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水文频率计算的误差原因分析及建议

水文频率计算的误差原因分析及建议
水文频率计算的误差原因分析及建议

可见,灌区内浅层地下水主要消耗于人工开采消耗,占总消耗量的55%以上。

3.4.3浅层地下水量计算

在合理埋深的条件下,计算灌区浅层含水层的储存量,其计算结果为Q储存=0.9亿m3/a。由此可见,灌区浅层地下水具有巨大的储存能力,同时具有良好的调节能力。

3.5结果分析

3.5.1地下水位变化分析

从位于灌区内邓李乡湾刘村6号观测井和龚店乡台马村13号观测井地下水位埋深多年变化图来看,灌区内地下水位变化很小,埋深都是在2.0~4.0m之间变动。

3.5.2结论

一是白龟山灌溉补源占到灌区内浅层地下水补源总量的37%,加上水库侧渗补源,白龟山水库对灌区地下水的补源占总补源量的51%,对涵养区域地下水资源发挥了主导作用;

二是灌区内地下水位长期稳定,埋深浅,与相近的甘江河南岸相比,地下水埋深高出8 ̄10m,为今后地下水开发利用提供了较好的前提条件;

三是根据分析计算,区域内浅层地下水总量为0.9亿m3/a,可采资源量为0.590亿m3/a。

收稿日期:2012-01-06

1.问题的提出

1975年8月,河南省中南部的沙颍河、洪汝河等水系发生了特大暴雨,出现了建国以来罕见的特大洪水,导致了境内的板桥和石漫滩两座大型水库垮坝,给全省乃至全国水利界带来很大的震动和反思。这次史称“75·8”的特大暴雨洪水,刷新了许多水文要素国内实测系统值的记录。

洪水过后,河南水利界的反思之一就是对境内所有大型水库的规划指标进行了重新修订。笔者通过比较发现,在规划频率不变的情况下,一些水库(如:板桥、

薄山、陆浑等)的规划值修订前后发生了很大变化,这实际上是由于规划时进行水文频率计算的误差造成的。水文频率计算的误差在教科书和水文规范中虽然没有提及,但在实际工作中却经常遇到。

2.频率计算概述

水文频率计算是水文资料应用于国民经济其它行业规划时的最常用计算之一。常用的经验频率公式为Pm=mn+1

(其中n为

资料系列长度,m为所选水文要素排序后的序号)。如果有调查和考证资料,公式还要作一些变换。在点绘的水文要素和频率皮尔逊Ⅲ型曲线上,可以查取设计频率对应的水文要素值。具体的计算很多书籍中均有详细的讲解,在此不多阐述。

3.常用于水文频率计算的水文要素分类

在进行水文频率计算时,首选要选取水文要素。常用于频率计算的水文要素笔者认为可分为三类:

3.1均值类:指水文要素在选定时段内的平均值,反映水文要素随以选定时段为时间单位的变化情况。这类值很多,如日均值、

旬均值、月均值、年均值等。该类值常用于取水工程、航运等的规划设计中。

3.2极值类:指水文要素在选定时段内的最大或最小值,反映水文要素在选定时段内的极端变化情况。这类值在实际中应用最广泛,如年最大流量、24h最大降水量、年最高水位等。该类值常用于水库、

桥梁等的规划设计中。3.3总量类:指水文要素在选定时段内的总数量,反映水文水文频率计算的误差原因分析及建议

□刘焕阳

□刘爱娇(河南省漯河水文水资源勘测局)

要:文章通过“75·8”特大洪水过后引起水库规划指标的变化,对水文频率计算中所采用的水文要素进行分类,并对容易产

生的误差原因进行阐述,提出改进建议。

关键词:水文要素;频率;误差

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《河南水利与南水北调》2012年第5期

水文水资源

H E N A N

图3白龟山灌区地下水位埋深变化示意图

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水文频率分析方法

水文频率分析方法hydrologic frequency analysis(讲座) (一、问题;二、原理;三、步骤;四、应用;五、讨论) 一、问题 高等学校的“培养人才、发展科学、服务社会”的功能。其中的培养人才的功能:把所学课程的知识逐步 遗忘,最后未被遗忘的知识,对最后未被遗忘的知识的认识、运用和创新。“水文频率分析方法”,就是我认为 的《水文学》课程中这种很可能最后未被遗忘的知识。 各门自然科学是人类对大自然各种现象(“文”)的系统知识,大自然各种现象之间本身具有普遍的联系。 若各门自然科学的各个知识点看作水分子,则这些知识点象水文循环一样,也在各门自然科学之间运动、更新, 把各门自然科学联结成一个整体上的科学。20世纪30年代普郎克:“科学是内在的整体,实际上存在着从物理 到化学,通过生物学和人类学到社会学的连续链条,这是任何一处都不能打断的链条。目前整体上的科学,被 分解为各门科学,不是取决于自然现象本身,而是取决于人类认识能力的局限性、阶段性。” [工程水文学主要包括水文计算、水文预报和水利计算三个组成部分。水文计算主要运用概率论和数理统计 的原理和方法,对未来长期的水文情势作出概率预估,为各类水利工程的规划和设计提供设计暴雨、设计洪水 设计年径流及其他有关水文数据。 水文预报是根据流域暴雨洪水形成理论和河道洪水波传播的规律,为各类防洪工程发布洪水预报;同时,也根 据水体热量平衡原理,对山区融雪径流,河流、水库、湖泊冰情作出预报;根据土壤中水分的补给、运动和消 退规律,为农业提供土壤水分的预报;根据河道退水规律,为航运和引水工程等作出枯季径流及其水位预报。 水利计算是研究水资源综合利用中的规划和经济效益论证,管理运用中的优化调度和对环境影响评价的理 论、原则和计算方法,特别是水资源开发利用中系统分析的理论和方法。] 已学教学内容的总结 研究对象:文—自然现象—水文现象(水文循环过程中的降水、蒸发、入渗、径流自然现象,活跃在地面 以上平均约11公里的大气对流层顶至地面以下1~2公里深处的广大空间;全球每年约有577000立方公里的水 参加水文循环,水文循环的内因,是水在自然条件下能进行液态、气态和固态三相转换的物理特性,而推动如 此巨大水文循环系统的能量,是太阳的辐射能和水在地球引力场所具有的势能)—水文随机现象。 研究方法:水文随机现象—水文随机变量—水文随机变量的概率分布(确定一个普通变量,只要指明该变量取 何值即可;确定一个随机变量,必须同时指明该随机变量取何值以及取该值的概率)—水文随机变量的各种统 计特征。 研究问题:计算径流(设计年径流及设计年径流的年内分配过程); 设计枯水(设计流量历史曲线,设计枯水流量); 设计洪水(设计洪峰流量,设计洪水过程线)。 [总结为同一类问题—水文统计的基本问题]:建设各类水利水电、土木建筑等工程,需要为其提供一定设 计频率p的水文设计值x p,p=P(X≥x p),例如:95%的设计年径流量y95%,1%的设计年最大洪峰流量Q m,95%。 思路:水文随机变量的概率分布 水文随机变量的各种统计特征,引出2个问题: 1)概率分布的模型结构形式如何确定? 2)概率分布模型结构中的参数如何确定? 已学教学内容的总结 研究对象:文—自然现象—水文现象(水文循环过程中的降水、蒸发、入渗、径流自然现象,活跃在地面以上平均约11公里的大气对流层顶至地面以下1~2公里深处的广大空间;全球每年约有577000立方公里的水参加水文循环,水文循环的内因,是水在自然条件下能进行液态、气态和固态三相转换的物理特性,而推动如此巨大水文循环系统的能量,是太阳的辐射能和水在地球引力场所具有的势能)—水文随机现象。 研究方法:水文随机现象—水文随机变量—水文随机变量的概率分布(确定一个普通变量只要指明该变量取何值即可;确定一个随机变量,必须同时指明该随机变量取何值以及取该值的概率)—水文随机变量的各种统计特征。 研究问题:计算径流(设计年径流及设计年径流的年内分配过程);

大工15春《桥涵水文》大作业及要求答案

《桥涵水文》大作业及要求 题目一:计算题 对某水文站22年不连续的年最大流量进行插补和延长后,获得n =32年的连续年最大流量系列(如表1所示)。采用耿贝尔曲线作为理论频率曲线,试计算 1%Q 和2%Q 。 表1 年最大流量表 序号 年份 流量(m 3/s ) 序号 年份 流量(m 3/s ) 1 1951 767 17 1967 3408 2 1952 1781 18 1968 2088 3 1953 1284 19 1969 600 4 1954 1507 20 1970 1530 5 1955 2000 21 1971 2170 6 1956 2380 22 1972 1650 7 1957 2100 23 1973 840 8 1958 2600 24 1974 2854 9 1959 2950 25 1975 1300 10 1960 3145 26 1976 1850 11 1961 2500 27 1977 900 12 1962 1000 28 1978 3770 13 1963 1100 29 1979 1900 14 1964 1360 30 1980 1080 15 1965 1480 31 1981 1010 16 1966 2250 32 1982 1700 题目二:计算题 某公路桥梁跨越一条平原河流,桥位河段基本顺直,上游有河湾,河床平坦,两岸较为整齐,无坍塌现象。河槽土质为砂砾,河滩为耕地,表层为沙和淤泥。实测桥位河流横断面如图1所示,可作为水文断面进行流量计算。经调查确定,桩号K0+622.60为河槽和河滩的分界,选定粗糙系数为:河槽1 40c c m n = =,河滩1 30t t m n = =。调查的历史洪水位为63.80m ,洪水比降为0.3‰,试求其相应的历史洪水流量。

计算错误的原因分析及对策研究

小学数学教学的基本策略(3) 计算错误的原因分析及对策研究 伊宁市教研培训中心库尔班江·吐合达吉 计算教学是小学数学的重要组成部,儿童认识数学是从认数和计算开始的,它是学习数学的最基本能力,《小学数学新课程标准》指出:小学数学教学的一项重要任务是培养计算能力,应该要求学生算得正确、迅速,同时还要注意计算方法的合理性和灵活性,培养学生的计算能力是小学数学教学的一项重要任务,是学生今后学习数学的重要基础,生活及参与社会所必要的基本素质之一。实施南市区课题以来,我们进一步发现及研究学生在计算能力方面经常会出现各种各样的错误。 一、学生计算错误的原因 在计算练习中,学生的计算错误经常会发生:不是看错数字,就是写错数字;不是抄错数字,就是漏写符号;或者是加法忘了进位,减法忘了退位,加法当减法做,乘法当成了除法,小数点忘了或点错了一位;有时甚至会出现一些无法理解的错误等。 原因是多方面的,大致可以归纳为知识性错误和非知识性错误。知识性错误是指学生对于计算法则概念或运算顺序的不理解,或者没有很好的掌握所导致的错误。非知识性错误是指学生不是不懂运算导致错误,而是由于不良的学习习惯所导致的错误;如抄错数字、不认真审题、注意力不集中等。 1.概念、法则理解不清

概念和法则是学生思维的基本形式,又是学生进行计算的重要依据。只有正确理解和掌握基本概念和计算法则才能正确地进行计算。有些错误是由于学生对数学概念理解不清而引起的. 23.76-(13.76-3.58) =23.76-13.76-3.58 =6.42 错误原因是学生在去掉小括号时没有减变加,不理解已知一个数减去两个数的差,等于用这个数先减去第一个数,再加上第二个数。 1.25×(80+4) =1.25×80+4 =100+4 =104 错误原因是学生对乘法分配律的运用还不清楚。 624÷6=14 780÷3=26 计算除法时,在这里学生对0 的占位作用认识不够及在什么情况下应该用0 占位这一知识点没有掌握。对“商的最高位确定后,不够商1 的就商0”理解不清,因此出现跳位商和空位的错误。 2.思维迁移的影响 迁移是一种学习对另一种学习的影响,有积极的作用,也有消极的作用。积极作用促进学生知识的迁移。消极作用则干扰学生学习新知识。7.68-2.75+1.25 =7.68-4

水文水力计算-第四章习题

第四章习题 【思考题】 1、选择题 水文现象是一种自然现象,它具有[ ]。 a、不可能性; b、偶然性; c、必然性; d、既具有必然性,也具有偶然性。 水文统计的任务是研究和分析水文随机现象的[ ]。 a、必然变化特性; b、自然变化特性; c、统计变化特性; d、可能变化特性。 2、是非题 由随机现象的一部分试验资料去研究总体现象的数字特征和规律的学科称为概率论?() 偶然现象是指事物在发展、变化中可能出现也可能不出现的现象?() 3、简答题 什么是偶然现象?有何特点? 何谓水文统计?它在工程水文中一般解决什么问题?

1、选择题 一棵骰子投掷一次,出现4点或5点的概率为[ ]。 a、; b、; c、; d、 一棵骰子投掷8次,2点出现3次,其概率为[ ]。 a、; b、; c、; d、 2、是非题 在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件?()随机事件的概率介于0与1之间?() 3、简答题 概率和频率有什么区别和联系? 两个事件之间存在什么关系?相应出现的概率为多少?

1、选择题 一阶原点矩就是[ ]。 a、算术平均数; b、均方差 c、变差系数; d、偏态系数 偏态系数Cs﹥0,说明随机变量x[ ]。 a、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会多; b、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会少; c、出现大于均值的机会和出现小于均值的机会相等; d、出现小于均值的机会为0。 水文现象中,大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小,其频率密度曲线为[ ]。 a、负偏; b、对称; c、正偏; d、双曲函数曲线。 2、是非题 x、y两个系列的均值相同,它们的均方差分别为σx、σy,已知σx>σy,说明x系列较y系列的离散程度大。 【答案】 统计参数Cs是表示系列离散程度的一个物理量。 【答案】 3、简答题 分布函数与密度函数有什么区别和联系? 不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系? 什么叫总体?什么叫样本?为什么能用样本的频率分布推估总体的概率分布? 统计参数、σ、Cv、Cs的含义如何? 4、已知两个系列,A系列:σ=300mm,均值=200mm;B系列:σ=600m3/s,均值=700 m3/s,比较A、B哪个系列的离散程度较大。

桥涵水文复习题解读

《桥涵水文》复习题 一、单选题 1.一条垂线上测三点流速计算垂线平均流速时,从河底开始,无需施测流速的位 置为(____)。 A、0.2h B、0.4h C、0.6h D、0.8h 2.一条垂线上测五点流速计算垂线平均流速时,从河底开始,无需施测流速的位 置为(____)。 A、0.2h B、0.4h C、0.6h D、0.8h 3.全国水位统一采用的基准面是(____)。 A、大沽基面 B、吴淞基面 C、珠江基面 D、黄海基面 4.历史洪水的洪峰流量是由(____)得到的。 A、在调查断面进行测量 B、向群众调查 C、查当地洪峰流量的频率曲线 D、由调查的历史洪水的洪峰水位查水位流量关系曲线 5.水文测验中断面流量的确定,关键是(____)。 A、施测过水断面 B、测流期间水位的观测 C、计算垂线平均流速 D、测点流速的施测 6.当洪水痕迹高程确定以后,可根据水文断面的面积、水力半径、糙率、洪水比 降推算出相应于此洪水位的洪峰流量,此方法为(____)。 A、水位流量关系法 B、临时曲线法 C、连时序法 D、形态断面法 7.设计洪水是指(____)。 A、符合设计标准要求的洪水 B、设计断面的最大洪水 C、任一频率的洪水 D、历史最大洪水 8.某一历史洪水从发生年份以来为最大,则该特大洪水的重现期为(____)。 A、N=设计年份-发生年份 B、N=发生年份-设计年份+1 C、N=设计年份-发生年份+1 D、N=设计年份-发生年份-1 9.确定历史洪水位重现期的方法是(____)。 A、根据适线确定 B、按暴雨资料确定 C、按国家规范确定 D、由历史洪水位调查考证确定

第4章习题_水文统计汇总

第四章水文统计 本章学习的内容和意义:本章应用数理统计的方法寻求水文现象的统计规律,在水文学中常被称为水文统计,包括频率计算和相关分析。频率计算是研究和分析水文随机现象的统计变化特性,并以此为基础对水文现象未来可能的长期变化作出在概率意义下的定量预估,以满足水利水电工程规划、设计、施工和运行管理的需要。相关分析又叫回归分析,在水利水电工程规划设计中常用于展延样本系列以提高样本的代表性,同时,也广泛应用于水文预报。 本章习题内容主要涉及:概率、频率计算,概率加法,概率乘法;随机变量及其统计参数的计算;理论频率曲线(正态分布,皮尔逊III型分布等)、经验频率曲线的确定;频率曲线参数的初估方法(矩法,权函数法,三点法等);水文频率计算的适线法;相关系数、回归系数、复相关系数、均方误的计算;两变量直线相关(直线回归)、曲线相关的分析方法;复相关(多元回归)分析法。 一、概念题 (一)填空题 1、必然现象是指____________________________________________。 2、偶然现象是指。 3、概率是指。 4、频率是指。 5、两个互斥事件A、B出现的概率P(A+B)等于。 6、两个独立事件A、B共同出现的概率P(AB)等于。 7、对于一个统计系列,当C s= 0时称为;当C s﹥0时称为;当C s ﹤0时称为。 8、分布函数F(X)代表随机变量X 某一取值x的概率。 9、x、y两个系列,它们的变差系数分别为C V x、C V y,已知C V x>C V y ,说明x系列较y系列的离散程 度。 10、正态频率曲线中包含的两个统计参数分别是,。 11、离均系数Φ的均值为,标准差为。 12、皮尔逊III型频率曲线中包含的三个统计参数分别是,,。 13、计算经验频率的数学期望公式为。 14、供水保证率为90%,其重现期为年。

桥涵水文简答题集合

1.平原河流按平面形态及演变过程可分为哪些类型? 顺直微弯型-中水河槽顺直,边滩交错分布; 弯曲型-中水河槽弯曲,凹岸冲刷,凸岸淤积; 分汊型-中水河槽分汊,汊道交替消长; 散乱型-中水河槽宽浅,沙滩密布,河床变化急剧,主流摆动频繁。 2.河川水文现象的分析研究方法有哪些基本类型? 成因分析法-通过水文现象的物理成因以及同其它自然现象有关的因素之间的关系,分析水文现象的规律; 地区归纳法-结合地区特点,利用实测水文资料进行综合归纳; 数理统计法(水文统计法)对实测水文资料进行数理统计分析,寻求其统计规律。 3.什么是河床演变?影响河床演变的主要自然因素有哪些? 在天然状况或人类活动干扰下,河床形态的不断变化,称为河床演变。它是水流与河床长期相互作用的结果,并通过泥沙运动来实现。 影响河床演变的主要自然因素有三方面:(1)上游来水条件,即流量的大小和变化;(2)上游来沙条件,即上游来沙量及其粒径组成;(3)河床地质、土质条件、河床比降为河床演变提供了边界条件 4.桥面标高的确定应考虑哪些因素? 桥面标高的确定应考虑:泄流、通航的要求及桥前雍水、波浪高度、水拱、河湾凹岸水面超高及河床淤积等因素的影响。 1)不通航河流:按设计水位计算桥面最低高程H MIN=H S+∑△h+△h j+△h0 2)通航河流:设计最高通航水位,通航净空高度,桥面设计高程不低于上述条 件 必须满足桥下通过设计洪水、流冰、流木和通航要求,并应考虑壅水、波浪、河湾凹岸水面超高各种因素引起桥下水位升高及河床淤积的影响. 5.影响河川径流的主要因素有哪些? 气候因素-降水、蒸发,下垫面因素-流域的自然地理因素,人类活动等 6.如何选择河流的形态断面? 形态断面应选在近似于均匀流的河段上,一般要求河道顺直、水流通畅、河床 稳定、河滩较小、河滩与河槽的洪水流向一致,无河湾、河汊、沙洲等情况。7、水文经验累积曲线绘制步骤 1、将实测水文样本系列按大小递减顺序重新排列 2、统计各实测值XI的频数及累积频率数= 3、按数学期望公式计算各实测值的累积频率 4、经验频率聚集点绘于平面坐标系中,通过这些点群的分布中心绘制一条光滑曲线,即得实测水文样本系列的经验累积频率曲线。 5、若实测系列样本容量N>100,也可根据工程设计要求选取设计频率P作横坐标值,在上述经验累积频率曲线上查得对应纵坐标,得设计值.

水文频率分析计算软件的开发和应用

水文频率分析计算软件的开发和应用 (江苏省水文水资源勘测局无锡分局盛龙寿) 水文频率计算用于确定设计洪水值或设计暴雨量、设计水资源量等,对于确保水利工程的安全,提高防汛抗旱决策指挥的科学性,提高水资源保护和管理的科学性具有重要作用。目前,我省水利系统进行频率计算已经使用计算机,但与之配套的计算软件仍有许多缺陷,主要为:原始数据文件的加工复杂困难而容易出错、计算过程步骤多,输出图表没有站名、计算项目等内容,在运用时还需人工处理等。为此,开发研制一个简单实用的水文频率计算软件是十分必要的。 一、软件组成 本软件由主程序、参数配置文件、原始数据文件三部分组成,主程序Npl.exe运用Vb6.0编制。参数文件为Excel文件,以“*.csv”为后缀。参数文件Plgz.csv,用于确定频率格纸输出格式;参数文件Cspo.csv设置Γ分布离均系数Φ值表。原始数据文件为文本文件,以站码命名,以“*.txt”为文件名后缀,内容为站名、项目名称、数据单位和资料系列。 二、主程序各模块的功能 主程序由选择初始化站点、适线、保存成果、打印图形和退出五模块组成。 1、选择初始化站点模块。用于选择需要计算的站点,计算出各种统计参数,并在计算机绘出偏差系数/离差系数(Cs/Cv)为2.0时的频率曲线(虚线)。

2、适线模块。当频率曲线偏离点群中心时,适当调整Cs/Cv比值,即调整曲线的曲度,以达到最好效果。 3、保存成果模块。保存经目估适线后重新计算出的各种成果,主要内容有统计次数、最大值、最小值、平均值、Cv值、Cs值、最大重现期及各种频率设计值,成果文件为Excel文件,以站名(站码)+.csv命名,如“无锡市(10000).csv”、“宜兴(10300).csv”等。下面是无锡地区1956~2000年资料系列面雨量的频率计算成果表。 4、打印图形模块。在打印机上直接打印出频率曲线图,仍以无锡地区1956~2000年资料系列面雨量的频率计算为例,效果如下图。 5、退出。退出计算,以节约计算机内存。如不选择此项而直接

桥涵水文分析计算

桥涵水文分析与计算 一、概述 桥涵水文分析与计算,包括河流水文资料的调查搜集整理与计算,推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量,拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素,包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。 水文计算从大的方面来分:有水文(雨量)观测资料和无水文观测资料的水文计算。 从各河段特殊情况的不同又可分为,有水库的水文计算,倒灌河流的水文计算,平原或者山丘区的水文计算,还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。不同情况的河流我们要有针对性的调查,搜集有关资料调查搜集资料很辛苦,跑路多收效有时还很小,但工作必需要做,要有耐心。 需要调查搜集的资料综合起来有:水系图,县志和水利志、地形图、形态断面、水文站(气象站)资料水库资料,倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量,原有桥涵的调查等,通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。 另外还要进行地质地貌调查,有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关,有的与设计流量无关,但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等,一般野外采用看挖钻的方法,下面介绍一下土壤分类的一般常识,分为三类: 1.粘性土:塑性指数>1 I p I≤7;亚砂土或轻亚粘土13.5;l I<0.5为硬塑标贯>-3.5;0≤l I<1为软塑标贯0.5≤<-7;l I≥1 为极软标贯<2;l淤泥是极软状态的粘性土,其含水量接近或大于液限,对于孔隙比大于1的轻 亚粘土或1 的粘土均称淤泥。亚粘土和孔隙比大于1.51 ≤2.砂性土:塑性指数I p;25~50% 砾砂:粒径>20mm的颗粒干燥时重量占全部重量;>0.5mm的颗粒干燥时重量占全部重量超过50% 粗砂:粒 径;>0.25mm的颗粒干燥时重量占全部重量超过50% 中砂:粒径;>0.1mm 的颗粒干燥时重量占全部重量超过75% 细砂:粒径;的颗粒干燥时重量占全部重量少于75% 粉土:粒径>0.1mm: 碎石卵石类土3. ;的颗粒干燥时的重量占全部重量超过50%碎石、卵石粒径大于20mm ;的颗粒干燥时的重量占全部重量超过50%角砾、园砾粒径大于2mm 洪水流量的计算二 小流域山丘区设计洪水流量的计算:首先要找水文分区图(一)1. 推理公式:1.1 S3 p;/s)μ)F =0.278( (m-Q p n? );(mm/小时S—设计频率暴雨雨力p );(小时—汇流时间τn—暴雨递减

06286桥涵水文

06286桥涵水文D

桥涵水文 一、名词解释 1.输沙率:单位时间内通过过水断面的泥沙的重量.P220 2.重现期:等量或超量值随机变量在多年观测中平均多少年或多少次可能出现的时距.P228 3.桥孔净长;桥长扣除全部桥墩厚度后的长度.P278 4.相关系数:令r的平方=a与a的乘积 P253. 5.河川径流:地面径流和地下径流汇入河槽并沿河槽流动的水流.P210 6.径流系数:径流深度与降水量之比或净与量与毛雨量之比.P213 7.含沙量:单位体积浑水中所含泥沙的重量.P220 8闭合流域:当地面分水线与地下分水线相重合,流域内的地面径流及地下径流都将通过集流断面.P209 9.水拱现象:河中涨水或在峡谷山口下游河段急泻而下的洪水,可出现两岸低,中间高 的凸形水面.P287 10.一般冲刷深度:一般冲刷停止时的桥下 最大铅垂水深.P297 11.降水强度:单位时间内的降水量.P211 12.非闭合流域:P209 13.累计频率:等量或超量值随机变量频率 的累计值.P228 14.设计洪水:按规定频率标准的洪水.P259 15.桥下河槽最低冲刷线:桥梁墩台处桥下 河床自然演变等因素冲刷深度,一般冲刷深度及局部冲刷深度三者全部完成后的最大水深线.P306 16.流域:河流断面以上的集水区域,称为该断面以上河段的流域或汇水区.P208 17.副流:水流中由于纵横比降及边界条件 的影响,其内部形成一种规模较大的旋转水流.P222 18PMP: 19.水力粗度:泥沙颗粒在静止清水中的均 匀下沉速度.P219 二、选择题 1.下面哪个不是水文现象的特点(B )P204 A.随机性B.确定性C.周期性D.地区性 2.水文现象的发生、发展,都具有偶然性,其变化(C)P204-205A.杂乱无章B.具有完全的确 定性规律C.具有统计规律 D.没有任何规律 3.流域面积是指河流某断面以上 (D)P208 A.地面分水线和地下分水线包围的面积 之和 B.地下分水线包围的水平投影面积 C.地面分水线所包围的面积 D.地面分水线所包围的水平投影面积 4.某河段上、下断面的河底高程分别为 725m和425m,河段长120km,则该河段 的河道纵比降为(D)P207 A.0.25B.2.5C.2.5%D.2.5‰ 5.河网汇流速度与坡面汇流速度相比,一 般(D) A.前者较大B.前者较小 C.二者相等D.无法肯定 6.水量平衡方程式P-R-E=△S(其中 P、R、E、△S分别为某一时段的流域降水 量、径流量、蒸发量和蓄水变量),适用 于(D) A.非闭合流域任意时段情况 B.非闭合流域多年平均情况 C.闭合流域任意时段情况 D.闭合流域多年平均情况 7.水位观测的精度一般准确到(D) A.1m B.0.1m C.0.01m D.0.001m 8.用来表示输沙特征的常用指标是(A) A.输沙率、含沙量B.流量、输沙率 C.含沙量、流量D.输沙率、输沙量 9.频率为5%的洪水,其重现期为(C)P230 A.5年一遇B.95年一遇 C.20年一遇D.200年一遇 10.甲乙两河,通过实测年径流量资料的 分析计算,获得各自的年径流均值和离均 系数C V甲,C V乙如下: C v乙=0.25,二者比较 可知(D) A.甲河水资源丰富,径流量年际变化大 B.甲河水资源丰富,径流量年际变化小 C.乙河水资源丰富,径流量年际变化大 D.乙河水资源丰富,径流量年际变化小 11.流域中大量毁林开荒后,流域的洪水 流量一般比毁林开荒前(A) A.增大B.减少 C.不变D.减少或不变 12.相关分析在水文分析计算中主要用于 (B)P251 A.计算相关系数B.插补、延长水文系 列C.推求频率曲线D.推求设计值 13.偏态系数Cs﹥0,说明随机变量x(B) P237-238 A.出现大于均值x的机会比出现小于均值 x的机会多B.出现大于均值x的 机会比出现小于均值x的机会少 C.出现大于均值x的机会和出现小于均值 x的机会相等D.出现小于均值x 的机会为0 14.在水文频率计算中,我国一般选配皮 尔逊III型曲线,这是因为(B)P236 A.已从理论上证明它符合水文统计规律 B.已制成该线型的Φ值表供查用,使用方 便 C.已制成该线型的kp值表供查用,使用 方便 D.经验表明该线型能与我国 大多数地区水文变量的频率分布配合良好 15.用配线法进行频率计算时,判断配线 是否良好所遵循的原则是(C) A.抽样误差最小的原则 B.统计参数误差最小的原则 C.理论频率曲线与经验频率点据配合最好 的原则 D.设计值偏于安全的原则 16.频率计算适线时,减小Cv值,频率曲 线将(B) A.顺时针转动B.逆时针转动 C.平行上移D.平行下移 17.地区经验公式法计算设计洪水,一般 (A) A.仅推求设计洪峰流量B.仅推求 设计洪量C.推求设计洪峰和设计洪量 D.仅推求设计洪水过程线 18.洪水频率计算中,特大洪水处理的内 容主要是(A) A.插补展延洪水资料 B.代表性分析 C.经验频率和重现期计算 D.选择设计标 准 19.由于假定局部冲刷是在一般冲刷完成 后进行的,因此通常取桥墩上游不远处, 一般冲刷终止后的未受绕流影响的墩前天 然流速称为(A) A.冲止流速 B.起动流速 C.行近流速 D.均衡流速 20.设计洪水是指(A)P259 A.符合设计标准要求的洪水B.设 计断面的最大洪水C.任一频率的洪水 D.历史最大洪水 21.水文现象是一种自然现象,它具有(B)

桥涵水文复习题

桥涵水文 一、填空题 1、水力学研究方法有三类,分别是理论分析法、实验法、数值计算法。 2、静水压强的特性包括:垂直指向作用面,同一点处,静水压力各向等值。 3、静水压力的计算方法有两种:解析法和图解法。 4、非均匀流中,又可有渐变流和急变流。 5、文丘里管由渐缩管、喉管、渐扩管三部分组成。 6、水力学的三个定律有连续方程、能量方程、动量方程。 7、水流阻力分两类,一类是沿程阻力,一类是局部阻力。 8、有压管路按管路布设与其组成情况可分为简单管路和复杂管路。 9、有压管路按水力计算方法可分为短管和长管两类。 10、水跃表面旋滚前后断面分别时跃前端面和跃后断面。 11、按下游水位对泻流能力的影响程度,堰的泻流情况可分为两类:自由出流和淹没出流。 12、水文现象的共同特点如下:随机性、周期性、地区性。 13、从横断面上来看,河道又可分为主槽、边滩、河滩。 14、河段按地形特点分为山区河段和平原河段。 15、河川径流的形成过程可分为降水、流域蓄流、坡面漫流、河槽急流。 16、河川径流的主要影响因素为降水、蒸发、下垫面。 17、按泥沙在河槽内的运动情况,可分为悬移质、推移质和床沙三类。 18、河床演变有两种类型:纵向变形和横向变形。 19、常用的频率分析法有试错法、三点适线法、矩法。 20、按几何特性分,相关关系有两类:直线相关、曲线相关。 21、按相关变量多少,相关关系可分为:简单相关和复相关。 22、多孔跨径大于30m小于100m的、单孔跨径大于等于20m小于40m的桥梁成为中桥。 23、多孔跨径大于等于8m小于等于30m的、单孔跨径大于等于5m小于20m的桥梁成为小桥。 24、桥面标高其计算公式可分为两类:非通航河流和通航河流。 25、涵洞洞口类型有端墙式、八字墙式和跌水井式。 26、涵洞组成的主体有洞口、洞身两大部分。 27、小桥由上部结构、下部结构、附属工程组成。 28、静水压力有两种,其一是压强,另一是总压力。 29、水动力学研究的主要问题是流速和压强在流场中分布。 30、直到1883年英国科学家雷诺所做的试验研究,才科学的阐明了水头损失的机理。 31、以梯形渠道为例,水力计算主要有三种基本问题:验算渠道的泻水能力;决定渠道底坡;决定渠道过水断面尺寸。 32、消除或缩短泄水建筑物下游急流段的工程措施,简称消能。 33、水面高程,称为水位,它是确定桥高、桥长的必备资料。 34、应用数理统计方法来分析水文现象变化规律的这类方法称为水文统计法。

桥涵水文分析计算

桥涵水文分析与计算 一、概述 桥涵水文分析与计算,包括河流水文资料的调查搜集整理与计算,推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量,拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素,包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。 水文计算从大的方面来分:有水文(雨量)观测资料和无水文观测资料的水文计算。 从各河段特殊情况的不同又可分为,有水库的水文计算,倒灌河流的水文计算,平原或者山丘区的水文计算,还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。不同情况的河流我们要有针对性的调查,搜集有关资料调查搜集资料很辛苦,跑路多收效有时还很小,但工作必需要做,要有耐心。 需要调查搜集的资料综合起来有:水系图,县志和水利志、地形图、形态断面、水文站(气象站)资料水库资料,倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量,原有桥涵的调查等,通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。 另外还要进行地质地貌调查,有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关,有的与设计流量无关,但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等,一般野外采用看挖钻的方法,下面介绍一下土壤分类的一般常识,分为三类: 1.粘性土:塑性指数p I >1 亚砂土或轻亚粘土1

3.5; 0≤l I <0.5为硬塑 标贯>-3.5; 0.5≤l I <1为软塑 标贯<-7; l I ≥1 为极软 标贯<2; 淤泥是极软状态的粘性土,其含水量接近或大于液限,对于孔隙比大于1的轻亚粘土或

Excel用于水文频率计算

第二讲 Excel 用于水文频率计算 一、 随机变量的统计参数 1. 算术平均值 设某一随机变量的样本系列为x 1,x 2,…,x n ,把它们的总和除以项数n 即得算 术平均数,简称均值,计算公式如下: ∑==+++=n i i n x n n x x x 1 3211x x 2. 均方差σ与变差系数C v 此二参数用来反映随机变量分布得离散程度。 ()11K 12--∑=n C n i i v = 3. 偏态系数C s 此参数衡量随机变量的分布在均值两边是否对称以及不对称(偏态)程度的参数: () ()31331v n i i s C n K C --=∑= 日常工作中,经常要对一些样本系列进行排频并绘制PⅢ频率曲线,现有的程序在适用性和经济上都不尽如人意,而常用的EXCEL 函数功能强大,经过一些简单设置,完全可以胜任此项工作。 绘制PⅢ频率曲线的步骤:首先用矩法、权函数法等求出样本系列总体的三个统计参数 、Cv 、Cs ,然后求出与不同P 对应的各个xp 值,并作为一个系列,最后用XY 散点图在EXCEL 图表中绘出。本文对以上过程中的一般方法不再赘述,仅就绘制图形作一简介。 频率格纸的制作PⅢ频率曲线是绘制在频率格纸上的,其X 轴上的刻度为对数刻度,绘有纵向网格线,而EXCEL 缺省的图表都不具备以上功能,必须要进行一些设置。 1.1 X 轴对数刻度向线性刻度的转换 我们在绘制PⅢ频率曲线的同时,也要将同一系列的经验频率数据点绘出,以检验数据点的拟合情况。虽然一些水文书中给出了频率格纸横坐标分格表,但此表不可能准确地给出对应于经验频率数据点的横坐标。下面以图1为例,说明用NORMSINV 函数求线性横坐标的方法。

水文频率计算

《水文频率计算》 根据某水文现象的统计特性,利用现有水文资料,分析水文变量设计值与出现频率(或重现期)之间的定量关系的工作过程称为水文频率计算。 自然界的现象按发生情况可分成:必然事件,即在一定条件下必然会发生的事情,如降雨以后就要涨水是必然发生的;不可能事件,即在各条件实现之下永远不会发生的事情,如只在重力作用下的水由低处向高处流是不可能的;随机事件(也称偶然事件),即在一定条件下可能发生也可能不发生的事件,如每条河流每年出现一个流量的年最大值是必然的,但这个最大值可能是这个值也可能是那个值,它在数量上的出现是一种随机事件。频率计算中是以1来表示必然事件出现的可能性(即百分之百出现),以0表示不可能事件出现的可能性,随机事件出现的可能性介于0与1之间。 水文要素。如降雨、流量等在量的出现方面都有随机性的特点,水文变量如年雨量、年最大洪峰流量、枯季最小流量等都属于随机事件,均可用频率分析方法来分析计算。水文频率分析主要包括:利用现有水文资料组成样本系列,选择合适的频率曲线线型和估计它的统计参数,根据所绘制的频率曲线推求相应于各种频率(或重现期)的水文设计值。 样本系列。无限个成因相同、相互独立的同类水文变量的集合称为该水文变量的总体。这个总体是未知的,现有水文资料只是过去发生过的和今后可能发生的整个总体中的一个样本。把现有水文资料

的水文变量按大小次序排列组成一个系列,称为样本系列,其中所含水文变量的项数(系列长度)叫做样本容量。系列愈长,样本容量愈大。水文频率分析就是通过样本系列的统计特征来估计其总体的统计特征,如各种统计参数、某水文变量的频率等。因此,样本系列是水文频率分析的基础。用样本系列去推估容量很大或无限的总体的情况,会产生因抽样而引起的误差,这就是抽样误差。水文统计分析中所估计出的各种数值(如频率、分析中的各个参数、相关系数等)都有抽样误差。样本的容量越大误差越小,否则误差越大。抽样误差分析方法有两种:①解析法。用统计原理推求出抽样误差的公式,按公式求得抽样误差值。例如,均值的均方(抽样)误差值为,其中Cv为所研究变量系列的离差系数,n为系列的长度或样本容量。②统计试验法。即生成很长的资料系列,来研究样本容量一定时统计分析中各种数值的抽样误差。 经验频率。样本系列中某水文变量x大于或等于一定数值xm(即x≥xm)的可能性大小即为频率,一般用符号pm{x≥xm}来表示,其值在0与1之间。例如,某河段年最大洪峰流量系列中,出现流量Q≥1000米3/秒的可能性为百分之一,则称Q≥1000米3/秒的频率等于1%。设系列共有n项,其中第m项xm的频率Pm常用下列公式来计算:
水文频率分析中,称上式为经验频率公式,而Pm亦称为系列中第m 项的经验频率。经验频率在绘制频率曲线的适线法中应用。 重现期。指某水文变量的取值(x≥xm)在很长时期内平均多少

用Excel绘制水文计算海森机率格纸(上)

Excel 绘制水文计算海森机率格纸的方法 摘要:在水文频率计算适线法中常用到海森机率格纸一种特殊的坐标系统,用Excel 软件常规的图表绘制方法无法制作,本文介绍了利用Excel 软件丰富的内置函数和强大的图表功能绘制海森机率格纸的方法。该方法操作简单、计算快捷、出图美观,在水文频率计算中有较高的实用价值。 关键词:机率格纸;Excel 软件;图表;水文频率 水文频率计算中采用的海森机率格纸是一种特殊的坐标系统,其纵坐标为均匀分格的常规数学坐标,横坐标与频率值(下侧概率)的标准正态分布分位数有关。由于标准正态分布分位数在P =50%处为零,而海森机率格纸在P =0.01%时的横坐标值为零,因此海森机率格纸横坐标值计算公式可表示为: P P U U L +-=%01.0 (1) 式(1)中,L P 为海森机率格纸中频率P 对应的横坐标值;U P 为频率P 对应的标准正态分布分位数;U 0.01%为频率P =0.01%对应的标准正态分布分位数。 标准正态分布分位数可以用Excel 软件中的内置函数NORMSINV (P )直接计算,结果的 精度可达到±3×10-7。函数NORMSINV 为返回累积标准正态分布对应的自变量,该函数的详 细说明和用法可参考Excel 软件的帮助。 一、海森机率格纸纵向网格线的绘制 海森机率格纸的横向网格线为均匀分布,可直接由Excel 软件的图表功能自动生成,而纵向网格线不能直接由Excel 软件的图表功能自动生成,因为海森机率格纸要求的纵向网格线是不均匀的。纵向网格线的绘制可以通过向图表中添加一个系列的XY 散点图来完成,下面以某站流量频率计算用海森机率格纸的绘制为例进行介绍,具体方法如下: 1、设置纵坐标的最大值与最小值(如图1所示) 新建Excel 工作簿,将工作表“Sheet3”重命名为“流量机率格纸数据点”。在本工作表D2单元格中输入“1800”,设置纵坐标最大值为1800,在D3单元格中输入“0”,设置纵坐标最小值为0。 注意:针对不同的研究对象,应选择合适的纵坐标最大值。 图 1 2、计算海森机率格纸中频率P 对应的横坐标值L P (如图1所示) (1)在“流量机率格纸数据点”工作表A6、A7单元格中分别输入“0.01”,在A8、A9

桥涵水文分析与计算

桥涵水文分析与计算 (技术讲座稿) 一、概述 桥涵水文分析与计算,包括河流水文资料的调查搜集整理与计算,推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量,拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素,包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。 水文计算从大的方面来分:有水文(雨量)观测资料和无水文观测资料的水文计算。 从各河段特殊情况的不同又可分为,有水库的水文计算,倒灌河流的水文计算,平原或者山丘区的水文计算,还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。不同情况的河流我们要有针对性的调查,搜集有关资料调查搜集资料很辛苦,跑路多收效有时还很小,但工作必需要做,要有耐心。 需要调查搜集的资料综合起来有:水系图,县志和水利志、地形图、形态断面、水文站(气象站)资料水库资料,倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量,原有桥涵的调查等,通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。 另外还要进行地质地貌调查,有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关,有的与设计流量无关,但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等,一般野外采用看挖钻的方法,下面介绍一下土壤分类的一般常识,分为三类: 1.粘性土:塑性指数 I>1 p I≤7; 亚砂土或轻亚粘土1< p

亚粘土 73.5; 0≤l I <0.5为硬塑 标贯>-3.5; 0.5≤l I <1为软塑 标贯<-7; l I ≥1 为极软 标贯<2; 淤泥是极软状态的粘性土,其含水量接近或大于液限,对于孔隙比大于1的轻亚粘土或亚粘土和孔隙比大于1.5的粘土均称淤泥。 2.砂性土:塑性指数p I ≤1 砾砂:粒径>20mm 的颗粒干燥时重量占全部重量25~50%; 粗砂:粒径>0.5mm 的颗粒干燥时重量占全部重量超过50%; 中砂:粒径>0.25mm 的颗粒干燥时重量占全部重量超过50%; 细砂:粒径>0.1mm 的颗粒干燥时重量占全部重量超过75%; 粉土:粒径>0.1mm 的颗粒干燥时重量占全部重量少于75%; 3.碎石卵石类土: 碎石、卵石粒径大于20mm 的颗粒干燥时的重量占全部重量超过50%; 角砾、园砾粒径大于2mm 的颗粒干燥时的重量占全部重量超过50%; 二 洪水流量的计算 (一)1.小流域山丘区设计洪水流量的计算:首先要找水文分区图

华侨大学桥涵水文习题集2016级

1、一般的河流,从河源到河口,可按河段的不同特性分为、、三个部分。(上游, 中游,下游) 2、河川径流是指受重力作用沿河床流动的水流。 3、一般天然河流从到的距离,称为河流长度。河源,河口 4、流域的特征一般可分为和两类。几何特征,自然地理特征 5、山区河流的河谷断面一般呈(不完全的)或形。V, U 6、计算流量所依据的河流横断面,称为断面。形态(或水文) 7、洪水比降是指。河流中出现洪峰时的水面比降 8、水文测验的主要内容有、、、、及降雨、蒸发、泥沙、地下水位等要素。水位,流速,流向,流量,比降 9、从径流形成过程来看,影响径流变化的主要因素可分为气候因素、下垫面因素两类。 10、水文资料的来源主要有水文观测站资料、洪水调查资料、文献考证资料 三方面。 11、河流的基本特征一般用河流断面、河流长度、河流比降来表示。 12、我国河流流量的主要补给类型有雪源类、雨源类、雨雪源类。 13、径流形成过程一般可分为降雨、流域蓄渗和坡面漫流、河槽集流四个阶段。 14、地面径流、河川径流:降落到地面上的水,在重力作用下沿着一定的方向和路径流动,这种水流称为地面径流。受重力作用沿河床流动的水流,称为河川径流。 15、水文测验:河流水情的变化由河流水文要素的观测资料反映,对各项水文要素的观测,称为水文测验 16、水文统计法:利用流量、降雨量、潮水位、波浪高度等实测水文资料(实际数量)作为随机变量,通过统计分析,推求水文现象(随机事件)的客观规律性(统计规律)的方法,称为水文统计法 17、流域:降落到地面上的水,被各种地形分隔而汇入不同的河流,这些汇集水流的区域,称为某河流的流域(汇水区) 18、分水线:分隔水流的高地、山岭的山脊线,就是相邻流域的分界线,称为分水线 19、设计洪水流量:采用规定的某一洪水设计频率,推算设计洪水频率相应洪水 的洪峰流量,称为设计洪水流量 20、流域:一条河流两侧汇集水流的区域称为该河流的流域。 21、弯曲系数:河道全长与河源到河口的直线长度之比。

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