水力学与桥涵水文A课程设计.docx

《水力学与桥涵水文A》
课程设计说明书

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2017年04月30日

流量、断面平均流速计算

（1）断面计算：水深=水位-河底高程
平均水深:两根垂线间水深的算数平均
垂线间距=前一根垂线起点距-后一个起点距
垂线间面积：两岸近似为三角形，中间近似为梯形，用平均水深乘垂线间距
部分面积=测速垂线间的垂线面积之和

（2）流速计算：部分平均流速=两测垂线间流速的算术平均，两岸根据坡度折算，取系数为0.6

（3）流量计算：部分流量=部分面积乘以部分平均流速
断面平均流速=断面总流量除以断面面积水面宽=右水边起点距-左水边起点距

2、相关分析：已知某流域154~1965年的年径流量及年降雨量，年径流量与年降雨量在成因上具有联系。试用解析法推求相关直线。

计算两系列中对应的均值：x=xin=1310(mm),y=yin=787(mm)
计算(xi-x)^2,(yi-y)^2,(xi-x)(yi-y)等值，如表格所示，再计算相关系数及其机误4Er
r=(xi-x)(yi-y)(xi-x)2(yi-y)2=0.954Er=2.698×1-r2n=0.076
相关系数非常大，非常接近1，而且r大于4Er，表明两系列之间存在直线相关，相关程度密切。
因此可用直线相关进行流量的插补和延长。计算直线的斜率：
b=(xi-x)(yi-y)(xi-x)2=979491934913=1.05
即可得到y倚x的回归直线方程式为：y-787=1.05×（x-1310）

根据上式即可插补和延长降雨量的资料。

3、某站有24年实测径流资料，试绘制其经验频率曲线，并用求矩适线法推求年径流量频率曲线的三个统计参数。

计算经验频率，绘制经验频率曲线。
将年径流深按递减序列排序，无特大值按连续系列处理，用威伯尔公式计算经验频率。按表中经验频率和径流量的对应值在海森几率格纸上绘出经验频率曲线。
为理论频率曲线初选三参数
首先计算均值：Q=Qin=666.4（mm）
然后计算：Cv=Ki2-1n-1=0.26
最后假定Cs=1.5Cv=0.52，此时的Q，Cs，Cv即为理论频率曲线的初选三参数
求矩适线法选定三参数采用值
在适线过程中，为了便于和经验频率曲线相比较，在资料实测范围内，根据所求频率P，选若干个频率点列出适线对比表。由初选参数计算的Q值上凹，因此增大Cs值
第二次假定，仍然可见理论频率曲线不够下凹，继续增大Cs值。
第三次假定，曲线下凹严重，适当减小Cs值
第四次适线后两曲线符合较好，选定参数采用值为：
y=666.4,Cv=0.26,Cs=0.69

4、已知某坝址断面有30年的洪峰流量实测值，如下表所示，根据历史调查得知1890年和1912年曾发生过特大洪水，推算得洪峰流量分别为8000m3/s和6700m3/s，实测期内也发生过一次特大洪水，流量为7360m3/s，试用求矩适线法推求该坝址断面200年一遇洪峰流量。
分析可知，以上资料属于共有三个特大值得不连续系列，即a=5;实测期为30年，即n=30;实测期内有一个最大值，即l=1;特大洪水最早出现在1890年，实测期最后的年份是1990年，查考期N=101。
按照不连续系列的频率曲线统计参数的计算公式计算各流量经验频率，过程见表。

最大值流量总和Qj=22060（m^3/s），插补的流量总和Qi=(98/29)*52550=177582.76(m^3/s)
平均值Q=1NQi+N-an-lQi=110122060+101-330-1×52550=1977(m^3/s)
Cv=1N-1(Qj-Q)2+N-an-l(Qi-Q)2/Q=119771101-1(Qj-1977)2+101-330-1(Qi-1977)2
=0.63
假定Q=1977，Cv=0.63,Cs=1.5Cv为初选三参数。再用求矩适线法选定三参数采用值。

经过三次适线后发现当统计参数Cv=0.8,Cs=2.8,Q=1977时理论曲线与经验曲线点群整体部分配合较好。按照公式Qp=KpQ推求两百年一遇的洪水：
Q（0.5%）=（4.84×0.8+1）×1977=9632m^3/s