.專業資料水文分析計算課程設計報告書學院：水文水資源專業：水文與水資源工程學號：姓名：指導老師：梁忠民、國芳2015年06月12日南京目錄HYPERLINK1、設計任務 1HYPERLINK2、流域概況 13、HYPERLINK資料情況及計算方案擬定 1HYPERLINK4、計算步驟及主要成果 2HYPERLINK4．1設計暴雨Xp(t)計算 2HYPERLINK4．1．1區域降雨資料檢驗 2HYPERLINK4．1．2頻率分析與設計雨量計算 3HYPERLINK4．2計算各種歷時同頻率雨量Xt,P 9HYPERLINK4．3選典型放大推求XP(t) 9HYPERLINK4．4產匯流計算 9HYPERLINK4．4．1徑流劃分及穩滲μ值率定 12HYPERLINK4．4．2地表匯流 17HYPERLINK4．5由設計暴雨XP(t)推求QP(t) 18HYPERLINK4．5．1產流計算 18HYPERLINK4．5．2地面匯流 18HYPERLINK4．5．3地下匯流計算 19HYPERLINK4．5．4設計洪水過程線 20HYPERLINK5、心得體會 22專業資料1、設計任務推求良田站設計洪水過程線,本次要求做P校,即推求Q0.01%(t)。2、流域基本概況良田是贛江的支流站。良田站以上控制的流域面積僅為44.5km2，屬于小流域，如右圖所示。年降水均值在1500～1600mm之，變差系數Cv為0.2，即該地區降雨充沛，年際變化小，地處濕潤地區。暴雨集中。暴雨多為氣旋雨、臺風雨，季節為3～8月，暴雨歷時為2～3日。3、資料情況及計算方案擬定3.1資料情況設計站（良田）流量資料缺乏，鄰近站雨量資料相對充分，具體如表3-1：表3-1良田站及鄰近地區的實測暴雨系列、歷時洪水、特大暴雨資料站名實測暴雨流量系列特大暴雨、歷史洪水良田75～78（4年）Q=216m3/s，N=80（轉化成X1日，移置峽江站）峽江53～80（28年）36～80（45年）桑莊57～80（24年）X1日=416mm，N=100～150（74.8.11）寨頭57～80（24年）沙港特大暴雨X1日=396mm，N=100～150（69.6.30）（移置到寨頭站）（設計站(良田)流量資料缺乏，鄰近站雨量資料相對充分。）3.2方案擬定本次課設采用間接法推求設計洪水，即是由推求的設計暴雨，經過產匯流計算得到設計洪水。示意圖如下：4、設計暴雨XP(t)的計算4.1設計暴雨Xp(t)計算4.1.1區域降雨資料檢驗為推求該區域設計面降雨量，選取、桑莊、寨頭與峽江四站降雨檢驗該區降雨是否選同一總體。選擇四站1981～2013年數據（74年出現極值暴雨，不參加檢驗），對各站數據取自然對數，對轉換后數據進行均值與方差檢驗，各站轉換后系列的均值及方差見表4-1。表4-1 、桑莊、寨頭與峽江站最大一日降雨資料均值、方差情況均值檢驗選取均值差異最大的站（X1）和峽江站（X2）兩站進行檢驗。假設H:X1=X2構造統計變量：=0.78取α=0.10，查得|tα/2|=1.68>|t|，接受假設H，即可認為、桑莊、寨頭與峽江站均值相等。方差檢驗選取方差差異最大的桑莊站（S1）和寨頭站（S2）兩站進行檢驗。假設H:S1=S2構造統計變量：=1.19查得Fα/2(55,55)=1.567,QUOTEF1-α/2(55,55)=0.638,所以接受域為（0.638,1.567）,則可以認為統計量F滿足接受域,即認為四個站的降雨量數據滿足方差相等。綜上所述，可認為區域降雨資料來自同一總體，可以進行綜合。4.1.2頻率分析與設計雨量計算（1）特大值處理 峽江站特大暴雨由良田站歷史洪水轉換而來，則良田站（峽江站）的X1日=293.9mm。公式如下（其中，Q為地表凈峰流量（m3/s），m為匯流參數，取0.7，F為流域面積（km2），L為出口斷面沿主河道至分水嶺的最長距離（km），J為沿L的坡面和河道平均比降，tc為凈雨歷時（h），QUOTE為匯流歷時（h），R為地表徑流深（mm），n為暴雨參數，取0.6，QUOTE為穩滲率（mm/h），取4.5，QUOTE用良田站計算）：沙港站特大暴雨取重現期N=150年，放置寨頭站進行頻率計算。桑莊站最大一日暴雨取重現期N=150年。（2）排位分析及頻率計算先對、峽江、桑莊、寨頭四個站進行頻率計算，要考慮各站可能存在的特大暴雨系列值。各站的頻率計算見表4-2表4-2各站頻率計算序號峽江桑莊寨頭雨量值頻率雨量值頻率雨量值頻率雨量值頻率mm％mm％mm％mm％1177.51.3293.91.2415.51.03961.02169.82.6272.92.8227.24.4173.74.431613.8192.94.4168.26.1170.86.14159.55.1185.76.0158.27.8163.07.85154.66.4183.37.6150.29.5155.19.56145.27.7178.99.2142.711.2148.611.27143.59.0169.210.8142.612.9146.212.9812810.3156.212.4133.214.6145.114.69126.711.5152.714.0130.616.4140.716.410125.612.815.6129.518.1135.418.111123.214.1135.917.2124.819.8133.319.812120.315.412918.8123.821.5126.621.51312016.7127.820.412123.2122.223.214115.817.912521.911524.9116.924.915115.619.2121.823.5112.726.611426.616115.320.5115.125.1111.428.3113.328.317114.521.8113.826.7111.230.0110.230.018114.323.1112.928.3109.831.7110.031.71911424.411229.9109.433.4107.133.420113.225.6111.631.5108.735.1106.535.121112.926.9110.633.1103.836.8106.036.822109.828.2110.434.7101.238.5104.738.523109.529.5106.236.399.940.3104.540.324107.530.8105.537.997.242.09942.025107.432.1105.239.597.143.797.643.726106.633.3103.541.195.445.497.545.42710534.610342.794.347.197.247.128102.335.9101.544.29448.896.748.829101.537.299.345.892.550.595.450.530101.438.59947.490.952.295.452.23199.539.795.349.090.753.990.253.93299.141.090.950.688.355.689.555.63397.642.390.652.285.157.388.157.3349543.687.553.885.159.084.859.03588.544.987.555.483.260.784.760.73688.446.286.857.082.562.483.762.43787.747.48658.682.364.283.464.23887.548.785.860.279.565.982.865.9398650.085.661.87867.682.267.64084.451.384.563.477.669.379.569.34184.352.683.765.076.771.079.171.04282.253.882.166.574.572.778.572.74381.955.180.968.172.474.476.574.44481.356.480.469.772.476.175.676.14580.857.77871.370.877.874.177.84680.359.077.472.970.779.570.679.54779.660.377.274.570.281.270.581.2487961.576.976.17082.969.782.94976.662.87577.76984.669.584.6507664.17479.364.486.368.286.35174.265.471.880.963.788.163.588.15273.966.770.982.560.889.862.089.85373.167.970.484.160.691.559.791.55472.669.269.985.759.493.259.093.25571.770.569.487.357.894.958.494.95671.571.861.588.854.196.657.796.65770.973.160.690.441.398.350.498.35870.574.460.392.0597075.658.893.66069.976.950.795.26169.878.245.296.8626979.544.598.46368.780.86467.982.16564.383.36663.684.6676385.96862.287.26960.988.57059.589.77158.491.07257.992.37357.293.67456.594.9755696.27655.697.47744.398.7（3）四站適線結果圖站：峽江站：桑莊站：寨頭站：四站均值計算結果及其適線圖圖4-25個雨量站年最大雨量頻率曲線（5）推求X1日，P=0.01%由上表查處X（1日，P=0.01%）=461.9mm，則X（24h，P=0.01%）=1.1*X（1日，P=0.01%）=508.09mm。4．2計算各種歷時同頻率雨量Xt,P由暴雨公式QUOTE推算t=3h，6h，9h，12h，15h，18h，21h，24h的設計暴雨值，結果如表4-3。表4-3各短歷時設計暴雨4．3選典型放大推求XP(t)4．4產匯流計算在設計暴雨中，由于稀遇頻率的設計暴雨量很大，損失相對較小，因此，一般采用簡化模型。即前段降雨盡量滿足土壤蓄水量，即初損，而后假定穩滲率QUOTE，算定地面徑流深R上和地下徑流深R下，再列表求出QUOTE，如與假定的QUOTE相符，則假定的QUOTE即為所求值。徑流分割點繪良田站76.6、毛背站75.5、76.7以及77.6的流量和雨量過程。利用平割法計算Rt，利用斜線分割法進行水源劃分。先尋找洪水過程的直接徑流終止點B，然后用斜線連接起漲點A與終止點B，將實測流量過程線分為兩部分，斜線AB上部分為直接徑流RS，下部分為地下徑流RG。本次課設先采用梯形面積法求得RG，再用Rt-RG求得RS。計算初損QUOTE，其中,x為總降雨量，R為總徑流，R=Rt。率定μ1、假定μ，計算R下和R上。時段取△t=1h。若時段的降雨量累積和小于初損量，則全部雨量補充初損值。當累積降雨量大于初損值時，開始產生徑流。當X（t）≤μ時，全部產生底下徑流，則R下（t）=μ，R上（t）=0；當X（t）>μ時，R下（t）=μ，R上（t）=X（t）-μ。2、判斷μ值的正確性。若RS=ΣR上，RG=ΣR下，則μ值即為良田站76.6所確定的μ值；否則重新假定μ，轉1。4．4．1徑流劃分及穩滲μ值率定（1）良田站76年6月17日表4-4良田站1976年6月17日次洪μ值率定（2）毛背站75年5月13日表4-5毛背站1975年5月13日次洪μ值率定（3）毛背站76年7月9日表4-6毛背站1976年7月9日次洪μ值率定（4）毛背站77年6月26日表4-7毛背站1977年6月26日次洪μ值率定（5）各場次洪水的徑流分割結果及率定所得μ值表4-8各場次洪水的徑流分割結果及率定所得μ值4．4．2地表匯流地面匯流的計算方法有經驗公式法（如單位線、經驗公式等）和推理公式法（如等流時線法、水科院推理公式法、推理△過程線法、匯流系數法等）。本次采用八省一院公式。QUOTE（1）QUOTE（2）其中，Q為地表洪峰流量（m3/s），m為匯流參數，取0.7，F為流域面積（km2），L為出口斷面沿主河道至分水嶺的最長距離（km），J為沿L的坡面和河道平均比降，tc為凈雨歷時（h），QUOTE為匯流歷時（h），R為地表徑流深（mm），n為暴雨參數，取0.6，QUOTE為穩滲率（mm/h），取4.5。對于良田流域，QUOTE，因此采用式（2）。（1）m初值的確定表4-9m初值確定故四站綜合,=(0.31+0.6+0.8+0.75)/4=0.62（2）m值的檢驗（以毛背站76.7為例）計算步驟（1）根據表18中計算的初值m、八省一院公式，對該次的降雨過程的每個QUOTE推求QUOTE，QUOTE（2）對每個Qi，假定過程線為三角形，底寬為QUOTEQi出現在QUOTE處。（3）將各時段的三角形過程進行疊加，與實測洪水（扣除地下徑流）對比。如相差太大重新假定m，重新計算。表4-10m=0.62時的地表流量Qs及對應底寬T表4-11m=0.62時的地表流量演算毛背站1976年7月9日地表徑流過程線（m=0.62）表4-12m=0.56時的地表流量Qs及對應底寬表4-13m=0.56時的地表流量演算毛背站1976年7月9日地表徑流過程線（m=0.56）可以看出m=0.56時實測與計算徑流量線擬合的更好。（3）m值綜合（以毛背站76.7為例）點繪各次洪水的Q/F～m圖，取上端趨于穩定的m值，為設計暴雨之m值。表4-14各場次洪水Qs/F～m關系統計由各次洪水的Q/F～m圖，取上端趨于穩定的m值（為0.8），設計暴雨之m值（實際運用時，選用通過檢驗后的四站m值進行