答案由流量资料推求设计洪水

1、 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8.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

2、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.b .a 3.d4.a 5. c6. b 7. b 8. d9. c 10.a 11.c 12.d 13.a 14.b 15.a 16.c17.a 18.b 19.a20.b 21.b22.c 23.c 24.a25.c 26.d 27.c28.a 29.c30.a 31.b32.a33.b 34.d （三）判断题.T

3、.T 3.T4.F 5. T6. F 7. F8. F9. F 10.T 11.F 12.T 13.F 14.T 15.F16.F17.T 18.F 19.T20.T 21.F 22.T 23.F24.F25.T 26.T 27.T28.T 29.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工程的规模和重要性，按照规范选定的；下游防护对象

4、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 252-2000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

5、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

6、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：，风险率则为：。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

7、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，一般时，QN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：N=设计年份 - 发生年份 + 1；从调查考证的最远年份至今为最大：N=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

8、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

9、。15、答：公式中包含两条假定：（1）；（2）。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

10、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”审查序号对资料系列采取的措施可靠性一致性代表性1设计站历年水位流量

11、关系曲线的对比分析+-2设计流域自然地理、水利化措施历年变化情况的调查研究-+-3设计流域历史特大洪水的调查考证-+4设计成果的地区协调分析+-5对洪水系列进行插补延长-+6设计站与上下游站平行观测的流量资料对比分析+-7设计流域洪水资料长短系列的统计参数相互对比-+-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

12、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

13、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、为设计洪峰流量和1d、3d、7d设计洪量；、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、为：洪峰的放大倍比 1天洪量的放大倍比 3天之内，1天之外的洪量放大倍比7天之内，3

14、天之外的洪量放大倍比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

15、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：

16、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，可以利用水库水量平衡关系推求入库洪水，其公式为：。其中，为时段平均出库流量；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

17、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

18、的峰量频率曲线画在同一张频率格纸上，检查其相互关系是否合理；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

19、水利水电工程等级划分及洪水标准，水库工程为等，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： m3/s m3/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： 风险率 3、解： 因为洪水是随机事件，每年都有P=2%的可能性遭到破坏，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： 风险率 4、解：设计标准为50年一遇，即P=2%，CS=30.72=2

20、.16，查离均系数表得=2.95，则 m3/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 各次洪水经验频率计算表特大洪水序号一般洪水序号洪峰流量(m3/s）各次洪水的经验频率理由说明 1 9700考证期内最大洪水，因此要排在N年第1位。 2 7500考证期内第2大洪水，因为N年内没有漏掉6000 m3/s以上的洪水。 2 4900一般洪水，在n年内是第2大。最大的已在N年中排位，但在n年中要空位。 3 3800一般洪水，在n年内是第3大。6、解：N1=200年，N2=150年，n=1992-1960+1=3

21、3年表2-6-3 各次洪水经验频率计算表 序 号Qm (m3/s)（%）M1M2 m 165000.498 151000.662 248001.325 11480 4.227 21250 6.9397、解：W7d与W3d的相关关系式为： 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： 特大洪水个数 a=3，其中实测系列内特大洪水个数。 m3/s9、解：证期系列长度 N=1984-1883+1=1

22、02（年） 实测系列长度 n=1984-1954+1=31 （年）表2-6-4 各次洪水经验频率计算表序号Qm(m3/s)独立样本法P(%)统一样本法P(%)Mm特大洪水一般洪水特大洪水一般洪水1165000.970.972150801.941.94296276.255.1383209.388.34778012.511.310、解：相关方程： ，相关方程：上游站1935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)， n=2001-1950+1=52(年) m3/s（2）计算不连续系列

23、的变差系数 计算公式： m3/s12、解：（1）计算S=（2080+292-6-2760）/（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：，。 m3/s，（3）=919 m3/s（4）CV=/=588.8/919=0.64。13、解：（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+1=71年，实测洪水样本系列长度n=1995-1968+1=28年。 表2-6-5 经验频率频率计算表序 号Qm(m3/s)P（%）序 号Qm (m3/s)P（%）MmMm161001.41586051.7249002.

24、81667055.2234006.91760058.63288010.31855362.14220013.81951265.55210017.22050069.06193020.72140072.47184024.12238075.98165027.62335679.39156031.02432282.810140034.52528086.211123037.92625589.712121041.42710593.11392044.8289196.61490048.3（2）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%）、（100，95%），按三点法计算

25、洪峰系列的统计参数。S=（3900+100-2850）/（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：，。 m3/s m3/s （3）经多次配线，最后取，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： m3/s14、解：由CS查P=0.1%的离均系数0.1%=4.81，则 （m3/s.d） 从上表计算得典型洪水三日洪量为：（m3/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（m3/s）910163284564429

26、19131579129815、解：由CV、CS查KP表得P=1%的KP=3.10，则 （m3/s.d）放大倍比 K=1550/900=1.722表2-6-7 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（m3/s）3425815501464103368951734420716、解：计算设计洪量 万m3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m3 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时间(hr)061218243036424854606672设计洪水Q (m3/s)9213922743410615863842752011461281109217、解：洪峰的放大倍比 1天洪量的放大倍比3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18、解：典型洪水洪峰 Qm=4900 m3/s1d洪量：6日2时至7日2时 W1d=74718 3d洪量：5日8时至8日8时 W3d=121545 7d洪量：4日8时至11日8时 W7d=159255 洪峰的放大倍比 1天洪量的放大倍比3天之内，1天之外的洪量放大倍比7天