河海大学水文分析与计算课程设计报告

1、水文分析计算课程设计报告书学 院：水文水资源专 业：水文与水资源工程学 号：姓 名：指导老师：梁忠民、李国芳2015年06月12日南京目录1设计任务1.2流域概况1.3资料情况及计算方案拟定 1.4计算步骤及主要成果 2.4 1 设计暴雨xp(t) 计算 2.4 11区域降雨资料检验 2.412频率分析与设计雨量计算3.4 2 计算各种历时同频率雨量xt,p 9.4 3 选典型放大推求xp (t) 9.4 4 产汇流计算9.4. 4. 1径流划分及稳渗区值率定 124 4 2地表汇流 1.7.4 5 由设计暴雨xp(t) 推求qp(t) 1.84 5 1产流计算 1.8.4 5 2地面汇流 1

2、.8.4 5 3地下汇流计算1.94 5 4设计洪水过程线2.05心得体会2.2.1、设计任务推求江西良田站设计洪水过程线，本次要求做p校,即推求qo.oi%（t）。2、流域基本概况良田是赣江的支流站。良田站以上控制的流域面积仅为44.5km：属于小流域,如右图所示。年降水均值在1500之内，变差系数cv为0.2,即该地区降雨 充沛，年际变化小，地处湿润地区。暴雨 集中。暴雨多为气旋雨、台风雨，季节为 38月，暴雨历时为23日。3、资料情况及计算方案拟定3.1资料情况u.需卅口法暹设计站（良田）流量资料缺乏，邻近站雨量资料相对充分，具体如表3-1:站名实测暴雨流量系列特大暴雨、历史洪水良田75

3、78 （4 年）3q=216m/s , n=80 （转化成 x日，移置峡江站）峡江5380 （28 年）wg3680 （45 年）桑庄5780 （24 年）x 日=416mm n=100-150 （74.8.11 ）寨头5780 （24 年）沙港特大梁雨x 日=396mm n=100-150 （69.6.30 ）（移置到寨头站）表3-1良田站及邻近地区的实测暴雨系列、历时洪水、特大暴雨资料）（设计站（良田）流量资料缺乏，邻近站雨量资料相对充分3.2 方案拟定本次课设采用间接法推求设计洪水，即是由推求的设计暴雨，经 过产汇流计算得到设计洪水。示意图如下：设计暴雨产汇流计算设计洪水j根据良田站及邻

4、近雨 量站资料避行区域设 讨暴雨引算：（1）根据区域内次洪资 料建立本区域的产 汇流方案。4、设计暴雨xp（t）的计算4.1 设计暴雨k计算4.1.1 区域降雨资料检验为推求该区域设计面降雨量，选取吉安、桑庄、寨头与峡江四站 降雨检验该区降雨是否选同一总体。选择四站19812013年数据（74 年出现极值暴雨，不参加检验），对各站数据取自然对数，对转换后 数据进行均值与方差检验，各站转换后系列的均值及方差见表4-1。站名吉安站崂江站桑庄站寨头站均值4. 4014. 4534, 3954 417f方方差0.0920. 1310. 1030. 091表4-1 吉安、桑庄、寨头与峡江站最大一日降雨资

5、料均值、方差情况1） 均值检验选取均值差异最大的点希假设 h : x 1 = x 2构造统计变量：t -董（x 1 ）和峡江站（x 2）两站进行检验(x y)/(-与222 m n17! = 0.78(msj ns2)/(m n 2)取 =0.10,查得|t"2| =1.68 > |t|,接受假设h,即可认为吉安、桑庄、寨头与峡江站均值相等。2）方差检验选取方差差异最大的桑庄站假设 h : s 1 = s 2s1）和寨头站（s2）两站进行检验构造统计变量:= 1.19查得 fa /2（55,55）=1.567 ,fi-a/2（55,55）=0.638,所以接受域为（0.638,

6、1.567），则可以认为统计量f满足接受域，即认为四个站的降 雨量数据满足方差相等。综上所述，可认为区域降雨资料来自同一总体，可以进行综合。4.1.2频率分析与设计雨量计算（1）特大值处理峡江站特大暴雨由良田站历史洪水转换而来，则良田站（峡江站）的x日=293.9mm公式如下（其中，q为地表净峰流量（m3/s）, m为 汇流参数，取0.7, f为流域面积（km2）, l为出口断面沿主河道至分 水岭的最长距离（km）, j为沿l的坡面和河道平均比降，t c为净雨历 时（h）, t为汇流历时（h）, r为地表径流深（mrm, n为暴雨参数， 取0.6 , 为稳渗率（mm/f）,取4.5 , 口用良

7、田站计算）：0.91*241-n*q1：511m=一0）1一二将口口露311|工 e 3,口口 工融一1 f li式申k/l/m严沙港站特大暴雨取重现期 n=150年，放置寨头站进行频率计算。桑庄站最大一日暴雨取重现期 n=150年。（2）排位分析及频率计算先对吉安、峡江、桑庄、寨头四个站进行频率计算， 要考虑各站可能存在的特大暴雨系列值。各站的频率方t算见表 4-2表4-2 各站频率计算序号口女峡江桑庄雨量值频率雨量值频率雨量值频率雨量值频率mm%mm%mm%mm%1177.51.3293.91.2415.51.03961.02169.82.6272.92.8227.24.4173.74.4

8、31613.8192.94.4168.26.1170.86.14159.55.1185.76.0158.27.8163.07.85154.66.4183.37.6150.29.5155.19.56145.27.7178.99.2142.711.2148.611.27143.59.0169.210.8142.612.9146.212.9812810.3156.212.4133.214.6145.114.69126.711.5152.714.0130.616.4140.716.410125.612.813915.6129.518.1135.418.111123.214.1135.917.2124.

9、819.8133.319.812120.315.412918.8123.821.5126.621.51312016.7127.820.412123.2122.223.214115.817.912521.911524.9116.924.915115.619.2121.823.5112.726.611426.616115.320.5115.125.1111.428.3113.328.317114.521.8113.826.7111.230.0110.230.018114.323.1112.928.3109.831.7110.031.71911424.411229.9109.433.4107.133

10、.420113.225.6111.631.5108.735.1106.535.121112.926.9110.633.1103.836.8106.036.822109.828.2110.434.7101.238.5104.738.523109.529.5106.236.399.940.3104.540.324107.530.8105.537.997.242.09942.025107.432.1105.239.597.143.797.643.726106.633.3103.541.195.445.497.545.42710534.610342.794.328102.335

11、.9101.544.29448.896.748.829101.537.299.345.892.550.595.450.530101.438.59947.490.952.295.452.23199.539.795.349.090.753.990.253.93299.141.090.950.688.355.689.555.63397.642.390.652.285.157.388.157.3349543.687.553.885.159.084.859.03588.544.987.555.483.260.784.760.73688.446.286.857.082.562.483.762.43787.

12、747.48658.682.364.283.464.23887.548.785.860.279.565.982.865.9398650.085.661.87867.682.267.64084.451.384.563.477.669.379.569.34184.352.683.765.076.771.079.171.04282.253.882.166.574.572.778.572.74381.955.180.968.172.474.476.574.44481.356.480.469.772.476.175.676.14580.857.77871.370.877.874.177.84680.35

13、9.077.472.970.779.570.679.54779.660.377.274.570.281.270.581.2487961.576.976.17082.969.782.94976.662.87577.76984.669.584.6507664.17479.364.486.368.286.35174.265.471.880.963.788.163.588.15273.966.770.982.560.889.862.089.85373.167.970.484.160.691.559.791.55472.669.269.985.759.493.259.093.25571.770.569.

14、487.357.894.958.494.95671.571.861.588.854.196.657.796.65770.973.160.690.441.398.350.498.35870.574.460.392.0597075.658.893.66069.976.950.795.26169.878.245.296.8626979.544.598.46368.780.86467.982.16564.383.36663.684.6676385.96862.287.26960.988.57059.589.77158.491.07257.992.37357.293.67456.594.9755696.

15、27655.697.47744.398.7(3)四站适线结果图吉安站:z50土m* 事建文本文替affl-干阡一、一i l_l一厂一:nle*laiiiib=i5：>-ul - 一 -*4d_4二4一ffl一ae ii ：!1 nhim himhim !93m = s! ee . s! i 1h191 (ji1 sss；i!鼎ii k?amk=：=!：!im nihi in i iii himiiilll ilf 岫i hi , m ran e!£!ss» ill ll!si!esixi五一 ii:11i iiv!=!：=! ill-l 二二之一- 1) m 1 (m

16、l iii r tail 1 ii ¥-i7-hjl! =! 1 m ikil ils l!se e!s!9i( d k(ii ihliiii :骋 !11 1101 !1 ubi hs!imiimi ! 1 mim 1 im biimi ；i：!：si jann id bai!s!esiil*k-1ih mihininihi ! 1 ) im bmwi 1 im baiiai b*-二1- atht11 11-二! w t=卷0zdu175ibu175log?»3。翱其1 ftp t。an，幻inn50045u40030070?nn50aiimh;h3e!ih!seh!l

17、!iei!e;；i；iilli;isi|.01 .05 .1.5151020 和 40 50 eq 70 bo 3095 s933.3岫桑庄站:qii4ia3a|75075bou52545d375inn225伽寨头站:曲】(4)四站均值计算结果及其适线图p黝+什峡江桑庄平均s 01267502. 5504. 7473. 5461.96 02255. 1469.756q.6442. 6432.00. 05238. 4426. 3502. 540 l 7392. 20. 1225. 9292. 3458370.7362. 00. 2213360.3415339.7332, 00.5f w5. 73

18、16. 6357. 6p 298.5292. 11_ 182,2283.4314.3267.3261, 8216s. 2250271. 3236.1231. 43159.8230.5246.6217.8213.65r 14s. 8205. 7215. 1r 194 6p 191. 11013ml171. 8173, 2163160. 320r us137.5132.3r i3i.ip 129.225110l2& 4119, 4120.7119. 130r 104. 9117.2109r 112.2r uo.84096. 2102. 593獗&97.65088.790.980.9

19、8887. 1608l981.271. 579, 178.47075 j72.7647rl 570. 8757l 768,960.86867, 4806g. 1皈157.9m 764. 09059.75&153.25s, s57. 49553. 354.55l3近453. 89750.55350.754. i52,19945. 35l450.352. 350.0 j99.5f 42,85150.2p 52,549. 199, 938. 350.549.752. 147. 8图4-2 5个雨量站年最大雨量频率曲线(5)推求xi 日，p=o.0i%由上表查处 x(i 日,p=o.oi%)=

20、461.9mm,则 x(24h,p=o.oi%)=1.1*x(i 日，p=o.oi%) =508.09mm。4. 2计算各种历时同频率雨量 x,p由暴雨公式ap_ ad-"-1%日,p瑞卜11推算t=3h , 6h, 9h, i2h, i5h, i8h, 2ih, 24h的设计暴雨值，结果如表 4-3。表4-3各短历时设计暴雨t / h36g1215182124p) / inn221.2291.8343 2385.142 l 0452. 9481.7508.14. 3选典型放大推求xp (t)时殷20:00-23: do；jl -l ： jl2:00-5:005:00-8:00h:0

21、0-14:0014:0017:0026.431.?36. ij41.951.4221.270.728. b4. 4产汇流计算在设计暴雨中，由于稀遇频率的设计暴雨量很大，损失相对较小， 因此，一般采用简化模型。即前段降雨尽量满足土壤蓄水量，即初损， 而后假定稳渗率小算定地面径流深r上和地下径流深r下，再列表求 出如与假定的u相符，则假定的u即为所求值。径流分割点绘良田站76.6、毛背站75.5、76.7以及77.6的流量和雨量 过程。利用平割法计算r,利用斜线分割法进行水源划分。先寻找洪 水过程的直接径流终止点b,然后用斜线连接起涨点a与终止点b, 将实测流量过程线分为两部分，斜线 ab上部分为

22、直接径流rg下部 分为地下径流rg本次课设先采用梯形面积法求得 rg再用r-rg 求得rs3.6 aifrg = - (qa + qr】* or -ia) + (qb + qri*rs = rt-rg计算初损i=x-r,其中,x为总降雨量，r为总径流，r=rt。率定w1、假定w ,计算r下和r上。时段取4 t=1h。若时段的降雨量累积和小于初损量，则全部雨量补充初损值。当累积降雨量大于初损值时，开始产生径流。当x （t） w w时，全部产生底下径流，则 r下（t） =g r上（t） 二0；当 x （t） >p 时，r下（t）= g r上（t） =x （t）-2、判断p值的正确性。若rs至

23、r上，rg之r下，则p值即为良田站76.6所确定的w值；否则重新假定s转1。4. 4. 1径流划分及稳渗p值率定表4-4 良田站1976年6月17日次洪科值率定时段<ata ihlrrfljtkli*5, orti/ljr-b.lrikh129. 115. 1124.西2. 3020.哂4. 1320.1622626422ff311 :is. 241l2r v33.2i13, 613+649.6c3._b5l6. 516. 5412.5511.561. 31.31. 3q一 3：'7l 41.41. 40l. 40£330w：|97. 47 4414£2.41

24、 0£. 2h.242.2s1.2117. a7内419e工总12e. 56. .42.ssl5她s3毛背站比年5月13、14、15日流量过程表4-5 毛背站1975年5月13日次洪科值率定时典（at=lh）kttr陛eut-iiwi/h假汽 j-4, sjoajrtrhrt卜115.3e. 160. 14il 14i1402：,'?：l90.9：0l9j30.3,i.80. o0oleji1l10l&833q306r s蹊5414.5<8h,7712, 1,12.14a i7.38工1&l0. 1上0915-154n4.810. 2103, 73,7工

25、t03.71112.32,32.302.301215lal。l90131.8ols0.s0ols00l4i30.时33l44表4-6 毛背站1976年7月9日次洪科值率定4田必%隼也eirn时段 (4t= ih)xttrii- km/h他定 i-4, 3 mi/hrtrtr下r±11.324.99c，002：.i1j：0037,90aj0d43.5cjquj537这51b. 4320. 033,7419. 7765541电3i.7711 210l 046. 3上qsil 7il 74=7. t4.27.49j. 1cl 1d. 1ol 1ij58此74(4)毛背站

26、77年6月26日良田站76年6月17. 18、19三日流量过程时序表4-7 毛背站1977年6月26日次洪科值率定时蛉t,n俄工j- ima也仰宝j(at- ih)irtkkrt112,517.5z00j0024.7r0003.&00014：,；00：uj53.20000&0.3qq0q714.5*372,琳e. 7g2. s46. 53317,3it. 31,0013. 30t 40u.909普蓼4. in25. on：.+,24. m102b,t28/74. 0024. 704,40m 30114.44.4i. hoa 4a1,也九oo12jij. op gd. qc口 d

27、o13000.000. j 口0.000. dq14.1cl 10.100. jo0. lc0. jq15c.20,20.200. 000,20q 0016t.4l41.较0.001,406 00170.&0.6d.600. 00o.eo0. 口口is000.000. 00o.oc0. 口口193.23.23. 200.003.206的0.003.4jl0. jo27,4823,34（5）各场次洪水的径流分割结果及率定所得科值表4-8各场次洪水的径流分割结果及率定所得科值盘田站76年6e毛背站7洋5月毛背站76年7月毛背站77年g月x/iun75. 606g. s

28、o137. 40115. 20r/iran50.61p 64.64132. 2997. 67i/ttw24. 995. 165. 1117. 53e_b33.8781. 2082. 4668. 33kt16. 7433. 4449. 8329. 34v4. 304. 805.004. 404. 4. 2地表汇流地面汇流的计算方法有经验公式法（如单位线、经验公式等）和推理公式法（如等流时线法、水科院推理公式法、推理过程线法、 汇流系数法等）。本次采用八省一院公式。(1)q = na/j.严m阿丁 .与工其中，q为地表洪峰流量（m3/s）, m为汇流参数，取0.7, f为 流域面积（km2）, l

29、为出口断面沿主河道至分水岭的最长距离（km）, j为沿l的坡面和河道平均比降，tc为净雨历时（h）/为汇流历时（h）, r为地表径流深（mm, n为暴雨参数，取0.6 , 为稳渗率（mm/f）, 取 4.5。对于良田流域，te<r,因此采用式（2）。（1） m初值的确定表4-9 m初值确定qnfljktc良田站指年6月27.930.644.515.4cl 00b6美.8740.31毛背站芮年5月30,440.&39.312,30. 002 l431.204ti. 60王，背站父蚌7m78.850.&31312.30. 00014ez虻12(l30毛背站77年洞93.03u

30、.639 一12.30. 002 li6s.331u.75故四站综合，e =（0.31+0.6+0.8+0.75）/4=0.62（2） m值的检验（以毛背站76.7为例）计算步骤（1）根据表18中计算的初值m八省一院公式，对该次的降雨 过程的每个小-1匕推求qi = t户务，. = lh：(2)对每个q,假定过程线为三角形，底宽为工=墨，q出现在 “处。(3)将各时段的三角形过程进行叠加，与实测洪水(扣除地下 径流)对比。如相差太大重新假定 mi重新计算。表4-10 m=0.62时的地表流量 qs及对应底宽tt正q1ti120. 1632. 1413. 69221. 0033. 7&1

31、3, 58313. 2019. 3414. 9048. 6011. 5616. 24511. 5016. 3915. 3260. 000. 00-70, 000. 0080. 000. 00一92. 402. 5028 96-10l 20l 0924, 08 j112. 9013. 1420. 1812l 501. 4223. 03表4-11m=0.62时的地表流量演算时及icj.cjho受刘0.0o.c0,0107.?.o2. 014. 1h. lao20.2工口21. 112 22.s0.02fc. 1心。34.1e. 3员的1.40.059.45.0jo. 624, 48.32.71.:

32、肝z6.口27.130. 5il 14. 1lfi76.47.0”一 6犯口76. t3.020i.024.516.7a. 97.20. 17e.8g.。16.520. :iis. 48.2y.20.0?0.1, .1. .i13.it. i13.49.610.0.lj. 10.1.b4.311. i9.5ji 411.511.012.60. 50. 1il.2cldejs.712.06.c9,69.57.714. 40.70,20.4ou e13.01 d/7.66.?16. aj0.30.6ols40. e'14.0225.7s.60.5l1 3d.£

33、0.215. i3. 74.5t 31. 20.40l90.21b.c16.0l8& 55.31.30,4li0.113. e17. a2. 48.?0,5g.g18. jl.32.11. ?0. 6l5 57.7过i0.61.7cl6s.520.02 10,7l90.7l321.02.20.82 10,ss.s22. j2. 30l 32.3d.s1.23.01 ec324,00.5lo2.6l0r rmt u25.0.?1.02*81.1l62b. jj. ll 13.0l 15.827. j0. 4也4i： 7l2z738,

34、00.:0,3。飞l82,3 00.80.3l4l930.00.20.0 40l631.0也10.20.4毛背站1976年7月9日地表径流过程线（m=0.62）毛背站7阱7月9日地表径流过程线表4-12 m=0.56 时的地表流量qs及对应底宽t吐qiti120. 1629. 6314. 85221.0031. 12h. 73313. 208216. 174s. 60f 10. 66p 17. b251, v15. h16. 6260. 00f 0.0070. 000. 00ss 000. 00一92. 4。2. 3022. 7410l 20l 0026. 12112. 902. 39p 21

35、.12l 501,3121 98表4-13 m=0.56时的地表流量演算:屏jo. djj.：站和0.00.00,01.6.00.0s.3.n. 2工口1s.0loe2. 40. 03d. 94.c32.515.84. el20,054.35 .乳52l 17.22.4l(jbl. t6. 026. e26.2g/2.62.269. 27. c23.527.71114,84,373.820.514. 56.06.30. j?1.:17.5eks15. 27.2t.9u. 1.j0. 314 一 eis. 213. 5s.49.50. 30. 13. 064. 511. 311.

36、515.0119g1l10. 40.10.20. c59.812.8. s1le10. 27.s12.7u. 6.,2.3.152. 2j1 0f.fcs.7e. 6e.g14.30. 70. 2d. 5l45. 514. 1氏e6,96,09,00.239.515,.5.25,17.71.00.9j.:.32一1b. 01 64.26.31. 2一,q1.317. j17。2.3工ql 30. 51 20. 4ji 613.：2.43,61.50.51. 30.59.7l5n n 占.金1. s0. h1. 57. 920. 3lsc. 61 7->4 731. 1-.90,71. 30. 75, 122 j2-10. ?1 u.,75.23.1. 20. ei2. 2.5.一24. 0loc. e!2.：q. 95 j250.32 51.95.226. 3