工程水文学课程设计.docx
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工程水文学课程设计
一、基本资料
拟在某河上修建蓄水工程。
坝址断面水文站内有1960-2006年的洪水流量观测资料，如表1所示。
历史洪水洪峰流量调查资料如下：
1878年为
=14720m3/s,1901年为
=22100m3/s，为1901年以来的最大洪峰流量，1942年为8400m3/s。
1878-1900年间其他洪水未能查清。
分析选定的典型洪水过程如表2所示。
表1实测历年洪水资料统计表
年份
洪峰流量m3/s
最大1d洪量（m3/s）h
最大3d洪量（m3/s）h
年份
洪峰流量m3/s
最大1d洪量
（m3/s）h
最大3d洪量（m3/s）h
1960
9200
110300
187230
1984
9812
115840
211570
1961
8500
100020
183600
1985
3248
38830
70148
1962
7512
90110
152990
1986
8421
97810
178650
1963
6524
13048
139820
1987
3264
38650
70024
1964
2100
25200
45360
1988
5671
68500
40326
1965
6325
76216
138620
1989
5421
65420
115980
1966
5412
58340
116800
1990
6487
76840
140020
1967
5486
65600
118490
1991
9120
105420
189683
1968
2400
28560
51840
1992
8845
103110
191020
1969
3241
39000
68950
1993
6124
73450
132180
1970
6245
74230
135620
1994
2456
29400
52850
1971
980
10264
21152
1995
3210
37920
68936
1972
1600
18250
leave离开leftleft35310
blow吹blewblown1996
give给gavegiven8451
eat吃ateeaten101220
不规则动词表182540
shall将should×1973
3245
withdraw撤退；收回withdrewwithdrawn37932
fight作战foughtfought70005
1997
shall将should×6243
draw画，拉，拖drewdrawn74102
133980
1974
6328
12350
136420
1998
8515
102150
183682
1975
3261
39950
70420
1999
6278
75300
135800
1976
2369
27450
51124
2000
3164
36890
67842
1977
1620
18430
34820
2001
2489
28960
54160
1978
2458
27856
52852
2002
1189
14260
25640
1979
1540
17580
33240
2003
6120
72340
129806
1980
1200
13420
25860
2004
4832
58010
103740
1981
5412
64520
116583
2005
1006
12042
21560
1982
3214
38500
68490
2006
3216
39480
68654
表2典型洪水过程
日
时
流量m3/s
日
时
流量m3/s
日
时
流量m3/s
日
时
流量m3/s
7
0
1240
18
3980
14
4890
9
4
4890
4
1652
20
3420
15
5634
8
4560
8
2430
24
3146
16
6572
10
4235
12
2880
8
4
2653
17
6310
12
3980
13
3832
8
3130
18
6150
14
3674
14
4430
10
3582
20
5648
18
3325
16
4100
12
4200
24
5260
24
3000
二、设计任务
根据以上资料推求百年一遇设计洪水的洪峰流量和洪水过程线。
三、设计内容和步骤
1、分别选取洪峰流量和时段洪量组成计算样本，计算相应频率，绘制P-Ⅲ频率曲线；
2、根据P-Ⅲ频率曲线推求设计洪峰流量和时段洪量；
3、频率计算成果合理性检查；
4、计算放大倍比；
5、推求设计洪水过程线。
四、设计要求
1、根据由流量资料推求设计洪水的方法进行相关计算分析。
2、设计报告层次清楚、语言通顺、用语规范，绘图正确、书写整洁。
3、设计时间：
4月22——4月29日。
4月29日下午2：
00提交设计报告，组织答辩。
五、提交成果
每人提交计算说明书一份，用A4纸打印或手写。
六、成绩考核：
综合成绩=设计报告书60%+设计答辩30%+出勤10%。
出现以下情况者设计成绩不及格：
（1）没有完成设计任务；
（2）没有按期提交报告；
（3）抄袭他人设计报告；
（4）答辩成绩为零者。
工程水文学课程设计
1、设计洪峰流量的推求
1.由题目可知，实测系列n为46年，调查考证期为129年，1878年和1901年洪水为N年中第一、第二大洪峰流量。
用独立样本法计算经验频率，计算结果见表1。
表1某坝址断面洪峰流量经验频率计算
年份
洪峰流量（m3/s）
序号
经验频率
M（N=129年）
m（n=46年）
PM
Pm
1901
22100
1
0.77
1878
14720
2
1.54
1984
9812
1
2.13
1960
9200
2
4.26
1991
9120
3
6.38
1992
8845
4
8.51
1998
8515
5
10.64
1961
8500
6
12.77
1996
8451
7
14.89
1986
8421
8
17.02
1962
7512
9
19.15
1963
6524
10
21.28
1990
6487
11
23.40
1974
6328
12
25.53
1965
6325
13
27.66
1999
6278
14
29.79
1970
6245
15
31.91
1997
6243
16
34.04
1993
6124
17
36.17
2003
6120
18
38.30
1988
5671
19
40.43
1967
5486
20
42.55
1989
5421
21
44.68
1966
5412
22
46.81
1981
5412
23
48.94
2004
4832
24
51.06
1987
3264
25
53.19
1975
3261
26
55.32
1985
3248
27
57.45
1973
3245
28
59.57
1969
3241
29
61.70
2006
3216
30
63.83
1982
3214
31
65.96
1995
3210
32
68.09
2000
3164
33
70.21
2001
2489
34
72.34
1978
2458
35
74.47
1994
2456
36
76.60
1968
2400
37
78.72
1976
2369
38
80.85
1964
2100
39
82.98
1977
1620
40
85.11
1972
1600
41
87.23
1979
1540
42
89.36
1980
1200
43
91.49
2002
1189
44
93.62
2005
1006
45
95.74
1971
980
46
97.87
2.点绘洪峰流量经验频率曲线，从经验频率曲线上读取3点Q5%=11400m3/s,Q50%=4010m3/s,Q95%=1250m3/s，按三点法公式计算洪峰系列的参数。
求得S=0.851。
由附表3S=f（Cs）关系得Cs=3.42，由附表4Cs=f（Ф）关系得：
Ф50%=-0.410,（Ф5%-Ф95%）=2.563。
3.选配理论频率曲线
（1）选定
，
，并假定
，查附录II
值表，得出相应于不同频率P的
值，列入表2中第
（2）栏，
乘以
得相应的
值，列入表2中第（3）栏。
将表2中第
（1）、（3）两栏的对应数值点绘在频率格纸上。
（2）改变参数，重新配线。
根据第一次适线结果，均值和
不变，减小
值。
取
，再查
值表，计算
值，将
列于表2中第（4）、（5）栏，再次点绘理论频率曲线，发现理论频率曲线与经验点据配合较好，即作为最后采用的理论频率曲线。
表2洪峰流量理论频率曲线选配计算表
频率
第一次适线
第二次适线
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
1
3.68
20733.1
3.56
20057.0
5
2.41
13577.9
2.40
13521.6
10
1.88
10591.9
1.90
10704.6
20
1.37
7718.6
1.41
7943.9
50
0.75
4225.5
0.78
4394.5
75
0.53
2986.0
0.50
2817.0
90
0.45
2535.3
0.39
2197.3
95
0.44
2479.0
0.36
2028.2
99
0.43
2422.6
0.34
1915.6
（3）由表2查得P=1%对应的设计洪峰流量为
。
二、时段设计洪量的推求
1.最大1d设计洪量
（1）用独立样本法计算最大1d洪量的经验频率，计算结果见表3。
表3最大1d洪量经验频率计算
年份
最大1d洪量（m3/s）h
序号
经验频率
m（n=46年）
Pm
1984
115840
1
2.13
1960
110300
2
4.26
1991
105420
3
6.38
1992
103110
4
8.51
1998
102150
5
10.64
1996
101220
6
12.77
1961
100020
7
14.89
1986
97810
8
17.02
1962
90110
9
19.15
1990
76840
10
21.28
1965
76216
11
23.40
1999
75300
12
25.53
1970
74230
13
27.66
1997
74102
14
29.79
1993
73450
15
31.91
2003
72340
16
34.04
1988
68500
17
36.17
1967
65600
18
38.30
1989
65420
19
40.43
1981
64520
20
42.55
1966
58340
21
44.68
2004
58010
22
46.81
1975
39950
23
48.94
2006
39480
24
51.06
1969
39000
25
53.19
1985
38830
26
55.32
1987
38650
27
57.45
1982
38500
28
59.57
1973
37932
29
61.70
1995
37920
30
63.83
2000
36890
31
65.96
1994
29400
32
68.09
2001
28960
33
70.21
1968
28560
34
72.34
1978
27856
35
74.47
1976
27450
36
76.60
1964
25200
37
78.72
1977
18430
38
80.85
1972
18250
39
82.98
1979
17580
40
85.11
2002
14260
41
87.23
1980
13420
42
89.36
1963
13048
43
91.49
1974
12350
44
93.62
2005
12042
45
95.74
1971
10264
46
97.87
（2）点绘最大1d洪量经验频率曲线，从经验频率曲线上读取3点W5%=107400（m3/s）h，W50%=50000（m3/s）h，W95%=12500（m3/s）h，按三点法公式计算参数。
求得S=0.737。
由附录3S=f（Cs）关系得Cs=3.03，由附录4Cs=f（Ф）关系得：
Ф50%=-0.396，（Ф5%-Ф95%）=2.653。
（3）选配理论频率曲线：
①选定
（m3/s）h，Cv=0.56，并假定Cs=3.5Cv，查Kp值表，得出相应于不同频率P的Kp值，列入表4中第
（2）栏，Kp乘以
得相应的Qp值，列入表4中第（3）栏，将表第
（1）、（3）两栏的对应数值点绘在频率格纸上。
②改变参数，重新配线。
根据第一次适线结果，均值和
不变，减小
值。
取
，再查
值表，计算
值，将
列于表4中第（4）、（5）栏，再次点绘理论频率曲线，发现理论频率曲线与经验点据配合较好，即作为最后采用的理论频率曲线。
表4最大1d洪流理论频率曲线选配计算表
频率
第一次适线
第二次适线
K
Q
K
Q
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
1
3.01
193136.7
2.93
188003.5
5
2.12
136029.8
2.10
134746.5
10
1.73
111005.5
1.74
111647.1
20
1.35
86622.8
1.37
87906.1
50
0.83
53257.0
0.85
54540.3
75
0.60
38499.0
0.59
37857.4
90
0.49
31440.9
0.46
29515.9
95
0.46
29515.9
0.40
25666.0
99
0.43
27591.0
0.35
22457.8
③由表4查得P=1%对应的设计最大1d洪量为
。
2.最大3d洪量
（1）用独立样本法计算最大3d洪量的经验频率，计算结果见表5。
表5最大3d洪量经验频率计算
年份
最大3d洪量（m3/s）h
序号
经验频率
m（n=46年）
Pm
1984
211570
1
2.13
1992
191020
2
4.26
1991
189683
3
6.38
1960
187230
4
8.51
1998
183682
5
10.64
1961
183600
6
12.77
1996
182540
7
14.89
1986
178650
8
17.02
1962
152990
9
19.15
1990
140020
10
21.28
1963
139820
11
23.40
1965
138620
12
25.53
1974
136420
13
27.66
1999
135800
14
29.79
1970
135620
15
31.91
1997
133980
16
34.04
1993
132180
17
36.17
2003
129806
18
38.30
1967
118490
19
40.43
1966
116800
20
42.55
1981
116583
21
44.68
1989
115980
22
46.81
2004
103740
23
48.94
1975
70420
24
51.06
1985
70148
25
53.19
1987
70024
26
55.32
1973
70005
27
57.45
1969
68950
28
59.57
1995
68936
29
61.70
2006
68654
30
63.83
1982
68490
31
65.96
2000
67842
32
68.09
2001
54160
33
70.21
1978
52852
34
72.34
1994
52850
35
74.47
1968
51840
36
76.60
1976
51124
37
78.72
1964
45360
38
80.85
1988
40326
39
82.98
1972
35310
40
85.11
1977
34820
41
87.23
1979
33240
42
89.36
1980
25860
43
91.49
2002
25640
44
93.62
2005
21560
45
95.74
1971
21152
46
97.87
（2）点绘最大3d洪量经验频率曲线，从经验频率曲线上读取3点W5%=198000（m3/s）h，W50%=95000（m3/s）h，W95%=25000（m3/s）h，按三点法公式计算参数。
求得S=0.740。
由附录3S=f（Cs）关系得Cs=2.70，由附录4Cs=f（Ф）关系得：
Ф50%=-0.376，（Ф5%-Ф95%）=2.749。
（3）选配理论频率曲线：
①选定
，Cv=0.53，并假定Cs=3.5Cv，查Kp值表，得出相应于不同频率P的Kp值，列入表6中第
（2）栏，Kp乘以
得相应的Qp值，列入表6中第（3）栏，将表第
（1）、（3）两栏的对应数值点绘在频率格纸上。
②改变参数，重新配线。
根据第一次适线结果，均值和
不变，减小
值。
取
，再查
值表，计算
值，将
列于表6中第（4）、（5）栏，再次点绘理论频率曲线，发现理论频率曲线与经验点据配合较好，即作为最后采用的理论频率曲线。
表6最大3d洪流理论频率曲线选配计算表
频率
第一次适线
第二次适线
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
1
2.87
340559.9
2.86
339373.3
5
2.05
243257.1
2.05
243257.1
10
1.70
201725.4
1.71
202912.0
20
1.34
159007.1
1.36
161380.3
50
0.84
99676.1
0.86
102049.3
75
0.62
73570.4
0.61
72383.8
90
0.50
59331.0
0.47
55771.1
95
0.47
55771.1
0.41
48651.4
99
0.44
52211.3
0.36
42718.3
③由表6查得P=1%对应的最大3d设计洪量为
。
3、频率计算成果的合理性检查
经过洪峰各时段洪量的参数与历时之间的关系检查，计算成果基本合理。
4、计算放大倍比
（1）同频率放大法
先由频率计算求出设计洪峰
和各种不同时段的设计洪量
……，并求典型过程线的洪峰
和各种不同时段的洪量
……，采用不同倍比值分别将典型过程进行放大。
典型及设计洪峰、各时段洪量见表7
表7典型及设计洪峰、洪量统计表
项目
洪峰Qm
（m3/s）
洪量W（106m3）
1d
3d
P=1%的设计值
20057
676.81
1221.74
典型洪水
6572
407.16
973.56
（2）计算洪峰和各时段洪量的放大倍比：
（3）将上述放大倍比按它们的放大时段填入表8中的第（3）栏中，然后分别乘以第
（2）栏中的流量值，其值填入第（4）栏中。
由于各时段放大倍比比值不用，时段分界处出现不连续现象，经修匀后，其值填入第（5）栏。
典型洪水过程线
放大倍比
放大流量（m3/s）
修匀后的流量（m3/s）
时间
流量（m3/s）
日
时
7
0
1240
0.96
1190.4
1190
4
1652
0.96
1585.92
1586
8
2430
0.96
2332.8
2333
12
2880
0.96
2764.8
2765
13
3832
0.96
3678.72
3679
14
4430
0.96
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