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 > 3.3 设计洪水过程线的拟定 > 3.3 设计洪水过程线的拟定
同学们
今天我们来学习设计洪水过程线的拟定
我们先来了解下设计洪水过程线拟定的流程
首先结合实测洪水资料
选择控制时段
进行洪峰 控制时段内的洪量设计
然后选择典型洪水过程
并采用一定的方法对其进行放大
最终获得设计洪水过程线
其中
设计洪峰 洪量的计算
在第二章中我们已经学习
本节课主要学习控制时段的选择
典型洪水过程线的选取原则及放大方法
上节课我们已经讲了
设计洪水的作用是使得按照该频率的洪水
经过调洪演算后的防洪设计指标
如最高水位 最大出库流量等
都达到设计洪水对应的频率
即存在同频率关系
例如设计洪水的洪峰Qm
或洪量Wt的设计频率为P
则通过水库调节后
最大下泄流量q的设计频率仍为P
这就要求最大下泄流量q与设计洪峰Qm
及洪量Wt存在一定的函数关系
如下所示
然而
实际工作中发现洪峰 洪量与调洪后的
最大下泄流量的函数关系并不成立
一般只存在一种不密切的相关关系
为解决上述问题
我们一般选取一个与最大下泄流量q
相关程度最高的时段洪量Wt
要求它达到设计标准规定的频率P
即认为该洪水就是频率为p的设计洪水过程线Qp(t)
经水库调洪演算求得的泄洪能力q
及其他指标均符合同一设计标准P
所选取的时段即为控制时段
理论上在选取控制时段时
对于每种设计方案
将历年的实测资料Qi(t)输入系统
进行调洪计算
求得逐年水库的最大下泄流量qi系列
统计qmi与实测洪峰Qmi
及不同时段的洪量Wti
并绘制相关关系图
对比不同时段相关图
选取关系最密切的时段
即可作为控制时段
如右图所示
绘制某水库设计方案下的最大下泄流量q
与坝址洪峰Qm 1日洪量W1
3日洪量W3 7日洪量W7的关系图
进一步分析其相关性
确定控制时段
但实际应用中发现
不同时段的洪量与最大下泄流量的相关关系
差异并不显著
说明影响最大下泄流量q的因素复杂
且实测资料一般都是常遇洪水
按此确定的相关关系
能否适应设计条件也是未知的
因此
在实际工作中一般并不绘制上述一系列的
相关关系图
只是定性分析来选取控制时段
经验表明
调洪库容大
泄流能力小的水库
长时段洪量对泄洪流量起控制作用
相关关系密切
反之
短时段洪量对泄洪流量起控制作用
相关关系密切
因此
针对峰型尖瘦
洪水历时短
水库调洪库容小
泄洪能力大时
选取短时段作为控制时段
反之 选取长时段作为控制时段
基于上述方法
在放大典型洪水过程线时
可选取多时段同时控制洪水过程
但不应过多
一般以2~3个为宜
选取一定的控制时段后
可根据控制时段推求对应时段的
设计洪量Wtp
然而 在调洪演算中
仅有一个设计洪量是不够的
必须要知道洪水的时空过程分布
在实际工作中
一般选取当地一次或多次实测洪水
作为典型洪水
将其流量坐标适当放大
使其洪峰或控制时段内的洪量达到设计值
如图所示
那么
在选择典型洪水的过程中
需要遵循的基本原则为
1）从资料完整
精度高的洪水过程中选取
2）选择峰高 量大
接近设计情况的洪水
3）符合峰形接近平均情况
但有较为不利情况
整体上遵循“防洪最不利原则”
即“峰高 量大 峰型偏后”
下面开始学习典型洪水过程线的放大方法
主要方法有两种
分别为同倍比放大和同频率放大
其中
同倍比放大法为
用同一放大倍比k值
放大典型洪水过程的流量坐标
使放大后的洪峰流量等于设计洪峰流量Qmp
或使得放大后的控制时段tk的洪量
等于设计洪量Wtp
同频率放大法为
用不同放大倍比k值
放大典型洪水过程的流量坐标
使放大后的洪峰流量及各历时的洪量
分别等于设计洪峰Qmp和设计洪峰流量Wtp
即峰 量同频率放大
我们先来学习一下同倍比放大法的计算公式
根据定义
按峰值放大
放大倍数k为设计洪峰Qmp
与典型洪峰Qmd的比值（见公式（1）
按量放大倍数K为控制时段的设计洪量Wtp
与典型洪水对应时段的洪量Wtd的比值
（见公式（2））
所求的设计洪水过程线即为典型洪水过程
与k的乘积（见公式（3））
具体如图所示
第一张图为按峰放大示意图
第二张图为按量放大示意图
同频率放大的计算公式中
按峰放大和1日洪量的放大方法
与同倍比放大方法相似
对于其他历时
如计算最大3日洪量的放大倍比时
如果在典型洪水过程线上
最大3日包括最大1日
如图所示
由于1日的过程已经放大成W1p
在此仅需要放大其余两天的洪量
放大后的两天洪量W3-1
与W1p之和恰好等于W3p
则放大倍数K3-1计算
如公式（6）所示
同理
对于最大7日洪量包括3日洪量时
其放大倍数K7-3如公式(7)所示
对于某些复峰洪水过程
如图所示
最大3日洪量不包括在最大1日洪量时
则根据公式（8）直接计算
需要说明的是
在进行同频率放大过程中
由于在两种历时衔接的地方放大倍比不一致
因而放大后的交界处会产生不连续现象
使过程线呈锯齿状
此时需要修匀
使其成为光滑曲线
修匀使需保证设计洪峰和各时段洪量不变
下面我们对两种放大方法进行比较
同倍比放大法计算简单
常用于峰量关系好及多峰型河流
其中
“峰比”放大常用于防洪后果
主要由洪峰控制的水工建筑物
如堤防
“量比”放大常用于防洪后果
主要由时段洪量控制的水工建筑物
如分洪工程等
同频率放大法常用于峰量关系不够好
洪峰形状差别大的河流
此方法适用于多种防洪工程的特性
解决控制时段不易确定的困难
最后
通过一个例题来巩固本节课的学习内容
某枢纽工程百年一遇设计洪水
的洪峰和不同时段的设计洪量计算结果见表1
典型洪水过程线见表2
试采用同频率法推求设计洪水过程线
首先能够看出典型洪水的峰值为2180m3/s
根据所讲的峰值放大比公式（4）
求得KQ
然后
计算典型洪水最大1日的洪量为1.01亿m3
采用所讲的1日内的
洪量放大比公式（5）计算出K1
通过分析发现
最大3日洪量包括了最大1日洪量
采用所讲的公式（6）计算K3-1
同理 可以计算出K7-3
将计算的k值列入计算表中
根据放大过程线公式Qp(t)=k×Qd
计算设计洪水过程
需要注意的是
在最大1日洪量与最大3日洪量的衔接地方
放大比不一致
表中用“/”进行了标注
“/”两侧分别反映了两种历时的倍比系数k
在保证设计洪峰
和各个时段设计洪量不变的条件下
对其进行修匀
修匀结果见表的最后一列
根据计算表的数据
绘制典型洪水过程线
和修匀后的设计洪水过程线
如图所示
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
