第四章 设计洪水流量课件.ppt

第 4 章 设计洪水流量 与设计水位计算 Chapter 4 Calculation of Design Flood Flow and Flood Water Level;§4.1 概 述（Introduction）; 4.1.1 设计洪水的意义及内容 桥梁、涵洞、堤防、水坝和城市防洪工程，在未来长期运行过程中，随时都面临着洪水破坏的威胁。对公路桥梁工程来说，在发生洪水时，必须保证桥梁能安全宣泄洪水，公路能畅通。因此，在规划设计公路桥梁时，桥涵的孔径、桥梁的高度、墩台基础的埋置深度、调治构造物的尺寸等，都应根据洪水的大小来设计。; 确定设计洪水频率后，可以按照一定的方法推求相应于该频率的设计洪水流量，简称设计流量，以及相应的设计水位、设计流速和过水断面面积，作为桥孔设计、墩台冲刷计算的依据。; 4.1.2 设计洪水标准 （Design Criterion of Flood） 设计标准由国家统一制定。桥涵工程依据：交通部颁布的《公路工程技术标准》（JTJ001-97）和《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2002）。; 桥涵分类;构造物 名 称; 铁路 等级; 4.1.3 设计洪水的计算途径 1、由实测流量资料推求； 2、由暴雨资料推求； 3、由地区综合法推求。 实际工作中，对重要的工程，为保证计算成果的可靠性，应根据水文资料的情况，采用多种途径计算，相互比较，充分论证，合理采用。;设计洪水标准越高（频率越小），设计洪水流量越大还是越小？;§4.2 由实测流量资料推算设计流量 (Design Flood Based on Streamflow Data);1、选样（sampling） 年最大值法选样，组成容量为n的年最大洪峰流量系列，以及若干次历史调查洪水资料。一般要求桥位断面洪水系列 n 30a，并有若干次特大洪水（实测和调查的历史洪水）。;2、资料的审查 （1）资料可靠性的审查与改正 资料的可靠性是指资料的正确与否，要从流量资料的测验方法、水位流量关系、整编精度和水量平衡等方面进行检查。;（2）资料一致性的审查与还原 资料系列的一致性是指组成该系列的流量资料，都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一??流断面条件下获得的。因气候条件变化缓慢，故主要从人类活动影响和下垫面的改变来审查。若不能满足一致性要求，则需进行一致改正。;（3）资料代表性的审查与插补延长 洪水系列的代表性，是指该洪水样本的频率分布与其总体概率分布的接近程度，如接近程度较高，则系列的代表性较好，频率分析成果的精度较高，反之较低。 样本对总体代表性的高低，可通过对二者统计参数的比较加以判断。但总体分布是未知的，无法直接进行对比，人们只能根据对洪水规律的认识，与更长的相关系列对比，进行合理性分析与判断。 ; 我国大部分河流由于实测年限有限，所以目前我们所掌握的样本系列不长，系列愈短，抽样误差愈大。而且在实测期内不一定发生大洪水，所以洪水系列不一定含有特大洪水资料，如果用一般的中小洪水资料进行设计，设计成果不可靠。特别是用于推求百年一遇、三百年一遇的高标准洪水，根据就很不足。; 如果能获得这种洪水资料，比如能调查到 N 年 (Nn) 中发生的特大洪水，就相当于把 n 年资料延长到了 N 年，提高了系列的代表性，能使计算成果更加合理、可靠。;【例】1955年规划河北省滹沱河黄壁庄水库时，按当时具有的1919-1955年期间断断续续的20年实测洪水资料推求千年一遇设计洪峰流量Qm=7500m3/s。1956年发生了一次洪峰流量为13100m3/s的特大洪水，显然原设计成果值得怀疑。将1956年特大洪水直接加入实测资料组成21年的样本系列，对此样本直接进行频率计算也是不合适的。;后在滹沱河调查到1794、1853、1917和1939年4次特大洪水，将1956年洪水和历史调查洪水作特大值处理，得千年一遇设计洪峰 Qm= 22600m3/s，比原设计值大得多。1963年又发生了一次大洪水，洪峰流量为12000m3/s，再将其作为特大洪水也加入样本，得千年一遇设计洪峰流量 Qm= 23500m3/s。这次计算的洪峰流量只变化了4 %，显然设计值已趋于稳定。由此可看出特大洪水处理的重要性。