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水文分析计算-第4章课件-2015年.ppt

上传人:依依 文档编号:1106308 上传时间:2018-06-11 格式:PPT 页数:28 大小:1.40MB
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1、第四章 设计暴雨分析计算,概述,(1)流量资料较短时,直接推求设计洪水有困难(2)直接法和间接法相互检验(3)暴雨资料相对较长,受人类影响较小,间接法有其优势。,推求设计洪水间接法,第一节 暴雨特性分析一、大暴雨形成1、雨量等级的划分,2、形成条件(1)充分的水汽条件(供应不断)(2)强烈的上升运动(对流、地形抬升)(3)较长的降水持续时间,二、暴雨的时空分布1、时间分布 降雨强度it 时程分配曲线 (柱状图) 以t为时段的雨强反映时程上分布的集中程度,做法:中心点(编号1)f1=0,Xf1=113 等值线(编号2):f2=200,Df2-1=200, XDf2-1=(113+100)/2=1

2、07 Xf2=( XDf2-1* Df1-2+ Xf1* f1)/ f2=107 等值线(编号3):f3=480, Df3-2=280, XDf3-2=(100+80)/2=90 Xf3=( XDf3-2* Df3-2+ Xf2* f2)/ f3=97 等值线(编号4):f4=700, Df4-3=220, XDf4-3=(80+60)/2=70 Xf4=( XDf4-3* Df4-3+ Xf3* f3)/ f4=89,fi第i条等值线面积(KM2) Xfi雨量深(mm),求:不同等值线包围面积平均雨量,线的陡缓,表明降雨空 间分布的均匀程度,移用于无资料地区,75.8 暴雨DAD关系整体上,

3、重现期=400Yrs,第二节、点暴雨频率计算研究点暴雨的原因:(1)在小流域,以点代面(2)在中等流域,仅有中心点雨量X0,P,则通过点面关系转换,得Xf,P。,一、方法(一)统计选样(1)选样方法年最大值法:适用于所有水利工程。(资料条件较好)年多次法:一年多次。(资料系列较短)超定量法:规定一个门限值,从历史资料中挑出大于该门限值的所有样本。主要用于城市排水工程及资料系列较短。,(2)选样时段 一般以日为界 大中流域:T=1、3、7、15、30d 小流域:T1d,T=1、3、624h,(二)插补展延 (1)直接移用邻近站的雨量 条件:地形差别不大 (2)移用区域的平均值 主要是对发生一般暴

4、雨的年份而言。即流域内本年 份未发生特大暴雨的情况。 (3)用等值线插补 主要是对发生特大暴雨的年份,且要求站点较多, 则可以绘制特大暴雨等值线图,由此进行插补。,(4)移置改正 条件:两站的地形,下垫面条件有差异。 A)均值改正 XB=XA*(EXB/EXA) B)方差比改正 XB=EXB+( XA-EXA)*sB/sA(5)利用雨量洪峰(量)关系插补 条件:两者关系较好,可由实测或调查的Q去推X。,(三)频率计算 经验适线法,2、单站成果在区域上协调 与所在区域或邻近地区观测的特大暴雨资料及设计成果对比,量级上应协调一致。,CvD关系一般为铃形分布: 较小和较长D-Cv小 中间历时-Cv大

5、干旱区:CvmaxD1h中部地区:CvmaxD6h沿海地区:CvmaxD 1d,二、地区综合法推求点暴雨频率曲线将区域其它站信息用于单站分析,1、统计参数等值线图法 EX、CV、CS等值线 Xp=EX(1+Cv),2、分区综合法 条件:分区内各站来自同一总体,分区要求在一个经纬度内(符合气候条件、地形条件基本相似)。,做法:1)将各站的经验点据点到一张图上,2)求同一频率P下,各站XP的均值 或中值(有时需要初步确定各站经验频率曲线)。,3)将点 点绘到同一张图上,4)根据 经验适线,确定的频率曲线就是区内各点的暴雨频率曲线。,(3) 指标暴雨法(index-rainfall)假设:气候一致区

6、内各站暴雨的模比系数(变量)同分布; (各站均值不同,但Cv,Cs/Cv相同。),模比系数变量,,第i站样本系列,,第四节 面暴雨量频率计算,资料充分:根据面(平均)雨量系列直接计算。,一、设计面雨量的直接计算 选样-插补展延-三性审查-频率分析-合理性检查,二、设计面雨量的间接计算(一)定点定面点面关系 1、X0Xf关系 条件:有相应的资料 2、Xf/X0f关系 条件:适用于本流域除中心点外无其他资料。 做法:1)在邻近地区找有资料流域(资料充分)。 2)做邻近流域的Xf/X0f关系 作法:a.绕中心点做同心圆(正方形) b.统计同心圆面积f,面平均雨量Xf, 中心点雨量X0 c.得若干(

7、Xf/X0,f)点, 综合出一条地区上的Xf/X0f线。,3)将Xf / X0f 关系应用于设计流域。可由设计流域面积F查出 (Xf / X0)F,则 XF,P=X0,P*( Xf / X0)F,(三)存在的问题 (1)点面关系对大、中流域一般较弱,因此不易采用; (2)定点定面关系未考虑到暴雨的地区分布特性; (3)运用时,仅考虑流域F大小,未考虑形状影响, 无法修正; (4)用动点动面代替定点定面时,假设不易满足; (5)尽量使用直接法计算。,(二)动点动面点面关系 做法:1)做每场雨的等值线图 2)对第i场雨做Xf / X0f关系 i=1、2(场数) 3)n场雨综合,取上外包线(较安全)

8、,第五节、设计暴雨时空分布计算,一、设计暴雨的时程分配选典型:洪水选峰高、量峰偏后,暴雨选量大、强度大、雨峰偏后。控制时段: 长时段:1d、3d、7d、15d 等 短时段:1h、3h、6h 等,时程分配:不同控制时段之间为同频率,某流域百年一遇各种时段设计暴雨,暴雨日程分配,暴雨典型示意,303,36,55,27,30,34,0,算例:,二、设计暴雨的空间分配,方法:典型暴雨图法、同频率控制法,B,A,计算目标: A断面以上 B断面以上 区间AB设计暴雨,(1)典型暴雨图法,计算典型暴雨中,B以上、AB区间面雨量各占A以上流域面雨量的 比例:KB、KAB;,将A以上流域的设计面雨量XA,p分配

9、到B以上及AB区间:,B,A,(2)同频率控制法,A及AB区间同频率,B以上相应;根据水量平衡:,一、一般流程,历年降雨资料X(t),输入,设计暴雨计算,设计暴雨,Xp(t),流域产流汇流方案,设计洪水Qp(t),输出,第7节 由设计暴雨推求设计洪水,Qp(t),Xp(t),雨洪同频,二、产汇流计算方法,三、设计前期雨量Pa计算(1)取Pa=Im(土壤最大缺水量), 适用于湿润地区。,产流,汇流,单位线:用于地表净雨简化法:用于地下净雨(如概化三角形法),降雨径流关系 模型方法(如新安江模型),(3)同频率法 在暴雨频率计算求得XP的同时计算(x+Pa)P,X,则: Pa=(X+Pa)PXP

10、当得出的Pa值大于Im时,取Pa=Im,三、设计暴雨推求设计洪水算例某中型水库来水面积为341Km2,为了防洪复核,根据雨洪资料的条件,拟采用暴雨资料来推求P=2%的设计洪水。,1、设计暴雨计算最大1日: EX=110mm,CV=0.58,CS=3.5 CV,点面折减系数=0.92,2、设计暴雨时程分配及净雨划分,3、设计洪水过程线的推求地面径流过程:单位线推流,地下径流过程:概化为等腰三角形出流:底宽 Tg2Ts,地下径流总量(Wg)地下净雨量(hg)*流域面积(F) =29.4mm*341km2=1000*104m3,地下径流洪峰Qm,g2Wg/Tg=2*1000*104m3 / (2*13*6*3600) =35.6(m3/s),地表地下叠加,

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