第6章答案由流量资料推求设计洪水

1、第6章答案由流量资料推求设计 洪水第6章答案由流量资料推求设计 洪水第六章由流量资料推求设计洪水一、概念题（一）填空题1. 防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准2. 水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准3. 大，大，高，小4. 设计频率，设计频率5. 正常运用标准，非常运用标准6. 由流量资料推求设计洪水，由暴雨资料推求设计 洪水，小流域用推理公式法、地区经验公式法。7. 洪峰流量，洪水总量，洪水过程线&连续系列，不连续系列9. 均值，均方差10. 同频率放大法11. 包含特大值的矩法公式，三点法12. 年最大值法13. 独立样本法，统一样本法14. 同倍比放大法，同频率放大法15. 大，产流

2、过程，汇流过程16. 小于，大于17. 入库断面洪水，区间洪水，库面洪水18. 大，提前19. 设计流域洪水季节性变化规律和工程要求20. 分期内的年最大值法21. 大22. 典型年法，同频率法23. 相交，合理24. 大25. 大26. 历史洪水调查和考证27.大28. 洪峰，短历时洪量，长历时洪量29. 设计流域洪水特性和水库的调节性能30. 0.01%（二）选择题1 .【b2 .a3.d4.a5. c6. b7. b8.d9. c10.a11.c12.d13.a14.b15.a16.c17.a18.b19.a20.b21.b22.c23.c24.a25.c26.d27.c28.a29.c

3、32.a3O.a31.b33.b34.d（三）判断题1 T2 .T:3.T4. F5. T6. F7. F8. F9. F10.T11.F12.T13.F14.T15.F16.F17.T18. F19. T20.T21.F22.T23.F24. F25. T26.T27.T28.T29.F30. F（四）问答题1、答：一次洪水，涨水期短，落水期长。因为降雨 停止后，流域上的净雨还需要一段汇流时间才能进入河 网，经过河网的汇流、调蓄才能通过水文测站。2、答：符合设计标准要求的洪水称为设计洪水。 设计洪水三要素包括：设计洪峰流量、设计洪水总量和 设计洪水过程线。3、答：大坝的设计洪水标准是根据枢纽

4、工程的规模 和重要性，按照规范选定的；下游防护对象的防洪标准 是根据防护对象的重要性，按规范选定的。一般大坝的 设计洪水标准高于下游防护对象的防洪标准，因为没有 枢纽工程的安全，就谈不上被保护对象的安全。4、答：按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计 洪水；下游防护对象的设计洪水；施工设计洪水；堤防 设计洪水；排涝设计洪水等。5、答：根据资料的不同，推求设计洪水的途径有： 由流量资料推求设计洪水；由暴雨资料推求设计洪水。 对于小流域，还可用推理公式法、地区经验公式法等。6、答：根据工程的规模、效益、政治及经济各方面 的情况综合考虑，按国家规范，即水利部2000年颁发的 编号为SL 252-20

5、00的水利水电工程等级划分及洪水 标准选取。7、答：水库枢纽工程永久性建筑物，防洪标准采用 二级标准：正常运用情况，即设计标准；非正常运用情 况，即校核标准。由设计标准推求的洪水称为设计洪水； 由校核标准推求的洪水称为校核洪水。建筑物的尺寸由 设计洪水确定，当这种洪水发生时，建筑物应处于正常 运用状态。校核洪水起校核作用，当其来临时，其主要 建筑物要确保安全，但工程可处在非常情况下运行，即允许保持较高水位，电站、船闸等正常工作允许遭到破 坏。8、答：对于设计洪水，其中的频率标准 P实质是工 程的风险率（破坏率），设某工程洪水设计频率为 P=1%， 因水文事件都是随机事件，各年发生某一频率洪水的

6、事 件是独立事件。百年一遇洪水，每年都有 P=1%的可能 性发生而使水库遭遇超标准洪水而破坏，每年保证安全 的概率（称为保证率）为1-P,连续n年都安全的概率为： Pm=1-P，风险率则为：S =1-Pm =1- 1-P n。9、答：当有足够长的实测流量资料或插补延长后能够成为长系列流量资料，并有特大洪水调查资料，且流 量系列具有一致性、可靠性时，可以用流量资料推求设 计洪水。一般来说，我国南方河流需有连续20年以上,北方河流需有连续30年以上的流量资料，并加上特大洪 水，这种资料才有一定的代表性，计算出的成果才比较 可靠。10、答：洪峰的选样采用年最大值法，即一年只选一个最大洪峰流量，以保证

7、样本变量的独立性。洪量选 样采用固定时段选取年最大值法，固定时段采用1、3、5、7、15、30d，在设计时段以内，还必须确定一些控制 时段，这些控制时段洪量应具有相同的设计频率。同一 年内所选取的控制时段洪量，可发生在同一次洪水中， 也可不发生同一次洪水中，关键是选取其最大值。例如 设计历时为7天，可用1天、3天作为控制时段，1天洪 量可能包含在3天之内，也可能不包含在 3天之内，甚 至可以不包含在同一场洪水之内。11、答：比一般洪水大得多的洪水称为特大洪水， 一般Qn/Q”3时，Q可以考虑作为特大洪水处理。目前， 特大洪水的重现期一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。从发生年代至今为最大：

8、”=设计年份-发生 年份+ 1 ;从调查考证的最远年份至今为最大： ”=设 计年份-调查考证期最远年份+ 1。12、 答：提高洪水资料的代表性的方法有：（1）插 补延长洪水系列；（2）进行历史洪水调查，对特大洪水 进行处理。因特大洪水加入系列后，使之成为不连续的 系列，因此在作经验频率计算和统计参数计算时要进行 处理。13、答：特大洪水是指稀遇的量级很大的实测洪水 或历史调查洪水，其重现期需要通过历史洪水调查确定。 特大洪水处理主要是特大洪水加入洪水统计系列后，使 之成为不连续样本，在此情况下一般采用独立样本法或 统一样本法计算洪水的经验频率，经验频率确定后，则可用包含特大洪水的矩法公式或三点

9、法计算统计参数， 用适线法推求理论频率曲线及设计洪水。14、答：从水量平衡原理、雨洪径流形成规律、水 文现象随时间和地区的变化规律、各种因素对洪水的影 响、统计参数的变化规律、与国内外发生的大洪水进行 对比等。15、答：公式中包含两条假定：（1）QnQ；（2） 。心丄。如果在N-n的缺测年份内，通过洪水调查，确 实没有漏掉特大洪水，这种假定认为是正确的。16、答：系列中加入特大洪水后，系列成为不连续 系列，不能象连续系列一样进行经验频率和统计参数的 计算，故必须进行处理。处理的内容是：对经验频率的 计算进行处理，用统一样本法或独立样本法；对统计参 数进行处理，如用包含特大洪水的矩法公式或三点法

10、初 估参数。17、答：水文资料的“三性审查”是指：可靠性审 查、一致性审查和代表性审查。审查洪水资料的代表性， 一般是与更长的参证系列进行比较。比较的方法是：从 参证变量长系列资料中取出与设计变量系列同期的那部 分资料，计算其统计参数，进行配线。若所得统计参数 及频率曲线与该长系列的统计参数及频率曲线甚为接近，即认为这一时期参证站资料的代表性较高，从而可 以断定设计变量在这一时期代表型也高。也可以用水文 变化的周期性论证，即设计变量系列应包含几个大、中、 小洪水交替年组。也可考察系列中有无特大洪水，系列 是否足够长。18、答：三点法配线不仅适用于估算不连续系列的统计参数，同时也适用于估算连续系

11、列的统计参数。因为三点法只是一种初估参数的方法，也可以用于连续系列，而在不连续系列的统计参数计算中应用 较多而已。19、答：各项措施所起的作用见表 2-6-1。表2-6-1水文系列“三性”审查1 序如玄石1、采取的措rrl代表丿序设计汁系列采、取的工措/J 系可1代表十2设计 设计-流域自然位流量关 农地理、水E利化+设计一法Lu ih 吐一UWP-rkz 砧设计成Bl1+设计r成果的地g区协调分右长十久丁洪 设+虫/水系7 列进-站与上下上仃插补延E长1设计 设流域洪水游站平仃 资料长短T观0系+20、答：总的原则可归纳为两条，即“可能”和“不 利”。所谓“可能”，是指这种洪水在设计条件下是

12、有可 能发生的；所谓“不利”，是指这种洪水需要较大的水库 调节库容。一般可从以下几方面考虑：资料完整，精 度较高，接近设计值的实测大洪水过程线；具有较好 的代表性，即在发生季节、地区组成、峰型、主峰位置、 洪水历时及峰、量关系等方面能代表设计流域大洪水的 特性；选择对防洪不利的典型，具体地说，就是选“峰 高量大、峰型集中、主峰偏后”的典型洪水。如水库 下游有防洪要求，应考虑与下游洪水遭遇的不利典型。21、答：典型洪水放大有同倍比法和同频率法两种。 同倍比法又有按洪峰倍比和按某一历时洪量的倍比之分，该方法简单，计算工作量小，但按峰放大和按量放 大结果不同，按峰放大，放大后的洪峰等于设计洪峰， 但

13、洪量就不一定等于设计洪量。同频率法能使放大后的 过程线，洪峰等于设计洪峰，各历时洪量都等于相应的 设计洪量，但计算工作量较大，如控制时段过多，放大 后的洪水过程线变形较大。22、答：同倍比放大法推求设计洪水过程一般只能 使峰或某一控制时段的量符合设计要求。按峰放大时， 适用于以峰为控制的水利工程，如桥涵、堤防工程等； 按量放大时，适用于调节性能很好的大型水利工程。同 频率放大法推求设计洪水过程线的最大特点是洪峰和各 时段洪量均符合同一设计频率，该法适用于峰量均起重 要作用的水利工程。23、答：同频率放大法推求的设计洪水过程线的洪峰和各统计时段洪量均能符合设计频率的要求，但其形 状与典型洪水的形

14、状相比，往往会有一定的差异。例如, 推求7d设计洪水，选择1d、3d为控制时段，设Qmp、Wip、 W3p、W7p为设计洪峰流量和1d、3d、7d设计洪量；QmD、Wd、 Wd、W7D为典型洪水洪峰流量和1d、3d、7d典型洪量， 则各时段的放大比Kq、Kwi、心3八Kw7为：QmpKq :QmD1 天洪量的放大倍比KwiW1P3天之内，1天之外的洪量放大倍比Kw3W3P WipW3D - WiD7天之内，3天之外的洪量放大倍比W7p -W3pW7 D - W3D洪峰的放大倍比24、答：典型洪水同频率放大的次序是：先放大洪峰, 再放大短历时洪量，再放大长历时洪量，即由里向外。25、答：放大后的

15、设计洪水过程线，依据水量平衡 原理进行修匀，使修匀后的洪水过程线的洪峰和各历时 洪量都符合同一设计标准。26、答：方法步骤为：对洪水资料进行审查，使之具有可靠性、一致性和代表性；按年最大值法进行 选样，组成洪峰和各统计历时的洪量统计系列。考虑 特大洪水处理进行频率计算，推求设计洪峰、洪量、并 作合理性检查；选择典型洪水过程，按峰、量同频率 放大法对典型洪水进行放大、修匀，得设计洪水过程线27、答：二者的主要共同点是都要对资料进行“三 性”审查，然后在经验频率计算的基础上用适线法确定 理论频率曲线。主要不同点是：设计洪水按年最大值 法选样，年径流计算一般无此问题；设计洪水频率计 算时一般都有特大

16、洪水加入，因此要对特大洪水进行处 理，设计年径流计算一般无此问题；校核洪水可能需 要加安全修正值，设计年径流计算则不需要。28、答：入库洪水是指通过各种途径进入水库的洪 水。它包括三部分：入库断面洪水；区间洪水； 库面洪水。29、答：入库洪水与原坝址洪水相比，主要差异是：库区产流条件改变，入库洪量增大；原河槽调蓄能力丧失，入库洪水洪峰增高，峰形更尖瘦；流域汇流 时间缩短，峰现时间提前，洪峰增大；入库洪水无实 测资料，只能用间接方法推求。30、答：计算入库洪水可用如下两种方法：合成 流量法：即由入库断面洪水、区间洪水和库面洪水同时 流量迭加而成。水量平衡法：当水库已经建成运用， 已积累了一定资料

17、，可以利用水库水量平衡关系推求入库洪水，其公式为：QQ出斗。其中，Q出为时段平均出二 t库流量； t为计算时段； V为时段始末水库蓄水量变 化值。31、答：推求入库设计洪水的方法有：推求历年 最大入库洪水，组成年最大入库洪水样本系列，采用频 率分析的方法推求一定标准的入库设计洪水。首先推 求坝址设计洪水，然后反算成入库设计洪水。推求坝 址设计洪水，并选择典型坝址洪水及相应的典型入库洪 水。以坝址设计洪水的放大倍比放大典型入库洪水，作 为设计入库洪水。32、答：分期设计洪水是指一年中某个时期所拟定 的设计洪水。因为在水库管理调度运行和施工期防洪中， 各分期的洪水成因和洪水大小不同，必须分别计算各

18、时 期的设计洪水。33、答：划定分期洪水时，应对设计流域洪水季节性变化规律进行分析，并结合工程的要求来考虑。一般, 可根据设计流域的实测洪水资料，点绘洪水年内分布图， 并描绘出平顺的外包线。分期的一般原则是：应按洪水 成因和出现季节划定分期，分期一般不短于1个月。考虑到洪水发生的随机性，分期洪水选样时，可跨期选样, 跨期一般为5天，最多不超过10天。34、答：划定分期；分期洪水选样，采用该分 期内的年最大值法；对各分期洪水样本系列进行频率 计算，推求各分期设计洪水过程线，方法同前；成果 合理性检查。35、答：可将分期洪水的峰量频率曲线和全年最大 洪水的峰量频率曲线画在同一张频率格纸上，检查其相

19、 互关系是否合理；一般情况下，分期洪水的变化幅度比年最大洪水的变化幅度更大，分期洪水系列的Cv应大于 年最大洪水的Cv。36、答：洪水地区组成计算通常采用典型年法或同 频率法：典型年法：典型年法是从实测资料中选择几 次有代表性，对防洪不利的大洪水作为典型，以设计断 面的设计洪量为控制，按典型年的各区洪量组成比例计 算各区相应的设计洪量。同频率法：同频率地区洪水 组成法是根据防洪要求，指定某一分区出现与下游设计 断面同频率的洪量，其余各分区的相应洪量按实际洪量 组成比例分配。二、计算题1、解：因为该水库属中型水库，根据水利部2000年颁发的编号为SL 252-2000的水利水电工程等级划 分及洪

20、水标准，水库工程为皿等，大坝为3级建筑物，设计洪水标准为10050年一遇；校核洪水标准为1000500年一遇。从工程的重要性考虑，最后选定按 100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。设计洪峰流量为：Qm,p%。= K pQ = 3.20 沃 1650 = 5280 m/SQm,pQ% =KpQ =4.62X650 = 7623 m /S2、解：因为洪水是随机事件，每年都有 P=1%的可 能性遭遇超标准洪水而破坏，每年保证安全的概率（称为保证率）为1-P,连续50年都安全的概率为：PM = 1 P n = 1 _1% 50 =61%风险率3、解：S =1 PM =1 -61% =39%因为

21、洪水是随机事件，每年都有P=2%勺可能性遭到破坏，每年保证安全的概率（称为保证率）为1-P，连续20年都安全的概率为：PM-P -1-2%2-67%风险率S =1 -pM =1 - 67% =33%4、 解：设计标准为50年一遇，即P=2% , Cs=3 X0.72=2.16,查离均系数表得 =2.95,贝VQm,p=% =QCv + 1）=1140 m/S5、 解：实测系列长度n=1995-1958+1=38（年）考证期系列长度 N=1995-1835+1=161（年）表2-6-2各次洪水经特大洪水序号洪峰各次洪水的经理由说明般流量验4 频率0.0062 0.62%N +1161+1考证期内

22、最大洪水，因此 要排在N年第1位。7 匚 CC2P =0.012 =1.2%161+1考证期内第2大洪水，因 为N年内没有漏掉60003#27500A CCC2 2 n +138 +1m洪水,在上的洪是第2大。最大的已在N年中排 位，但在n年中要空位。2490033P一0.077 一7.7%n +138+1一般洪水，在n年内是第3 大。验频率计算表6、解解: N?800O 年，N2=150 年，n=1992-1960+仁33 年表2-6-3各次洪水经验频率计算表M 1M2T12-号Qm (mis出(% y=PMam6500 0.4985100- 0.6624800 1.325m I+ (_PM

23、a)k(%)11480212507、解:Wd与W的相关关系式为:-Wad将各值代入整理得：W7d=1.125W3d+5.0某年最大三天洪量为85万m3,用上式插补得该 年最大7天洪量为：101万m3。8、解：N=1995-1890+1=106（ 年 ），n=1995-1960+1=36（年）不连续系列计算均值的矩法公式为:N(jrN -an -IN _a、Xi)i 4特大洪水个数a=3,其中实测系列内特大洪水个 数 i -1。Qn =i10635000 40000106336 -1350098 -40000=9600m3/s9、解：证期系列长度 N=1984-1883+1=102 (年)实测系

24、列长度n=1984-1954+1=31(年)表2-6-4各次洪水经验频率计算表序号Qm(m /s)独立样本法P(%)统一样本法P(%)Mm特大洪水般洪水特大洪水般洪水1165000 970 9712150801 941 94296271V 16 251 k/ 15 138320U 厶 vJ9 388 3-4-778012.5O J11.310、解：相关方程：y=y r(x-X)J Xy = yCVy =1230 沃0.50 =615， x = XCVx = 860汉 0.52 = 447相关方程：y =1230 + 0 92 615(X - 860 )=141 +1.266x447上游站193

25、5年最大流量为2500 m3/s时，下游站1935 年年最大流量为3306m3/s。11、解：(1)计算不连续系列的均值N=2001-1850+1=152(年),Qn1-152n=2001-1950+仁 52(年)26802400152 一3 51 560 二 605 m/S521计算公式：Cv二(2)计算不连续系列的变差系数打卩7扛以厂x)2+上耳送(Xi x)2x ! N _ 11n - 丨 i 1二nd 二 QnCVn = 560 0.95 = 532 m3/sCv-y3500605丫 +(2680605$ +(2400605$ +(15231产5322 】=1.0212、解：(1 )计

26、算 S= ( 2080+292-6-2 X 760) /(2080-296) =0.48,由 S 查 S=f (Cs)关系表得 Cs=1 .70。(2 )由Cs查离均系数值表得：r% - 95% =1.97 1.06 =3.03 ,“ 50% = -0.27。kQ5% Q95%C = 一5%95%2080 - 2963.03-588.8m3/s,_3(3) q g。 -亠。 =760 588.8 0.27=919 m /s (4) Cv= a /Q =588.8/919=0.64。13、解：f 1)按独立样本法计算经验频率，如下表。历史调查洪水的重现期为 N=1995-1925+仁71年，实测

27、 洪水样本系列长度 n=1995-1968+仁28年。表2-6-5 经验频率频率计算表序号QmP ( % )序号3Qm (m3/s)P (%)Mm3(m /s)MPm =N +1mPm =,n +1MmMPm = N+1mPm =,n +1A y|4cccyin1.4n 01AO6U-51.72490 A2.8Q C1467055.2f-O Q234no6.94 A O1A60058.6CO d3A2810.3155362.14C2213.8151265.5ca a521X c1r.2250069.09-A Q20.7400oqa72.4i1824.1ar2380c介75.9TA C合1627

28、.6O 4 A235679.300 091531.02a32282.8a a A40-34.5228086.2111237.9225589.712丄a12a a41.42105a X93.14344.89196.6性）9绘出洪峰流量经验频率曲线，从经验频率曲线上读取三点(3900, 5% )、(850, 50% 八 (100, 95% ), 按三点法计算洪峰系列的统计参数。S=(3900+100-2X 850) / (3900-100) =0.605, 由S查S=f (Cs)关系表得Cs=2.15。由Cs查离均系数值表得：95% = 2.0 0.897 = 2.897 ,50%= -0.325

29、。:;.=q% -q95% =390 t 二2 m3/s5%。仝厶%。2897Q = Q50% 50% =850+1312 汇 0.325 =1275 m/SCv空九03Q 127586-2000重理聊（年）510 201001 0000,01 0. I15 10 20 ao 5070 9C 9599頫率户(粘99. 9 跑 9910 003 1000 ICW 24） 10 5图2-6-1某水库坝址洪峰流童频率曲线(3) 经多次配线，最后取Q = 1275m3/s , Cv =1.05 ,Cs=2.5Cv配线结果最好，故采用之，见下图实线所示。(4) 计算千年一遇设计洪峰流量为：QPQ% =Q

30、(Cve+1 +1)=10245 m/S14、解：由CS查P=0.1%的离均系数 o.1%=4.81，则W3d,p =W3d(CV P (m/s.d ) 从上表计算得典型洪水三日洪量为：W3d,D = 7142.5(m/s.d )放大倍比K=9560/7142.5=1.338表2-6-6按同倍比放大推求千年一遇设计洪水时段（t=12h）0123456流量Q（m/s）91016328456442919131579 129815、解：由 6 Cs查 Kp表得 P=1%勺 Kp=3.10 ,贝VQ1KPQ -3.10 500 =1550( mVs.d )放大倍比 K=1550/900=1.722表2

31、-6-7按峰同倍比放大法推求百年一遇设计洪水时段（t=6h）012345678设计洪 水（m/s）34258155014641033 (589 f)17 344 20716、解：计算设计洪量W7d,p1% =WL(1+ Cv)=8176 万3m计算放大倍比系数从典型洪水过程线计算得三天洪量为4465万md ,p=0.1%。K 二W3d込 1.834465求千年一遇设计洪水过程线：用放大倍比1.83乘典型洪水流量过程即得，结果如下表。表2-6-8同倍比放大法推求千年一遇设计 洪水过程线06112433445667时间（hr）2806284062Qm 2180KWW,P1.2 =1.132Wid1

32、.06天洪量的放大倍比W3d, P - W|d,PW3d _W1d1.97-1.201.481.06= 1.8333天之内，1天之外的洪量放大倍比7天之内，3天之外的洪量放大倍比W7d -W3d1.911.4818、解：典型洪水洪峰 Q m=4900 m3/s1d 洪量：6 日 2 时至 7 日 2 时 Wd=74718-m3/s h3d 洪量：5 日 8 时至 8 日 8 时 W3d=121545 -m3/s h7d洪量：4日8时至11日8时W7d=159255m3 / s h 丨洪峰的放大倍比KqQm ,pQm10245-4900=2.09天洪量的放大倍比K W1启二嗨十3W1d74718

33、3天之内，1天之外的洪量放大倍比Kw3 4W3d,P _W1d,PW3d 一Wd2268 -1140叭 2.41121545-747187天之内，3天之外的洪量放大倍比表2-6-9同频率放大法设计洪水过程线计算表月日典型洪水放大倍比设计洪水过程线修匀后的Q水o no程线设计洪、刀J82682.23Q QQ86610118663 7 5 q d n3.23Q OQ/O A AI2II d P/7/d OOOI2IIAAAC510 04 只3.23/2.4 10山164 7/1229I440915 d 7RH2.4 1Q AA /d co22052205701 H17 80 /IQnn2.4 1/1.53 o nn/d qo 44290/2 7 2309/1/7/1077 0104 HO/14900Q 彳 AC2.09/1.53 1彳 0245/749 7/ QOCI0245 / QOC3150 ” 1.534 548204820Q25831.53A co/n a d395239