第8章答案_由暴雨资料推求设计洪水

1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Pa，p，降雨径流关系17.Wm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226.假湿绝热过程27.0.2/h28.PWWPmm，PWWPmmm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3过小河洪水调查，并结合当地历史文献有关灾情资料的记载分析估计。一般认为，当流域面积较小时，流域平均雨量的重现期与相应洪水的重现期相近。6、答：“动点动面暴雨点面关系”包含了三个假定:①假定设计暴雨的中心一定发生在流域中心；②假定设计暴雨的点面关系符合平均的点面关系；③假定流域周界与设计暴雨的某一等雨深线相重合。7、答：可从以下几个方面检查设计暴雨计算成果的正确性：(1)检查统计参数，设计暴雨历时越长，均值Tx增大，CV变小,某一历时的设计值Px增大;(2)把各统计历时的暴雨频率曲线绘在一张图上进行对比分析，不能相交，间距合理;(3)与实测大暴雨或邻近地区以及世界最大暴雨记录进行分析比较，检查其稀遇程度。8、答：定点指流域中心点或其附近有长系列点雨量资料的雨量站,定面是把流域作为固定面,建立固定点雨量和固定面雨量之间的关系,称定点定面关系。对于一次暴雨某种时段的固定点雨量，有一个相应的面雨量，在定点定面条件下，点面折减系数为：0/xxF。式中，xF、x0分别为某种时段固定面和固定点的暴雨量。有了若干次某时段暴雨量，则可有若干个α值，取其平均值，作为设计计算用的点面折减系数。同样的方法，可求得不同时段的点面折减系数。9、答：在缺乏暴雨资料的流域上，常以动点动面暴雨点面关系代替定点定面关系。这种关系是按照各次暴雨的中心与暴雨等值线图计算求得，因各次暴雨的中心和暴雨分布都不尽相同，所以称为动点动面关系。分析动点动面关系的方法是：①在一个水文分区内选择若干次大暴雨资料;②绘出各场暴雨各种历时的暴雨等雨深线图;③作出各场暴雨的点面关系;④取各场暴雨点面关系的平均线作为该区综合的点面关系线。10、答：（1）用公式：mttataWPPKP,1,逐日计算，式中1,taP，taP,分别为第t+1天、第t天的前期影响雨量；Pt为第t天的降雨量；mW为流域蓄水容量，K为折减系数。（2）按公式：1,taP=taP,+Pt-Rt-Et逐日计算。式中Rt为Pt产生的径流量，Et为第t天的流域蒸散发量。方法（1）不需要逐日蒸发、径流资料，计算简便，但精度不高。方法（2）计算精度较高，但需要逐日蒸发、径流资料，计算较繁。11、答：选择典型暴雨的原则是：“可能(代表性)”和“不利”。所谓可能是指所选典型暴雨的分配过程应是设计条件下比较容易发生的；其次，还要考虑是对工程不利的。所谓比较容易发生，首先是从量上来考虑，应使典型暴雨的雨量接近设计暴雨的雨量；其次是要使所选典型的雨峰个数、主雨峰位置和实际降雨时数是大暴雨中常见的情况，即这种雨型在大暴雨中出现的次数较多。所谓对工程不利，主要是指两个方面:一是指雨量比较集中，例如七天暴雨特别集中在三天，三天暴雨特别集中在一天等；二是指主雨峰比较靠后。这样的降雨分配过程所形成的洪水洪峰较大且出现较迟，对水库安全将是4不利的。12、答：典型暴雨过程的放大方法与设计洪水的典型过程放大计算基本相同，一般均采用同频率放大法。例如设计历时为7天，以1天，3天作为控制历时，其放大倍比的计算式为：最大1天:111xxKP最大3天中其余2天:131313xxxxKPP最大7天中其余4天:373737xxxxKPP式中，pppxxx731,,－分别为1d、3d、7d设计暴雨量（mm）；731,,xxx－分别为1d、3d、7d典型暴雨量（mm）。13、答：推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求设计洪水的一种方法。推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程)38(278.0)28(,278.0)18(,278.04/13/11mccncpmcnpQmJLtFttSQtFS便可求得设计洪峰流量Qm，及相应的流域汇流时间τ。计算中涉及三类共7个参数，即流域特征参数F、L、J；暴雨特征参数SP、n；产汇流参数μ、m。为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定有关参数。对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。从公式可知，洪峰流量Qm和汇流时间τ互为隐函数，而根据净雨历时tc与流域汇流时间τ的大小不同，流域汇流又分为全面汇流和部分汇流，因而需要试算法。试算方法是：①通过对设计流域调查了解，结合水文手册及流域地形图，确定流域的几何特征值F、L、J，设计暴雨的统计参数（均值、CV、Cs/CV）及暴雨公式中的参数n（或n1、n2），损失参数μ及汇流参数m。②计算设计暴雨的Sp、xTP，进而由损失参数μ计算设计净雨历时tc。③将F、L、J、tc、m代入式（2-8-1）、（2-8-2）和（2-8-3），其中仅剩下Qm、τ未知，故可求解。④用试算法求解。先设一个Qm，代入式（2-8-3）得到一个相应的τ，将它与tc比较，判断属于何种汇流情况，再将该τ值代入式（2-8-1）或式（2-8-2），又求得一个Qm，若与假设的一致（误差不超过1%），则该Qm及τ即为所求；否则，另设Qm仿5以上步骤试算，直到两式都能共同满足为止。14、答：图解交点法不需试算，根据推理公式)68(278.0)58(,278.0)48(,278.04/13/11mccncpmcnpQmJLtFttSQtFS通过计算作图求解。该法是对式（2-8-4）、（2-8-5）和（2-8-6）分别作曲线Qmτ及τQm，点绘在一张图上，如下图所示。两线交点的读数显然同时满足式（2-8-4）、（2-8-5）和（2-8-6），因此交点读数Qm、τ即为该方程组的解。图2-8-1交点法推求洪峰流量示意图15、答：全面汇流的洪峰流量推理公式FfikQm)(部分汇流的洪峰流量推理公式0)(FfikQm式中：F为流域面积（km2）；i为一定时段内的最大平均雨强（mm/h），对于全面汇流，时段为流域汇流时间，对于部分汇流，时段为净雨历时；f为平均下渗强度（mm/h）；K为单位换算系数（k=0.278）；F0为净雨历时间的最大共时径流面积（km2）。16、答：流域设计洪水总量可由设计净雨来推求，一般用24小时的设计净雨乘以流域面积得出，即FhWPp1.0式中：Wp为设计洪水总量，万ｍ３；hp为设计净雨量，mm；F为流域面积（km2）。小流域设计洪水过程线一般用概化过程线法推求。概化过程线有三角形，五边形和综合概化过程线。若概化过程线为三角形，则设计洪水过程线的峰为Qp，量为Wp，则底宽T=2Qp/Wp。17、答：因流域面积小，忽略暴雨在地区上分布的不均匀性，可以把流域中心的点雨量作为流域面雨量，无需考虑点面雨量折算。Qmp～τQmp～tτQmpQt，τ6根据地区的雨量观测资料，独立地选取不同历时最大暴雨量进行统计，并转换为不同频率的平均暴雨强度～历时曲线，表达式为：dnPdtSi)(或nPtSi式中：t为暴雨历时（h）；i为历时为t、频率为P的最大平均暴雨强度，（mm/h）；SP为雨力，（mm/h）；n为暴雨衰减指数；d为检验参数。18、答：推理公式法计算设计洪峰流量流程如下图：图2-8-2推理公式法计算设计洪峰流量流程图19、答：基本原理：推理公式是从成因概念出发，认为降落在流域上的暴雨经过产流和汇流，按等流时线的原理，形成流域出口的最大流量。基本假定：①设计暴雨及损失时空分布均匀；②暴雨、洪水同频率；③汇流遵循等流时线原理。20、答：（1）水汽改正：)(1212WWPP否否是是流域特征参数F、L、J产汇流参数μ、m暴雨特征参数S、n4/13/1278.0mQmJLnpcSnt/11tc≥τFSQnpm278.0FttSQcncpm1278.0mmQQmmpQQ假设mmQQ7式中P1，P2分别为被移植的实际典型暴雨和设计地区的可能最大暴雨量；W1，W2分别为P1相应的可降水量和P2相应的可降水量。（2）高程改正和障碍改正：公式同上，但其中的W2应以设计地区的高程计算。21、答：（1）ntSi；（2）dnpdtSi)(其中，Sp为雨力或暴雨势，是具有频率概念的参数；ｄ为经验参数，ｎ，nd为暴雨递减指数。目前水利部门广泛应用的是第一种形式。22、答：可降水量是指垂直空气柱中的全部水汽凝结后在气柱底面上所形成的液态水深度，称为可降水量。计算方法有：①若是有各高度层的比湿实测资料，可直接用公式0001.0ppqW计算；式中，q为比湿，p为分层气压厚度。②间接计算：确定地面露点值，并化算为1000hPa露点值；以露点值查表计算000zz，其中mzW0，00zW分别为海平面至水汽顶界和地面高度可降水。23、答：在适当地点适当时间选定的地面露点值所对应的可降水量能反映暴雨期间输入雨区水汽量的多少，这个地面露点值称为暴雨代表性露点。选取代表性露点的方法：在暖湿空气的入流方向大暴雨