水文分析计算-第4章课件-2015年

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1、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~

2、~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=

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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节面暴雨量频率计算资料充分：根据面（平均）雨量系列直