第三章 设计洪水流量 武汉理工大学 hydraulic radius  partial pressure culvert volume of runoff net rainfall quantity of rainfall water-producing area  storm duration   intensity of rainstorm surface flow Watershed underground water level 第二章 回  顾  1 水文现象的特性和分析方法 2 几率和频率 3 频率分布        重现期与频率的换算 4 经验频率曲线 5 统计参数        三个统计参数对频率曲线的影响 6 理论频率曲线        皮尔逊Ⅲ理论频率曲线的推求 7 相关分析 第三章 设计洪水流量  设计流量：是指相应于设计洪水频率的洪峰流量（m3/s） 。 设计水位：桥位计算断面上通过设计流量相应的水位，称为设计水位（m） 。 设计流速：设计流量通过时桥位断面的河槽平均流速（m/s） 。 第三章 设计洪水流量 新规范关于设计洪水频率的另外两条：  二级公路的特大桥以及三级、四级公路的大桥，在水势猛急、河床易千冲刷的情况下，可提高一级设计洪水频率验算基础冲刷深度。 沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应符合本标准中路基设计洪水频率的规定。 第三章 设计洪水流量 推求设计流量的方法汇总： 一  水文统计法   适用于大中河流，具有一定长度的实测资料，最好还有调查到的特大洪水资料； 第三章 设计洪水流量 推求设计流量的方法汇总： 一  水文统计法 二  地区性公式、暴雨径流的推理公式   适用于中小河流，难于搜集到实测洪水资料，但可以搜集到降雨资料或地区性水文资料情况； 第三章 设计洪水流量 推求设计流量的方法汇总： 一  水文统计法    二  地区性公式、暴雨径流的推理公式 三  相关分析 延长水文资料  适用于桥位附近资料较少，但相邻地区或河段有较多资料情况。 第三章 设计洪水流量 推求设计流量的方法汇总： 一  水文统计法    二  地区性公式、暴雨径流的推理公式 三  相关分析           应通过多种途径、采用不同方法，尽量搜集可能搜集到的一切水文资料，应用不同的方法分析推求设计洪水流量。采用不同方法得到的同一桥梁的设计流量大小可能不同，可经对比分析论证后，选用一个合理数值。 第一节 根据流量观测资料推算设计流量 概述    具有足够的流量观测资料系列时采用水文统计法。 基本思路     流量系列从大到小排序。点绘经验频率曲线。用适线法给经验频率曲线配适合的理论方程参数。由此可以计算任何频率的流量及设计流量。 第一节 根据流量观测资料推算设计流量  一 有实测年最大流量资料时设计流量的推求         当具有较长实测资料(例如20年以上资料)时设计流量的计算可分为下述四个步骤。 1  审查资料 2  插补和延长系列资料 3  推求频率曲线计算 （采用皮尔逊Ⅲ型曲线）。 4  成果合理性分析：主要是检查多年平均流量、最大流量离差系数Cv，和偏差系数Cs三个参数是否合理。  第一节 根据流量观测资料推算设计流量 资料的审查内容（一）  (1) 资料的可靠性: 即鉴定资料的可靠程度。应从资料来源、资料的测验和整编方法有无问题、刊印是否有误进行检查，可以通过上下游或干、支流水量平衡，流域年降水量等检查数据是否合理。 （2）资料的一致性:资料的一致性主要分析流域内下垫面条件是否稳定。例如设计断面上游修建了大型引水工程后，使设计断面资料一致性遭到破坏，必须对资料修正后方可进行计算。  资料的审查内容（二） （3）资料的代表性:是指资料是否包括了丰水年、平水年和枯水年。若代表性差，就不能很好地反映总体的规律，统计计算结果的实际误差就大。为了提高资料的代表性，应尽可能展延径流系列的长度。 （4）资料的独立性  系列中的变量必须相互独立。  第一节 根据流量观测资料推算设计流量 资料的插补和延长          具有短期实测资料时设计年流量的计算，应首先利用各种可能途径尽量展延径流系列，然后再进行频率曲线的计算。     1.利用桥位邻近的水文站和邻近河流年流量资料展延         对设计流域的上、下游水文站，当两站的流域面积之差不超过10％，两站之间无分洪或滞洪现象时可直接采用参证站的资料。         也可以用经验公式近似计算：   资料的插补和延长 2  同一河流上、下游的两个水文站或邻近流域的测站有长期实测年最大流量资料，并且与设计流域的气候和下垫面条件相似时，可以选作参证站，用相关分析法展延设计站的年最大流量系列。 3  两支流上水文站的流量对下游桥位可以叠加计算。  第一节 根据流量观测资料推算设计流量 求矩适线法步骤： 1）绘出经验频率曲线； 2）按照定义式初步计算二个统计参数：均值，变差系数； 3）假定偏差系数Cs的大小。由p，Cs/Cv查表得到Kp,按照皮尔逊Ⅲ型曲线计算公式列表，并点绘理论频率曲线。 4）目估检查所绘理论频率曲线与经验频率曲线的符合程度，根据各参数对频率曲线位置的影响，反复调整统计参数值，直到两者符合得最好为止。            最后得到三个统计参数的最终采用值，即得到最符合实测资料的理论频率计算公式。 第一节 根据流量观测资料推算设计流量 求矩适线法《桥位设计计算系统》电算步骤： 1）窗口选择“皮尔逊Ⅲ 型曲线”； 2）点击： “水文资料输入”，输入年最大流量系列； 3）选择“流量连续性系列”，点击计算      ，Cv 。 4）点击“频率曲线图”，出现皮尔逊Ⅲ 型频率曲线和经验点群窗口。目估检查所绘理论频率曲线与经验频率曲线的符合程度，选定一个Cs与Cv的比值m大小，在提示框选用m值，根据各参数对频率曲线位置的影响，反复调整统计参数值，直到两者符合得最好为止。 第一节 根据流量观测资料推算设计流量 算例 3－1－1 第一节 根据流量观测资料推算设计流量 算例 3－1－2 第一节 根据流量观测资料推算设计流量 二 资料中特大值的处理      至今人们对特大洪水还没有一个明确的量的定义。一般指相当大的洪水。在概率格纸上，它的频率点与一般洪水的频率点有明显的脱节、不连续现象。在历史洪水中、在实测洪水中都有可能出现特大洪水，需提出作单独处理。   第一节 根据流量观测资料推算设计流量 二 资料中特大值的处理      1 在实测系列以外；      2 在实测系列以内；      3 兼而有之。 第一节 根据流量观测资料推算设计流量 第一节 根据流量观测资料推算设计流量 黄河某水文站，到1954年共有不连续的20年实测洪水资料，其中最大实测洪峰流量为3700m3/s。在1958年推算设计洪水时，虽然已调查到四次历史洪水资料，但因为有人对它们定量的可靠性有怀疑，只用了实测的二十年资料进行推算，得到百年一遇（p为1％）的洪水流量为7500m3/s。（Cv=0.8） 两年后，1956年该站实测到特大洪水为13100m3/s。若以此资料加入系列，即有22年资料，推算出Q（p＝1％）为25900m3/s。再经过调查和历史文献考证，根据河床断面冲淤，修正历史洪水流量:1794年Q=25000，s，1853年18000，1917年Q=13,500  1935年Q =

3 桥涵水文第三章.ppt