水文计算第章课件

第四章设计暴雨分析计算概述（1）流量资料较短时，直接推求设计洪水有困难（2）直接法和间接法相互检验（3）暴雨资料相对较长，受人类影响较小,间接法有其优势。设计暴雨过程Xp(t)产汇流计算设计洪水过程Qp(t)推求设计洪水间接法

第一节暴雨特性分析一、大暴雨形成1、雨量等级的划分24小时雨量（mm）〈0.10.1~1010~2525~5050~100100~200〉200等级微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨2、形成条件（1）充分的水汽条件（供应不断）（2）强烈的上升运动（对流、地形抬升）（3）较长的降水持续时间二、暴雨的时空分布1、时间分布降雨强度i~~t时程分配曲线(柱状图)

以Δt为时段的雨强反映时程上分布的集中程度it12345it123452、空间分布（1）决定因素A）产生暴雨的天气系统B）与地形条件有关（2）分析方法A）等值线图

场次降雨累积雨量等值线图历时最大雨量等值线图.11312346080100做法：中心点（编号1）f1=0，Xf1=113等值线（编号2）：f2=200，Df2-1=200，XDf2-1=（113+100）/2=107Xf2=（XDf2-1*Df1-2+Xf1*f1）/f2=107等值线（编号3）：f3=480，Df3-2=280，XDf3-2=（100+80）/2=90Xf3=（XDf3-2*Df3-2+Xf2*f2）/f3=97等值线（编号4）：f4=700，Df4-3=220，XDf4-3=（80+60）/2=70Xf4=（XDf4-3*Df4-3+Xf3*f3）/f4=89fi~第i条等值线面积（KM2）Xfi~~雨量深（mm）编号1234面积fi0200480700雨量Xfi1131008060求：不同等值线包围面积平均雨量AD7d3d1dB）历时~面积~雨深（DAD）曲线

线的陡缓，表明降雨空间分布的均匀程度

移用于无资料地区75.8暴雨DAD关系整体上，重现期=400Yrs

第二节、点暴雨频率计算研究点暴雨的原因：（1）在小流域，以点代面（2）在中等流域，仅有中心点雨量X0，P，则通过点面关系转换，得Xf，P。一、方法（一）统计选样（1）选样方法年最大值法：适用于所有水利工程。（资料条件较好）年多次法：一年多次。（资料系列较短）超定量法：规定一个门限值，从历史资料中挑出大于该门限值的所有样本。主要用于城市排水工程及资料系列较短。（2）选样时段一般以日为界大中流域：T=1、3、7、15、30d小流域：T<1d，T=1、3、6…24h（二）插补展延（1）直接移用邻近站的雨量条件：地形差别不大（2）移用区域的平均值主要是对发生一般暴雨的年份而言。即流域内本年份未发生特大暴雨的情况。（3）用等值线插补主要是对发生特大暴雨的年份，且要求站点较多，则可以绘制特大暴雨等值线图，由此进行插补。（4）移置改正条件：两站的地形，下垫面条件有差异。A）均值改正XB=XA*（EXB/EXA）B）方差比改正XB=EXB+（XA-EXA）*sB/sA（5）利用雨量~~洪峰（量）关系插补条件：两者关系较好，可由实测或调查的Q去推X。（三）频率计算－－经验适线法1、同站、不同历时间协调

1）频率曲线不交叉（适用范围内）2）不同历时的频率曲线变化平缓，避免突变。所有点据总体拟合最优

（四）合理性分析地区Cv>0.6地区Cv<0.45地区一般地区Cs/Cv3.04.03.52、单站成果在区域上协调与所在区域或邻近地区观测的特大暴雨资料及设计成果对比，量级上应协调一致。

Cv~D关系一般为铃形分布：较小和较长D---Cv小中间历时---Cv大干旱区：Cvmax~D<1h中部地区：Cvmax~D＝6h沿海地区：Cvmax~D1d二、地区综合法推求点暴雨频率曲线将区域其它站信息用于单站分析1、统计参数等值线图法EX、CV、CS等值线Xp=EX(1+CvΦ)2、分区综合法条件：分区内各站来自同一总体，分区要求在一个经纬度内（符合气候条件、地形条件基本相似）。（1）站年法基本假定：分区内各站的暴雨资料，属于同一总体的独立随机抽样。（很少使用）（2）均值法（中值法）假设：各站同分布，并不要求独立。做法：1）将各站的经验点据点到一张图上0.1%1%pX1日，P2）求同一频率P下，各站XP的均值或中值（有时需要初步确定各站经验频率曲线）。

3）将点点绘到同一张图上4）根据经验适线，确定的频率曲线就是区内各点的暴雨频率曲线。(3)指标暴雨法（index-rainfall）假设：气候一致区内各站暴雨的模比系数（变量）同分布；（各站均值不同，但Cv，Cs/Cv相同。）模比系数变量，第i站样本系列，对模比系数变量Ki，用均值法（或中值法）推求出该分区综合模比系数频率曲线；

乘以各站均值，转换成各站频率曲线

第四尼节保面暴赞雨量萝频率李计算资料虾充分数：根凡据面冰（平忘均）纤雨量餐系列除直接喘计算骨。一、盗设计俊面雨产量的驰直接棒计算选样--学-插补介展延--女-三性齐审查--拘-频率滤分析--摆-合理侄性检虾查资料短缺：以点代面（小流域F=0.1~10km2）点面关系转换二、算设计杜面雨月量的梦间接弱计算（一铃）定虎点定丢面点栗面关宫系1、X0~~交Xf关系条件惭：有蛛相应罪的资阁料2、Xf/X0~~尾f关系条件烘：适工用于某本流稀域除抓中心饿点外撑无其奏他资枣料。做法润：1）在袜邻近浩地区绢找有英资料任流域孝（资窄料充妈分）孩。2）做捎邻近播流域迹的Xf/X0~~牢f关系作法出：a.绕中心枝点做暖同心汪圆（箱正方木形）b.统计员同心退圆面渡积f，面平筋均雨痒量Xf，中心扰点雨为量X0c.得若围干（Xf/X0，f）点，综合睡出一躲条地鼠区上挂的Xf/X0~~胶f线。3）将Xf/些X0~~指f关系豆应用稍于设炸计流唇域。舞可由障设计带流域较面积F查出（Xf/理X0）F，则XF，P=X0，P*（Xf/买X0）F（三颜）存耐在的姨问题（1）点榨面关杆系对群大、鼻中流偶域一趴般较呢弱，纲因此慰不易号采用;（2）定块点定损面关搏系未刺考虑克到暴乌雨的卧地区爱分布煌特性;（3）运恨用时幼，仅枕考虑倘流域F大小礼，未膨考虑佛形状访影响裂，无法岸修正;（4）用筒动点食动面道代替酸定点沃定面产时，鼠假设笔不易什满足;（5）尽和量使紫用直集接法削计算必。（二雄）动竿点动条面点笑面关云系做法否：1）做姓每场虾雨的窗等值扩线图2）对率第i场雨掏做Xf/气X0~~乘f关系i=钟1、2…（场项数）3）n场雨钱综合袭，取德上外盾包线响（较忧安全针）第五疾节、嗽设计惕暴雨芒时空鸦分布寺计算一、象设计陪暴雨及的时禽程分煎配选典初型：惑洪水倍选峰过高、芽量峰渡偏后挤，暴帖雨选疑量大威、强想度大幅、雨见峰偏科后。控制神时段棍：蹈长时荒段：1d、3d、7d、15d等短时牲段：1h、3h、6h等时程挣分配氏：不鸦同控址制时残段之值间为抬同频模率T（日）

1

3

7XT,p（mm）3033944851234567(1)X1日，P

100%

(2)X3日，P-X1日，P

40%

60%(3)X7日，P-X3日，P30%33%37%

0%

(4)Xp(t)

某流辆域百者年一机遇各帐种时想段设艺计暴狭雨暴雨猪日程杂分配暴雨好典型读示意30迎336552730340算例直：二、傍设计坦暴雨找的空贫间分桂配方法喉：典型获暴雨篇图法简、同携频率肾控制铃法BA计算战目标际：A断面油以上B断面腿以上区间A~俩B设计冬暴雨（1）典秤型暴红雨图寨法移置实际大暴雨（等雨量线图）于设计流域，暴雨中心放到A~B区间上；计算忘典型令暴雨予中，B以上患、A~且B区间菜面雨妖量各似占A以上免流域覆面雨饶量的比例采：KB、KA~防B；将A以上流域的设计面雨量XA，p分配到B以上及A~B区间：BA（2）同跪频率顷控制智法A及A~置B区间骡同频未率，B以上舅相应思；根据碍水量毁平衡警：一、馆一般驾流程历年计降雨兄资料X（t）输入设计急暴雨澡计算设计沸暴雨Xp（t）流域坟产流特汇流错方案设计漂洪水Qp（t）输出第7节叹由规设计掀暴雨夏推求竹设计祝洪水Qp(t)Xp(t)雨洪同频二、抢产汇谅流计模算方赞法三、而设计乞前期帮雨量Pa计算（1）取Pa=Im（土壤棋最大晋缺水迷量）,适用键于湿业润地趁区。产流汇流单位贵线：墓用于迎地表柏净雨简化敞法：牛用于拜地下表净雨横（如贤概化怪三角贡形法看）降雨掌径流邪关系模型墓方法县（如遮新安群江模放型）

（2）扩展暴雨过程法加长暴雨历时，核心暴雨前15~30天包括在内。15日Xp(t)Pa(t+1)=k{Pa(t)+P(t)}（3）同芹频率对法在暴沿雨频抽率计析算求动得XP的同好时计顾算（x+辛Pa）PX(第i年,i=1~n）XXiX+Pap（X+Pa）PP=1%Xi+Pa，iPXPP=1%Xit则：Pa=(光X+浑Pa)P—XP当得床出的Pa值大掀于Im时，学取Pa=Im三、赤设计吵暴雨俗推求亡设计薪洪水棚算例某中床型水结库来缴水面版积为34槐1K秩m2，为了营防洪板复核熄，根据据雨奖洪资唐料的危条件赛，拟霉采用镰暴雨裳资料条来推胞求P=分2%的设侍计洪让水。1、设糖计暴敌雨计绣算最大1日:填EX治=1逮10弄mm，CV=0李.5轿8，CS=3吼.5兽CVXo,2%=296mm;点面竹折减洒系数=0肢.9逐22、设望计暴赠雨时凭程分驾配及优净雨门划分最大1日XP,f=296*0.92=272mm时段序号（Dt=6h）1234合计占最大1天分配百分比1163179100（1）用同频率法求得Pa=78mm；Im=100mm损失I0=100-78=22mm设计净雨量: