当前课程知识点:水文水利计算 > 第四章 由暴雨推求设计洪水 > 4.1 暴雨特性分析 > 4.1 暴雨特性分析
同学们
今天我们来学习暴雨特性分析
在前面我们已经学习了
如何使用流量资料推求设计洪水
本章节将学习如何根据暴雨资料推求设计洪水
为什么要采用暴雨资料计算设计洪水呢
主要原因为
在实际工作中
经常会遇到工程所在地点
流量资料缺乏或不足的情况
无法根据流量资料推求设计洪水
而我国多数地区观测的降雨资料
要比实测洪水资料年限更长
同时 近几十年来
人类在不同流域修建水利工程及水保工程
致使流量资料的一致性遭到一定的破坏
还原计算较为困难
此外 采用多种方法计算设计洪水
能够互相印证
进行合理选定
本节课主要学习特大暴雨的形成
暴雨的时空分布特性及暴雨的统计特性等内容
我们先来学习特大暴雨的形成
特大暴雨和一般暴雨之间的差别
主要表现在“量”上
国家气象局颁布的降水强度等级划分表显示
当12个小时降雨量达到140mm
或24小时降雨量达到250mm
定为特大暴雨
在我国
气旋和台风是形成暴雨的主要原因
而形成雨量较大的暴雨
需要具备水汽和动力两个方面的条件
既需要有源源不断的暖湿空气
还需要有强烈的上升运动
下面我们来学习暴雨的时空分布特性
一次暴雨过程在时间和空间上是不断变化的
属于多维过程
在时间变化方面
我们一般绘制各站点的降雨强度过程线
由于各次暴雨的降雨强度过程线差别较大
为便于分析
会选取固定时段的降雨量
如1小时 3小时 1天 3天5天等
并计算其对应时段内的相对比值
作为暴雨特征
进一步说明暴雨过程的集中或平坦程度
图1反映了河南某地区的暴雨时间变化图
图中能够看出各代表站在3日中的
最后1日雨量占3日雨量的50%~70%
且最后1日的雨量又集中于最后6个小时
这种雨型对水库防洪安全极为不利
在降雨的空间分布方面
主要通过绘制暴雨等值线图 雨量剖面图
及时-面-深曲线来反映其特性
图2 为中国北方的两个地区
最大3日雨量等值线图
其暴雨中心点的3日降雨量均超过1000mm
图3为河北某地区一次暴雨的3日雨量剖面图
从剖面图中能够看出河谷及山脉走向
对雨量分布的影响较大
图4为河南某地区的时-面-深关系图
其中横坐标为等雨量线笼罩的面积
纵坐标为对应的面降雨量或者叫降雨深度
曲线反映了不同固定时段的
面积-降雨量变化特征
能够看出随着笼罩面积的增大
面降雨逐渐减小
减小幅度逐渐变缓
如何绘制时-面-深曲线呢
我们以某地区3日暴雨量等值线数据为例
进行时-面-深曲线的绘制
下面这张图为该地区3日的降雨等值线图
围绕暴雨中心
量测逐条等值线所笼罩的面积
用fi来表示
统计结果见右侧表格
那么两个相邻等值线之间的面积
则为对应的笼罩面积之差
下面采用列表法
计算各等值线笼罩面积对应的平均雨量
其中 前两列为已知数据
第(3)列即为相邻等值线之间的面积
暴雨中心点处
笼罩面积为0
第(4)列中相应的平均雨深
为相邻等值线数值的均值
第(5)列为第(3)列与第(4)列的乘积
第(6)列为各等值线笼罩面积上
对应的总降雨量
最后一列即可求得单位面积的降雨量
根据第(2)列和第(7)列数据
即可绘制出某地区3日暴雨的
时-面-深关系曲线
我们接着来学习最后一个内容
暴雨的统计特性
在统计分析暴雨数据时
常用固定时段的降雨量 均值 变差系数
暴雨指数等参数来统计暴雨的特性
右图为我国历次特大暴雨中心
最大24小时降雨量分布图
图中的阴影部分即为我国存在的大暴雨集中带
在统计中发现
各个参数受到气候 地形 暴雨形成的
气象条件等因素的影响较大
如表1所示
各站点台风雨和锋面雨的统计参数
均存在较大差距
此外 山区 平原区的统计参数
也存在一定的差异
需要说明的是
在实际工作中
各地区的降雨统计参数
能够从地区水文手册中获取
同学们
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