5第五章 河道工程设计水位及流量推求.ppt

学会宽恕他人 有几个知心朋友 * 第五章 河道工程设计水位及流量推求 本章重点： 1、由流量资料推求设计洪水； 2、设计洪水过程线的推求； 3、特大洪水处理和同频率控制放大法； 4、不同条件下设计通航水位及流量的推算。 * 第一节 设计洪水 一、概述 1．洪水过程特征要素 洪峰流量 洪水过程总量 洪水历时 * 2．设计洪水和设计标准 设计洪水（设计洪水过程线），是指具有某一设计标准的洪水过程线 校核标准 可能最大洪水 正常运用洪水（设计洪水） 非常运用洪水（校核洪水） 校核洪水位 * 3．设计洪水计算的内容和方法 1）设计洪水计算的内容 设计洪峰流量 不同时段的设计洪水总量 设计洪水过程 2）推求设计洪水的基本方法 由流量资料推求设计洪水 由暴雨推求设计洪水 水文比拟法、等值线图法、水力学公式法等 * 二、由流量资料推求设计洪水 1．洪水资料的审查 可靠性审查 一致性审查 代表性审查 2．洪水资料的选样 目前采用“年最大”法 * 3．洪水资料的插补延长 4．特大洪水的处理和频率分析计算确定统计参数 1）利用上下游站、干支流站或邻近流域测站的流量 资料进行插补延长； 2）利用本站峰量关系进行插补延长。 洪水调查与考证；重现期的确定。 求不同设计累积频率相应的设计洪峰、设计洪量。 * 5．推求设计洪水过程 1）同倍比放大法 2）同频率放大法 峰控制同倍比放大法 量控制同倍比放大法 定义：在放大典型过程线时，按峰和不同时段的洪量分别采用不同倍比，使放大后的设计洪水过程，其峰和各时段的洪量都符合同一设计累计频率，这种放大方法称为~。 * 例： 某水库设计标准P=1%的洪峰和1天、3天、7天洪量，以及 典型洪水过程线的洪峰和1天、3天、7天洪量列于下表。要求 用分时段同频率放大法，推求P=1%的洪水过程线。 项目 洪峰Qm (m3/s) 洪量W (m3/s)h 1天 3天 7天 P=1%的设计值 2610 1525 2874 3873 典型过程线的相应值 1810 1083 1895 2565 * 首先，计算洪峰和各时段洪量的放大倍比。 其次，将典型洪水过程线的洪峰和不同时段的洪量乘以相应的 放大倍比值，得放大的设计洪水过程线。由于各时段放大倍比 值不同，时段分界处出现不连续现象，可徒手修匀，最后得所 求的设计洪水过程线。 * 修匀时注意保持设计洪峰和各种时段的设计洪量不变。 * 典型洪水过程线的选择 (1) 选择峰高量大的过程线，其洪水特征接近于设计条件下的稀遇洪水情况； (2)要求洪水过程线具有一定的代表性，即它的发生季节、洪峰次数、峰量关系能代表本流域上大洪水的特性； (3)从水库防洪安全着眼，选择对工程防洪运用较不利的大洪水典型，如峰型比较集中，主峰靠后的洪水过程。 * 三、施工设计洪水 1．施工设计洪水的分期 1）全年设计洪水 2）分季设计洪水 2．施工设计洪水的计算方法 3．成果合理性分析 1）各分期洪水统计参数变化规律性分析 2）各分期洪水的峰量累积频率曲线变化规律的 合理性分析 * 第二节 设计通航水位与设计流量推求 一、概述 水库设计水位 设计通航水位 设计 水位 频率分析法（资料充分时） 相关分析法（资料短缺时） 移用邻近站资料（资料缺乏时） 设计最高通航水位 （以“累积频率”为指标） 设计最低通航水位 （“保证率”或“保证率频率”） * 保证率是指统计年限内能正常通航天数占总天数 的百分比，是多年平均概念。 设计最高 通航水位 设计最低 通航水位 * 一、有长期观测资料条件下设计通航水位及流量推求 设计最高通航水位 的推求 历时曲线法 累积频率曲线法 设计最低通航水位 的推求 保证率频率法 * 1．设计最高通航水位的推求 1）有调蓄能力的水利枢纽通航要求：即设计的最高通航水位不得高于枢纽的设计洪水位，不得低于正常蓄水位和汛期限制水位。 2）以通航为主无调蓄的水利工程且设计标准不高的山区河流频率计算要求：采用日平均流量作为统计变量进行频率计算，不用洪峰流量作统计变量。 3）简化计算问题：当用水位资料推求设计最高通航水位时，为便于计算和减少误差，又不致于出现过小的Cv值，常将原水位系列中各项数值都减一个常数H0（H0取低于该系列中最枯水位的整数值），然后进行频率计算，最后求得的结果需要再加上H0。 * 例：某水位站有41年水位资料，试求该站P=5%的设计最高通航水位。 序号 按大小排列 Hi`=Hi-H0 Ki Ki-1 (Ki-1)^2 P=m/(n+1) 1 34.37 17.37 1.21 0.21 0.044 2.38 2 33.29 16.29 1.13 0.13 0.017 4.77 … … … … … …