工程水文學(xué)同頻率放大法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院工程水文學(xué)離線(xiàn)作業(yè) 題 目：同頻率放大法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)學(xué)習(xí)中心： 專(zhuān) 業(yè)： 年 級(jí)：學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 1.1 典型洪水過(guò)程線(xiàn)的選取與推求僅有設(shè)計(jì)洪峰流量和設(shè)計(jì)洪水量還難以確定水庫(kù)的防洪庫(kù)容和泄水建筑物的尺寸，這是因?yàn)楹榉辶髁砍霈F(xiàn)的遲早和洪量集中的程度不同，即洪水過(guò)程線(xiàn)形狀的不同，會(huì)得到不同的設(shè)計(jì)防洪庫(kù)容和最大泄量。因此，設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)亦是設(shè)計(jì)洪水的一個(gè)不可缺的重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)指符合某一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水過(guò)程線(xiàn)，生產(chǎn)實(shí)踐中一般采用放大典型洪水過(guò)程線(xiàn)的方法。思路：先從實(shí)測(cè)資料中選取一場(chǎng)典型洪水過(guò)程，然后按設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪量進(jìn)行放大，即得設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)。選擇資

2、料完整精度較高且洪峰流量和洪量接近設(shè)計(jì)值的實(shí)測(cè)大洪水過(guò)程線(xiàn)； 具代表性，洪水發(fā)生季節(jié)、洪水的歷時(shí)、峰量關(guān)系、主峰位置、峰型等均能代表該流域較大洪水特性的實(shí)測(cè)洪水過(guò)程； 選擇對(duì)工程防洪不利的典型洪水過(guò)程線(xiàn)，盡量選擇峰高量大的洪水，而且峰型集中，主峰靠后的過(guò)程。1.2 放大方法同倍比放大法 用同一放大系數(shù)放大典型洪水過(guò)程線(xiàn)，以求得設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)的方法。該法的關(guān)鍵是確定以誰(shuí)為主的放大倍比值，有以下兩種方法：以洪峰流量控制的同倍比放大法(以峰控制) 適合于無(wú)庫(kù)容調(diào)節(jié)的工程設(shè)計(jì)，如橋梁、涵洞及排水溝及調(diào)節(jié)性能低的水庫(kù)等。 以洪量控制的同倍比放大法(以量控制) 適合于蓄洪為主的工程設(shè)計(jì)，如調(diào)節(jié)性能高的水庫(kù)

3、，分洪、滯洪區(qū)等。放大倍比按上述方法求到后，以放大倍比乘實(shí)測(cè)的典型洪水過(guò)程線(xiàn)的各縱坐標(biāo)，即得設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)。該法簡(jiǎn)單易行，能較好地保持典型洪水過(guò)程的形態(tài)。 但該法使得設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)的洪峰或洪量的設(shè)計(jì)頻率不一致，這是由于兩種放大倍比不同(KQm KW )造成的。如按KQm放大后的洪水過(guò)程線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)段洪量不一定等于設(shè)計(jì)洪量值。反之如按KW 放大洪水過(guò)程線(xiàn)，其洪峰值不一定為設(shè)計(jì)洪峰值。 故為了克服這種矛盾，為使放大后過(guò)程線(xiàn)的洪峰和各時(shí)段洪量分別等于設(shè)計(jì)洪峰和設(shè)計(jì)洪量，可用下述的同頻率放大法。 分時(shí)段同頻率放大法：該法在放大典型洪水過(guò)程線(xiàn)時(shí)，洪峰和不同時(shí)段（1d, 3d, 7d, ）洪量采用不同的倍

4、比，以使得放大后的過(guò)程線(xiàn)的洪峰和各時(shí)段的洪量均分別等于設(shè)計(jì)洪峰和設(shè)計(jì)洪量值。對(duì)典型洪水過(guò)程線(xiàn)的放大 按KQm放大典型洪水的洪峰流量； 從短時(shí)段到長(zhǎng)時(shí)段次序按相應(yīng)的放大倍比KT對(duì)典型洪水進(jìn)行放大。 計(jì)算典型過(guò)程線(xiàn)的時(shí)段洪量時(shí)，采用“長(zhǎng)包短”的方法進(jìn)行，即短時(shí)段洪量是在長(zhǎng)時(shí)段洪量?jī)?nèi)統(tǒng)計(jì)，如典型過(guò)程線(xiàn)的洪峰是在一天內(nèi)選出，而一天洪量是在三天洪量時(shí)間內(nèi)選出，以求得設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)峰高量大。洪水過(guò)程線(xiàn)的修勻 由于各時(shí)段放大倍比的不同，則在二個(gè)時(shí)段的銜接處洪水過(guò)程線(xiàn)會(huì)出現(xiàn)突變現(xiàn)象，這是不合理的，故應(yīng)徒手修勻，使其成為光滑的曲線(xiàn)。其原則是修勻后的各時(shí)段的設(shè)計(jì)洪水量和洪峰流量應(yīng)保持不變，誤差不超過(guò)1%。修勻后的

5、過(guò)程線(xiàn)即為設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)，如圖1.1所示。圖1.1 設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)兩種放大方法比較 同倍比放大法 計(jì)算簡(jiǎn)便，放大后設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)保持典型洪水過(guò)程線(xiàn)的形狀不變。常用于峰量關(guān)系好及多峰型的河流?！胺灞取狈糯?、“量比”放大分別常用于防洪后果主要由洪峰控制、時(shí)段洪量控制的水工建筑物。同頻率放大法 目前大、中型水庫(kù)規(guī)劃設(shè)計(jì)主要采用此法，成果較少受典型不同的影響，放大后洪水過(guò)程線(xiàn)與典型洪水過(guò)程線(xiàn)形狀可能不一致。常用于峰量關(guān)系不夠好、洪峰形狀差別大的河流；適用于有調(diào)洪作用的水利工程（如調(diào)洪作用大的水庫(kù)等）；較能適應(yīng)多種防洪工程的特性，解決控制時(shí)段不易確定的困難。1.3 古洪水及其應(yīng)用古洪水 洪水發(fā)生的時(shí)間早

6、于現(xiàn)代系統(tǒng)水文測(cè)驗(yàn)和歷史(調(diào)查)洪水的古代洪水。 作用 目前洪水頻率計(jì)算的根本問(wèn)題是資料過(guò)短、代表性不足、難于推估出可靠的稀遇洪水。古洪水資料可以大大降低洪水頻率曲線(xiàn)外延幅度，甚至將外延變?yōu)閮?nèi)插。在取得洪水平流沉積物的基礎(chǔ)上，算出古洪水量和發(fā)生的年代，用以加入頻率計(jì)算，大幅度加長(zhǎng)了歷史洪水和特大洪水的考證期，提高了系列的展延精度，使頻率曲線(xiàn)稀遇部分的確定更有把握。圖1.2 長(zhǎng)江三峽工程有古洪水的洪水頻率曲線(xiàn)圖圖1.3 黃河小浪底工程有古洪水的洪水頻率曲線(xiàn)圖8 / 8文檔可自由編輯2 計(jì)算內(nèi)容2.1 計(jì)算資料按照所給基本資料進(jìn)行計(jì)算，詳細(xì)寫(xiě)明計(jì)算過(guò)程。已求得某站千年一遇洪峰流量和1天、3天、7天

7、洪量分別為：Qm，p=10245m3/s、W1d，p=114000、W3d，p=226800、W7d，p=348720。選得典型洪水過(guò)程線(xiàn)如表2.1。 試按同頻率放大法計(jì)算千年一遇設(shè)計(jì)洪水過(guò)程表2.1 典型設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn) 月 日 時(shí)典型洪水Q （m3/s） 月 日 時(shí)典型洪水Q （m3/s） 8 4 8268 8 7 81070 20375 20 885 5 8 510 8 8727 20915 20576 6 21780 9 8411 84900 20365 143150 10 8312 202583 20236 8 7 21860 11 82302.2 求1、3、7d洪量按照所給基本資料進(jìn)

8、行計(jì)算，詳細(xì)寫(xiě)明計(jì)算過(guò)程和最終結(jié)果。解：典型洪水洪峰Qm=4900m3/s1d洪量：6日2時(shí)至7日2時(shí)W1d=747183d洪量：5日8時(shí)至8日8時(shí)W3d=1215457d洪量：4日8時(shí)至11日8時(shí)W7d=1592552.3 確定洪峰放大倍比按照所給基本資料進(jìn)行洪峰放大倍比計(jì)算，詳細(xì)寫(xiě)明計(jì)算過(guò)程和最終結(jié)果。解：洪峰放大倍比KQ= Qm，p / Qm=10245 / 4900=2.092.4 確定洪量放大倍比按照所給基本資料進(jìn)行調(diào)節(jié)系數(shù)計(jì)算，詳細(xì)寫(xiě)明計(jì)算過(guò)程和最終結(jié)果。解：1天洪量放大倍比：Kw1= W1d，p / W1d=114000 / 74718=1.533天之內(nèi)，1天之外的洪量放大倍比：

9、Kw3-1=（ W3d，p W1d，p）/ （ W3d W1d ）=（226800114000 ）/ （12154574718）=2.417天之內(nèi)，3天之外的洪量放大倍比;Kw7-3=（ W7d，p W3d，p）/ （ W7d W3d ）=（348720226800 ）/ （159255121515）=3.232.5 同頻率放大法設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算表按照上述計(jì)算，完成表2.2同頻率放大法設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算表。表2.2 同頻率放大法設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算表月 日 時(shí)典型洪水Q（m3/s）放大倍比K設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)QP（m3/s）修勻后的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)QP（m3/s） 8 4 82683.23866866 203753.2312111211 5 8 5103.23/2.411647/12291440 209152.4122052205 6 217802.41/1.534290/27237010 849002.09/1.5310245/749710245 1431501.5348204820 2025831.5339523952 8 7 218601.53/2.412846/44833660 8 7 810702.1125792579 20