第九章由流量推求設(shè)計洪水

第九章由流量資料推求設(shè)計洪水教學(xué)目標(biāo)：說出什么是設(shè)計洪水，設(shè)計洪水的要素，計算設(shè)計洪水的途徑。說出洪水樣本選取的基本方法。說出什么是特大洪水。能夠用兩種方法計算特大洪水經(jīng)驗頻率。能夠用矩法計算洪水頻率曲線的統(tǒng)計參數(shù)。第一節(jié)概述（一）定義洪水:由于流域內(nèi)降雨或融雪，大量徑流匯入河道，導(dǎo)致流量激增，水位上漲，這種水文現(xiàn)象，稱為洪水。設(shè)計洪水:在進(jìn)行水利水電工程設(shè)計時，為了建筑物本身的安全和防護(hù)區(qū)的安全，必須按照某種標(biāo)準(zhǔn)的洪水進(jìn)行設(shè)計，這種作為水工建筑物設(shè)計依據(jù)的洪水稱為設(shè)計洪水。

設(shè)計洪水就是符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求的洪水。例：水利工程的設(shè)計洪水就是符合設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)要求的洪水：1．水工建筑物設(shè)計洪水——確定調(diào)洪庫容和泄水建筑物尺寸，確保水口建筑物安全。2．防護(hù)對象的設(shè)計洪水——保證下游安全，控制下泄安全流量。

水庫設(shè)計洪水；

下游防護(hù)對象的設(shè)計洪水；

施工設(shè)計洪水；

堤防設(shè)計洪水；

橋涵設(shè)計洪水等；根據(jù)工程效益、政治及經(jīng)濟各方面的綜合考慮，我國頒布了按工程規(guī)模分類的工程等別和按建筑物劃分的防洪標(biāo)準(zhǔn)，這就是國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）和水利部2000年頒發(fā)的編號為SL252-2000的《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》。

（二）水工建筑物的等級和防洪標(biāo)準(zhǔn)（1）正常運用情況——設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)——設(shè)計洪水（2）非正常運用情況——校核標(biāo)準(zhǔn)——校核洪水（三）推求設(shè)計洪水經(jīng)歷了三個階段:(1)歷史最大洪水加成法

以歷史上發(fā)生過的最大洪水再加一個成數(shù)作為設(shè)計洪水。

此法有二個缺點:①沒有考慮未來洪水超過歷史最大洪水的可能性,使人們產(chǎn)生不安全感；②對大小不同,重要性不同的工程采用一個標(biāo)準(zhǔn),顯然不合理。

如葛洲壩樞紐:選用1788年洪水作為設(shè)計洪水Qm=8600m3/s;選用1870年洪水作為校核洪水Qm=110000m3/s。（2）頻率計算法

以符合某一頻率的洪水作為設(shè)計洪水，如百年一遇洪水、千年一遇洪水等。

此法把洪水作為隨機事件，根據(jù)概率理論由已發(fā)生的洪水來推估未來可能發(fā)生的符合某一頻率標(biāo)準(zhǔn)的洪水作為設(shè)計洪水。

(3)水文氣象法

因頻率計算缺乏成因概念，如資料系列太短，用于推求稀遇洪水根據(jù)就很不足。且近年來，我國一再出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)的特大洪水，使設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一再提高。水文氣象法從物理成因入手，根據(jù)水文氣象要素推求一個特定流域在現(xiàn)代氣候條件下，可能發(fā)生的最大洪水作為設(shè)計洪水。（四）設(shè)計洪水三要素

1、設(shè)計洪峰流量Qm（m3/s），為設(shè)計洪水過程線的最大流量。

2、不同時段設(shè)計洪水總量W（m3）。

3、設(shè)計洪水過程線。（五辟）推泡求設(shè)遙計洪噴水的買途徑由流暗量資制料推立求設(shè)頑計洪禁水由暴歌雨資哈料推場求設(shè)用計洪察水（七友）流插量資功料推馳求設(shè)玻計洪茄水思裹路思路寇：1.資料精三性肆審查床；2.選擇度洪峰曉、洪武量（1，3，5，7天等秋）；3.頻率析分析閑計算間：求斃設(shè)計急洪峰違、洪驕量；4.選典瓣型洪趣水過哭程放呼大——設(shè)計寺洪水誘過程叛線第二著節(jié)農(nóng)設(shè)計戲洪峰崖、洪協(xié)量的窄計算（一妻）洪燈水資子料的段審查（1）資講料可逆靠性幻玉的審奇查與千改正汗資抓料的莫可靠罵性是溉指資料威的正燦確與喪否，要蓄從流傘量資晌料的兼測驗仔方法桃、水蘇位流賊量關(guān)肯系、設(shè)整編需精度快和水肚量平看衡等蒜方面授進(jìn)行斧檢查疫。（2）資斤料一飽致性憶的審液查與址還原資料賭系列竹的一蠅致性炊是指產(chǎn)生菌資料旺系列補的條魚件要一晉致，網(wǎng)就是護(hù)說組持成該關(guān)系列攀的流獄量資圈料，金都是謝在同扛樣的糠氣候分條件割、同沫樣的美下墊煉面條歐件和狡同一懷測流姜斷面假條件泰下獲蒜得的控。（3）資淘料代單表性侄的審族查與朋插補簽延長教（必須錢考慮特笛大洪疲水）洪水定系列痰的代勿表性通，是指該煩洪水菠樣本獵的頻濾率分兔布與獻(xiàn)其總渣體概洋率分轉(zhuǎn)布的旺接近鄉(xiāng)豐程度，如搶接近梳程度善較高未，則責(zé)系列爪的代笨表性策較好謠，頻冷率分評析成況果的慣精度讓較高井，反古之較憲低。（二閥）樣貞本選傳取年最洞大值思法:年最繞大值構(gòu)法—讀—每肚年只摸選一亭個最遠(yuǎn)大值特點囑：方法卻簡單宅，操提作容愈易，燦樣本粥獨立噸性好托。1.洪峰Qm：Q1、Q2……Qm……Qn2.洪量WTm：連續(xù)24h年最翻大洪賊量系呼列W1天1、W1天2……W1天m……W1天n連續(xù)3d年最殿大洪澤量系火列W3天1、W3天2……W3天m……W3天n連續(xù)7d年最宵大洪早量系漏列W7天1、W7天2……W7天m……W7天n……兇……艙……佳…三、服特大朵洪水燥處理特大店洪水追：系列湊中比搖一般蝴洪水極大得期多的曾洪水捎稱為巾特大外洪水梢，并控且通神過洪值水調(diào)谷查可脊以確瀉定其咬量值侄大小作及其千重現(xiàn)貿(mào)期。歷史烤上的一般添洪水是沒會有文單字記庸載，清沒有慚留下影洪水年痕跡特大弟洪水才有文獻(xiàn)杯記載仍和洪香水痕損跡可供燥查證序，所矛以調(diào)譽查到舅的歷尿史洪板水一亂般就畝是特茶大洪竭水。為什琴么要濤考慮裁特大丑洪水夏？目前鏈我們檢所掌鑼握的杜樣本潮系列子不長叛，系罪列愈鑄短，萄抽樣摩誤差盾愈大崗，胖若用唇于推死求千后年一皮遇、帖萬年芳一遇菌的稀徹遇洪倍水，唯根據(jù)誓就很攻不足況。如惱果能約調(diào)查陪到N年(N已>>醫(yī)n)中的蓮特大陷洪水筋，就詠相當(dāng)身于把n年資研料展些延到胸了N年，場提高誦了系列號的代已表性，使歷計算克成果父更加舞合理沃、準(zhǔn)蘭確。符等于庫在頻獨率曲凡線的菜上端知增加渡了一程個控制變點。連序姥系列倆：系擾列中竭沒有漲特大私洪水司值，親各項陪之間火沒有啟空位瞎。不連默序系湖列：派系列項中有特藥大洪樸水值，特美大洪叉水值堅各項鼻之間聽有空驗位，聲從大挑到小齡是不善連序祖的。實測趣期:從有規(guī)實測弦洪水思資料描年份術(shù)開始峰至今輪的時帆期。調(diào)查婆期:在實卵地調(diào)金查到猜若干柱可以定量的歷禍?zhǔn)泛槠⑺墓臅r期蔽。文獻(xiàn)隔考證任期:從具渴有連當(dāng)續(xù)文倦獻(xiàn)記傭載歷謊史大閉洪水固的時隊期。架調(diào)查濕期以禿前的悟文獻(xiàn)幅考證返期內(nèi)彼的歷盼史洪伏水，妙只能紛定洪某水等乳級和葡發(fā)生宮次數(shù)鋪，不能口定量。1．特椒大洪殊水重沖現(xiàn)期陽的確稼定：只有脾知道掘其數(shù)籠值大駐小和重罩現(xiàn)期河，才摸能確定搶它在育系列挨中的排頃位。惡一般案歷史考別證、監(jiān)調(diào)查賢、地方燥縣志概等。①從藝發(fā)生子年代慕至今行為最波大N=設(shè)計苦年份-發(fā)生撒年份+計1笑②從調(diào)倘查考裝證的劑最遠(yuǎn)語年份猴至今酬為最皆大N=設(shè)計制年份-調(diào)查樣考證無期最玩遠(yuǎn)年電份+嘗1例：20著02年N=邁19乖92慚-1憤87霞0+堅1=非12獲3親(年)N=沿20優(yōu)02－11慎53桶+1恭=8阿50（年翅）2．洪勤水經(jīng)淡驗頻汁率的僻估算獨立慨樣本喇法統(tǒng)一賴樣本老法（1）獨慢立樣淘本法圍：各自茫作為詠隨機盾抽取匪的兩可個獨辨立樣嚇本實現(xiàn)餐系列覆樣本節(jié)：m—實測輛洪水自大至守排列夾序號事，m=n+1，2，…，nn—實測下洪水咱的年溪數(shù)Pm—第m位洪匠水的藥經(jīng)驗躍頻率對于扶調(diào)查禿期N年的頭樣本頂系列a個特稼大洪糧水，鵝排位m=1查,2則,…剛,aa個特蘿大值晝的經(jīng)艱驗頻肝率PMM—特大互洪水基的排以列序獵（M=1，…，a）N—調(diào)查議考證飄期（2）統(tǒng)牙一樣質(zhì)本法特大爬洪水抖的經(jīng)逆驗頻俊率四、強頻率際曲線箱線型香選擇根據(jù)澇經(jīng)驗乓點據(jù)皺目估惠繪制服一條告光滑喬的曲古線，紅即理腐論頻談率曲睜線，羊無法佩滿足觸外延炕需求把。我國登統(tǒng)一督采用藥皮爾多遜Ⅲ型曲銷線。五．靈頻率數(shù)曲線江參數(shù)寶估計包括斑特大溝洪水忍的系窗列為掉不連浩序系士列，贏其統(tǒng)準(zhǔn)計參啄數(shù)的肆估算豆與連唉序樣柔本（傻年徑寨流）唐的情悅況不惠同，目前施國內(nèi)推外常改用方略法：矩法槍、三點響法

矩法腥估計拋參數(shù)思路脆：n－l——系列N－a——系列xj——特大嚴(yán)洪水緊變量肥，j=1，……，axi——實測香洪水響變量萌，i=l+1，……，nCS根據(jù)CV的倍倦比估睛算六、臣推求摸設(shè)計胡洪峰吸、洪嫂量根據(jù)黨上述庫方法沒計算蔽的參吃數(shù)估貞計值狹，用適線皮法求出征洪水拜頻率思曲線劍，然享后在掃頻率災(zāi)曲線肉上求相應(yīng)挖設(shè)計欠頻率的設(shè)頌計洪諸峰和婚各統(tǒng)惑計時繩段的井設(shè)計箭洪量念。對洪疑峰系政列進(jìn)車行頻釀率計在算→設(shè)計壇洪峰對一藥日洪務(wù)量系進(jìn)列進(jìn)普行頻莫率計膏算→設(shè)計匆一日供洪量對三申日洪環(huán)量系憐列進(jìn)著行頻射率計限算→設(shè)計灣三日況洪量……華……滑……用樣世本參車數(shù)——總體某參數(shù)國，存刪在誤針差，筍稱抽按樣誤德差，誤差鵝是由瞞總體艷中隨機武抽取的樣奏本。的均誰方誤CV的均晝方誤CS的均凝方誤抽樣島誤差畝的大雄小，招隨樣榴本容恢量（蘇項數(shù)n）、CV、CS的大季小而克變，溜樣本事容量好越大朗，對循總體來的代盞表性隙越好弟，其帖抽樣模誤差驢越小藥。七、捷設(shè)計勾洪水貿(mào)估計版值的片抽樣冤誤差代替八、盼成果糠合理彎性檢院查1．從與洪峰汗、各驚時段嶺洪量獸及統(tǒng)蘆計參縱數(shù)隨時強間變暴化規(guī)律蛛分析肆。隨著閉歷時懲增加籠，洪格量的足均值皺也逐漸毯增大，而患時段泰平均文流量允的均謀值隨歷鑰時的癢增加謝而減遭小。Ｃ態(tài)Ｖ，堡ＣＳ次一般隨歷滲時增籃長而后減小艱。2．從窯洪峰刊、洪狡量及再統(tǒng)計然參數(shù)厭地區(qū)賓變化販規(guī)律墻分析福。氣候?qū)?，地般形相斜似，脊則洪躁峰，聲洪量匯的均歌值自上廚游向轟下游裕遞增禍，模雞數(shù)則老上游樓向下棋游遞虜減。3．根錫據(jù)暴黃雨頻半率分來析成列果進(jìn)煌行比針較。洪水暑的徑障流深饅應(yīng)小于暴雨既的徑副流深最，而脹洪水好的Ｃ庸Ｖ值躁應(yīng)大于相應(yīng)醋暴雨理的Ｃ辛Ｖ值囑。1.在洪糞水峰車、量燈頻率遞計算紹中，姿洪峰柄流量氣選樣捷的方旺法是耀（__毛__）。A.最大濤值法B.年最綿大值拔法C.超定陵量法D.超均左值法2.在洪云水峰茫、量體頻率奮計算潮中，足洪量軋選樣莫的方豈法是閘（__歡__）。A.固定儲時段曬最大冊值法B.固定觸時段越年最顆大值值法C.固定醬時段榨超定金量法D.固定拜時段然超均魄值法作業(yè)席：1、什外么是介設(shè)計敢洪水市？包武括哪當(dāng)三個國要素侍？2.某水抄庫壩撕址處杠有19掛54年至19釘84年實歐測年銹最大姥洪峰享流量淹資料摸，其修中最他大的狐四年垮洪峰蛇流量朝依次梁為：15得08磨0m識3/帆s，96用70啊m3超/s，83霞20喝m3故/s和77縫80喇m3功/s。此傻外，羽調(diào)查某到19丙24年發(fā)朽生過彈一次績洪峰盛流量坦為16竟50決0m乎3/難s的大刺洪水培，是18守83年以吃來最友大的你一次故洪水企，且18慎83年至19覆53年間姜其余飲洪水丟的洪怪峰流絨量均虜在10僑00航0m漿3/穴s以下萌，試狹考慮冤特大藍(lán)洪水珠處理掃，用惕獨立遼樣本封法和各統(tǒng)一招樣本青法分醫(yī)別推袋求上獎述五捏項洪術(shù)峰流仗量的觀經(jīng)驗杜頻率丘?！?止-3設(shè)計禍洪水濃過程芳線的拐推求——袍→設(shè)計芳洪水鉤過程陣線方法賣：典獄型洪橫水放刮大法甚，選羊典型馳洪水——損——樓—→設(shè)計守洪水騾過程拍線一、疊典型甚洪水傲過程女線的賽選擇選擇解原則修“可巷能和漂不利本”P設(shè)計舊洪水根據(jù)參流域吸洪水掠形成嶺規(guī)律侵和天礙氣條娘件，鼠洪水盞的特督征（揉峰現(xiàn)默時間討、季挖節(jié)、沙峰型蘆（單繡峰、擇雙峰剃或連翁續(xù)峰豬），忌主峰龜位置邊、洪胸水上珍漲雨爹時、蠻洪量夾集中潔程度防等，桿參照頌這些綢規(guī)律躬和特也點。廳選典友型。1．峰此高、故量大社的實拳測洪祥水過姻程線上，稀繪遇洪迅水2．具睬有代撥表性臣，能惜反映昆流域額大洪題水特屑性：潛成因嚇、季節(jié)尼、洪擦峰次振數(shù)、景主峰伙位置撞、洪村水雨散時及苦峰量關(guān)我系等砌，具閣有代蠻表性絲式。3．選注對工狠程不購利、蔽峰形翼集中帶、主柱峰靠丸后。4．與膏下游欄洪水書遭遇放情況該最不賊利的榜典型劑。二、惹放大陶方法1.同倍賀比2.同頻技率所選柜典型催一般疾峰，刑是都死達(dá)不臭到設(shè)補計要可求，唐必須勝進(jìn)行最放大浩，使康其符毅合設(shè)咐計標(biāo)亦準(zhǔn)，疊即設(shè)蠟計洪輸水過電程線破。1．同性位比蛇放大賀法按峰印控制涂放大濃：Qmp—設(shè)計乞頻率詢?yōu)镻的洪蘇峰流核量Qm典—典型五洪水?dāng)?shù)的洪似峰流盞量按量滲控制球放大受：WTP—設(shè)計腰頻率默為P，設(shè)騾計時倦段為T的設(shè)煉計洪暫量WT典—典型哨洪水脆過程痰線上突下時思段的倦最大啟洪量T—對決牲定