河海大学文天学院水务2011级 工程水文学课程设计指导书
河海大学文天学院水利工程系
2013年12月
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1 课设目地与任务
1.1 目的
在系统学习工程水文学所涉及的理论与方法的基础上，通过课程设计，提高学生综合应用工程水文学及水资源专业知识的能力；使学生能应用工程水文学中有关的理论与方法解决实际问题。在课程设计阶段注重自己独立工作能力、分析问题和解决问题能力的培养。 1.2 任务
根据所给流域不同时期实测流量和径流量资料，每个同学分别对不同时期（分为前汛期、后汛期和全讯期）的洪水洪峰、洪量(1d、3d、5d、7d、10d)进行频率计算；绘制频率曲线；推求不同时期各种频率的设计洪水过程。
2 技术路线
1993年发布并实施的《水利水电工程设计洪水计算规范》规定：“凡具有30年以上实测和插补延长洪水流量，并有历史调查洪水时，应采用频率分析法计算设计洪水。选用的课程设计流域从1959-2004年共有实测和插补延长洪水资料46年，并具有历史调查洪水资料，采用实测流量法推求设计洪水满足规范要求。 2.1 设计洪峰流量计算 1、经验频率计算
根据给定的不同时期的洪峰流量资料进行频率计算，推求指定频率的设计洪峰流量。频率曲线的线型采用规范规定的皮尔逊（P?III）型。将不同时期的洪水流量资料系列由大到小排列，采用数学期望公式（1）、（2）式计算经验频率；计算时历史洪水资料与实测洪水资料应分开处理。
PM?Pm?M M=1，?，a （1）N?1aam?l m=l+1，?，n （2） ?(1?)N?1N?1n?l?1n～为实测样本长度；
式中，a～为历史洪水和特大值洪水的个数；l～为实测系列中特大值洪水个数；
N～为历史洪水或特大值洪水的历史调查期长度，本次计算的历史调查期长度为1824～2004年，共181年。 2、参数估计方法
皮尔逊（P?III）型线型包含三个参数，分别是均值EX、离均系数CV和偏态系数CS。参数的估计方法为：先用矩法初估参数，以洪峰流量为例，计算公式见3～4式；再用目估
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适线法，最终确定参数；CS通常由地区上CS/CV的比值确定，CS/CV?2?3.5；此次课设每个同学取值不同，取值详见课设分组。
1Q?NN?anQj?Qi （3） ??n?lj?1i?l?1aCV??1?aN?an22??(Qj?Q)??(Qi?Q)?N?1?j?1n?li?l?1?Q (4)
3、设计值计算方法
相应频率的设计值计算公式为：
QP?Q?(1?CV??P) (5)
式中，
QP～为相应频率P的流量设计值，(m3/s)； Q～为实测流量系列均值，(m3/s)；
?P～为皮尔逊（P?III）型曲线分布的离均系数。
4、绘图
在海森机率格纸上点绘经验点据，见图例2-1。
图 例2-1
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5、目估适线
以矩法计算的均值Q、离均系数CV和偏态系数CS为适线的初值。由（5）式可计算出不同频率的设计值，见表例2-1。
例表2-1 不同频率洪峰流量设计值计算成果表
频率（P%) 0.01 0.1 CS 1 2 5 10 20 50 75 80 ? ? QP 将例表2-1中不同频率计算结果点绘在绘有经验点据的图上（见图例2-1），观察与经验点据配合的情况，若不理想，则修改参数(主要调整CV以及CS),再次进行计算。最后根据频率曲线与经验点据的配合情况选定最终的频率曲线；相应于该曲线的参数便看作是总体参数的估值；该曲线上指定频率的设计值便是所要求的设计洪峰流量。 2.2 设计洪量计算
设计洪量计算步骤与设计洪峰计算步骤完全相同，在此不再赘述。所不同的是，绘图时，应将不同频率计算的W1d、W3d、W5d、W7d、W10d绘在同一海森纸上，以便比较分析，见图例2-2。
图 例2-2
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通过上述计算，即可得到不同时期、不同频率洪峰流量和洪量的设计值，见例表2-2。
例表2-2 不同频率最大洪峰、洪量频率计算成果表
特 征 值 EX Cv Cs /Cv 0.01%+Δ 频 率 0.01% 0.1% 1% 2% 5% 10% Qm (m3/s) W1d (108m3) W3d (108m3) W5d (108m3) W7d (108m3) W10d (108m3) 注：表中0.01%+Δ～为QP+20%QP(P=0.01%)或WtP+20%WtP(P=0.01%)相应的频率。 2.3 设计洪水过程推求 1、放大倍比计算
本次课程设计前汛期选1994年实测洪水过程作为典型洪水过程QD（t），后汛期选1997年实测洪水过程作为典型洪水过程QD（t），全汛期和1996年实测洪水过程作为典型洪水过程QD（t）（见基本资料中的表3-5～3-7）。放大倍比计算公式为：
????W1,PK1??W1,D?W3,P?W1,P??K3?1?W3,D?W1,D??W5,P?W3,P??K5?3?W5,D?W3,D??W7,P?W5,P?K7?5?W7,D?W5,D??W10,P?W7,P?K10?7??W10,D?W7,D??KQ?QPQD（6）
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