495.1995.2197116801972171042.8642.3342.3

2,點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率曲線：

將經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)群點(diǎn)繪于海森幾率格紙上，目估通過點(diǎn)群分布中心，并兼顧到特大值作曲線，得到經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。3，適線中重點(diǎn)參數(shù)的求算：（1）,應(yīng)用3點(diǎn)適線法確定統(tǒng)計(jì)參數(shù)Q、CV和CS。在經(jīng)驗(yàn)頻率曲線上讀P5%,P50%,P95%所對(duì)應(yīng)的流量得

Q5%=3210m3/s(Q1)、Q50%=1750m3/s(Q2)、Q95%=970m3/s(Q3)

公式：S＝(Q1+Q3-2Q2)/(Q1-Q3）

S＝（3120＋970－2×1750）/（3120－970）＝0.274

查表得：CS＝0.99，并知，當(dāng)CS＝0.99時(shí)，P1＝5%,Ф1=1.88P2=50%,Ф2=-0.16,P3=95%,Ф3=-1.32

公式：Q=(Q3×Ф1

－Q1×Ф3）/（Ф1

－Ф3）＝[970×1.88－3120×（－1.32）]/[1.88－（－.32）]

＝1857m3/s

公式：CV

＝（Q1－Q3）/(Q3×Ф1－Q1×Ф3）＝0.362,點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率曲線：

4，作理論頻率曲線、適線、推求設(shè)計(jì)流量（1）作理論頻率曲線、適線：以Q=1857m3/s、CV

＝0.36、CS＝0.99選取P1%、2％……95％各頻率并查表得各對(duì)應(yīng)的ФP值，根據(jù)PⅢ曲線公式：QP%=Q(1+ФPCV)求得:

作理論頻率曲線:QP%=1857*(1+0.36ФP)

各P%頻率對(duì)應(yīng)的流量QP%

如下表

表中KP=(1+ФPCV)P(%)125102050759095Ф3.012.541.881.340.76-0.16-0.73-1.13-1.32KP2.081.911.681.481.270.940.740.590.52QP386335473120274823581746137410969664，作理論頻率曲線、適線、推求設(shè)計(jì)流量P(%)12510將各頻率P%和對(duì)應(yīng)的流量QP%點(diǎn)繪于海森幾率格紙上，檢測(cè)理論曲線和經(jīng)驗(yàn)曲線的符合狀況，若符合很好，則該理論曲線即為所求，否則調(diào)整CV值后重復(fù)以上過程重新適線，直至兩線符合很好為止，再利用最終的理論曲線參數(shù)再推求設(shè)計(jì)流量。

（2）推求設(shè)計(jì)流量：利用PⅢ曲線公式并查各表得設(shè)計(jì)頻率Ф1％,計(jì)算可得設(shè)計(jì)流量Q1％,即：

Q1％＝Q(1+Ф1％CV)=3863m3/s

經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)頻率曲線、理論頻率曲線見下圖設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件．

．經(jīng)驗(yàn)頻率曲線理論頻率曲線．．．．1000

200030004000

5000600070008000

1510203040506070809095100(%)..............．．經(jīng)驗(yàn)頻率曲線理論頻率曲線．．．．到此，我們告別了數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)繁雜的數(shù)學(xué)公式即將進(jìn)入橋涵水力學(xué)計(jì)算部分，請(qǐng)大家把你的流體力學(xué)書拿出來吧大中橋孔徑計(jì)算（橋涵水力計(jì)算）橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算（橋涵水力計(jì)算）小橋與涵洞孔徑計(jì)算（橋涵水力計(jì)算）到此，我們告別了數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)繁雜的數(shù)學(xué)公式橋涵水文HydrologyofBridgeandCulvert第四章設(shè)計(jì)洪水與設(shè)計(jì)水位推算

橋涵水文第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第二節(jié)根據(jù)洪水調(diào)查資料推算（略）第三節(jié)根據(jù)暴雨資料推算（略）第四節(jié)小流域設(shè)計(jì)洪水第五節(jié)設(shè)計(jì)洪水位的推求第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法

對(duì)公路橋梁工程來說，在發(fā)生洪水時(shí)，必須保證橋梁能安全宣泄洪水，公路能暢通。因此，在規(guī)劃設(shè)計(jì)公路橋梁時(shí)，橋涵的孔徑、橋梁的高度、墩臺(tái)基礎(chǔ)的埋置深度、調(diào)治構(gòu)造物的尺寸等，都應(yīng)根據(jù)洪水的大小來設(shè)計(jì)。本章主要任務(wù)在于確定橋梁基本尺寸(橋孔長度、橋面標(biāo)高、墩臺(tái)埋深)所依據(jù)的橋位河段的水文要素，即在橋渡設(shè)計(jì)使用期內(nèi)可能出現(xiàn)的控制洪峰流量(設(shè)計(jì)流量)及其相應(yīng)的水位(設(shè)計(jì)水位)。

對(duì)公路橋梁工程來說，在發(fā)生洪水時(shí)，必須保證橋

設(shè)計(jì)洪水：在道路橋涵規(guī)劃、設(shè)計(jì)中所指定的各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水。

設(shè)計(jì)水位：在規(guī)定的橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)下的水位加上根據(jù)河流具體情況，即考慮壅水高度、浪高、水拱、河灣超高、凹岸超高、局部股流涌高和橋墩沖高等影響的高度后的水位。設(shè)計(jì)洪水：在道路橋涵規(guī)劃、設(shè)計(jì)中所指定的各種橋涵工程依據(jù)：交通部頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJB01-2003）《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGC30-2002）

首先根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》確定公路的等級(jí)和橋梁的大小，然后按照《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，確定設(shè)計(jì)洪水頻率（或重現(xiàn)期），最后推求相應(yīng)于該頻率的設(shè)計(jì)流量，以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)水位、設(shè)計(jì)流速和過水?dāng)嗝婷娣e。

橋涵工程依據(jù)：橋梁涵洞分類橋涵分類公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑/m特大橋L≥1000≥150大橋100≤L≤100040≤≤150中橋30＜L＜10020＜

＜40小橋8≤L≤305≤＜20涵洞-

＜5橋梁涵洞分類橋涵公路橋涵多孔跨徑總長L/m單孔跨徑/m構(gòu)造物名稱

公路等級(jí)高速公路

一

二

三

四

特大橋1/3001/3001/1001/1001/100

大中橋1/1001/1001/1001/501/50

小橋1/1001/1001/501/251/25涵洞及小型排水構(gòu)造物1/1001/1001/501/25按具體情況確定

路基1/1001/1001/501/25按具體情況確定公路橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率注：二級(jí)公路的特大橋及三、四級(jí)公路的大橋，在水勢(shì)猛急、河床易于沖刷的情況下，可提高一級(jí)洪水頻率驗(yàn)算基礎(chǔ)沖刷深度。構(gòu)造物公路鐵路等級(jí)

設(shè)計(jì)洪水頻率檢算洪水頻率

橋梁

涵洞特大橋（或大橋）屬于技術(shù)復(fù)雜、修復(fù)困難者或重要者Ⅰ、Ⅱ1/1001/501/300Ⅲ1/501/501/100

鐵路橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)越高（頻率越小），設(shè)計(jì)洪水越大，設(shè)計(jì)的工程越安全，被洪水破壞的風(fēng)險(xiǎn)就越小，但工程的造價(jià)越高；反之，標(biāo)準(zhǔn)越低（頻率越大），工程耗資較少，但安全程度也相應(yīng)降低，被破壞的風(fēng)險(xiǎn)就較大。鐵路設(shè)計(jì)洪水頻率檢算洪水頻率橋梁涵洞特大橋（或大橋設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算途徑1、由實(shí)測(cè)流量資料推求；2、由洪水調(diào)查資料推求；3、由暴雨資料推求。實(shí)際工作中，對(duì)重要的工程，為保證計(jì)算成果的可靠性，應(yīng)根據(jù)水文資料的情況，采用多種途徑計(jì)算，相互比較，充分論證，合理采用。設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件一、資料的選樣與審查水文資料：橋位斷面實(shí)測(cè)年最大洪峰流量系列及若干次歷史調(diào)查洪水資料；實(shí)測(cè)水位-流量關(guān)系、水位-流速關(guān)系、水位-過水?dāng)嗝骊P(guān)系等。1、選樣年最大值法：組成容量為n的年最大洪峰流量系列，以及若干次歷史調(diào)查洪水資料。年超大值法：觀測(cè)年數(shù)較少時(shí)采用。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一、資料的選樣與審查第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件一、資料的選樣與審查2、審查資料可靠性：資料的正確與否資料一致性：是指組成該系列的流量資料，都是在同樣的氣候條件、同樣的下墊面條件和同一測(cè)流斷面條件下獲得的資料代表性：是指該洪水樣本的頻率分布與其總體概率分布的接近程度資料獨(dú)立性：水文資料彼此無關(guān)第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一、資料的選樣與審查第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方一、資料的選樣與審查3、資料的插補(bǔ)與延長（1）尋找參證站：采用水文統(tǒng)計(jì)方法推算設(shè)計(jì)流量時(shí)，如橋位附近水文站流量觀測(cè)資料的觀測(cè)年限較短或有缺失年份，則應(yīng)盡量利用參證站(上、下游或鄰近流域內(nèi)的水文站)的觀測(cè)資料，進(jìn)行插補(bǔ)和延長，來提高可靠性。（2）用暴雨資料插補(bǔ)洪峰資料

插補(bǔ)和延長年數(shù)不宜超過實(shí)測(cè)洪水流量的年數(shù)，并應(yīng)結(jié)合氣象和地理?xiàng)l件作合理性分析。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一、資料的選樣與審查第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求連序系列：即從大到小排位，序號(hào)是順位連續(xù)排列的系列。如：實(shí)測(cè)系列不連序系列：特大洪水加入系列后稱為不連序系列，即從大到小排位，序號(hào)不連續(xù)，其中一部分屬于漏項(xiàng)、缺項(xiàng)位，其經(jīng)驗(yàn)頻率和統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算與連序系列不同。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求連序系列：即從大到小排位，序號(hào)是順位連二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求（1）連序系列選取樣本，一般采用“年最大值法”選取樣本；繪制經(jīng)驗(yàn)頻率曲線；用適線法繪制理論頻率曲線，并選定三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)；用選定的三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)洪水頻率相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量；審查計(jì)算結(jié)果。參照統(tǒng)計(jì)參數(shù)的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值，審查所選定參數(shù)值，并用其他方法推算設(shè)計(jì)流量，進(jìn)行對(duì)比。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法二、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求（1）連序系列選取樣本，一般采用“年最（2）不連序系列

在水文站觀測(cè)年份內(nèi)，如果河流發(fā)生特大洪水，相應(yīng)地就會(huì)出現(xiàn)特大值。通過洪水調(diào)查和文獻(xiàn)考證，往往也會(huì)獲得特大值。這些特大值與其它數(shù)值之間有顯著的脫節(jié)現(xiàn)象，是不連續(xù)的。在統(tǒng)計(jì)計(jì)算中，不能把這些特大值與其它數(shù)值等同看待，需要進(jìn)行適當(dāng)處理，即所謂特大值的處理。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（2）不連序系列在水文站觀測(cè)年份內(nèi)，如果河流發(fā)生特大洪a1個(gè)大洪水a(chǎn)2個(gè)大洪水n實(shí)測(cè)期N調(diào)查期或考證期T2T1a1+a2=a個(gè)大洪水a(chǎn)1個(gè)大洪水a(chǎn)2個(gè)大洪水n實(shí)測(cè)期N調(diào)查期或考證期T2T什么是特大洪水？至今人們對(duì)特大洪水還沒有一個(gè)明確的量的定義。在概率格紙上，它的頻率點(diǎn)與一般洪水的頻率點(diǎn)有明顯的脫節(jié)、不連續(xù)現(xiàn)象。在歷史洪水中、在實(shí)測(cè)洪水中都有可能出現(xiàn)特大洪水，需提出作單獨(dú)處理。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（2）不連序系列什么是特大洪水？第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（（2）不連序系列

為什么要進(jìn)行特大值的處理？通過特大值處理，可以延長系列資料，增強(qiáng)系列的代表性，減少各參數(shù)值的抽樣誤差，從而提高計(jì)算成果的穩(wěn)定性和可靠性。一般同時(shí)采用三種來源的資料：水文站觀測(cè)資料、參證站插補(bǔ)和延長資料、調(diào)查洪水和文獻(xiàn)考證資料。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法（2）不連序系列第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算獨(dú)立樣本法

此法是把包括歷史洪水的長系列(N年)和實(shí)測(cè)的短系列(n年)看作是從總體中隨機(jī)抽取的兩個(gè)獨(dú)立樣本，各項(xiàng)洪峰值可在各自所在系列中排位。因?yàn)閮蓚€(gè)樣本來自同一總體，符合同一概率分布，故適線時(shí)仍可把經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)繪在一起，共同適線。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法不連續(xù)系列的經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算獨(dú)立樣本法

此法是把包括歷史洪水的長系列(N年)和實(shí)測(cè)的xP(%)100第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法xP(%)100第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法【例】某站自1930年至1978年有49個(gè)年頭的連續(xù)實(shí)測(cè)資料，另外還調(diào)查到1903年和1921年兩個(gè)歷史洪水資料，另知三個(gè)歷史洪水流量的排序?qū)崪y(cè)期考證期（調(diào)查期）第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法【例】某站自1930年至1978年有49個(gè)年頭的連續(xù)實(shí)測(cè)資料解：(1)取1903年到1978年N=76年作為一個(gè)系列。根據(jù)調(diào)查考證，認(rèn)為在此期間不會(huì)遺漏大于等于1903年的洪水流量。那么在76年為首的三項(xiàng)的頻率為：(2)另取1930年-1978年n=49年作為一個(gè)系列，按大小排隊(duì)，各項(xiàng)頻率為：

對(duì)于兩個(gè)系列中都有的1949年流量，一般來說選取時(shí)期較長的系列所推算的經(jīng)驗(yàn)頻率。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法解：(1)取1903年到1978年N=76年作為一個(gè)系列。第2）統(tǒng)一樣本法：將實(shí)測(cè)系列和特大洪水系列共同組成一個(gè)不連續(xù)系列，在考證期(或調(diào)查期)內(nèi)統(tǒng)一進(jìn)行排隊(duì)。(1)若在實(shí)測(cè)系列n年之內(nèi)，有

個(gè)特大洪水，而在系列之外又調(diào)查到在N年中有個(gè)歷史洪水，則在N年中為首的a個(gè)特大洪水可以按大小順序排,然后按維泊爾公式求頻率。(2)實(shí)測(cè)系列中所余下的項(xiàng)只有個(gè)，它們作為總體中抽出來的樣本，是有條件的，屬于條件抽樣，其頻率為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法2）統(tǒng)一樣本法：將實(shí)測(cè)系列和特大洪水系列共同組成一個(gè)不連續(xù)系一般洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率為:xP(%)100PMa最后一項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率：剩下N–a項(xiàng)的頻率范圍為：1-PMa

，而實(shí)際只知n-a2

項(xiàng)。先將n-a2項(xiàng)在0-1內(nèi)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法一般洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率為:xP(%)100PMa最后一項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻xP(%)100PMa

然后按（1-PMa

）為比例縮小，并接到PMa之后，最后得：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法xP(%)100PMa然后按（1-PMa）為比例縮小解：(1)在實(shí)測(cè)系列n=49中有1個(gè)特大洪水在實(shí)測(cè)期以外，又調(diào)查得到兩個(gè)歷史洪水所以：在N=76年中的序位是M=1，2，3有：(2)而在實(shí)測(cè)資料的49年中，因抽出1949年的流量后，尚余48項(xiàng)，各項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法解：(1)在實(shí)測(cè)系列n=49中有1個(gè)特大洪水第一節(jié)有觀兩種方法的比較：第一種顯得方便，但沒有堅(jiān)強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)頻率分布重疊的不合理現(xiàn)象。第二種方法理論基礎(chǔ)強(qiáng)，但所要求調(diào)查的特大洪水個(gè)數(shù)要準(zhǔn)確可靠，而這一點(diǎn)在有些情況下是不易做到的。當(dāng)有特大洪水遺漏時(shí)，將導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。以上兩種估算頻率的方法已為《水利電力工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》SD122-79所采用。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法兩種方法的比較：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法不連續(xù)系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算假定：缺測(cè)年份中的各最大值的平均數(shù)與連續(xù)n年內(nèi)除特大值之外的其它最大值的平均數(shù)及均方差均相等。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法a2個(gè)大洪水a(chǎn)1個(gè)大洪水n實(shí)測(cè)期N調(diào)查期或考證期T2T1不連續(xù)系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算假定：缺測(cè)年份中的各最大值的平均數(shù)與N年系列的均值為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法N年系列的均值為：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法N年系列的CV值為：由：由此可證明：即：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法N年系列的CV值為：由：由此可證明：即：第一節(jié)有觀測(cè)資料第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法三、成果合理性檢查及安全保證值對(duì)水文計(jì)算的結(jié)果，可按下述的途徑進(jìn)行合理性檢查：1.從洪峰及其參數(shù)隨時(shí)間變化關(guān)系上分析2.從洪峰及其參數(shù)的地區(qū)分布規(guī)律分析3、設(shè)計(jì)洪峰流量與國內(nèi)外或地區(qū)最大洪水記錄對(duì)比4、與暴雨計(jì)算成果比較第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法三、成果合理性檢查及安全保證值第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水【例3-16】某河水文站實(shí)測(cè)年最大洪峰流量資料30年，歷史特大洪水2年，調(diào)查考證期N=102年。試求200年一遇的設(shè)計(jì)洪峰流量。1、計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)①獨(dú)立樣本法特大洪水：a1=2，N=102

一般洪水：n=30，a2=0②統(tǒng)一樣本法計(jì)算結(jié)果見下表。第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法【例3-16】某河水文站實(shí)測(cè)年最大洪峰流量資料30年，歷序號(hào)

洪峰流量

獨(dú)立樣本法

統(tǒng)一樣本法

序號(hào)

洪峰流量

獨(dú)立樣本法

統(tǒng)一樣本法PMPmPMPmPMPmPMPm

Ⅰ25200.0100.010154800.4840.494

Ⅱ22000.0190.019164700.5160.525114000.0320.050174620.5480.557212100.0650.083184400.5810.58939600.0970.114193860.6130.62049200.1290.146203680.6450.65258900.1610.177213400.6770.68368800.1940.209223220.7100.71677900.2260.241233000.7420.74787840.2580.272242880.7740.77896700.2900.303252620.8060.810106500.3230.336262400.8390.842116380.3550.367272200.8710.873125900.3870.399282000.9030.905135200.4190.430291860.9350.936145100.4520.462301600.9680.969

某河洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算（a=2）序號(hào)洪峰獨(dú)立樣本法統(tǒng)一樣本法序號(hào)洪峰獨(dú)立樣2、參數(shù)估計(jì)①矩法調(diào)整參數(shù)，最后采用：②適線法初試?。旱谝还?jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法2、參數(shù)估計(jì)調(diào)整參數(shù)，最后采用：②適線法第一節(jié)有觀測(cè)資3、求設(shè)計(jì)值T=200年，P=0.5%，CV=0.80，CS=3.5CV=2.8查表，得橋位斷面設(shè)計(jì)流量：第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法3、求設(shè)計(jì)值第一節(jié)有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法第二節(jié)

根據(jù)洪水調(diào)查資料推算第二節(jié)

根據(jù)洪水調(diào)查資料推算被調(diào)查人年齡職業(yè)居住地其它被調(diào)查人胡車60

放羊官巴離村

胡優(yōu)記述：

我是當(dāng)?shù)厣?，今?0歲，一直生活在這里。我記得我21歲那年蛤蟆河發(fā)大水，水很大，我很害怕，水面在這兒也到我腰這麼深（就地量測(cè)：1.1米），我記得那年老王家狗剩取的媳婦，但大水兩天就退了。這場(chǎng)水還不是最大的，我48歲那年水更大，大水到我家房檐了，全村的人都跑后山上去了，我可以領(lǐng)你們到河邊的山坡再看，這里水深有1.3米。我一生就遇上這兩場(chǎng)大洪水，但我聽老一輩人說民國初還發(fā)生過一場(chǎng)洪水，聽它們講的情景要比這兩次洪水大得多，聽說那次洪水后這個(gè)村子房子全沒了，人也死了200多。證明人：它說后兩次的我也經(jīng)歷了，民國初還發(fā)生過的那場(chǎng)洪水我聽說也是這樣。結(jié)論：被調(diào)查人記憶清晰，且有其它事實(shí)佐證，旁證也證實(shí)事實(shí)準(zhǔn)確。調(diào)查人

張三

證明人

李四洪水調(diào)查表洪水編號(hào)：洪1調(diào)查時(shí)間：99.6.5被調(diào)查人年齡職業(yè)居設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件第三節(jié)

根據(jù)暴雨資料推算第三節(jié)

根據(jù)暴雨資料推算第四節(jié)

小流域設(shè)計(jì)洪水

（無觀測(cè)、無考證、無調(diào)查）第四節(jié)

小流域設(shè)計(jì)洪水

（無觀測(cè)、無考證、無調(diào)查）1）1958年水利科學(xué)研究院水文研究所推理公式1.推理公式——設(shè)計(jì)頻率為P的24小時(shí)設(shè)計(jì)雨力（mm/h）；——匯流時(shí)間（h）；——暴雨強(qiáng)度遞減指數(shù)；——流域面積（km2）；——設(shè)計(jì)頻率為P的洪峰流量（m3/s）；——洪峰徑流系數(shù)；注意：暴雨推理公式中的參數(shù)和指數(shù)采用各地區(qū)編制的暴雨徑流圖表值。1）1958年水利科學(xué)研究院水文研究所推理公式1.推理公式2）、徑流簡(jiǎn)化公式式中，

：地貌系數(shù)；與流域面積、地形、主河道比降有關(guān)；

h

：設(shè)計(jì)徑流深，mm；

Z

：植物截流和填洼損失量，mm；

β：洪峰傳播中變形對(duì)洪峰流量影響的折減系數(shù)；

γ：流域降雨不均勻影響洪峰流量的折減系數(shù)；

δ：湖泊、塘堰、小水庫調(diào)節(jié)作用影響洪峰流量的折減系數(shù)。2）、徑流簡(jiǎn)化公式式中，：地貌系數(shù)；與流域面積、地形、主2、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式式中，QP：設(shè)計(jì)頻率為P的設(shè)計(jì)洪峰流量，m3/s；

F

：集水面積，km2；

n，C：經(jīng)驗(yàn)指數(shù)和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，隨地區(qū)和頻率而變，可查各省的《水文手冊(cè)》或設(shè)計(jì)手冊(cè)。2、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式式中，QP：設(shè)計(jì)頻率為P的設(shè)計(jì)洪峰流量，m3地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式

1979年，交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院組織全國各省市交通廳局利用1785個(gè)水文站點(diǎn)資料匯總分析，制定了《我國公路大中橋流量經(jīng)驗(yàn)公式匯總報(bào)告》。報(bào)告中把全國分為111個(gè)分區(qū)，制定了（1）全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表（2）全國水文分區(qū)Cv值表（3）全國水文分區(qū)Cs/Cv經(jīng)驗(yàn)關(guān)系表。地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件1、全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表在此表中，給出了111個(gè)分區(qū)的三項(xiàng)資料：i)平均流量（年最大流量系列的均值）ii)頻率P=2%的流量iii)Q1%/Q2%，根據(jù)此值，可由Q2%算出Q1%2、全國水文分區(qū)Cv值表表中給出111個(gè)分區(qū)流域面積從100平方公里到5萬平方公里范圍內(nèi)的Cv值，或者建議采用Cv等值線取值，其等值線可從相關(guān)水文手冊(cè)獲得。從表中Cv值可以看出，流域面積越大，Cv值越小。3、全國水文分區(qū)Cs/Cv經(jīng)驗(yàn)關(guān)系表1、全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件計(jì)算方法：

由全國水文分區(qū)流量計(jì)算參數(shù)表：計(jì)算查表（表3-2-2）查表（表3-2-3）使用范圍：一般用于流域面積小于50000k㎡的中等流域的橋位。使用方法：首先在地圖上勾繪出橋位以上的流域面積F，視流域大部分在哪一個(gè)分區(qū)中，就可采用該分區(qū)公式。計(jì)算方法：使用范圍：一般用于流域面積小于50000k㎡的第五節(jié)設(shè)計(jì)洪水位的推求第五節(jié)設(shè)計(jì)洪水位的推求

設(shè)計(jì)流量往往是根據(jù)水文站觀測(cè)資料或洪水調(diào)查資料推算，其流量是根據(jù)水文站的測(cè)流斷面或橋位附近的形態(tài)斷面計(jì)算而得，與橋位斷面通常是不重合的，因而需要換算到橋位斷面的流量或水位。水文測(cè)站，形態(tài)斷面距橋位斷面很近，流域面積相差＜5%時(shí)，可以直接采用測(cè)站或形態(tài)斷面處的設(shè)計(jì)流量，不用換算。水文站或形態(tài)斷面與橋位斷面的流量相差小于10%時(shí)，可直接采用測(cè)站或形態(tài)斷面處的設(shè)計(jì)流量，不必作換算。當(dāng)流域面積相差不超過20%，可按下式換算:設(shè)計(jì)流量往往是根據(jù)水文站觀測(cè)資料或洪水調(diào)查資料推算，當(dāng)流域面積相差超過20%，按上式計(jì)算的結(jié)果誤差較大，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，從多方面比較后確定。當(dāng)流域面積相差超過20%，按上式計(jì)算的結(jié)果誤差較大，應(yīng)結(jié)合實(shí)復(fù)習(xí)第一章概述（了解）水文學(xué)？橋涵水文學(xué)？橋與水的關(guān)系？橋涵水文學(xué)的研究內(nèi)容及意義第二章河川徑流（理解）河川水文現(xiàn)象的特點(diǎn)與橋涵水文的研究方法河流形態(tài)與河流水情河流的泥沙運(yùn)動(dòng)與河床演變復(fù)習(xí)第一章概述（了解）復(fù)習(xí)第三章水文統(tǒng)計(jì)基本原理和方法（熟練掌握）水文經(jīng)驗(yàn)頻率曲線水文理論頻率曲線水文頻率計(jì)算適線法復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)第四章設(shè)計(jì)洪水與設(shè)計(jì)水位推算（熟練掌握）有觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)洪水流量推算方法小流域設(shè)計(jì)洪水（缺少或無觀測(cè)資料）復(fù)習(xí)例：某橋位附近有水文站，能搜集到20年連續(xù)的流量觀測(cè)資料，通過洪水文獻(xiàn)考證知，從1784年至1982年期間，曾有8年發(fā)生過較大洪水。其中：1880年、1948年和1955年能調(diào)查到歷史洪水位，可推算得洪水流量；1975年在實(shí)測(cè)期內(nèi)，有實(shí)測(cè)資料；其余4年未能獲得流量資料，只知1784年洪水大于1880年，另3年洪水均小于1948年，試求洪水流量Q1%。關(guān)鍵詞：考證期、調(diào)查期、實(shí)測(cè)期、經(jīng)驗(yàn)頻率、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線、理論頻率曲線重點(diǎn)參數(shù)和公式：Q、CV、CS、PⅢ

曲線和公式

QP%

=Q(1+ФPCV)

解：1，經(jīng)驗(yàn)頻率分析方法：（1）獨(dú)立樣本法：可分為3個(gè)獨(dú)立系列：1)考證期（1784年～1982年）N2為199年，1784年洪水頻率為：P＝1/(N+1)=1/200=0.5%；2)調(diào)查期（1880年～1982年）N1為103年，包括1880年、1948年、1955年和1975年（在實(shí)測(cè)期內(nèi)）4個(gè)特大值。頻率分別為：P=M/(103+1),M取1、2、3、4。3)實(shí)測(cè)期（1963年～1982年）n為20年，頻率為：P=m/(n+1),m取1、2、3、……20，其中1975年為特大洪水，則a2=1。設(shè)計(jì)洪水與及設(shè)計(jì)水位推算課件

（2）統(tǒng)一樣本法：在考證期內(nèi)199年中各流量統(tǒng)一排位：考證期：N＝199年，,M=1,1784年的流量,調(diào)查期:n=103年，a1＝4，包括1880年、1948年、1955年和1975年的特大洪水。a2＝1，即1975年洪水。實(shí)測(cè)期：n=20年，包括特大值1975年流量，應(yīng)在調(diào)查期內(nèi)按特大值排位。水文站觀測(cè)資料只有20年，年限較短，代表性不強(qiáng)，采用第二種方法的計(jì)算結(jié)果。195519751948188017841963實(shí)測(cè)期n=20調(diào)查期N1=103考證期N2=199195519751948188017841963實(shí)測(cè)期n按年份順序排列按流量大小排列經(jīng)驗(yàn)頻率P（％）經(jīng)驗(yàn)頻率

P（％）方法二經(jīng)驗(yàn)頻率

P（％）采用值年份流量(m3/s)年份流量(m3/s)方法一1784>38001784>38000.500.500.518803800188038001.000.961.001.019483350195535501.921.962.019553350197534702.884.762.922.919632570194833503.853.883.919643025196430259.528.698.71965