当前课程知识点:水文水利计算 > 第三章 防洪安全设计与设计洪水 > 3.1 防洪安全设计 > 3.1 防洪安全设计
同学们
今天我们来学习防洪安全设计
主要包括三个内容
防洪安全事故风险率
以风险为基础的防洪安全设计
以洪水频率为基础的防洪安全设计
我们先学习第一个内容
防洪安全事故风险率
人类不可能修建无穷大规模的防洪工程
以抵御任意量级的洪水
这在经济上是不现实的
同时 若修建规模太小
虽然节省了投资
但降低了抵御洪水的能力
因此 需要在洪水大小 工程规模
和经济价值之间进行科学的选择
合理确定工程建设规模
防洪安全设计就是依据
当地可能出现的洪水情况
估算各种设计方案实施后的
防洪安全事故风险率
再综合考虑洪灾损失金额及工程费用
以及公众对洪灾风险可以承受的水平
来选定最优的设计方案
为此
我们引入防洪安全事故风险率的定义
即水利工程在其设计的工作时间内
由于洪水过大或工程防洪能力降低
致使工程不能完成其预定功能的概率
计算公式如下
公式中L表示荷载效应
如入库洪峰 洪量等
R表示承载能力
如水库泄流能力等
当R 即为风险发生 右图能够很清晰的看出来 事故风险率 即为R和L的联合分布概率密度函数 FRL(rl)在阴影部分的二重积分 当L和R互相独立的时候 其联合分布函数可以用R和L对应的 概率密度函数的乘积来表示 依据上述事故风险率的计算方法 接着我们来学习以风险率为基础的 防洪安全设计 如图所示 我们可以从荷载效应和承载能力两方面来分析 通过洪水频率分析 求得洪水荷载L概率密度函数 根据设计目标 选定多种可行方案 确定其对应的承载能力R的概率密度函数 依据事故风险率计算方法即可求得 不同设计方案的风险率 选定容许的风险率 通过比较各个方案的风险率是否超过 就能确定方案是否可以接受 我们来学习最后一个内容 即以洪水频率为基础的防洪安全设计 在不考虑承载能力R的随机性 而是将其作为一个确定性数值时 防洪安全设计的风险率公式 即可简化为洪水频率p 公式如下所示 即为荷载效应L的密度函数在对应区域的积分 例如河道堤防工程设计问题 可以取河道的洪峰流量作为荷载效应 进一步考虑到堤防漫溢溃决事故 其恢复期较长 且造成灾害损失多为一次性 可以采用洪峰年极值Qm的概率分布函数 来代表设计的荷载分布 则堤防溃决事故的风险率可表示为如下公式 公式中表示满足事故风险率的泄洪能力 可在确定允许风险率后 依据当地洪峰年极值频率曲线求得 本节课的内容就讲到这里 再见
-1.1 水资源开发利用及洪水灾害治理
--1.1 小节测试
--1.1 课后讨论
-1.2 水文水利计算的任务与内容
--1.2 小节测试
--1.2 课后讨论
-1.3 水文水利计算的主要研究方法
--1.3 小节测试
--1.3 课后讨论
-2.1 洪水资料的分析处理
--2.1 小节测试
-2.2 历史洪水的调查和考证
--2.2 小节测试
-2.3 考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法
--2.3 小节测试
--2.3 课后讨论
-2.4 设计成果的合理性分析
--2.4 小节测试
-2.5 设计洪水值的抽样误差和安全修正值问题
--2.5 小节测试
--2.5 课后讨论
-3.1 防洪安全设计
--3.1 小节测试
-3.2 设计洪水概念
--3.2 小节测试
-3.3 设计洪水过程线的拟定
--3.3 小节测试
--3.3 课后讨论
-3.4 设计洪水的地区组成
--3.4 小节测试
-3.5入库设计洪水
--3.5 小节测试
--3.5 课后讨论
-4.1 暴雨特性分析
--4.1 小节测试
-4.2 点暴雨量频率计算
--4.2 小节测试
-4.3 面暴雨量频率计算
--4.3 小节测试
--4.3 课后讨论
-4.4 设计暴雨量的时空分布计算
--4.4 小节测试
-4.5 由设计暴雨推求设计洪水
--4.5 小节测试
--4.5 课后讨论
-5.1 小流域设计暴雨
--5.1 小节测试
-5.2 由推理公式推求设计洪水
--5.2 小节测试
--5.2 课后讨论
-5.3 由地区经验公式推求设计洪水
--5.3 小节测试
-5.4 城市化对水文的影响
--5.4 小节测试
-5.5 城市排水管网设计流量计算
--5.5 小节测试
--5.5 课后讨论
-6.1 可能最大暴雨的基础理论
--6.1 小节测试
-6.2 可能最大暴雨的估算
--6.2 小节测试
-6.3 可能最大洪水
--6.3 小节测试
-7.1 年径流及其表征指标
--7.1 小节测试
-7.2 影响年径流的要素
--7.2 小节测试
-7.3 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 小节测试
--7.3 课后讨论
-7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 小节测试
--7.4 课后讨论
-8.1 用水户分类及其层次结构
--8.1 小节测试
-8.2 工业需水量的计算与预测
--8.2 小节测试
--8.2 课后讨论
-8.3 灌溉用水量的计算与预测
--8.3 小节测试
-8.4 生态需水的计算与预测
--8.4 小节测试
--8.4 课后讨论
-8.5 其他用水的计算与预测
--8.5 小节测试
-9.1 径流调节的定义及分类
--9.1 小节测试
--9.1 课后讨论
-9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 小节测试
--9.2 课后讨论
-9.3 水库的水量损失
--9.3 小节测试
-9.4 设计保证率
--9.4 小节测试
-9.5 径流调节计算基本原理
--9.5 小节测试
--9.5 课后讨论
-9.6 根据用水过程确定水库的兴利库容
--9.6 小节测试
-9.7 根据兴利库容确定调节流量
--9.7 小节测试
-9.8 根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程
--9.8 小节测试
--9.8 课后讨论
-10.1 水能利用与电力系统负荷
--10.1 小节测试
-10.2 保证出力与多年平均发电量计算
--10.2 小节测试
-10.3 水电站装机容量的选择
--10.3 小节测试
-10.4 正常蓄水位与死水位选择
--10.4 小节测试
-11.1 灌溉工程水利计算概述
--11.1 小节测试
-11.2 引水灌溉工程水利计算
--11.2 小节测试
-11.3 蓄水灌溉工程水利计算
--11.3 小节测试
-11.4 提水灌溉工程水利计算
--11.4 小节测试
-11.5 地下水灌溉工程水利计算
--11.5 小节测试
-12.1 水库调洪的任务
--12.1 小节测试
-12.2 水库调洪计算的原理
--12.2 小节测试
-12.3 水库调洪计算的列表试算法
--12.3 小节测试
-12.4 水库调洪计算的半图解法
--12.4 小节测试
-12.5 其他情况下的水库调洪计算
--12.5 小节测试