榴莲鞋
范文一：水文洪水过程线计算---副本
（暴雨均值如值可能有所不同，后面相对应的数值需要改变）
均值如根据年降雨量，数6h值可能有所不同，后面相对应的3h数值需要改变）1h折算系数（根据流0.9992域面积的0.9977不同，折0.9976算系数也0.9974不相同）
辅助公式0.39804970.61032860.47228450.38900810.59016630.46106740.38306160.57022360.45019330.37112610.5479450.43941660.35528030.51378620.41716170.34375560.47495190.4004356
3h140.5897152.3374151.3168
（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）
Q地面τT（
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
（14）
（15）
（16）
（17）
（18）
（19）
（
（13）
（14）
（15）
（16）
（17）
（18）
（19）
(m3/s)
求地面流量过程线（采用五点折腰多边形）和地下流量过程线
*F）
fc
mmmm/h(m3/s)
(m3/s)
总量=0.1*H
Qt~t计算表
（彭泽县）五十年一遇
ht为H24按前后相邻时段大小连续排列,Qt为∑ht/t计算公式：Qt=0.278F∑
（彭泽县）十年一遇净
mmmm/h(m3/s)
mmmm/h(m3/s)年一遇净雨过程计算表
mmmm/h(m3/s)
mmmm/h(m3/s)
年一遇净雨过程计算表
mmmm/h(m3/s)
范文二：典型洪水过程线的选取
一、典型洪水过程线的选取
选取典型洪水的原则，是本着对水库防洪不得，选取峰高量大，主峰段洪量集中的洪水。本着上述原则，分析了黄前水库1964、1984、1994、2000年典型入库洪水过程及各时段洪量。各场洪水的峰、量情况见表3-7，过程线见附图6至附图9。
表3-7 黄前水库典型洪水峰量情况表
洪水场次 Q W W W W/W m62472624
3434343(年、月、日) (m/s) (10m/s) (10m/s) (10m/s) (%) 1964.9.12 1850 2011 3012 3443 66.8 1984.7.11 1039 3108 2044 2751 52.9 1994.6.29 1150 1657 2537 3101 65.3 2000.9.9 1530 1370 3412 3876 40.2
从表3-7可看出，1964年9月12日和1994年6月29日洪水，峰高量大，主洪段前洪量较大，比较适合作为典型洪水。但从洪水最大24小时洪量中峰前段洪量所占比重情况看，1964年洪水为29%，而1994年洪水为34.1%，后者对水库的设计偏于安全。因此，1994年6月29日洪水过程作为典型洪水。典型洪水过程线见表3-8。
时序 流量 时序 流量 时序 流量 时序 流量 时序 流量
0 2 15 130 30 60 45 32 60 19
1 20 16 128 31 58 46 31 61 17
2 50.8 17 158 32 52 47 30 62 15
3 210 18 160 33 50 48 25 63 13
4 620 19 108 34 49 49 24 64 14
5 1000 20 105 35 46.6 50 22 65 15
6 1150 21 97 36 45 51 21 66 16
7 920 22 84.8 37 44 52 22 67 16
8 565 23 81 38 43.5 53 23 68 18
9 400 24 79.5 39 43.2 54 25 69 17
10 300 25 72 40 40 55 25 70 15
11 235 26 67.1 41 39 56 25 71 14
12 180 27 66 42 38 57 25 72 14
13 153 28 65.9 43 33.4 58 25
14 140 29 62 44 32 59 20 二、设计洪水过程线的推求
采用同频率放大法将典型洪水进行放大，推求得各项频率的设计洪水过程线。放大系数计算公式:
W-WQQ6设3设m设3设K,K,K,63Qm3 ,W-WQQ6典3典m典3典
W-WW-W24,6设6设72设24设K,K,,7224 24,6W-WW-W7224典24,6典6典典
WQWWW式中:、、、、—为设计洪峰流量及3小时、6小时、24m设3设24设72设m设
小时、72小进洪量。
QWWWW、、、、—为典型洪峰流量及3小时、6小时、24小时、72m典3典6典24典72典
小进洪量。
KKKKK、、、、—为洪峰流量及各控制时段洪量的放大系数。 3典m典24典72典6典
黄前水库三各方案的各种频率设计洪水过程线见表3-9,表3-11。
三、洪水调节计算
第一节 基本方法和洪水调节原则
一、基本方法
采用水量平衡方程及水库蓄泄关系逐时段求下泄流量及蓄水变化过程。其公式为:
Q，Qq，q1212,t,,t,V,V 2122
q=f(v)
3式中:Q、Q—时段初、时段末的入库流量，m/s 12
q、q—进段初、进段末的出库流量，m3/s 12
v、v—时段初、时段末的水库流量，104m3 12
Δt—时段长(取Δt=1小时)
q=f(v)为水库蓄水量与泄量之间的关系。本次调 洪计算的q=f(v)关系采用黄前水库“三
查三定”汇编资料(1982年12月，泰安市水利局编)。黄前水库水位,库容、泄量关
系见表6-1。
黄前水库水位,库容、泄量关系表
433水位(m) 库容(10m) 泄量(m/s) 备注
201 2730 0 1、本表摘自《泰安市中型水库“三
查三定”资料汇编》。 202 3090 108
2、高程基面为黄海基面。 203 3470 307
3、泄量为溢洪闸流量。 204 3880 564
205 4320 868
206 4790 1204
207 5290 1596
208 5810 1995
209 6350 2450
210 6930 2940
211 7530 3430
212 8150 3969
212.17 8250 4050
213 8800 4500
二、洪水调节基本原则
黄前水库是泰安市的重点中型水库，地理位置非常重要，水库大坝距泰安市区和京沪铁路16km，距辛泰铁路和莱泰高速公路、京福高速公路10km，保护下游农田50万亩和30万人口，防洪任务重大。根据水库历年防洪安全检查记录及实测河道断面，核算现有河道的
最大过水能力为1500m3/s，此时淹没河滩地，不危及河沿岸的黄前村、山口造纸厂、冷藏厂等的安全，但可保证下游山口镇及重要交通设施的安全。因此，黄前水库设计洪水调洪原则如下:
1、 起调水位取兴利水位209.00m。
2、 2、当水位低于五十年一遇洪水时，控制下泄流量为1500m3/s;当水库水位高于五
十年一遇洪水位时，闸门全开自由泄洪，以确保水库大坝安全。
3、
范文三：[笔记]典型洪水过程线的选取
一、
典型洪水过程线的选取
选取典型洪水的原则，是本着对水库防洪不得，选取峰高量大，主峰段洪量集中的洪水。本着上述原则，分析了黄前水库1964、1984、1994、2000年典型入库洪水过程及各时段洪量。各场洪水的峰、量情况见表3-7，过程线见附图6至附图9。
表3-7 黄前水库典型洪水峰量情况表
洪水场次 Q W W W W/W m62472624
3434343(年、月、日) (m/s) (10m/s) (10m/s) (10m/s) (%) 1964.9.12 1850 2011 3012 3443 66.8 1984.7.11 1039 3108 2044 2751 52.9 1994.6.29 1150 1657 2537 3101 65.3 2000.9.9 1530 1370 3412 3876 40.2
从表3-7可看出，1964年9月12日和1994年6月29日洪水，峰高量大，主洪段前洪量较大，比较适合作为典型洪水。但从洪水最大24小时洪量中峰前段洪量所占比重情况看，1964年洪水为29%，而1994年洪水为34.1%，后者对水库的设计偏于安全。因此，1994年6月29日洪水过程作为典型洪水。典型洪水过程线见表3-8。 时序 流量 时序 流量 时序 流量 时序 流量 时序 流量
0 2 15 130 30 60 45 32 60 19
1 20 16 128 31 58 46 31 61 17
2 50.8 17 158 32 52 47 30 62 15
3 210 18 160 33 50 48 25 63 13
4 620 19 108 34 49 49 24 64 14
5 1000 20 105 35 46.6 50 22 65 15
6 1150 21 97 36 45 51 21 66 16
7 920 22 84.8 37 44 52 22 67 16
8 565 23 81 38 43.5 53 23 68 18
9 400 24 79.5 39 43.2 54 25 69 17
10 300 25 72 40 40 55 25 70 15
11 235 26 67.1 41 39 56 25 71 14
12 180 27 66 42 38 57 25 72 14
13 153 28 65.9 43 33.4 58 25
14 140 29 62 44 32 59 20 四、设计洪水过程线的推求
采用同频率放大法将典型洪水进行放大，推求得各项频率的设计洪水过程线。放大系数计算公式:
W-WQQ6设3设m设3设K,K,K,63Qm3 , W-WQQm典6典3典3典
W-WW-W24,6设6设72设24设KK,,7224,24,6 W-WW-W7224典24,6典6典典
W式中:、、、、—为设计洪峰流量及3小时、6小时、24QWWWm设m设3设24设72设
小时、72小进洪量。
、、、、—为典型洪峰流量及3小时、6小时、24小时、72QWWWWm典3典6典24典72典
小进洪量。
、、、、—为洪峰流量及各控制时段洪量的放大系数。KKKKK3典m典6典24典72典
黄前水库三各方案的各种频率设计洪水过程线见表3-9,表3-11。
五、洪水调节计算
第一节 基本方法和洪水调节原则 一、基本方法
采用水量平衡方程及水库蓄泄关系逐时段求下泄流量及蓄水变化过程。其公式为:
Q，Qq，q1212,t,,t,V,V 2122
q=f(v) 3式中:Q、Q—时段初、时段末的入库流量，m/s 12
q、q—进段初、进段末的出库流量，m3/s 12
v、v—时段初、时段末的水库流量，104m3 12
Δt—时段长(取Δt=1小时) q=f(v)为水库蓄水量与泄量之间的关系。本次调 洪计算的q=f(v)关系采用黄前水库“三
查三定”汇编资料(1982年12月，泰安市水利局编)。黄前水库水位,库容、泄量关
系见表6-1。
黄前水库水位,库容、泄量关系表
433水位(m) 库容(10m) 泄量(m/s) 备注 201 2730 0 1、本表摘自《泰安市中型水库“三
查三定”资料汇编》。 202 3090 108
2、高程基面为黄海基面。 203 3470 307
3、泄量为溢洪闸流量。 204 3880 564
205 4320 868
206 4790 1204
207 5290 1596
208 5810 1995
209 6350 2450
210 6930 2940
211 7530 3430
212 8150 3969
212.17 8250 4050
213 8800 4500
二、洪水调节基本原则
黄前水库是泰安市的重点中型水库，地理位置非常重要，水库大坝距泰安市区和京沪铁路16km，距辛泰铁路和莱泰高速公路、京福高速公路10km，保护下游农田50万亩和30万人口，防洪任务重大。根据水库历年防洪安全检查记录及实测河道断面，核算现有河道的最大过水能力为1500m3/s，此时淹没河滩地，不危及河沿岸的黄前村、山口造纸厂、冷藏厂等的安全，但可保证下游山口镇及重要交通设施的安全。因此，黄前水库设计洪水调洪原则如下:
1、 起调水位取兴利水位209.00m。
2、 2、当水位低于五十年一遇洪水时，控制下泄流量为1500m3/s;当水库水位高于五
十年一遇洪水位时，闸门全开自由泄洪，以确保水库大坝安全。
3、
范文四：基于Copula函数的设计洪水过程线方法
基于Copula函数的设计洪水过程线方法
第4O卷第4期
2007年8月
武汉大学(工学版)
EngineeringJournalofWuhanUniversity
VOI-40NO.4
Aug.2007
文章编号:1671—8844(2007)04—0013—05
基于Copula函数的设计洪水过程线方法
肖义,郭生练,刘攀,方彬
(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072)
摘要:采用Copula函数构造边缘分布为PII1分布的联合分布,用以描述年最大洪峰和年最大时段洪量,并介绍
两变量情形下的重现期定义,根据建立的联合分布和两变量的重现期提出基于两变量联合分布的设计洪水过程
线推求方法.研究有助于进一步认识设计洪水过程线的推求方法,并为设计洪水过程线推求提供了一种新思路.
关键词:设计洪水过程线;频率分析;联合分布;Copula函数
中图分类号:Tv122.5文献标志码:A
DerivationofdesignfloodhydrographbasedonCopulafunction
XIAOYi,GUOShenglian,LIUPan,FANGBin
(StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience,
WuhanUniversity,Wuhan430072,China)
Abstract:Anewdesignfloodhydrograph(DFH)derivationmethodbasedonCopulafunctionispro—
posedanddeveloped.Inthismethod,Copulafunctionisusedtoobtainthebivariatejointdistributionof
floodpeakandvolumewithPearsonTypeIII(PIII)distributionmargins;andthebivariatereturnperiod
ofthefloodpeak—volumepairisalsodefined.Theproposedmethodcanguaranteethatthewholedesign
floodhydrographhasthesamereturnperiod.ApplicationoftheproposedDFHmethodtotheGeheyan
Reservoirisdemonstratedanddiscussed.CasestudyresultsindicatethattheDFHderivedbythepro—
posedmethodhasamorereasonableshapethanthatbasedontheconventionalunivariatemethod.It
providesanalternativewayforderivationofDFHwhenfloodpeakandfloodvolumebothplayimportant
roleinthehydraulicengineeringpractice.
Keywords:designfloodhydrograph;frequencyanalysis;bivariatedistributi
on;Copulafunction
洪水过程需要采用多个特征量才能完整描述,
如洪峰,时段洪量等.现行设计洪水过程线方法对
各个洪水特征量均采用单变量概率分布来描述,忽
略了各特征量之间的相关性.多变量联合分布能够
描述多个相关变量的联合概率分布,因此能够描述
具有多个特征量的洪水过程.目前研究和应用较多
的联合分布是多元正态分布和边缘分布为极值分
布的联合分布].Gumbel混合模型l1]和Gumbel
逻辑模型l2是边缘分布为Gumbel极值分布的两
变量联合分布.熊立华和郭生练使用Gumbel逻
辑模型的结构形式构建了边缘分布为PIII型分布
的两变量联合分布,研究洪峰和洪量的联合发生概
率.Copula函数理论I4已成为构建多元联合分布
的一种重要方法,且边缘分布不局限于正态分布和
极值分布,因此更适合于构建边缘分布为PIII型
分布的联合分布.Copula函数目前已经在水文研
究领域得到应用,Gumbel逻辑模型的结构形式就
是一种重要的Copula函数——Gumbel—Hougaard
收稿日期:2006—11—2O
作者简介:肖义(1980一),男,博士研究生.研究方向为水文学及水资源
开发利用.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:50679063,50609017);霍
英东青年教师基金资助(编号:101077).
武汉大学(工学版)
CopulaL,.
设计洪水过程线和洪水随机模拟是水库防洪安
全设计的两种途径].文献[8]采用Gumbel—
HougaardCopula构建边缘分布为PII1分布的洪峰
和7d洪量的联合分布,通过对该联合分布进行随
机抽样实现了洪水过程线的随机模拟.本文仍采用
Gumbel—HougaardCopula来构建峰量联合分布,并
基于该联合分布探讨设计洪水过程线推求的方法.
1两变量重现期的定义
设计洪水过程线是指具有某一设计标准的洪水
过程线,而设计标准通常以重现期表示.多位学者曾
对两变量洪水事件的重现期问题进行过定义和讨
论[6.本文将洪水过程简化为洪峰Q和洪量w两
个变量,并令E1,E2,…为独立的洪水事件系列,每
一
场洪水事件E用一组随机变量(Q,w)来描述,并
假定(Q,w),F(q,叫).在设计洪水过程线推求中,
对洪峰Q或洪量w,通常分别关注以下事件:
EQ,
一
{Q>q}(1)
E,
一
{W>W}(2)
使用”或”符号”V”,上述单变量事件理论上可
以组合成以下两变量事件:
Eq.
一
{Q>q)V{W>)(3)
E…表示洪水事件中Q超过某一特定值q或
w超过某一特定值W.当Q和w均为年最大值
时,E…事件的重现期为T…l_1]:
一,,ll
q’训一一_1_
(4)
当Q和w均为年最大值时,Q和w的单变量
重现期:
11
Tq一,T’叫一二南’5’
FQ(q)和F(叫)均大于或等于F(q,叫),由式
(4)和(5)容易得到:
Tq,(q,叫)?min(Tq(q),T(叫))(6)
假定采用单变量方法得到的T年一遇洪峰和
洪量设计值为q和W,即变量Q和w分别取T
年一遇时的设计值(根据其各自边缘分布F.(q)或
F(叫)估计),根据式(6),可以得到:
T口,(qT,WT)?min(T.(qT),T(?T))一T
(7)
从式(7)可知,若要求T…(q,叫)一T,则必定
有q和W分别大于或等于q和W.
2基于Gumbel-HougaardCopula构
造峰量联合分布
Copula函数是边缘分布为[0,1]区间均匀分
布的联合分布函数.借助于Copula函数可以将多
个随机变量的边缘分布连接起来,得到它们的联合
分布,具体的理论和方法可见文献[4],[7].Gum—
bel-HougaardCopula适用于描述相互之间存在正
相关性的随机变量,也适用于变量相互独立的情
形,但是不适用于负相关的情形l_8].基于Gumbel,
HougaardCopula可构造洪峰Q和洪量w的联合
分布:
F(q,砌)一C(u,)一exp{一[(一lnu)+
(一lnv)]),0?1(8)
U—FQ(q)(9)
—
F(叫)(10)
式中:Q和w的边缘分布采用PIII型分布,分别为
FQ(q)和F(叫);0为Copula函数的参数.当一1
时,为变量相互独立情形,此时C(U,)一UV;当0
趋于无穷大时,limC(“,)一min(,)_4].对于..
Gumbel—HougaardCopula,Kendall相关系数rl]
与参数0存在关系l_4]:一1/(1一r).因此,可以通
过计算Q和w之间的相关系数r来估计参数0.
3基于联合分布推求设计洪水过程线
在现行的设计洪水过程线推求方法中,当水库
防洪只受洪峰控制时,可采用按洪峰同倍比放大方
法,以重现期T0和FQ(q)为基础进行设计;当水库
防洪只受洪量控制时,采用按洪量同倍比放大方
法,以重现期和F(叫)为基础进行设计;当水
库既受洪峰又受洪量控制时,采用峰量同频率放大
方法,即规定T0一T,以T和FQ(q)以及T和
F(叫)为基础分别进行设计.
当水库既受洪峰控制又受某一时段洪量控制
时,洪峰设计值或者洪量设计值被超过,即意味着
发生了超过设计洪水的洪水.此时,重现期T…用
来描述设计洪水过程线的重现期.这里尝试采用重
现期T,和联合分布F(q,叫)推求洪峰和洪量的
设计值,并推求设计洪水过程线.
3.1洪峰和洪量设计值的确定
对某一特定的重现期T…,总存在无数的组合
q和W满足式(4),若在平面上以q为横坐标,W
第4期肖义,等:基于Copula函数的设计洪水过程线方法
为纵坐标,将形成对应该重现期的等值线.借助于
Copula,可以更方便地求得该等值线,式(4)可以表
述成下述形式:
T…一一1
一
C(“,)
(11)
式中:T…等于T….对于任一给定两变量重现期
T…,存在无数种”和的组合满足上式.根据式
(8)和式(11),可以求得:
—
L(“)一exp{一[(一ln(1—1/T…))一
(一lnu)]/}(12)
式中:一L(“),为T…对应的等值线的解析表达
式.根据式(12)以及式(9)和式(10),可以通过转换
得到T….对应的q和W的等值线.该等值线上所
有的点(其坐标对应洪峰和洪量)的重现期均为
,且当Tq一T时,该等值线上所有的点的坐
标q和W均分别相应大于q和W.
推求设计洪水过程线时,需要在该等值线上确
定唯一的洪峰和洪量的设计值组合.同频率方法规
定设计洪水过程线中的洪峰和时段洪量为同一频
率,实际上相当于一”.这里亦采用这一规定.直
线一”与等值线一L(“)有唯一的交点,交点的
坐标值为
r11
lUTO—To一(1一._)
{一1)()3’
【WT.一F”(T.)
式中:qTo和WTO为两变量重现期T…(Tq.一T…)
对应的洪峰和洪量的设计值.
3.2设计洪水过程线的拟定
根据洪峰和洪量的设计值q.和W,通过典
型放大可以得到设计洪水过程线,这里采用如下典
型洪水过程线放大方法:
DF(f)一(TF(f)一QD)×(WTO/D—qT.)/
(VD/D—QD)+q(14)
式中:DF(t)和TF(f)分别为设计洪水过程和典型
洪水过程在t时刻的流量;Q.为典型洪水过程的
洪峰流量;w.为典型洪水过程历时D内的洪量.
这种方法能够完全控制洪峰和洪量的设计值,并且
能够很好地保持典型洪水过程的形状l8.
4应用研究
隔河岩水库的流域面积为14430km,有54a
实测坝址洪水资料(1951,2004年).现以清江流
域隔河岩水库为例,对本文提出的设计洪水过程线
推求方法进行应用研究.
4.1峰量联合分布的构造
首先建立年最大洪峰流量Q和年最大7d洪
量w的两变量联合分布.Q和w的边缘分布采
用PIII型分布,分别为F.(q)和F(W).每年选
取一组Q和w,组成样本容量为54的年最大洪
峰和年最大7d洪量系列.
采用线性矩法_1..估计边缘分布F.(q)和
F(叫)×10.的参数和统计特征值,统计特征值分
别为0—7070m./s,C0—0.44,C0—1.03以及
一
15.5×10m.,C一0.45,C一1.17.估计
得到Q和w的Kendall秩相关系数为r=0.66,
Gumbel—HougaardCopula函数的参数一
1/(1一r)?2.98.参数估计以后,就可以得到Q和
w的理论联合分布F(q,叫).分别对54a的洪峰
Q和w的联合观测值计算其经验分布Fl_7.8_,将
54个经验联合分布值与理论联合分布值点绘散点
图得到图1.图1中的点据均落在45.对角线附近,
表明经验分布和所采用的理论联合分布值吻合得
很好.因此,所采用的理论联合分布是合理的.
1.0/
/
【.
.
0,20.40,60.81.0
理沦联合分布,F
图1观测值的经验联合分布和所采用
的理论联合分布的比较
4.2设计洪水过程线推求方法
图2给出了洪峰Q和洪量w的重现期.
等值线图(Tq一10000,5000,1000,500,100,
50,20a).洪峰和洪量的同频率线(图2中斜实线
所示)与各等值线的交点即为T…,对应的设计值点
的坐标值,即为洪峰和洪量的设计值,可根据式
(13)计算.
隔河岩水库目前采用的设计洪水过程线方法
为基于单变量分布的同频率方法,所需要设计的特
86420
武汉大学(工学版)2007
2
\
图2洪峰Q和洪量w的两变量重现期,等高线图
征量为洪峰,1d洪量,3d洪量和7d洪量.表1给
出了根据传统的单变量同频率法(重现期为T)和
两变量联合分布方法推求的洪峰和洪量的设计值
组合,其中T…一T.
图3给出了以1997年典型为基础,Tq.一T一
1000时,由单变量同频率设计洪水过程线方法
和两变量联合分布方法得到的设计洪水过程线(未
进行修匀处理).
由表1和图3可以得出以下结论:单变量同
图3两变量方法与现行单变量方法所推求的
千年一遇设计洪水过程线的比较
频率方法能够分别控制洪峰和不同设计时段洪
量等多个特征量的重现期等于设计标准;两变量
方法推求的洪峰和7d洪量的设计值均相应大于
单变量方法洪峰和7d洪量的设计值,各特征量
的重现期均高于设计标准;若以两变量重现期
描述设计洪水过程线的重现期,两变量方法
所推求的设计洪水过程线等于设计标准,而单变
量同频率方法推求的设计洪水过程线达不到设
计标准.
表1单变量同频率法和两变量联合分布法洪峰和洪量设计值(.=T)
重现期T/a单变量方法两变量方法
5结语
本文在边缘分布为Pill型分布的联合分布的
基础上,初步探讨了设计洪水过程线推求方法,并
与现行的基于单变量分布的同频率设计洪水过程
线方法进行了比较.单变量方法能够分别处理描述
洪水过程线的多个特征量,并控制各个特征量的重
现期分别等于设计标准,但重现期的概念仅仅针对
特征量,而不是针对整个设计洪水过程.本文提出
的基于峰量两变量联合分布的方法,将描述设计洪
水过程线的变量简化成峰量两个特征量,能够在考
虑峰量相关性的前提下描述设计洪水过程的重现
期.所提出的方法适用于峰量均起控制作用情况下
设计洪水过程线的推求,为设计洪水过程线研究提
供了一条新思路.本文仅对于两变量情形进行讨
论,对于考虑3个变量以上的设计洪水过程线推
求,需要借助于多变量Copula函数.
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(上接第12页)
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范文五：GIS支持下的小流域设计洪水过程线推求
GIS支持下的小流域设计洪水过程线推求
.
第 卷第 期
水 文 年 月 .,支持下的小流域设计洪水过程线推求
刘俊萍
浙江工业大学建筑工程学院,浙江 杭州
摘 要:浙江省衢州庙源溪为典型的山区河流,庙源溪雨量丰富,河流比降大,源短流急,洪水陡涨陡落,
汇流速度快,洪峰流量大。基于 的不规则三角网和空间分析功能,实现水文特征值等值线的内插。根
据 获取的水文特征值,计算不同历时平均点雨量,考虑点面折算系数,得到平均面雨量。通过频率分
析,获得不同频率下的设计雨量。采用瞬时单位线法,进行汇流计算,推求设计洪水过程线及洪峰流量,
为制作山洪风险图,建立小流域防洪避洪保障体系提供依据。
关键词:小流域;频率计算;瞬时单位线;设计洪水过程线
中图分类号: . 文献标识码: 文章编号:?? ?引言
浙江省地处中国东南沿海长江三角洲南翼,是热
带海洋气团和极地大陆气团交替控制的区域,属亚热
带季风气候区,丘陵山地面积占全省国土面积 %左
右,这些地区分布着众多的山溪性河流,形成相对独立 的小流域。小流域雨量丰富,河流比降大,源短流急,导 致河流水位暴涨暴落,伴随强降雨过程常形成山洪,及 滑坡、泥石流等次生灾害,不仅造成人员伤亡,而且造 成交通道路、水利工程和农田土地等的损毁,带来巨大 的直接和间接经济损失。为保障农村的公共安全,减少 山洪灾害损失,建立小流域防洪避洪保障体系,开展小 流域设计洪水计算研究,具有重要的理论意义和应用 价值。
庙源溪概况
庙源溪位于衢州市柯城区,是衢江的支流,属于典 图 庙源溪示意图.
型的山区季节性河流,流域面积 . ,多年平均降 雨量 ,河流长 .,河道平均比降 . %。。
设计暴雨过程推求 年 月 日,在九华乡境内庙源溪流域遭受特 大暴雨袭击,引起了特大山洪暴发、山体滑坡、泥石流 . 各历时平均点雨量均值、变差系数
等灾害,造成农田冲毁、交通、电力、通讯中断、房屋倒 根据浙江省短历时暴雨【有关规定.定点数目选 塌,损失惨重。庙源溪位置图如图 所示。
,根据各历时 、 、、 的点雨量均值等值线 收稿日期:? ?
基金项目:国家自然科学基金重大项目 ;浙江省级重点科技创新团队项目?:
浙江省重大科技专项重点社会发展项目
作者简介:刘俊萍 一 ,女,山西太原人,博士,研究方向为水资源系统工程。:. 水 文 第 卷
? 、卿窿
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\
\ 一
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. . ...
频率 ,%
图 雨量频率曲线 .考虑点面折算系数 ,计算平均面雨量,计算结果 式中:日 为第二小时雨量, ;其余符号意义同前。
见表 。 第三小时雨量
. 设计雨量计算 广日 .
根据各历时雨量均值、 值和 /. ,查离势 式中:日 为第三小时雨量, ;其余符号意义同前。
系数 值表或模比系数 值表,按式 计算设计雨量: 计算不同频率下 雨型分配见表 。
日卢 或
表 不同频率下 雨型分配
式中: 为频率 时的设计雨量, ; 为平均面雨量. 。 各历时不同频率设计雨量计算成果见表 。
根据设计面雨量成果,在半对数纸上绘制降雨 量和频率的关系曲线。得出不同历时的雨量频率曲 线【 ,见图 。
. 雨型分配
小流域山洪主要由短历时暴雨形成,历时按 考 虑, 雨型分配如下:
第一小时雨量
. 产流计算
...
小流域山洪主要由短历时暴雨形成,山洪形成前 式中:日触为第一小时雨量, ; 为 设计雨量, 土壤已饱和, 降雨产流计算假定前期土壤已饱和,; 为 设计雨量, 。
不再扣除初损,后损为 ./ 。地下径流部分采用斜 第二小时雨量
线分割法,潜流部分按 ./ 平均人渗率计算,降雨 日? 日扣除各项损失可得净雨过程,频率 %的净雨过程为第 期 刘俊萍:
支持下的小流域设计洪水过程线推求 . 。 ., ., .。 . 汇流计算 由以上查算所得的参数.得
根据庙源溪流域特征。采用浙江省瞬时单位线法 . .
进行汇流计算『/。 式中:为净雨 时单位线滞时。 则
根据河流长度 ,河道平均比降.,,计算流域特征值 一 一 上 . ?,
‘, . : . . : .由各时段净雨及式? ,计算各净雨所相应的
: : : .
和 。当频率 %时,净雨过程, 对应 ,。 。
.
. ,. ,净雨过程, 对应 . , , 通过查算流域面积 与串连水库的个数 的关 . ,净雨过程, 对应 /. , . 。
系,得. ;由浙江省地区综合 。 ~ / 相 由/ 和 两个参数,查瞬时单位线. 曲线查用表, 关图查得, /. 时, 】 . ;由浙江省地
得到各净雨所相应的 单位线 , ,见表 。 区综合 ~ “/ 一 相关图查得,‘,”。/ . 时, 由各时段净雨,及其单位线计算径流过程并错时段叠 表 瞬时单位线 % %水 文 第 卷
? ? ? ? ? ?
暑
、
咖
时段/
图 不同频率 设计洪水过程线. ?
加.得地表径流过程线。 .
根据浙江省瞬时单位线的研究成果,基流按 /
】叶勇,王振宇,范波芹.浙江省小流域山洪灾害晦界雨量确定方法分析 计算,地下径流过程概化成等腰三角形,地下径流峰现
】.水文, , : ? ., ,?
时间原则上为地表径流终止点位置.但为使退水过程.
光滑,地下径流峰现时间放在退水段 ? / 位置。【 】. ,, : ? .
具体到本文.地下径流峰现时间选择在 。地表径
【 江锦红,邵利萍.基于降雨观测资料的山洪预警标准 .水利学报, 流过程线与地下径流过程线叠加,得总径流过程线,见 ,:?.,. 图 。从图中可知, %时洪峰流量为 / 。
同理,计算不同频率下的洪水过程线及洪峰流量,
『., ,:?.
具体见图 。根据断面水力计算,可以确定现有堤防的【 】叶凌云,曾小东./、
流域洪水计算及防洪措施【 浙江水利水电专科学
防洪能力和淹没水深,结合实地调查,可划分危险区和
校学报, ,: ? . , .警戒区,制作山洪风险图,为小流域防洪规划和当地
人 . ?
民群众防洪避洪提供依据砌。, ,: ?.
结语
】梁瑞驹,潘永新.推求无资料地区设计洪水的一种方法 水科学进 随着经济的快速发展,小流域暴雨洪水灾害造成
展,, : . , . .
人民群众和国家财产的损失越来越大。结合地理信息,, : . 系统,通过频率分析,产汇流计算,对庙源溪小流域设芮孝芳.流域汇流的概
率论体系探讨【 .水科学进展,,: ?
计洪水进行了研究,得到不同频率下的设计洪水过程. . 线及洪峰流量,进一步进行山洪预警等方面的研究工,
作,以保障农村的公共安全,推进新农村建设。 , : ? . 参考文献: 】张平仓,任洪玉,胡维忠,等.中国山洪灾害区域特征及防治对
策 .长
【 王云辉,伍远康,马志鑫,等.浙江省短历时暴雨 .杭州:浙江省水文勘 江科学院院报,,: ? . , ,
测局, . , , , . , . ?. 【 . : , . , ,: ? . 【 王亚民,赵捧未.地理信息系统及其应用【 】.西安:西安电子科技大学
【 】汤富平,李满春,秦奋.基于 的小流域分布式降雨径流模拟水 出版社, .. , .科学进展,,: . , , . ’ : . ??,: ? . ., 】,水利水电工程设计洪水计算规范【 . ? ,?
, :?.下转第 页
转载请注明出处范文大全网 » 水文洪水过程线计算---副本
