工程水文与水力计算课程设计.docx
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工程水文与水力计算课程设计
工程水文与水力计算课程设计
本次课程设计主要由我负责的部分主要有设计洪水过程线以及建立q-(t)的过程,中间有些如求一些相关关系模拟曲线部分是由其他成员完成。
现将我的设计过程与成果列如下:
具体步骤:
根据题目要求,分析可得首先需要建立洪峰流量经验频率曲。
一,洪峰流量经验频率曲线的配置:
洪峰流量经验频率曲线的推求采用配线法求的,
(1).计算经验频率:
从1953年—1985年的调查期为33年,而从1877年以来有三次特大洪水分别是1877年,1922年和1914年。
调查期无遗漏,所以从1877年以来调查期为109年,需将这三次洪水加入洪水资料中,并将1969年的一次特大洪水提出来与前三次的洪一起计算年洪峰流量经验频率,如表1:
(2),选择P-3型频率曲线
(3),初步估算统计参数得:
平均流量X=1034.35m3/s,Cv=0.051。
(4),配线并推求设计值:
先取X=1034m3/s,Cv=0.051,取Cs=4Cv=0.2进行配线,查P-3型频率曲线的模比系数Kp值,用其推求Qp的值,然后分别以频率,Qp为横纵坐标做折线图,发现曲线并不吻合,则重新调整Q=1034,Cv=0.1,Cs=4Cv=0.4进行配线,不吻合,进行第三次配线取:
Q=980,Cv=0.15,Cs=4Cv=0.6进行配线得到曲线比较吻合。
(5),推求百年一遇和千年一遇设计洪峰流量;据图知Q0.1=10200m3/s,Q1=4500m3/s.
表1,洪峰流量经验频率曲线
按流量大小排序
N=109
n=33
年份
Qm
序号
频率(%)
序号
频率(%)
1877
2790
1
0.91
1922
2630
2
1.82
1969
2180
3
2.73
1914
2130
4
3.64
1969
2180
1
2.94
1973
1750
2
5.88
1960
1720
3
8.82
1957
1710
4
11.76
1983
1480
5
14.71
1977
1310
6
17.65
1954
1290
7
20.59
1953
1250
8
23.53
1970
1220
9
26.47
1984
1125
10
29.41
1971
1120
11
32.35
1961
965
12
35.29
1980
860
13
38.24
1981
855
14
41.18
1975
810
15
44.12
1962
776
16
47.06
1967
773
17
50.00
1982
750
18
52.94
1964
718
19
55.88
1976
718
20
58.82
1985
640
21
61.76
1966
612
22
64.71
1959
554
23
67.65
1974
545
24
70.59
1958
534
25
73.53
1955
527
26
76.47
1965
524
27
79.41
1956
516
28
82.35
1963
427
29
85.29
1979
421
30
88.24
1972
415
31
91.18
1968
376
32
94.12
1978
217
33
97.06
X:
1034.35
第一次配线
第二次配线
第三次配线
Q=1034,Cv=0.05
Cs=4Cv=0.2
Q=1034,Cv=0.1
Cs=4Cv=0.4
Q=980,Cv=0.15
Cs=4Cv=0.6
Kp
Qp
Kp
Qp
Kp
Qp
2
3
4
5
6
7
1.56
1613.04
2.36
2440.24
3.29
3224.20
1.36
1406.24
1.78
1840.52
2.21
2165.80
1.27
1313.18
1.53
1582.02
1.76
1724.80
1.16
1199.44
1.27
1313.18
1.32
1293.60
0.98
1013.32
0.9
930.6
0.79
774.20
0.86
889.24
0.71
734.14
0.59
578.20
0.76
785.84
0.6
620.4
0.52
509.60
0.59
610.06
0.52
537.68
0.5
490.00
二,建立W1,W3,W7的频率曲线
(1),建立一天流量频率曲线W1曲线,题目要求只有洪峰流量Qm与W1考虑特大洪水的影响,而W3与W7的不考虑,所以W1曲首先要建立W1与Qm的相关关系,把历史三大洪水的W1插入其中一起计算频率。
★,Qm与W1相关关系的建立:
按年份排列
年份
Qm
W1
KQm
KW1
KQm-1
(KQm-1)^2
KW1-1
(KQ1-1)^2
(Kqm—1)*(Kw1—1)
1953
1250
0.45
1.39
1.10
0.39
0.152
0.10
0.010
0.038
1954
1290
0.569
1.43
1.39
0.43
0.185
0.39
0.150
0.167
1955
527
0.244
0.59
0.60
-0.41
0.172
-0.40
0.164
0.168
1956
516
0.332
0.57
0.81
-0.43
0.182
-0.19
0.036
0.081
1957
1710
0.765
1.90
1.87
0.90
0.811
0.87
0.750
0.780
1958
534
0.343
0.59
0.84
-0.41
0.165
-0.16
0.027
0.066
1959
554
0.232
0.62
0.57
-0.38
0.148
-0.43
0.188
0.167
1960
1720
0.739
1.91
1.80
0.91
0.828
0.80
0.644
0.730
1961
965
0.607
1.07
1.48
0.07
0.005
0.48
0.231
0.035
1962
776
0.321
0.86
0.78
-0.14
0.019
-0.22
0.047
0.030
1963
427
0.318
0.47
0.78
-0.53
0.276
-0.22
0.050
0.118
1964
718
0.346
0.80
0.84
-0.20
0.041
-0.16
0.024
0.032
1965
524
0.239
0.58
0.58
-0.42
0.174
-0.42
0.174
0.174
1966
612
0.379
0.68
0.92
-0.32
0.102
-0.08
0.006
0.024
1967
773
0.37
0.86
0.90
-0.14
0.020
-0.10
0.010
0.014
1968
376
0.223
0.42
0.54
-0.58
0.339
-0.46
0.208
0.265
1969
2180
1.01
2.42
2.46
1.42
2.025
1.46
2.142
2.083
1970
1220
0.675
1.36
1.65
0.36
0.127
0.65
0.418
0.230
1971
1120
0.565
1.24
1.38
0.24
0.060
0.38
0.143
0.093
1972
415
0.21
0.46
0.51
-0.54
0.290
-0.49
0.238
0.263
1973
1750
0.637
1.95
1.55
0.95
0.893
0.55
0.307
0.523
1974
545
0.303
0.61
0.74
-0.39
0.155
-0.26
0.068
0.103
1975
810
0.324
0.90
0.79
-0.10
0.010
-0.21
0.044
0.021
1976
718
0.186
0.80
0.45
-0.20
0.041
-0.55
0.298
0.110
1977
1310
0.536
1.46
1.31
0.46
0.208
0.31
0.094
0.140
1978
217
0.098
0.24
0.24
-0.76
0.576
-0.76
0.579
0.577
1979
421
0.206
0.47
0.50
-0.53
0.283
-0.50
0.248
0.265
1980
860
0.34
0.96
0.83
-0.04
0.002
-0.17
0.029
0.008
1981
855
0.346
0.95
0.84
-0.05
0.002
-0.16
0.024
0.008
1982
750
0.384
0.83
0.94
-0.17
0.028
-0.06
0.004
0.011
1983
1480
0.454
1.65
1.11
0.65
0.416
0.11
0.012
0.069
1984
1125
0.449
1.25
1.10
0.25
0.063
0.10
0.009
0.024
1985
640
0.3
0.71
0.73
-0.29
0.083
-0.27
0.072
0.077
Qm均方值:
473.9650
W1均方值:
0.1974
相关系数r:
0.9213
回归系数R:
0.000384
W1依Qm的回归方程:
W1=0.000384Qm+0.0645
回归线均方误:
0.0619
根据以上所求的W1依Qm的回归方程:
W1=0.000384Qm+0.0645可以分别求出历史上三年的W1值:
1877年:
1.136亿m3
1922年:
1.074亿m3
1914年:
0.882亿m3
则W1经验频率曲线计算如下:
按年份排列
按大小排列
N=109
N=33
年份
Qm
W1
年份
W1
序号
频率(%)
序号
频率(%)
1877
2790
1.136
1877
1.136
1
0.91
1914
2130
1.074
1922
1.074
2
1.82
1953
1250
0.882
1969
1.01
3
2.73
1969
2180
1.01
1914
0.882
4
3.64
1953
1250
0.45
1969
1.01
1
2.94
1954
1290
0.569
1957
0.765
2
5.88
1955
527
0.244
1960
0.739
3
8.82
1956
516
0.332
1970
0.675
4
11.76
1957
1710
0.765
1973
0.637
5
14.71
1958
534
0.343
1961
0.607
6
17.65
1959
554
0.232
1954
0.569
7
20.59
1960
1720
0.739
1971
0.565
8
23.53
1961
965
0.607
1977
0.536
9
26.47
1962
776
0.321
1983
0.454
10
29.41
1963
427
0.318
1953
0.45
11
32.35
1964
718
0.346
1984
0.449
12
35.29
1965
524
0.239
1982
0.384
13
38.24
1966
612
0.379
1966
0.379
14
41.18
1967
773
0.37
1967
0.37
15
44.12
1968
376
0.223
1964
0.346
16
47.06
1969
2180
1.01
1981
0.346
17
50.00
1970
1220
0.675
1958
0.343
18
52.94
1971
1120
0.565
1980
0.34
19
55.88
1972
415
0.21
1956
0.332
20
58.82
1973
1750
0.637
1975
0.324
21
61.76
1974
545
0.303
1962
0.321
22
64.71
1975
810
0.324
1963
0.318
23
67.65
1976
718
0.186
1974
0.303
24
70.59
1977
1310
0.536
1985
0.3
25
73.53
1978
217
0.098
1955
0.244
26
76.47
1979
421
0.206
1965
0.239
27
79.41
1980
860
0.34
1959
0.232
28
82.35
1981
855
0.346
1968
0.223
29
85.29
1982
750
0.384
1972
0.21
30
88.24
1983
1480
0.454
1979
0.206
31
91.18
1984
1125
0.449
1976
0.186
32
94.12
1985
640
0.3
1978
0.098
33
97.06
W1曲线的配线过程同Qm的配线过程:
配线:
频率
第一次配线
第二次配线
P%
W1=0.41,Cv=0.05
Cv=0.1
W1=0.41,Cv=0.15
Cs=4Cv=0.4
Cs=4Cv=0.6
Kp
Wp
Kp
Wp
1
2
3
6
7
1
2.36
0.97
3.29
1.35
5
1.78
0.73
2.21
0.91
10
1.53
0.63
1.76
0.72
20
1.27
0.52
1.32
0.54
50
0.9
0.37
0.79
0.32
75
0.71
0.29
0.59
0.24
90
0.6
0.25
0.52
0.21
99
0.52
0.21
0.5
0.21
(2),建立三天,七天洪水量频率曲线W3,W7曲线的配置,由于W3,W7不考虑历史特大洪水的影响,可直接做频率曲线,则其配线计算资料与成果如下:
W3
按年份排列
按大小排列
N=33
年份
W3
年份
W3
序号
频率(%)
1953
1.04
1969
1.47
1
2.94
1954
1.34
1957
1.4
2
5.88
1955
0.518
1954
1.34
3
8.82
1956
0.683
1970
1.34
4
11.76
1957
1.4
1973
1.22
5
14.71
1958
0.616
1953
1.04
6
17.65
1959
0.462
1960
1
7
20.59
1960
1
1983
0.967
8
23.53
1961
0.95
1961
0.95
9
26.47
1962
0.521
1971
0.866
10
29.41
1963
0.619
1977
0.857
11
32.35
1964
0.687
1980
0.735
12
35.29
1965
0.44
1984
0.73
13
38.24
1966
0.685
1974
0.694
14
41.18
1967
0.641
1981
0.689
15
44.12
1968
0.512
1964
0.687
16
47.06
1969
1.47
1966
0.685
17
50.00
1970
1.34
1956
0.683
18
52.94
1971
0.866
1967
0.641
19
55.88
1972
0.441
1982
0.629
20
58.82
1973
1.22
1963
0.619
21
61.76
1974
0.694
1958
0.616
22
64.71
1975
0.507
1985
0.595
23
67.65
1976
0.388
1962
0.521
24
70.59
1977
0.857
1955
0.518
25
73.53
1978
0.227
1968
0.512
26
76.47
1979
0.414
1975
0.507
27
79.41
1980
0.735
1959
0.462
28
82.35
1981
0.689
1972
0.441
29
85.29
1982
0.629
1965
0.44
30
88.24
1983
0.967
1979
0.414
31
91.18
1984
0.73
1976
0.388
32
94.12
1985
0.595
1978
0.227
33
97.06
配线:
频率
第一次配线
P%
W3=0.75,Cv=0.15
Cv=0.15
Cs=4Cv=0.6
Kp
Wp
1
2
3
1
3.29
2.47
5
2.21
1.66
10
1.76
1.32
20
1.32
0.99
50
0.79
0.59
75
0.59
0.44
90
0.52
0.39
99
0.5
0.38
W7:
W7:
按年份排列
按大小排列
N=33
频率(%)
1953
1.52
1954
2.33
1
2.94
1954
2.33
1961
2.14
2
5.88
1955
0.861
1969
2.03
3
8.82
1956
0.851
1983
1.86
4
11.76
1957
1.68
1963
1.71
5
14.71
1958
0.907
1957
1.68
6
17.65
1959
0.687
1970
1.55
7
20.59
1960
1.21
1973
1.54
8
23.53
1961
2.14
1953
1.52
9
26.47
1962
0.625
1971
1.43
10
29.41
1963
1.71
1980
1.28
11
32.35
1964
0.982
1960
1.21
12
35.29
1965
0.532
1977
1.2
13
38.24
1966
0.902
1968
1.14
14
41.18
1967
0.737
1964
0.982
15
44.12
1968
1.14
1981
0.978
16
47.06
1969
2.03
1984
0.943
17
50.00
1970
1.55
1958
0.907
18
52.94
1971
1.43
1966
0.902
19
55.88
1972
0.68
1955
0.861
20
58.82
1973
1.54
1956
0.851
21
61.76
1974
0.759
1974
0.759
22
64.71
1975
0.7
1967
0.737
23
67.65
1976
0.612
1985
0.73
24
70.59
1977
1.2
- 配套讲稿:
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