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 > 4.4 设计暴雨量的时空分布计算 > 4.4 设计暴雨量的时空分布计算
同学们
今天我们来学习设计暴雨量的时空分布计算
上节课我们已经学习了面暴雨量的
频率计算方法
通过面暴雨量的频率分析
能够获得不同时段的设计暴雨量
然而
推求设计洪水所需要的不仅是设计暴雨量
仍需要确定暴雨过程
即暴雨的时程分配
同时
梯级水库设计需要拟定流域各部分的洪水过程
因此需要给出设计暴雨过程
在地区上的分布情况
本节课将学习设计暴雨量的时程分配
和在地区上的组成等两个内容
我们先来学习第一个内容
设计暴雨的时程分配
当流域有实测暴雨资料时
确定设计暴雨时程分配方法与设计洪水计算方法一样
与设计洪水计算方法一样
即先选定典型分配过程
再对典型暴雨过程进行放大
最终求得设计暴雨的时程分配
在选择典型暴雨时
首先要考虑所选典型暴雨的分配过程
是设计条件下比较容易发生的
其次还要考虑是对工程不利的
所谓比较容易发生
即应使典型暴雨的雨峰个数
主雨峰位置
和实际降雨时数或天数是大暴雨中常见的情况
即这种雨型在大暴雨中出现次数较多
所谓对工程不利主要是指暴雨总量大
雨量比较集中
而且主雨峰比较靠后
这样的雨型条件下
降雨前期下垫面接近饱和
后期大暴雨几乎全部产流
所形成洪水的洪峰较大且出现较迟
对水库安全比较不利
即遵循工程最不利原则
“暴雨总量大 强度大主雨峰偏后”
在典型洪水放大过程中可采用同倍比
或同频率放大法
需要注意的是
在同频率放大时
不同时段的衔接处无需修匀
衔接处采用的放大倍比与较短历时的
倍比系数一致
下面我们将通过一个例子来学习
在有实测暴雨资料时
如何推求设计暴雨的时程分配过程
某流域百年一遇的1日 3日和7日的
设计暴雨量分别为110mm 198.5mm 275.0mm
试在流域内某代表站
历年实测最大7天暴雨资料中
选定典型暴雨过程
推求设计暴雨过程
表1可以看出
观测站9年的7日降雨过程中
最大1日降雨量有3年发生在前期
1年发生在中期
5年发生在后期
最大3日降雨量有3年发生在前期
6年发生在后期
且7日内有效降雨的天数中有6年均达到6天
统计分析发现
该地区1日雨量 3日雨量大部分年份
在7日降雨过程中偏后
且有效降雨天数多为6天
基于上述统计规律
结合暴雨容易发生和工程最不利原则
确定1959年为典型年
需要说明的是
本例题中仅给出9年的最大7日暴雨资料
其统计规律缺少说服性
目的是让同学们掌握方法
在实际工作中
同学们将会面临几十年的暴雨资料
从多年暴雨资料中统计分析暴雨规律
并结合我们讲的方法来选取典型暴雨过程
下面计算出1959年典型暴雨过程的
不同历时暴雨量
见表2
并根据前面学习的同频率放大公式计算出
1日的倍比系数K1为1.96
由于最大3日降雨量包括了最大1日降雨量
在此计算出最大3日
1日之外的倍比系数K3-1
为1.16
采用同样的方法可以计算出最大7日
3日之外的倍比系数K7-3
求得倍比系数后
对典型暴雨过程进行放大
见表3
进一步求得百年一遇设计洪水过程
当流域无实测资料时
可借用邻近暴雨特性相似流域的暴雨过程
采用刚刚我们学过的方法
对典型暴雨进行放大
求得设计暴雨过程
还可以引用
各省暴雨洪水图集中按地区综合概化
得出的典型概化雨型
该雨型一般以百分比表示
将设计暴雨量按百分比进行过程分配
下面我们通过一个例题来学习
如何通过典型概化雨型推求设计暴雨过程
某流域百年一遇的1日 3日和7日的
设计暴雨量分别为303mm 394mm 485mm
典型概化雨型分配过程见表4
试推求设计暴雨过程
从表4可以看出
第6日分配比为100%
说明最大1日设计暴雨应分配在第6日
即第6日雨量为303mm
最大3日
1日之外的雨量主要分配在第5日和第7日
其分配比例分别为40%和60%
以第7日为例
其分配雨量为
(394-303)*60%=55mm
采用上述方法进行计算
计算结果见下表
可以得到该流域的百年一遇的设计暴雨过程
下面我们来学习第二个内容
设计暴雨量在地区的分布
如右图所示
当推求设计断面A以上流域的设计暴雨
若上游已有工程措施
如已建梯级水库B
则必须将A以上流域的总雨量分配成两部分
即B以上流域的雨量和A-B区间面积上的雨型
在实际工作中
一般先对已有实测大暴雨资料的地区
进行组成分析
了解暴雨中心经常出现的位置
并统计B水库以上和区间暴雨所占比重等
作为选定设计暴雨分布的依据
再从工程规划设计的安全与经济考虑
选定一种可能出现而偏于不利的暴雨分布形式
进行模拟放大
得到不同地区组成的设计暴雨过程
常用的方法有两种
典型暴雨图法和同频率控制法
我们先来学习典型暴雨图法
该方法是从实测资料中选择降雨量大的
等雨量线图
并移置于流域上
为安全考虑
常把暴雨中心放置在A-B区间
而不是放置在流域中心
这样放置的目的是使A-B区间水量占比例最大
雨量大
汇流时间短
对下游工程最为不利
然后量取典型暴雨图中区间A-B面积
和B以上流域面积
并计算其对应的雨量
求得其相应的比例
公式如下
XB为B水库以上流域的平均降雨量
FB为其对应的面积
XA-B和FA-B分别为区间对应的平均雨量和面积
得到相应的比例后
按比例分配A以上流域的设计暴雨量
及时程分配过程
根据各地区的设计暴雨过程
分别进行产汇流计算
最后得到断面A处的设计洪水过程线
接着我们来学习同频率控制法
该方法是分别对A-B区间和A以上的
暴雨资料进行频率分析
得到其对对应频率的设计暴雨量
按同频率原则
当设计断面A以上流域发生指定频率的
设计面暴雨量
区间AB面积上也发生同频率暴雨
基于水量平衡法得到B水库以上流域的
相应雨量XB
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