第七章 由流量资料推求设计洪水
第9章水文预报
内容简介
研究对象
本章研究水文现象的客观规律，利用现时已经掌握的水文、气象资料，预报水文要素未来变化过程。
研究内容
1.短期洪水预报；
2.枯水预报；
3.施工水文预报；
4.水文实时预报方法。
研究目的
在防汛工作中，及时准确的水文预报，是防汛抗洪指挥决策的重要科学依据；在水能、水资源的合理调度、开发利用和保护以及航运等工作中，都需要有水文预报作指导。
第9.1节概述
内容提要
1. 水文预报的重要作用；
2. 水文预报的分类；
3. 水文预报工作的基本程序
学习要求
掌握预见期的定义及水文预报工作的基本程序。
9.1.1水文预报的重要作用
可靠的洪水预报对防止洪水灾害具有特别重要的作用。例如在河流防洪抢险中，需要及时预报出防洪地点即将出现的洪峰水位、流量，以便在洪峰到来之前，迅速加高加固堤防、转移可能受淹的群众和物资，动用必要的防洪设施等，把洪水灾害减小到最低限度。图9.1.1为1998年长江沙市水位预报与实测情况。
图9.1.1 1998年长江沙市水位预报与实测情况
在水库管理中，可以利用洪水预报，使上游来的洪水与区间洪水的高峰段彼此错开（称错峰），即下游洪水很大时，水库把上游来的洪水暂时蓄存起来，待下游洪峰过后，再加大水库泄量，把上游来的洪水放出来，从而大大减低下游的洪峰和洪水灾害，例如1998年8月长江中下游发生近百年一遇的特大洪水，由于及时准确的洪水预报，对葛洲坝水库、隔河岩水库和漳河水库科学调度，使三峡以上来的洪水和清江、沮漳河洪水的洪峰互相错开，大大降低了荆江河段的洪峰水位，避免了荆江分洪损失，为战胜该年发生的特大洪水做出了巨大贡献。表9.1.1为1998葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰、调峰中，降低沙市水位发挥作用的分析结果。
表9.1.1葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰调度对沙市水位的影响
另外，洪水预报还可较好地解决水库防洪与兴利的矛盾，在预报的洪水未进库之前，先打开泄洪闸门腾空一部分库容，以便洪水来临时能蓄存更多的水量；当洪水即将结束时，预知近期没有很大的洪水入库，则可超蓄洪水尾部的一些水量，用于多发电、多灌溉，使现有工程发挥更多的效益。
9.1.2水文预报的分类
1.按预报的项目，水文预报可分为
●径流预报：预报的要素主要是水位和流量，水位预报指的是水位高程及其出现时
间；流量预报则是流量的大小、涨落时间及其过程。径流预报又可分洪水预报和
枯水预报。
●冰情预报：冰情预报是利用影响河流冰情的前期气象因子,预报流凌开始、封冻
与开冻日期,冰厚、冰坝及凌汛最高水位等。
●沙情预报：沙情预报则是根据河流的水沙相关关系,结合流域下垫面因素,预报
年、月和一次洪水的含沙量及其过程。
●水质预报：预测河流中污染物迁移转化的时空变化过程。
●施工水文预报：在工程施工期间要进行的特殊预报项目。
2. 按预见期的长短，水文预报可分为
●短期水文预报：主要由水文要素作出的预报
●中长期水文预报：包括气象预报性质在内的水文预报
预报的预见期是指发布预报与预报要素出现的时间间距。在水文预报中，预见期的长与短并没有明确的时间界限。
9.1.3水文预报工作的基本程序
水文预报工作大体上分为两大步骤。
(1)制定预报方案：
分析预报要素的形成规律，建立由过去的观测资料推算水文预报要素大小和出现时间的一整套计算方法，即水文预报方案。
制定的方案按国家《水文情报预报规范》要求的允许误差进行评定和检验。只有质量优良和合格的方案才能付诸应用。图9.1.2为我国2000年6月30日开始实施的《水文情报预报规范》（SL250-2000）。
图9.1.2 我国现行的《水文情报预报规范》（SL250-2000）
(2)进行作业预报
:将现时发生的水文气象信息，经过预报方案算出即将发生的水文预报要素大小和出现时间，及时将信息发布出去，这个过程称为作业预报。
若现时水文气象信息是通过自动化采集、自动传送到预报中心的计算机内,由计算机直接按存储的水文预报模型程序计算出预报结果。这样的作业预报称为联机作业实时水文预报。
复习思考题
1.水文预报方案的评定和检验，是[d]
a、都用制定预报方案时的全部实测资料进行
b、都用作业预报过程中的时实测资料进行
c、用以上两种资料进行
d、用制定预报方案中使用的资料来进行评定，而用没有参加方案编制的预留资料进行检验。
2. 洪水预报的预见期是[c]
a、洪峰出现的时间
b、洪水从开始到终止的时间
c、从发布预报时刻到预报洪水出现时刻所隔的时间
d、从收到报汛站资料开始到预报的洪水出现所隔的时间
第9.2节短期洪水预报
内容提要
1. 河段中的洪水波运动；
2. 相应水位(流量)法；
3. 合成流量法；
4. 流量演算法；
5. 降雨径流预报。
学习要求
掌握相应水位(流量)法、合成流量法和马斯京根流量演算方法。
9.2.1河段中的洪水波运动
1. 洪水波
流域上大量降水后,产生的净雨沿坡地迅速汇集,注入河槽, 由于降雨量时空分布不均匀、河网干支流和分布形状的不同，以及水流汇集速度的快慢，河道接纳的水量沿程不同，使河道沿程水面发生高低起伏的一种波动,称为洪水波。
图9.2.1 河道洪水波水面比降示意图
2. 附加比降
附加比降是洪水波的主要特征之一。附加比降?i 是指洪水波水面比降i 与同水位稳定流水面比降0i 之差，即0i i i -=?。图9.2.1为河道洪水波水面比降示意图。
● 当涨洪时： 0i >?； ● 当落洪时： 0i
由于河槽的调蓄作用，洪水波向下游传播过程中,不断发生变形，如图9.2.2（动画）所示。在沿棱柱形河槽运动中其变形有两种形态：
图9.2.2河道洪水波传播与变形过程示意图
● 洪水波展开：洪水波在传播过程中,波长不断加大,波高不断减小的现象称为洪
水波的展开,即A 2C 2>A 1C 1,h 2< h 1。
● 洪水波扭曲：洪水波在传播过程中,波前水量不断向波后转移的现象称为洪水波
的扭曲。
在自然河道中，河道断面边界的差异和河段区间入流等条件变化，都对洪水波变形有显著的影响。
i
i
i 0
9.2.2 相应水位(流量)法
根据河段洪水波运动和变形规律,利用河段上断面的实测水位(流量),预报河段下断面未来水位(流量)的方法,称为相应水位(流量)法。
1.基本原理
⑴相应水位（流量）
相应水位（流量）是指在河段同次洪水过程线上，处于同一位相点上、下站的水位（流量）称为相应水位（流量）。
如图9-2-3所示某次洪水过程线上的各个特征点,例如上游2点洪峰水位经过河段传播时间τ,在下游站2’点的洪峰水位,就是同位相的水位。
图9-2-3 上、下游站相应水位过程线图
⑵相应水位(流量)法的基本方程
●河段无区间入流：
设河段上游站流量为Q上,t，经过时间τ的传播,下游站的相应流量为Q下,t+τ,两者的关系为：
Q
下,t+τ=Q
上,t
-ΔQ
L
(9-2-1)
式中ΔQ L--洪水波展开量,与附加比降有关。
●河段有区间入流q
两者的关系为：
Q
下,t+τ=Q
上,t
-ΔQ
L
+q (9-2-2)
2.无支流河段的相应水位预报
在制定相应水位法的预报方案时,一般采取水位过程线上的特征点,如洪峰等,作出该特征点的相应水位关系曲线与传播时间曲线。
⑴简单的相应水位法
在无支流汇入的河段上,若影响洪水波传播的因素比较单纯,可用简单的相应水位法。
●预报方案：根据上游站和下游站的实测水位过程线,摘录相应的特征点即洪峰水
位值及其出现时间(见表9-2-1),并绘制相应洪峰水位相关曲线及其传播时间曲
线(图9-2-4)作为预报方案。
●作业预报：按t时上游出现的洪峰水位Z上,t，在Z上,t～Z上,t+τ曲线上查得Z下,t+
τ,在Z上,t～τ曲线上查得τ,从而预报出t+τ时下游将要出现的洪峰水位Z上,t+
τ。
表9-2-1 长江万县站～三斗坪站相应洪峰水位及传播时间
图9-2-4 万县站～三斗坪站相应洪峰水位及传播时间关系曲线图
⑵以下游站同时水位为参数的相应水位法
下游站同时水位Z下,t就是上游站水位Z上,t出现时刻的下游水位,它与Z上,t一起能反映t时刻的水面比降变化,同时也间接地反映区间入流和断面冲淤以及回水顶托等因素的影响。
●预报方案：制作预报方案时，以下游站同时水位Z下,t为参数作等值线,分别绘制
Z上,t ~Z下,t ~Z下,t+τ和Z上,t ~Z下,t ~τ相关曲线,如图9-2-5所示。
●作业预报：按t时刻的水位Z上,t及Z下,t，按图9-2-5的箭头方向查得Z下,t+τ和τ，
从而预报出t+τ时下游将要出现的洪峰水位Z上,t+τ。
图9-2-5 以下游站同时水位为参数的水位及传播时间关系曲线图
⑶以上游站涨差为参数的水位相关法
上述各种洪峰水位预报方案,可近似地用来预报下游站的洪水过程。但由于它们没有反映洪水过程中附加比降的变化等因素,使预报的洪水过程常常有比较大的系统误差。为克服这种缺点,可用以上游站水位涨差为参数的水位相关法。
图9-2-6 长江万县水文站~宜昌水文站以上游站涨差为参数的水位预报方案 洪水波通过某一断面时,波前的附加比降为正,使涨水过程的涨率ΔZ 上/Δt 为正;波后的附加比降为负,使落水过程的涨率为负。因此, 水位(流量)过程线的涨(落)率在很大程度上反映了附加比降和水面比降的大小。
● 预报方案：图9-2-6是长江万县水文站~宜昌水文站河段以ΔQ 上为参数的水位预
报方案。
● 作业预报：已知t 时刻的Z 上,t (或Z 下,t )、ΔZ 上(或ΔQ 上)，在图上查出预报的下
游水位Z 下,t+τ和预见期为τ。
9.2.3合成流量法
在有支流汇入的河段，按照上游干、支流各站的传播时间，把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来得合成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量的关系曲线，进行预报的方法称为合成流量法。
该法预报下游站流量的关系式为:
??
?
??=∑=-n i t i t
i Q f Q 1,τ上，下， (9-2-3)
式中，i
t i Q τ-,上，为上游干、支流各站相应流量；τi 为上游干、支流各站到下游站的洪水
传播时间；n--上游干、支流的测站数目。
根据式(9-2-3)的关系该法的预见期取决于上游各站中传播时间最短的一个。一般情况下,上游各站中以干流站的流量为最大,从预报精度的要求出发,常常用它的传播时间作为预报方案的预见期。 9.2.4流量演算法
流量演算法是在圣维南方程组简化的基础上,利用河槽的水量平衡方程替代连续性方程,用河段的蓄泄关系替代动力方程, 然后联立求解,将河段的入流过程演算为出流过程的方法。
1.基本原理
河段流量演算是由以下两个基本公式组成：
● 河槽时段水量平衡方程
S S S t )Q Q (2
1
t )Q Q (21122,1,2,1,?=-=?+-?+下下上上 （9-2-4） 若当河段内有区间入流量q ，将q 值并入到上断面的入流量中进行演算,即:
上上Q Q q '=+
● 河段蓄水量与泄流量方程
S=f(Q) （9-2-5）
式中S 为河段内某一流量所对应的蓄水量。
图9-2-7 河段时段水量平衡示意图
2.马斯京根法及其槽蓄曲线方程
该方法由G.T.麦卡锡(G-T-McCarthy) 1938年应用于美国马斯京根河流域而得名。该法主要是建立马斯京根槽蓄曲线方程,并与水量平衡方程联立求解,进行河段洪水演算。
图9-2-8 河段槽蓄量示意图
在马斯京根槽蓄曲线方程中,河段槽蓄量由柱蓄和楔蓄两部分组成，如图9-2-8。令x 为流量比重因素,S Q.上、S Q.下分别为上下断面在稳定流情况下的蓄量,它们与河段内总蓄量S 的关系为：
下上Q Q S )x 1(xS S -+=
（9-2-6）
若将河道中的断面流量与相应的槽蓄量近似地按稳定流处理时（S Q =KQ ）,由式（9-2-6）可得到马斯京根槽蓄曲线方程：
Q K Q x 1xQ K S '
=-+=））（（下上 （9-2-7）
式中,K 为稳定流情况下的河段传播时间，Q’称为示储流量：下上）（Q x 1xQ Q -+='。
3.马斯京根流量演算方程
联解水量平衡方程式（9-2-4）和马斯京根槽蓄曲线方程式（9-2-7）,可得马斯京根流量演算方程:
121,12,02,Q C Q C Q C Q 下上上下++=
（9-2-8） 式中：t
5.0Kx K t
5.0Kx K C ;t 5.0Kx K Kx t 5.0C ;t 5.0Kx K Kx t 5.0C 210?+-?--=
?+-+?=?+--?=
（9-2-9）
4. 试算法确定x 、K 值
对某一次洪水,假定不同的x 值计算Q’,作出S ～f(Q’)关系曲线,其中能使二者关系成为单一直线的x 值即为此次洪水所求的x 值,而该直线的斜率即为所求的K 值。取多次洪水作相同的计算和分析,就可以确定该河段的x 、K 值。
【例9-2-1】根据某河段一次实测洪水资料(表9-2-2),用马斯京根法进行河段洪水演算。
表9-2-2 马斯京根法S 与Q’值计算表
①根据河段和资料情况,取时段长Δt=12h。
②将河段实测洪水资料列于表中的第(2)～(4)栏。因区间无实测值,将河段入流总量与出流总量差值作为区间入流总量,其流量过程近似地按入流过程的比值分配到各时段中去。
③按水量平衡方程式,分别计算各时段槽蓄量ΔS(表中第(7)栏),然后逐时段累加ΔS得槽蓄量S(表中第(8)栏)。
④假定x值,按Q’=xQ上+(1-x)Q下计算Q’值。本例分别假设x=0.2和x=0.3,计算结果列于表中第(9)、(10)栏。
⑤按第(9)、(10)两栏的数据,分别点绘两条S～Q’关系线,其中以x=0.2的关系线近
似于直线(见图9-2-9),该x值即为所求。该直线的斜率K=ΔS/ΔQ’=800×12/800=12h。
图9-2-9 马斯京根法S～Q’关系曲线图
⑥假定本河段的ΔK值已选定,即x=0.2,K=12h以及Δt=12h,代入式（9-2-9）得: Co=0.231,C1=0.538,C2=0.231，而且Co+C1+C2=1.0,计算无误。因此,该河段的洪水演算方程为:
Q
下,2=0.231Q
上,2
+0.538Q
上,1
+0.231Q
下,1
⑦根据本河段另一场洪水的上断面流量资料(见表9-2-3中第(2)栏),用上述洪水演算方程,可算出河段下断面的流量(见表9-2-3第(6)栏)。
4.马斯京根法中几个问题的分析
(1)K值的综合
●K具有时间的因次,它基本上反映河道稳定流时河段的传播时间。
●在不稳定流情况下,按流量分级,根据不同的流量取不同的K值。
(2)x值的综合
●流量比重因素x反映楔蓄对流量的作用外,还反映河段的调蓄能力。
●对于一定的河段,x在洪水涨落过程中基本稳定,但也有随流量增加而减小的趋
势。
●流量比重因素x，一般从上游向下游逐渐减小,介于0.2～0.45之间,特殊情况下
也有小于零的。
(3)计算时段Δt的选择
●Δt不能取得太长,以保证流量过程线在Δt内近于直线;
●为在计算中不漏掉洪峰,选取的Δt最好等于河段传播时间τ。
(4)预见期问题
●马斯京根法用于预报时是没有预见期的。
●如果取Δt=2kx，则Co=0,有一个时段的预见期。
表9-2-3 马斯京根洪水演算表
9.2.5降雨径流预报
降雨径流预报是利用流域降雨量经过产流计算和汇流计算,预报出流域出口断面的径流过程。主要包括两方面的内容:
●由降雨量推求净雨量;
●由净雨过程推求流域出口断面的径流过程。
有关这两个问题的计算原理和计算方法,见第七章的内容。
在降雨径流预报中，有以下主要工作内容：
1.编制降雨径流方案
根据流域自然地理特征和实测资料条件,建立流域产、汇流计算方案,如降雨径流相关图、单位线等。并对方案的预报精度进行评定和检验。
2.作业预报
在作业预报中,如图9-2-10所示 to时刻以前的降雨量是实测的； to之后的降雨量是预报的。预报雨量与预报方案的误差,两者都影响预报的精度。因此,在作业预报时,应根据实测时段降雨量或实测流量对预报的径流进行逐时段修正。
图9-2-10降雨径流预报法预报洪水过程示意图（动画）
复习思考题
1.洪水波的波速时洪水波上[b] a 、某一断面的平均流速
b 、某一位相点的运动速度
c 、最大断面平均流速
d 、某一水质点的运动速度
2.对于一定的河段，附加比降影响洪水波变形，就洪峰而言，下述哪种说法是对的[a] a 、附加比降愈大，洪水波变形愈大，传播时间愈短
b 、附加比降愈大，洪水波变形愈大，传播时间愈长
c 、附加比降愈大，洪水波变形愈大，对时间没什么影响
d 、附加比降愈大，洪水波变形愈小，对时间没什么影响 3.引起河槽洪水波变形的原因是[d]
a 、附加比降
b 、区间径流
c 、河网调蓄及断面冲淤
d 、以上因素都有影响 4.存在附加比降?i 是洪水波的主要特征，在涨洪时[b]
a 、?i =0
b 、?i >0
c 、?i <0
d 、不能肯定
5.利用相应水位法作预报方案，加入下游站同时水位作参数的目的主要是[c] a 、考虑洪水到来前的底水作用
b 、考虑上游降雨的影响
c 、考虑水面比降和底水的作用
d 、考虑河道坡降的作用
6.相应水位法由上断面洪峰水位预报下断面洪峰水位的预见期为两断面间的[b]
a 、洪水上涨历时
b 、洪水传播时间
c 、整个洪水历时
d 、洪水退落历时
7.用马斯京根法作洪水预报，当计算时段t ?=kx 2（k ，x 为该法的两上参数）时预见期为[a]
a 、t ?
b 、k
c 、零
d 、t ?+k 8.马斯京根流量演算方程中的系数i x [d]
a 、大于零
b 、小于零
c 、等于零
d 、三种情况都可能存在 9.马斯京根法中的k 值，从理论上说，应[b] a 、随流量的增大而增大
b 、随流量的增大而减小
c 、不随流量变化
d 、以上三种情况都有可能
10.在有支流汇入的河段，采用合成流量法预报下游站t 时刻的流量t Q 下，，它的计算表达式（设i Q ,上为上游第i 个站的流量，i τ为上游第i 个站到下游站的洪水传播时间）为[a]
a 、t Q 下，=)(1∑=-n
i t i i
Q
f τ，上 b 、t Q 下，=)(1∑=n
i i i Q f τ，上
c 、t Q 下，=)(
1
∑=+n i t i i
Q
f τ，上 d 、t Q 下，=)(1
/∑=-n
i n t i i Q f τ，上
11.河段涨洪时，同时刻上游站洪峰流量上Q 与下游站洪峰流量下Q （假设无区间入流）的关系是[a]
a 、上Q >下Q
b 、上Q =下Q
c 、上Q <下Q
d 、不能肯定
第9.3节 枯水预报
内容提要 1. 基本原理； 2. 退水曲线法； 3. 前后期径流量相关法。 学习要求
掌握退水曲线法和前后期径流量相关法。 9.3.1基本原理
枯水期河中的流量主要是由滞留在流域中的蓄水量消退形成，其次是来源于枯季 的降雨。流域蓄水量包括地面、地下蓄水量两部分：
● 地面蓄水量存在于地面洼地、河网、水库、湖泊和沼泽之中； ● 地下蓄水量存在于土壤孔隙、岩石裂隙、溶隙和层间含水带之中。
由于地下蓄水量的消退比地面蓄水量慢得多，故长期无雨后河中水量几乎全由地下
水补给，流域的水量平衡方程式和蓄量方程式分别为：
dt
)
t (dW )t (Q -= （9-3-1） )t (KQ )t (W =
（9-3-2） 式中Q(t)为枯水期中t 时刻的流域出流量（m 3
/s ）；W （t ）为枯水期中t 时刻的流域蓄水
量（m 3
）；K 为流域退水参数（s ）。
联立求解式（9-3-1）和（9-3-2），得枯水期流量消退规律的表达式为
t
r )k /t (K )0(Q e )0(Q )t (Q ==- （9-3-3） 式中Q(0)为枯水期某一初始时刻的流域出流量（m 3
/s ）；k /1r e K -=为消退系数。因此，
只要分析出流域K r 值，就可掌握该流域的退水规律。
9.3.2 退水曲线法
在枯水预报中常把退水曲线表示成相邻时间Δt 的流量的相关关系，由式（9-3-3），有
t
r t K )t (Q e )t (Q )t t (Q ??β-==?+
（9-3-4）
K r 随所采用的时段长而变，当相邻时间Δt 取一固定时段时，相邻流量的比值则为：
t
t
t r Q Q K ?+=
（9-3-5）
式中消退系数K r ，可通过建立相邻时间流量的相关图（如图9-3-1）推求。
图9-3-1 清江搬鱼咀站枯水期Q t+Δt ～Q t 关系图
【例9-3-1】表9-3-1为清江搬鱼咀站1972年1月枯水期的流量摘录，相邻时间Δt 为2d 。点绘相邻流量关系如图9-3-1。由相关分析，得相关方程x b a y +=中
a=0,∑∑==x /y x /y b ,则有
931.07.5312
.495Q
Q K t t r ==∑∑=
?+ 表9-3-1 清江搬鱼咀站1972年1月枯水期流量资料
9.3.3 前后期径流相关法
前后期径流相关法是根据流域前期径流量来预报未来的后期径流量的。该法的预见期一般较长，如10天、1个月等，可以直接预报出时段枯水径流量。图9-3-2为滏阳河东武仕站11月平均流量与10月平均流量的关系线（一年一个点子），关系很好。
图9-3-2滏阳河东武仕站11Q ～10Q 关系线
复习思考题
1.枯水径流变化相当稳定，是因为它主要来源于[b]
a、地表径流
b、地下潜水
c、河网蓄水
d、融雪径流
2. 枯水预报中的退水曲线法与前后期径流量相关法，预报的流量值是有差别的，预见期越长其差别越明显。[T]
第9.4节施工水文预报
内容提要
1. 坝址处流量预报；
2. 围堰上、下游水位预报；
3. 截流期水情预报
学习要求
掌握围堰水情预报和截流期水情预报方法。
施工水文预报是指对水电工程施工期，受到施工回水影响河段的水文预报。按施工阶段，施工水文预报主要分为围堰水情预报和截流期水情预报。
9.4.1围堰水情预报
在修筑围堰（图9-4-1）及导流建筑物阶段，要求预报围堰前的水位或流量，以防止河水漫入施工区。
图9-4-1 施工围堰平面示意图
1．预报坝址处的流量
采用马斯京根流量演算法计算坝址处的流量，但此时要注意的是围堰修建以后，天然河道情况下的马斯京根槽蓄曲线已不适用了。具体计算方法步骤如下：
①采用水力学方法计算各级稳定流量Q i相应的水面曲线；
洪峰流量的计算
3.4设计洪水 3.4.1暴雨洪水特性 鸭嘴河流域洪水主要由暴雨形成。流域内暴雨一般出现在6～9月，且多连续降雨，受地形影响，降雨量不大。据木里县气象站1970~2002年33年实测资料统计，最大一日降水量为77.4mm（1997年8月15日）、最大三日降水量111.6mm （1981年7月14日~16日）、最大五日降水量144.8mm（1981年7月14日~18日）。 鸭嘴河洪水出现时间与暴雨一致，洪水最早出现在5月，最迟出现在11月，但量级和强度较大的洪水一般出现在6～9月。据邻近流域九龙河乌拉溪水文站1985～2004年20年实测资料统计，年最大流量最早出现在6月20日，最迟出现在9月4日，年最大洪水出现在6~7月的次数占全年的70%。 鸭嘴河流域的洪水具有峰不高、量较大、洪水历时长的特点。一次洪水过程约2~3天，但洪水总量主要集中在一天。鸭嘴站1990~1992年3年实测资料中，最大洪水发生在1991年，最大一日降水量58.5mm，洪峰流量为150m3/s，最大一日洪量1123万m3，三日洪量2809万m3，最大一日洪量占三日洪量的40%。 3.4.2设计洪水 鸭嘴站仅有1990~1992年3年实测水文资料，且无法插补延长其洪水系列。故采用推理公式法由设计暴雨推求布西水库设计洪水。 3.4.2.1布西水库坝址设计洪峰流量计算 推理公式法洪峰流量计算公式： Q=0.278ψ(s/τn)F 式中：Q——最大流量，m3/s； ψ——洪峰径流系数； s——暴雨雨力，mm/h； τ——流域汇流时间，h； n——暴雨公式指数； F——流域面积，km2。 （1）流域特征值 在1/50000的地形图上，量算鸭嘴河布西水库坝址的流域特征值，见表3.7。
第8章习题_由暴雨资料推求设计洪水
第八章 由暴雨资料推求设计洪水 本章学习的内容和意义：在设计流域实测流量资料不足或缺乏时，或人类活动破坏了洪水系列的一致性，就有必要研究由暴雨资料推求设计洪水的问题。另外，可能最大洪水和小流域设计洪水也常用暴雨资料推求。由暴雨资料推求设计洪水的基本假定是：暴雨与洪水同频率。对于比较大的洪水，大体上可以认为某一频率的暴雨将形成同一频率的洪水，即假定暴雨与洪水同频率。因此，推求设计暴雨就是推求与设计洪水同频率的暴雨，再按照降雨形成径流的原理和计算方法，由设计暴雨推求出设计洪水。 本章习题内容主要涉及：暴雨资料的选样；不同资料情况下设计暴雨的计算；推求设计净雨；推求设计洪水过程线；可能最大暴雨和可能最大洪水的推求；小流域设计洪水的计算。 一、概 念 题 （一）填空题 1.设计暴雨的设计频率一般假定与相应的 具有相同的频率。 2.暴雨点面关系是 ，它用于由设计点雨量推求 。 3.由暴雨资料推求设计洪水时，假定设计暴雨与设计洪水频率 。 4.推求设计暴雨过程时，典型暴雨过程的放大计算一般采用 法。 5.判别暴雨资料是否为特大值时，一般的方法是 。 6.由暴雨资料推求设计洪水的一般步骤是 _______________、 、 。 7.暴雨资料的插补延展方法有 。 8.流域内测站分布均匀时，可采用 计算面雨量。 9.流域内侧站分布不均匀时，宜采用 计算面雨量。 10.一般情况下，用泰森多边形法计算流域平均雨量比用算术平均法合理些，但在 情况下，两种方法可获得相同的结果。 11.暴雨频率分析，我国一般采用 法确定其概率分布函数及统计参数。 12.暴雨点面关系有两种，其一是 ；其二 。 13.设计面雨量的时程分配通常选取 作为典型，经放大后求得。 14.对暴雨影响最大的气象因子，包括 和 两大类。 15.用W m 折算法（m p a rW P ,）计算设计暴雨的前期影响雨量P a 时，在湿润地区，当设计标准较高时，r 应取较 值；在干旱地区，当设计标准较低时，r 应取较 值。 16.由设计暴雨推求设计净雨时，要处理的主要问题有 的确定和 的拟定。
污水设计流量计算
污水设计流量 1. 定义 污水设计流量是设计终了时的最大日最大时污水流量。包括生活污水和工业废水，此外在地下水位高的地区需要考虑地下水渗入量。注意不是瞬间流量，也不是平均流量。 2. 变化系数 日变化系数：一年中最大日污水量与平均日污水量的比值成为日变化系数K； 时变化系数：最大日中最大污水量与该日平均污水量的比值称为时变化系数K； 总变化系数：最大日最大时的污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数K； K=K×K（1-1） K也可按下式计算： K=2.7Q.（1-2） 3. 旱流污水设计流量 ①城镇旱流污水设计流量，应按下列公式计算： Q=Q+Q（1-3）式中：Q——截留井以前的旱流污水设计流量，L/s； Q——设计综合生活污水量，L/s； Q——设计工业废水量，工厂生产区生活污水和工业生产废水总和，L/s； ②工业废水量按式（1-4）计算： Q=Q+Q（1-4）式中：Q——工业生产区生活污水流量，L/s； Q——工业生产废水流量，L/s； ③城镇旱流污水总设计流量（工业直接排入管网），按下式计算： Q=Q+Q+Q（1-5）式中：Q——地下水渗入量，可根据地下水位的高低确定是否需要此项，L/s； 4. 居民综合生活污水量 综合生活污水量按下式计算： Q d=q d NK Z24×3600（1-6）式中：q——居民生活污水定额，可按当地相关用水定额的80～90%，L/d； N——设计人口； 注意：综合生活污水需加上公共建筑污水，可按照30％计算。 5. 设计人口 设计人口可按式（1-7）和式（1-8）计算： N=P·A（1-7） N=N(1+y)（1-8）
式中：P——人口密度； A——排水区域面积； N——初始人口数量； y——人口年均增长率； n——发展年限； 6．比流量 由式（1-5）和式（1-6）得： Q=q PAK24×3600（1-9）令： Q=Q AK（1-10）则有： Q=q P24×3600（1-11）Q称为比流量，其含义为单位排水面积(ha)的平均流量。 7. 工业废水量 ①工业生产区生活污水流量按下式计算： Q=25×3.0N+35×2.5N+40N+60N（1-12）式中：N——一般车间生活人数； N——热车间生活人数； N——一般车间使用淋浴人数； N——热车间使用淋浴人数； 25、35为生活用水定额，40、60为淋浴用水定额。具体参数以《建筑给水排水设计规 范》等为准。 ②工业生产废水流量按下式计算： （1-13） Q3=1000 K Z q M 3600T 式中：K——总变化系数，不同类型工业企业其数值各不相同，需要实际调查； q——单位产品产生废水量，m3/件； M——生产产品的日产量，件/d； T——每天生产时间，hr/d； 8. 地下水渗入量 因当地土质、地下水位、管道和接口材料以及施工质量等因素的影响，当地下水位高于排水管渠时，排水系统设计应适当考虑地下水渗入量。 地下水渗入量宜按调查资料确定，也可按平均日综合生活污水和工业废水总量的10～15%计，还可按每天每单位服务面积渗入的地下水量计。
由暴雨资料推求设计洪水习题集
由暴雨资料推求设计洪水复习思考题 1. 用暴雨资料推求设计洪水的原因是（ C） A. 用暴雨资料推求设计洪水精度高 B. 用暴雨资料推求设计洪水方法简单 C. 流量资料不足或要求多种方法比较 D. 大暴雨资料容易收集 2. 由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定（C ）。 A. 设计暴雨的频率大于设计洪水的频率 B. 设计暴雨的频率小于设计洪水的频率 C. 设计暴雨的频率等于设计洪水的频率 D. 设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率 3. 由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是（ A） A. 暴雨选样、推求设计暴雨、推求设计净雨、推求设计洪水 B. 暴雨观测、暴雨选样、推求设计暴雨、推求设计净雨 C. 推求设计暴雨、推求设计净雨、推求设计洪水 D. 暴雨选样、推求设计暴雨、推求设计净雨、选择典型洪水、推求设计洪水 3. 对于中小流域，其特大暴雨的重现期一般可通过（A ） A. 现场暴雨调查确定 B. 对河流洪水进行观测 C. 查找历史文献灾情资料确定 D. 调查该河特大洪水，并结合历史文献灾情资料确定 4. 当一个测站实测暴雨系列中包含有特大暴雨时，若频率计算不予处理，那么与处理的相比，其配线结果将使推求的设计暴雨（A ）。 A. 偏小 B.偏大 C. 相等 D.三者都可能 5. 暴雨资料系列的选样是采用（A ） A. 固定时段选取年最大值法 B. 年最大值法 C. 年超定量法 D. 与大洪水时段对应的时段年最大值法 6. 若设计流域暴雨资料系列中没有特大暴雨，则推求的暴雨均值、离势系数CV可能会（B） A. 均值、离势系数CV都偏大 B. 均值、离势系数CV偏小 C. 均值偏小、离势系数CV偏大 C. 均值偏大、离势系数CV偏小 7. 对雨量观测仪器和雨量记录进行检查的目的是（D ）。 A.检查暴雨的一致性 B. 检查暴雨的大小 C.检查暴雨的代表性 D. 检查暴雨的可靠性 8. 对设计流域历史特大暴雨调查考证的目的是（C ）。 A.提高系列的一致性 B.提高系列的可靠性 C.提高系列的代表性 D.使暴雨系列延长一年 9. 暴雨动点动面关系是（D） A. 暴雨与其相应洪水之间的相关关系 B. 不同站暴雨之间的相关关系 C. 任一雨量站雨量与流域平均雨量之间的关系 D. 暴雨中心点雨量与相应的面雨量之间的关系 10. 暴雨定点定面关系是（C ） A. 固定站雨量与其相应流域洪水之间的相关关系 B. 流域出口站暴雨与流域平均雨量之间的关系 C. 流域中心点暴雨与流域平均雨量之间的关系 D. 各站雨量与流域平均雨量之间的关系
设计洪水计算
项目二：设计洪水计算 由流量资料推求设计洪水 一、填空题 1．洪水的三要素是指、、。 2．防洪设计标准分为两类，一类是、另一类是。 3．目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、 、。 4．在设计洪水计算中，洪峰及各时段洪量采用不同倍比，使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值，此种放大方法称为。 5．在洪水峰、量频率计算中，洪峰流量的选样采用、时段洪量的选样采用。 6．连序样本是指。不连序样本是指 。 7．对于同一流域，一般情况下洪峰及洪量系列的C V值都比暴雨系列的C V值，这主要是洪水受＿和影响的结果。 二、问答题 1．什么是特大洪水？特大洪水在频率计算中的意义是什么？ 2．对特大洪水进行处理时，洪水经验频率计算的方法有哪两种？分别是如何进行计算的？ 3．洪水频率计算的合理性分析应从几个方面进行考虑？ 4．采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线，典型洪水过程线的选择原则是什么？ 5．采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线的两种放大方法是什么？分别是如何计算的？ 6．在洪水峰、量频率计算工作中，为了提高资料系列的可靠性、一致性和代表性，一般要进行下列各项工作，试在下表的相应栏中用“+”表明该项措施起作用，用“-”表明该项措施不起作用。
三、计算题 1．某水库坝址断面处有1958年至1995年的年最大洪峰流量资料，其中最大的三年洪峰流量分别为 7500 m3/s、 4900 m3/s和 3800 m3/s。由洪水调查知道，自1835年到1957年间，发生过一次特大洪水，洪峰流量为 9700 m3/s ，并且可以肯定，调查期内没有漏掉 6000 m3/s 以上的洪水，试计算各次洪水的经验频率，并说明理由。 2．某水文站根据实测洪水和历史调查洪水资料，已经绘制出洪峰流量经验频率曲线，现从经验频率曲线上读取三点（2080，5%）、（760，50%）、（296，95%），试按三点法计算这一洪水系列的统计参数。 3．已知设计标准P=1%洪水过程的洪峰、1天、3天洪量和典型洪水的相应特征值及其过程线（见表1和表2），试用同频率放大法推求P=1%的设计洪水过程线（保留三位有效数字，不需修匀）。 表1 设计洪水和典型洪水峰、量特征值 表2 典型洪水过程
根据流量资料计算设计洪水
FCD11020 FCD 水利水电工程初步设计阶段 根据流量资料计算设计洪水 大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1997年8月 1
水电站技术设计阶段 根据流量资料计算设计洪水大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 基本资料 (4) 4. 设计原则 (8) 5. 设计内容与方法 (8) 6.专题研究 (12) 7.设计成果 (12) 3
1 引言 流域及工程概况： 本工程位于江(河)上。距上(下)游市(县) km。 工程所在河流发源于省山麓，自向，流经等省(市)，于进入，最后注入海，全长km，流域面积km2。 坝址以上流域位于东经～；北纬～，集水面积km2，河道长度km，河道比降，河谷形态，河网分布呈。流域平均高程m，山为最高峰，海拔m，年平均雨量mm，年平均蒸发量mm。植被率。流域内已建大中型水电站(水库)有等；引水、蓄水工程有和工程；分洪、滞洪工程有和工程以及水土保持措施。 本工程为坝(闸)，以为主，兼顾等任务。大坝设计洪水标准为；校核洪水标准为。 2 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程(或专业)的文件 (1) 可行性研究报告； (2) 可行性研究报告专题报告； (3) 可行性研究报告审批文件； (4) 初步设计任务书和项目卷册任务书及其他专业对本专业的要求。 2.2 主要设计规范 (1) DL5020-93 水利水电工程可行性研究报告编制规程； (2) DL5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程； (3) SL44-93 水利水电工程设计洪水计算规范。 3 基本资料 3.1 资料搜集与复核 3.1.1 资料搜集 4
第8章答案_由暴雨资料推求设计洪水
第八章由暴雨资料推求设计洪水 一、概念题 （一）填空题 1.设计洪水 2. 流域中心点雨量与相应的流域面雨量之间的关系，设计面雨量 3.同频率 4.同频率法 5.从经验频率点据偏离频率曲线的程度、模比系数K、暴雨量级、重现期等分析判断 6.推求设计暴雨，推求设计净雨，推求设计洪水 7.邻站直接借用法，邻近各站平均值插补法，等值线图插补法，暴雨移植法，暴雨与洪水峰或量相关法 8.算术平均法 9.泰森多边形法 10.流域上雨量站分布均匀，即各雨量站面积权重相同 11.适线 12.暴雨定点定面关系，暴雨动点动面关系 13.实测大暴雨 14.水汽因子，动力因子 15.大，小 16.设计的前期影响雨量P a，p，降雨径流关系 17. W m折算法，扩展暴雨系列法，同频率法 18.在现代气候条件下，一个特定流域一定历时的理论最大降水量 19.可能最大暴雨产生的洪水 20.垂直地平面的空气柱中的全部水汽凝结后 21.在现代气候条件下，一个特定地区露点的理论最大值 22.饱和湿度 23.水汽条件，动力条件 24.水汽压，饱和差，比湿，露点 25.大，低
26.假湿绝热过程 27. 0.2/h 28. P W W P m m = ，P W W P m m m ηη= 29.历史最大露点加成法，露点频率计算法，露点移植法 30. 24℃ 31.（1）通过暴雨径流查算图表（或水文手册）查算统计历时的设计暴雨量，（2）通过暴雨公式将统计历时的设计雨量转化为任一历时的设计雨量 ㈡选择题 １.[c] ２.[c] 3.[a] 4.[b] 5. [a] 6. [d] 7. [d] 8. [c] 9. [b] 10.[d] 11.[c] 12.[a] 13.[b] 14.[b] 15.[b] 16.[d] 17.[b] 18.[d] 19.[d] 20.[c] 21.[d] 22.[b] 23.[a] 24.[b] 25.[b] 26.[c] 27.[a] 28.[c] 29. [b] ㈢判断题 １.[T ] ２.[F] 3.[F] 4.[F ] 5. [T ] 6. [F ] 7. [T] 8. [T] 9. [T] 10.[T] 11.[T] 12.[T] 13.[T] 14.[T] 15.[F] 16.[T] 17.[T] 18.[F ] 19.[T ] 20.[F] 21.[T] 22.[F] 23.[T] 24.[F ] 25.[T ] 26.[T] 27.[T] 28.[T] 29.[F] 30.[F ] （四）问答题 1、答：由流量资料推求设计洪水最直接，精度也较高。但在以下几种情况，则必须由暴雨资料推求设计洪水，即：①设计流域实测流量资料不足或缺乏时；②人类活动破坏了洪水系列的一致性; ③要求多种方法，互相印证，合理选定;④PMP 和小流域设计洪水常用暴雨资料推求。 2、答： 洪水与暴雨同频率，即某一频率的暴雨，就产生某一频率的洪水。如百年一遇的暴雨，就产生百年一遇的洪水。 3、答：由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是：①暴雨选样；②推求设计暴雨；③推求设计净雨；④推求设计洪水过程线 4、答：判断大暴雨资料是否属于特大值，一般可从经验频率点据偏离频率曲线的程度、模比系数K 的大小、暴雨量级在地区上是否很突出，以及论证暴雨的重现期等方面进行分析判断。 5、答：特大值处理的关键是确定重现期。由于历史暴雨无法直接考证，特大暴雨的重现期只能通
污水管道系统设计计算公式
1.生活污水量 Q1= n?N?K z Q1---居民生活污水设计流量，L/s; n---居民生活污水量定额，L/(cap·d) N---设计人口数， cap; K z---生活污水量总变化系数。 2.设计人口数 N=ρ?F N---设计人口数，cap; ρ---人口密度，cap/h m2 F---居住面积，h m2 cap---“人”的计量单位。 3.工业企业生活污水和淋浴污水设计流量 Q3=A1B1K1+A2B2K2 3600T + C1D1+C2D2 3600 Q3---工业企业生活污水和淋浴污水设计流量, L/s; A1---一般车间最大班职工人数，cap; B1---一般车间职工生活污水定额，以25L/(cap·班)计； K1---一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； A2---热车间和污染严重车间最大班职工人数，cap; B2---热车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以35L/(cap·班)计；K2---热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1---一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap; D1---一般车间的淋浴污水量定额，以40L/(cap·班)计； C2---热车间和污水严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap;
D2---热车间和污水严重车间的淋浴污水量定额，以60L/(cap·班)计；T---每工作班工作时数，h。 4.工业废水设计流量 Q4=m·M·K z 3600T Q4---工业废水设计流量，L/s; m---生产过程中每单位产品的废水量定额，L/单位产品；M---产品的平均日产量，单位产品/d; T---每日生产时数，h; K z---总变数系数。
由流量资料推求设计洪水部分测试题
由流量资料推求设计洪水部分测试题 一、填空题 1.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就____,则水库规模亦____；造价亦____；水库安全所承担风险则____。 2.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定_____________，再推求与此 __________相应的洪峰、洪量及洪水过程线。 3.通常用_______________、__________________、_____________三要素描述洪水过程。 4.洪水资料系列有两种情况，一是系列中没有特大洪水值，称为______________系列，二 是系列中有特大洪水值，称为______________________。 5.在洪水峰、量频率计算中，洪水资料的选样采用________________ 法。 6.对特大洪水进行处理时，洪水经验频率计算的方法有_____________和____________。 7.入库洪水包括___________________、___________________和___________________。 8.在进行设计洪水成果合理性分析时，将1天、3天和7天洪量系列的频率曲线画在同一 张频率格纸上，它们不应_____________，且间距________________。 9.典型洪水同频率放大法推求设计洪水时，其放大的先后顺序是____________、 ____________、______________。 10.洪水事件是随机事件，某水库按百年一遇洪水设计，在水库运行期间，连续两年发生等 于、大于该标准洪水的可能性是___________________。 二、简答题 1.用矩法计算不连续系列统计参数时的假设条件是什么？ 2.什么叫设计洪水？其包括的三要素是什么？ 3.选择典型洪水的原则是什么？ 4.典型洪水放大有哪几种方法？它们各有什么优缺点？ 5.设计洪水和设计年径流频率计算有哪些异同点？ 三、计算题 1.某水库坝址处有1950-1992年实测洪水资料，其中最大的两年洪峰流量为1560m3/s、1250m3/s，此外洪水资料如下：（1）经实地洪水调查，1935年曾发生过流量为5100m3/s的大洪水，1896年曾发生过流量为5000m3/s的大洪水，依次为1896年以来的首两项大洪水，
9.1.城市污水设计流量计算
<第2 节> 地市污水量规化计算 城市污水量包括城市生活污水量和部分工业废水量，它与城市规划年限、发展规模有关，是城市污水管道系统规划设计的基本数据。 生活污水量的大小取决于生活用水量。在城市人民生活中，绝大多数用过的水都成为污水流入污水管道。根据某些城市的实测资料统计，污水量约占用水量的80～100％。生活污水量和生活用水量的这种关系符合大多数城市的情况。如果已知城市用水量，在城市污水管道系统规划设计时，可以根据当地的具体条件取城市生活用水量的80～lOO ％作为城市生活污水量。在详细规划中也可以根据城市规模、污水量标准和污水量的变化情况计算生活污水量。 工业废水量则与工业企业的性质、工艺流程、技术设备等有关。 一、居住区生活污水量的计算 1．居住区平均日污水量的计算 Q p = 3600 240?N q (L/s) 2．居住区最高日最高时污水量的计算 Q 1 = Q p K z (L/s) 3. 总变化系数K z 的计算 总变化系数K z = K d ? K h = 11.07.2p Q 当Q ≤5L/s 时，K z = 2.3；当Q ≥1000L/s 时，K z = 1.3; 当5L/s ＜5Q ＜1000L/s 时，按公式计算或者查表 式中 q 0———居住区生活污水量标准(升/人?曰)( L/cap ?s) K d ———曰变化系数 = 平均日污水量 最高日污水量 K h ———时变化系数 = 最高日平均时污水量最高日最高时污水量 K z ———总变化系数 =曰变化系数?时变化系数 二、公共建筑污水设计流量 公共建筑的污水量可与居民生活污水量合并计算，此时应选用综合生活污水量定额，也可以单独计算。公共建筑排放的污水量比较集中，例如公共浴室、旅馆、医院、学校住宿区、洗衣房、餐饮娱乐中心等。若有条件获得充分的调查资料，则可以分别计算这些公共建筑各自排出的生活污水量。其污水量定额可参照《建筑给水排水设计规范》中有关公共建筑的用水量标准采用。 公共建筑污水设计流量Q 。用下式计算： Q 2 = ∑3640024?h g g K q N (L/s) 式中q g ——各公共建筑最高日污水量标准，L ／(用水单位·d)； N g ——各公共建筑在设计使用年限终期所服务的用水单位数；
第八章污水管道系统的设计计算教程文件
第八章 污水管道系统的设计计算 （一）教学要求 熟练掌握污水管道的设计计算过程 （二）教学内容 1、污水设计流量 2、污水管道的设计参数 3、污水管道的水力计算 （三）重点 污水管道的水力计算 第一节 污水设计流量的计算 污水管道系统的设计流量是污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量。通常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量，其单位为L/s 。它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。就生活污水而言又可分为居民生活污水、公共设施排水和工业企业内生活污水和淋浴污水三部分。 一、生活污水设计流量 1.居民生活污水设计流量 居民生活污水主要来自居住区，它通常按下式计算： 1Q = 3600 24???z K N n (8-1) 式中： Q 1—— 居民生活污水设计流量，L ／s ； n ——居民生活污水量定额，L ／(cap ·d)； N ——设计人口数，cap ； K Z ——生活污水量总变化系数。 （1）居民生活污水量定额 居民生活污水量定额，是指在污水管道系统设计时所采用的每人每天所排出的平均污水量。 在确定居民生活污水量定额时，应调查收集当地居住区实际排水量的资料，然后根据该地区给水设计所采用的用水量定额，确定居民生活污水量定额。在没有实测的居住区排水量资料时，可按相似地区的排水量资料确定。若这些资料都不易取得，则根据《室外排水设计规范》(GBJl4-87)的规定，按居民生活用水定额确定污水定额。对给水排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。 （2）设计人口数 设计人口数是指污水排水系统设计期限终期的规划人口数，是计算污水设计流量的基本数据。它是根据城市总体规划确定的，在数值上等于人口密度与居住区面积的乘积。即： F N ?=ρ (8-2) 式中： N ——设计人口数，cap ； ρ——人口密度，cap/hm 2 ；
第6章习题_由流量资料推求设计洪水
第六章由流量资料推求设计洪水 本章学习的内容和意义：在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。设计洪水包含三个要素，即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。推求设计洪水有多种途径，本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。 本章习题内容主要涉及：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样，资料的可靠性、一致性、代表性审查；特大洪水的处理，即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法；典型洪水的选择及放大方法；入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。 一、概念题 （一）填空题 1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障 的防洪标准；第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。 2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标 准；第二类为确保的洪水标准。 3.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就；则水库规模亦，造价亦；水库安 全所承担风险则。 4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定，再推求与此 相应的洪峰、洪量及洪水过程线。 5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准，通常称前者为设计 标准，后者为校核标准。 6.目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、 、。 7.通常用、及三要素描述洪水过程。 8.洪水资料系列有两种情况：一是系列中没有特大洪水值，称为系列；二是系列中有特大 洪水值，称为系列。 9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时，假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪 水( l次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列
第七章-由流量资料推求设计洪水
第9章水文预报 内容简介 研究对象 本章研究水文现象的客观规律，利用现时已经掌握的水文、气象资料，预报水文要素未来变化过程。 研究内容 1.短期洪水预报； 2.枯水预报； 3.施工水文预报； 4.水文实时预报方法。 研究目的 在防汛工作中，及时准确的水文预报，是防汛抗洪指挥决策的重要科学依据；在水能、水资源的合理调度、开发利用和保护以及航运等工作中，都需要有水文预报作指导。 第9.1节概述 内容提要 1. 水文预报的重要作用； 2. 水文预报的分类； 3. 水文预报工作的基本程序 学习要求 掌握预见期的定义及水文预报工作的基本程序。 9.1.1水文预报的重要作用 可靠的洪水预报对防止洪水灾害具有特别重要的作用。例如在河流防洪抢险中，需要及时预报出防洪地点即将出现的洪峰水位、流量，以便在洪峰到来之前，迅速加高加固堤防、转移可能受淹的群众和物资，动用必要的防洪设施等，把洪水灾害减小到最低限度。图9.1.1为1998年长江沙市水位预报与实测情况。
图9.1.1 1998年长江沙市水位预报与实测情况
在水库管理中，可以利用洪水预报，使上游来的洪水与区间洪水的高峰段彼此错开（称错峰），即下游洪水很大时，水库把上游来的洪水暂时蓄存起来，待下游洪峰过后，再加大水库泄量，把上游来的洪水放出来，从而大大减低下游的洪峰和洪水灾害，例如1998年8月长江中下游发生近百年一遇的特大洪水，由于及时准确的洪水预报，对葛洲坝水库、隔河岩水库和漳河水库科学调度，使三峡以上来的洪水和清江、沮漳河洪水的洪峰互相错开，大大降低了荆江河段的洪峰水位，避免了荆江分洪损失，为战胜该年发生的特大洪水做出了巨大贡献。表9.1.1为1998葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰、调峰中，降低沙市水位发挥作用的分析结果。 表9.1.1葛洲坝水库、隔河岩水库在错峰调度对沙市水位的影响 另外，洪水预报还可较好地解决水库防洪与兴利的矛盾，在预报的洪水未进库之前，先打开泄洪闸门腾空一部分库容，以便洪水来临时能蓄存更多的水量；当洪水即将结束时，预知近期没有很大的洪水入库，则可超蓄洪水尾部的一些水量，用于多发电、多灌溉，使现有工程发挥更多的效益。 9.1.2水文预报的分类 1.按预报的项目，水文预报可分为 ●径流预报：预报的要素主要是水位和流量，水位预报指的是水位高程及其出现时 间；流量预报则是流量的大小、涨落时间及其过程。径流预报又可分洪水预报和 枯水预报。 ●冰情预报：冰情预报是利用影响河流冰情的前期气象因子,预报流凌开始、封冻 与开冻日期,冰厚、冰坝及凌汛最高水位等。
暴雨洪水计算分析
《灌溉与排水工程设计规范》 表3.1.2灌溉设计保证率 灌水方法地区作物种类灌溉设计保证率 （%） 地面灌溉干旱地区 或水资源紧缺地区 以旱作为主50~75 以水稻为主70~80本干旱地区 或水资源不稳定地区 以旱作为主70~80 以水稻为主75~85湿润地区 或水资源丰富地区 以旱作为主75~85 以水稻为主80~95 喷灌、微灌各类地区各类作物85~95 表3.3.3灌排建筑物、灌溉渠道设计防洪标准 建筑物级别12245防洪标准（重现 期a） 100~5050~3030~2020~1010 3.3.3灌区内必须修建的排洪沟（撇洪沟），其防洪标准可根据排洪流量的大小，按5~10a确定。 附录C排涝模数计算 C.0.1经验公式法。平原区设计排涝模数经验公式：
Q=KR m A n （C.0.1） 式中：q——设计排涝模数（m3/s·km2） R——设计暴雨产生的径流深（mm） K——综合系数（反应降雨历时、流域形状、排水沟网密度、沟底比降等因素） m——峰量指数（反应洪峰与洪量关系） N——递减指数（反应排涝模数与面积关系） K、m、n应根据具体情况，经实地测验确定。（规范条文说明中有参考取值范围） C.0.2平均排除法 1平原区旱地设计排涝模数计算公式： 式中 q d——旱地设计排涝模数（m3/s·km2） R——设计暴雨产生的径流深（mm） T——排涝历时（d）。 说明：一般集水面积多大于50km2。 参考湖北取值，K=0.017，m=1，n=-0.238，d=3 2.平原区水田设计排涝模数计算公式： 式中q w——水田设计排涝模数（m3/s·km2） P——历时为T的设计暴雨量（mm） h1——水田滞蓄水深（mm） ET`——历时为T的水田蒸发量（mm），一般可取3~5mm/d。 F——历时为T的水田渗漏量（mm），一般可取2~8mm/d。 说明：一般集水面积多小于10km2。 h1=h m-h0计算。h m、h0分别表示水稻耐淹水深和适宜水深。 《土地整理工程设计》培训教材 第四章农田水利工程设计
洪水计算
洪水计算 ㈠、洪水设计标准 大乐亭水库属小（二）型水利工程，其等级划分按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），该工程为五等五级建筑，对山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑的洪水标准其重视期按30—20年一遇设计，300—200年一遇校核，因此，洞甲水库采用防洪标准按30年一遇设计，300年一遇校核。 ㈡、洪水复核 大乐亭水库坝址以上集雨面积为1.35km2，由于集雨面积及其上下游无水文站，无法取得确切的水文资料，其洪水计算采用《贵州省暴雨洪水计算实用手册（修订本）小汇水流域部分》中简化公式进行计算。 ①、洪峰流量的计算采用公式 QP=ψp″F0.89 式中：Qp—相应频繁下的洪峰流量（m3/S） ψp″—经验性系数（设计时为23.8，校核时为43.0） F—坝址以上集雨面积km2 即设计洪峰流量为16.89m3/S，校核洪峰流量为30.51 m3/S， ②、洪峰总量的计算采用公式
W p=0.1CH24F 式中：W p—洪水总量（万m3） C—径流系数（设计时0.86，校核时为0.88） H24—最在24小时降雨量（设计时254mm，校核时为390mm） F—集雨面积即设计洪水总量为14.85万m3，校核洪水总量为23.34万m3 ㈢、水库调洪计算 水库流域面积小，库容也很小，暴雨汇流时间短，无合适的流量过程线可套用，因此，采用三角形概化法进行水库的调洪计算。水库的泄洪流量按下式计算： q=MEBH3/2 式中：m—流量系数，取m=0.36 E—侧收缩系数，E=0.95 B—溢流堰宽，B=7.6m H—堰上水头（m） 水库水量平衡用下式计算： （Q1+Q2）/2▽t-（q1+q2）/2▽t=V2-V1=▽V 式中：Q1、Q2—进段▽t始、未的入库流量（m3/S）
(完整版)习题设计洪水计算
一、任务： 求绵竹市官宋硼埝取水枢纽工程的百年一遇设计洪水过程。 二、说明计算 洪峰流量频率计算需要考虑特大洪水，超过三倍均值的作为特大洪水。 三、相关资料 1 流域概况 绵竹市官宋硼埝取水枢纽工程位于沱江上游绵远河山区与成都平原交界的汉旺镇，上距汉旺水文站0.5公里，下距汉旺镇仅1公里。 绵远河发源于绵竹市与阿坝州茂县交界的九顶山南麓大盐井沟，绵远河是沱江干流主源，河道全长117公里，流域面积1212平方公里。在汉旺镇以上为山区，山区河道长44.4公里，集水面积400平方公里，占流域面积的33％，河流主干平均坡降63.1‰，山区河段山高谷深，河床狭窄，水流湍急，森林茂密。汉旺以下为平原，河道长72.6公里。集水面积812平方公里，平均坡降3.6‰。官宋硼埝取水枢纽工程控制集水面积403平方公里，开发河段（上游800米，下游200米）1公里范围河道平均坡降8‰～10‰，上游700米河段基本顺直，河床宽80～100米，下游逐渐开阔，河床宽约500米。 绵远河流域形状狭长，水系发育呈不对称树枝状分布，地理位置为东经103°56’～104°27’、北纬30°55’～31°42’之间。源头分水岭海拔高程达4000米，域内最高峰火焰山海拔高程为4285米，地势西北高、东南低，由西北向东南逐渐倾斜。流向大致由西北向东南流，主干西河经大火地在松光岭处接纳东河后称清水河，在伐木厂与黄水河汇流后始称绵远河。以下有湔沟及天池沟从右岸汇入，流经汉旺场进入成都平原，经黄许镇、德阳市、八角井镇，在广汉市三水乡与石亭江汇合后称北河，再流经金堂县赵镇与毗河汇合后称沱江。 绵远河流域在汉旺以上的山区，属龙门山断裂带，主要有板厂沟冲断裂、清
污水设计流量的确定
污水设计流量的确定 污水管道系统的设计流量：最大日最大时流量（L/S）。 生活污水设计流量和工业废水设计流量 生活污水设计流量 ⑴居住区生活污水设计流量 计算公式： 式中： Q1 ——居住区生活污水设计流量（L/s） n ——居住区生活污水量标准（L/（人·d） N ——设计人口数 KZ ——生活污水量总变化系数 ①生活污水量标准 生活污水排水定额：在居住区污水排水系统设计中所用的每人每日所排出的平均污水量。 相关因素：用水量标准、室内卫生设备情况、气候、居住条件、生活水平及其它地方条件等。 生活污水量标准确定方法： 方法一：《室外排水设计规范》规定的居住区生活污水定额。 方法二：《室外给水设计规范》中生活用水定额按一定比例取用。 ②设计人口 设计期限终期的规划人口数。设计人口=人口密度×面积 选用：按照城市总体规划采用。 总人口密度：所采用地区面积包括街道、公园、运动场、水体等在内； 规划阶段或初步设计阶段污水量计算采用。 街区人口密度：所采用地区面积只是街区内的建筑面积； 技术设计或施工图设计阶段污水量计算采用。 ③生活污水量总变化系数 I. 概念 变化系数：表征污水量的变化程度。 日变化系数：（Kd）一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。 时变化系数：（Kh）最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值。 总变化系数：（KZ）最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。 总变化系数随人口的多少和污水量标准的高低而变化。人口多（日平均流量大），污水量标准高时，总变化系数就小；人口少（日平均流量小），污水量标准低时，总变化系数就大。 II. 总变化系数的确定方法 理论上： KZ= Kd × Kh 实际上有两种做法：