工程水文学课程设计

'水利水电工程专业工程水文课程设计任务书一、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)h19609200110300187230198498121158402115701961850010002018360019853248388307014819627512901101529901986842197810178650196365241304813982019873264386507002419642100252004536019885671685004032619656325762161386201989542165420115980196654125834011680019906487768401400201967548665600118490199191201054201896831968240028560518401992884510311019102019693241390006895019936124734501321801970624574230135620199424562940052850197198010264211521995321037920689361972160018250353101996845110122018254019733245379327000519976243741021339801974632812350136420199885151021501836821975326139950704201999627875300135800197623692745051124200031643689067842197716201843034820200124892896054160197824582785652852200211891426025640197915401758033240200361207234012980619801200134202586020044832580101037401981541264520116583200510061204221560198232143850068490200632163948068654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/s70124018398014489094489041652203420155634845608243024314616657210423512288084265317631012398013383283130186150143674144430103582205648183325164100124200245260243000二、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。16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书三、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。16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书工程水文学课程设计一、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)PMPm19012210010.7718781472021.541984981212.131960920024.261991912036.381992884548.5119988515510.6419618500612.7719968451714.8919868421817.0219627512919.15196365241021.28199064871123.40197463281225.53196563251327.66199962781429.79197062451531.91199762431634.04199361241736.17200361201838.30198856711940.43196754862042.55198954212144.68196654122246.81198154122348.94200448322451.06198732642553.19197532612655.32198532482757.4516 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书197332452859.57196932412961.70200632163063.83198232143165.96199532103268.09200031643370.21200124893472.34197824583574.47199424563676.60196824003778.72197623693880.85196421003982.98197716204085.11197216004187.23197915404289.36198012004391.49200211894493.62200510064595.7419719804697.872.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16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书值，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⑴⑵⑶⑷⑸13.6820733.13.5620057.052.4113577.92.4013521.6101.8810591.91.9010704.6201.377718.61.417943.9500.754225.50.784394.5750.532986.00.502817.0900.452535.30.392197.3950.442479.00.362028.2990.432422.60.341915.6（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)Pm198411584012.1316 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书196011030024.26199110542036.38199210311048.511998102150510.641996101220612.771961100020714.89198697810817.02196290110919.151990768401021.281965762161123.401999753001225.531970742301327.661997741021429.791993734501531.912003723401634.041988685001736.171967656001838.301989654201940.431981645202042.551966583402144.682004580102246.811975399502348.942006394802451.061969390002553.191985388302655.321987386502757.451982385002859.571973379322961.701995379203063.832000368903165.961994294003268.092001289603370.211968285603472.341978278563574.471976274503676.601964252003778.721977184303880.851972182503982.981979175804085.112002142604187.231980134204289.361963130484391.491974123504493.6216 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书2005120424595.741971102644697.87（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KQKQ⑴⑵⑶⑷⑸16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书13.01193136.72.93188003.552.12136029.82.10134746.5101.73111005.51.74111647.1201.3586622.81.3787906.1500.8353257.00.8554540.3750.6038499.00.5937857.4900.4931440.90.4629515.9950.4629515.90.4025666.0990.4327591.00.3522457.8③由表4查得P=1%对应的设计最大1d洪量为。1.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)Pm198421157012.13199219102024.26199118968336.38196018723048.511998183682510.641961183600612.771996182540714.891986178650817.021962152990919.1519901400201021.2819631398201123.4019651386201225.5319741364201327.6619991358001429.7919701356201531.9119971339801634.0419931321801736.1720031298061838.3019671184901940.4319661168002042.5519811165832144.6819891159802246.8120041037402348.941975704202451.0616 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书1985701482553.191987700242655.321973700052757.451969689502859.571995689362961.702006686543063.831982684903165.962000678423268.092001541603370.211978528523472.341994528503574.471968518403676.601976511243778.721964453603880.851988403263982.981972353104085.111977348204187.231979332404289.361980258604391.492002256404493.622005215604595.741971211524697.87（1）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Qp16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书值，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⑴⑵⑶⑷⑸12.87340559.92.86339373.352.05243257.12.05243257.1101.70201725.41.71202912.0201.34159007.11.36161380.3500.8499676.10.86102049.3750.6273570.40.6172383.8900.5059331.00.4755771.1950.4755771.10.4148651.4990.4452211.30.3642718.3③由表6查得P=1%对应的最大3d设计洪量为。三、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。四、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16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书……，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)1d3dP=1%的设计值20057676.811221.74典型洪水6572407.16973.56（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7012400.961190.41190416520.961585.921586824300.962332.823331228800.962764.827651338320.963678.7236791444300.964252.842531641000.963936393616 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书1839800.963820.838212034200.963283.232832431460.963020.1630208426530.96/1.662546.88/4403.984097831301.665195.851961035821.665946.1259461242001.66697269721448901.668117.481171556341.669352.4493521665723.0520044.6200451763101.6610474.6104751861501.6610209102092056481.669375.6893762452601.668731.687329448901.66/0.968117.4/4694.46332845600.964377.643781042350.964065.640661239800.963820.838211436740.963527.0435271833250.96319231922430000.9628802880(4)根据上表数据，绘制典型洪水过程线和设计洪水过程线。16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书16 水利水电工程专业工程水文课程设计任务书16'